Published May 7, 2024 | Version v1
Publication Open

Population structure and spatial distribution of Mycobacterium tuberculosis in Ethiopia

Creators

  • 1. Ethiopian Public Health Institute
  • 2. Addis Ababa University

Description

Abstract Ethiopia is one of the countries with a high tuberculosis (TB) burden, yet little is known about the spatial distribution of Mycobacterium tuberculosis (Mtb) lineages. This study identifies the spoligotyping of 1735 archived Mtb isolates from the National Drug Resistance Survey, collected between November 2011 and June 2013, to investigate Mtb population structure and spatial distribution. Spoligotype International Types (SITs) and lineages were retrieved from online databases. The distribution of lineages was evaluated using Fisher's exact test and logistic regression models. The Global Moran's Index and Getis-Ord Gi statistic were utilized to identify hotspot areas. Our results showed that spoligotypes could be interpreted and led to 4 lineages and 283 spoligotype patterns in 91% of the isolates, including 4% of those with multidrug/rifampicin resistance (MDR/RR) TB. The identified Mtb lineages were lineage 1 (1.8%), lineage 3 (25.9%), lineage 4 (70.6%) and lineage 7 (1.6%). The proportion of lineages 3 and 4 varied by regions, with lineage 3 being significantly greater than lineage 4 in reports from Gambella (AOR = 4.37, P < 0.001) and Tigray (AOR = 3.44, P = 0.001) and lineage 4 being significantly higher in Southern Nations Nationalities and Peoples Region (AOR = 1.97, P = 0.026) than lineage 3. Hotspots for lineage 1 were located in eastern Ethiopia, while a lineage 7 hotspot was identified in northern and western Ethiopia. The five prevalent spoligotypes, which were SIT149, SIT53, SIT25, SIT37 and SIT26 account for 42.8% of all isolates under investigation, while SIT149, SIT53 and SIT21 account for 52–57.8% of drug-resistant TB cases. TB and drug resistant TB are mainly caused by lineages 3 and 4, and significant proportions of the prevalent spoligotypes also influence drug-resistant TB and the total TB burden. Regional variations in lineages may result from both local and cross-border spread.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تعد إثيوبيا واحدة من البلدان ذات العبء المرتفع للسل، ومع ذلك لا يُعرف سوى القليل عن التوزيع المكاني لسلالات المتفطرة السلية. تحدد هذه الدراسة التنميط الأبجدي لعزلات Mtb المؤرشفة في 1735 من المسح الوطني لمقاومة الأدوية، الذي تم جمعه بين نوفمبر 2011 ويونيو 2013، للتحقيق في هيكل سكان Mtb والتوزيع المكاني. تم استرجاع الأنواع والأنساب الدولية للنمط الجنيني (SITs) من قواعد البيانات عبر الإنترنت. تم تقييم توزيع الأنساب باستخدام اختبار فيشر الدقيق ونماذج الانحدار اللوجستي. تم استخدام مؤشر موران العالمي وإحصائية Getis - Ord Gi لتحديد مناطق النقاط الساخنة. أظهرت نتائجنا أنه يمكن تفسير الأنماط السنجابية وأدت إلى 4 سلالات و 283 نمطًا من الأنماط السنجابية في 91 ٪ من العزلات، بما في ذلك 4 ٪ من أولئك الذين يعانون من السل المقاوم للأدوية المتعددة/الريفامبيسين (MDR/RR). كانت نسب Mtb المحددة هي النسب 1 (1.8 ٪)، والنسب 3 (25.9 ٪)، والنسب 4 (70.6 ٪) والنسب 7 (1.6 ٪). تختلف نسبة الأنساب 3 و 4 حسب المناطق، مع كون النسب 3 أكبر بكثير من النسب 4 في التقارير الواردة من غامبيلا (AOR = 4.37، P < 0.001) وتيغراي (AOR = 3.44، P = 0.001) والنسب 4 أعلى بكثير في منطقة قوميات وشعوب الأمم الجنوبية (AOR = 1.97، P = 0.026) من النسب 3. تقع النقاط الساخنة للنسب 1 في شرق إثيوبيا، في حين تم تحديد نقطة ساخنة للنسب 7 في شمال وغرب إثيوبيا. تمثل الأنواع الخمسة الشائعة، وهي SIT149 و SIT53 و SIT25 و SIT37 و SIT26، 42.8 ٪ من جميع العزلات قيد التحقيق، في حين تمثل SIT149 و SIT53 و SIT21 52-57.8 ٪ من حالات السل المقاومة للأدوية. ينجم السل والسل المقاوم للأدوية بشكل أساسي عن السلالات 3 و 4، وتؤثر نسب كبيرة من الأنماط السنجابية السائدة أيضًا على السل المقاوم للأدوية وعبء السل الكلي. قد تنتج الاختلافات الإقليمية في الأنساب عن الانتشار المحلي وعبر الحدود.

Translated Description (French)

Résumé L'Éthiopie est l'un des pays où le fardeau de la tuberculose est élevé, mais on sait peu de choses sur la distribution spatiale des lignées de Mycobacterium tuberculosis (Mtb). Cette étude identifie le spoligotypage de 1735 isolats de Mtb archivés de l'Enquête nationale sur la résistance aux médicaments, recueillis entre novembre 2011 et juin 2013, pour étudier la structure de la population et la distribution spatiale de Mtb. Les types internationaux de spoligotypes (SIT) et les lignées ont été extraits des bases de données en ligne. La distribution des lignées a été évaluée à l'aide du test exact de Fisher et des modèles de régression logistique. L'indice de Global Moran et la statistique Getis-Ord Gi ont été utilisés pour identifier les zones sensibles. Nos résultats ont montré que les spoligotypes pouvaient être interprétés et ont conduit à 4 lignées et 283 modèles de spoligotypes dans 91 % des isolats, dont 4 % de ceux présentant une tuberculose multirésistante à la rifampicine (MDR/RR). Les lignées Mtb identifiées étaient la lignée 1 (1,8 %), la lignée 3 (25,9 %), la lignée 4 (70,6 %) et la lignée 7 (1,6 %). La proportion des lignées 3 et 4 variait selon les régions, la lignée 3 étant significativement supérieure à la lignée 4 dans les rapports de Gambella (AOR = 4,37, P < 0,001) et du Tigré (AOR = 3,44, P = 0,001) et la lignée 4 étant significativement plus élevée dans la région des nationalités et des peuples des nations du Sud (AOR = 1,97, P = 0,026) que la lignée 3. Les points chauds de la lignée 1 étaient situés dans l'est de l'Éthiopie, tandis qu'un point chaud de la lignée 7 a été identifié dans le nord et l'ouest de l'Éthiopie. Les cinq spoligotypes prévalents, à savoir SIT149, SIT53, SIT25, SIT37 et SIT26, représentent 42,8 % de tous les isolats étudiés, tandis que SIT149, SIT53 et SIT21 représentent 52 à 57,8 % des cas de tuberculose pharmacorésistante. La tuberculose et la tuberculose pharmacorésistante sont principalement causées par les lignées 3 et 4, et des proportions importantes des spoligotypes prévalents influencent également la tuberculose pharmacorésistante et la charge totale de la tuberculose. Des variations régionales dans les lignées peuvent résulter de la propagation locale et transfrontalière.

Translated Description (Spanish)

Resumen Etiopía es uno de los países con una alta carga de tuberculosis (TB), pero se sabe poco sobre la distribución espacial de los linajes de Mycobacterium tuberculosis (Mtb). Este estudio identifica el espoligotipado de 1735 aislados de Mtb archivados de la Encuesta Nacional de Resistencia a los Medicamentos, recopilados entre noviembre de 2011 y junio de 2013, para investigar la estructura de la población de Mtb y su distribución espacial. Los tipos y linajes internacionales de espoligotipo (SIT) se recuperaron de las bases de datos en línea. La distribución de los linajes se evaluó utilizando la prueba exacta de Fisher y los modelos de regresión logística. El Índice Global de Moran y la estadística Getis-Ord Gi se utilizaron para identificar áreas de puntos críticos. Nuestros resultados mostraron que los espoligotipos podían interpretarse y condujeron a 4 linajes y 283 patrones de espoligotipo en el 91% de los aislados, incluido el 4% de aquellos con TB resistente a múltiples fármacos/rifampicina (MDR/RR). Los linajes Mtb identificados fueron linaje 1 (1,8%), linaje 3 (25,9%), linaje 4 (70,6%) y linaje 7 (1,6%). La proporción de linajes 3 y 4 varió por regiones, siendo el linaje 3 significativamente mayor que el linaje 4 en los informes de Gambella (AOR = 4.37, P < 0.001) y Tigray (AOR = 3.44, P = 0.001) y siendo el linaje 4 significativamente mayor en la Región de Nacionalidades y Pueblos de las Naciones del Sur (AOR = 1.97, P = 0.026) que el linaje 3. Los puntos críticos para el linaje 1 se localizaron en el este de Etiopía, mientras que se identificó un punto crítico del linaje 7 en el norte y el oeste de Etiopía. Los cinco espoligotipos prevalentes, que fueron SIT149, SIT53, SIT25, SIT37 y SIT26, representan el 42,8% de todos los aislados bajo investigación, mientras que SIT149, SIT53 y SIT21 representan el 52-57,8% de los casos de TB resistente a los medicamentos. La TB y la TB resistente a los medicamentos son causadas principalmente por los linajes 3 y 4, y proporciones significativas de los espoligotipos prevalentes también influyen en la TB resistente a los medicamentos y en la carga total de TB. Las variaciones regionales en los linajes pueden resultar de la propagación local y transfronteriza.

Files

s41598-024-59435-3.pdf.pdf

Files (1.1 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:03e902c076bc4eedc2399366c256e389
1.1 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التركيب السكاني والتوزيع المكاني لمرض المتفطرة السلية في إثيوبيا
Translated title (French)
Structure de la population et répartition spatiale de Mycobacterium tuberculosis en Éthiopie
Translated title (Spanish)
Estructura poblacional y distribución espacial de Mycobacterium tuberculosis en Etiopía

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4396695893
DOI
10.1038/s41598-024-59435-3

Is supplement to
https://openalex.org/W4308058527 (Other)
https://openalex.org/W4206946219 (Other)
https://openalex.org/W3160640465 (Other)
https://openalex.org/W2972094210 (Other)
https://openalex.org/W2411061500 (Other)
https://openalex.org/W2394233015 (Other)
https://openalex.org/W2110949356 (Other)
https://openalex.org/W2050407936 (Other)
https://openalex.org/W2042252940 (Other)
https://openalex.org/W1538374398 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Ethiopia

References

  • https://openalex.org/W1972498999
  • https://openalex.org/W1985986410
  • https://openalex.org/W1994498015
  • https://openalex.org/W2027809915
  • https://openalex.org/W2096162460
  • https://openalex.org/W2097634222
  • https://openalex.org/W2134558351
  • https://openalex.org/W2145407927
  • https://openalex.org/W2514253507
  • https://openalex.org/W2544696205
  • https://openalex.org/W2741588986
  • https://openalex.org/W2896500638
  • https://openalex.org/W2897238962
  • https://openalex.org/W2950317356
  • https://openalex.org/W2955350105
  • https://openalex.org/W2960726095
  • https://openalex.org/W3003190282
  • https://openalex.org/W3012089760
  • https://openalex.org/W3035361543
  • https://openalex.org/W3087944953
  • https://openalex.org/W3091901382
  • https://openalex.org/W3111761621
  • https://openalex.org/W3127261198
  • https://openalex.org/W3128457606
  • https://openalex.org/W3155963619
  • https://openalex.org/W3164398939
  • https://openalex.org/W3206129759
  • https://openalex.org/W4220866255
  • https://openalex.org/W4281634747
  • https://openalex.org/W4306157704