Published October 1, 2021 | Version v1
Publication Open

Genotypic and phenotypic characteristics of Streptococcus pneumoniae from community-acquired pneumonia patients and healthy asymptomatic participants in Sichuan province, China

Creators

  • 1. Nanchang Center for Disease Control and Prevention
  • 2. National Institute for Communicable Disease Control and Prevention
  • 3. Zigong First People's Hospital
  • 4. Chengdu Center for Disease Control and Prevention
  • 5. Sichuan Center for Disease Control and Prevention
  • 6. Chengdu Fifth People's Hospital

Description

Abstract Background Streptococcus pneumoniae ( S. pneumoniae ) is the common cause of community-acquired pneumonia (CAP) and is also found in the upper respiratory tract of healthy people. Hence, the study aimed to compare the serotypes, virulence/pili genes, and antibiotic susceptibility of S. pneumoniae from healthy asymptomatic participants and CAP patients. Methods Streptococcus pneumoniae were retrospectively collected from health asymptomatic participants and CAP patients in Sichuan, China. The serotypes were tested by multiplex polymerase chain reaction (PCR) or Quellung reaction. Antibiotic susceptibility testing was performed using the broth microdilution method. The molecular epidemiology of S. pneumoniae was analyzed by multilocus sequence typing (MLST). Additionally, the presence of virulence/pili genes were detected using PCR. Results A total of 83 pneumococcal isolates were collected in the current study. Of these, 52 and 31 isolates were from healthy asymptomatic participants and CAP patients, respectively. Most of S. pneumoniae were resistant to erythromycin (ERY), clindamycin (CLI), tetracycline (TET) and trimethoprim-sulfamethoxazole (SXT). 90.4% isolates were classified as multidrug resistant (MDR). The predominant serotypes were 3, 19F and 19A in the CAP carriers, whereas 3, 6 and 19F were the main serotypes among the asymptomatic carriers. The overall coverage rates of pneumococcal conjugate vaccine (PCV) 10 and PCV13 serotypes were 34.9% and 66.3%, respectively. The predominant sequence types (STs) were ST271, ST320, and ST3397. There were significant differences in some resistance and virulence characteristics between CAP patients and asymptomatic carriers. Additionally, clonal complex (CC) 271 strains had higher percentage in resistance to cefuroxime (CXM) and cefotaxime (CEF), meropenem (MER) and cefepime (CFP), which mainly carried the rlrA and sipA genes. Conclusions High coverage rate of PCV13 and high prevalence of MDR indicated the necessity to expand immunization with PCV13 and rationally use the antibiotics in Sichuan, China. Importantly, long-term surveillance should be conducted to assess effectiveness brought by vaccines. Our findings may supply new guidance for developing new pneumococcal vaccines.

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

Translated Description (Arabic)

الملخص الخلفية العقدية الرئوية ( S. pneumoniae ) هي السبب الشائع للالتهاب الرئوي المكتسب من المجتمع (CAP) وتوجد أيضًا في الجهاز التنفسي العلوي للأشخاص الأصحاء. وبالتالي، هدفت الدراسة إلى مقارنة الأنماط المصلية وجينات الفوعة/الشعرة وقابلية المضادات الحيوية للالتهاب الرئوي من المشاركين الأصحاء بدون أعراض ومرضى CAP. تم جمع طرق المكورات العقدية الرئوية بأثر رجعي من المشاركين الذين لا يعانون من أعراض صحية ومرضى CAP في سيتشوان، الصين. تم اختبار الأنماط المصلية بواسطة تفاعل البوليميراز المتسلسل المتعدد (PCR) أو تفاعل كويلونج. تم إجراء اختبار الحساسية للمضادات الحيوية باستخدام طريقة التخفيف الدقيق للحساء. تم تحليل الوبائيات الجزيئية للالتهاب الرئوي من خلال كتابة تسلسل متعدد البؤر (MLST). بالإضافة إلى ذلك، تم الكشف عن وجود جينات الفوعة/الشعرة باستخدام تفاعل البوليميراز المتسلسل. النتائج تم جمع ما مجموعه 83 حالة عزل للمكورات الرئوية في الدراسة الحالية. من بين هؤلاء، كان 52 و 31 حالة معزولة من المشاركين الأصحاء بدون أعراض ومرضى CAP، على التوالي. كانت معظم الالتهابات الرئوية مقاومة للإريثروميسين (ERY) والكليندامايسين (CLI) والتتراسيكلين (TET) وتريميثوبريم سلفاميثوكسازول (SXT). تم تصنيف 90.4 ٪ من العزلات على أنها مقاومة للأدوية المتعددة (MDR). كانت الأنماط المصلية السائدة هي 3 و 19F و 19A في ناقلات CAP، في حين كانت 3 و 6 و 19F هي الأنماط المصلية الرئيسية بين الناقلات عديمة الأعراض. بلغت معدلات التغطية الإجمالية للقاح المكورات الرئوية المتقارن 10 (PCV10) والأنماط المصلية للقاح المكورات الرئوية المتقارن 13 (PCV13) 34.9 ٪ و 66.3 ٪ على التوالي. كانت أنواع التسلسل السائدة (STs) هي ST271 و ST320 و ST3397. كانت هناك اختلافات كبيرة في بعض خصائص المقاومة والفوعة بين مرضى CAP والناقلين بدون أعراض. بالإضافة إلى ذلك، كان لسلالات المركب النسيلي 271 نسبة أعلى في مقاومة السيفوروكسيم (CXM) والسيفوتاكسيم (CEF) والميروبينيم (MER) والسيفيبيم (CFP)، والتي حملت بشكل أساسي جينات rlrA و sipA. الاستنتاجات يشير ارتفاع معدل تغطية اللقاح المضاد للفيروسات القهقرية 13 وارتفاع معدل انتشار المقاومة المتعددة للفيروسات القهقرية إلى ضرورة توسيع نطاق التحصين باللقاح المضاد للفيروسات القهقرية 13 واستخدام المضادات الحيوية بعقلانية في سيتشوان بالصين. والأهم من ذلك، ينبغي إجراء مراقبة طويلة الأجل لتقييم الفعالية التي تجلبها اللقاحات. قد توفر النتائج التي توصلنا إليها إرشادات جديدة لتطوير لقاحات جديدة للمكورات الرئوية.

Translated Description (French)

Résumé Contexte Streptococcus pneumoniae ( S. pneumoniae ) est la cause fréquente de pneumonie communautaire (PAC) et se trouve également dans les voies respiratoires supérieures des personnes en bonne santé. Par conséquent, l'étude visait à comparer les sérotypes, les gènes de virulence/pili et la sensibilité aux antibiotiques de S. pneumoniae chez des participants asymptomatiques sains et des patients atteints de PAC. Méthodes Streptococcus pneumoniae a été collecté rétrospectivement auprès de participants asymptomatiques et de patients atteints de PAC dans le Sichuan, en Chine. Les sérotypes ont été testés par réaction en chaîne par polymérase multiplex (PCR) ou réaction de Quellung. Les tests de sensibilité aux antibiotiques ont été effectués à l'aide de la méthode de microdilution en bouillon. L'épidémiologie moléculaire de S. pneumoniae a été analysée par typage de séquence multilocus (MLST). De plus, la présence de gènes de virulence/pili a été détectée par PCR. Résultats Au total, 83 isolats de pneumocoques ont été collectés dans le cadre de la présente étude. Parmi ceux-ci, 52 et 31 isolats provenaient de participants asymptomatiques en bonne santé et de patients atteints de PAC, respectivement. La plupart des S. pneumoniae étaient résistants à l'érythromycine (ERY), à la clindamycine (CLI), à la tétracycline (TET) et au triméthoprime-sulfaméthoxazole (SXT). 90,4 % des isolats ont été classés comme multirésistants (MDR). Les sérotypes prédominants étaient 3, 19F et 19A chez les porteurs de CAP, alors que 3, 6 et 19F étaient les principaux sérotypes parmi les porteurs asymptomatiques. Les taux de couverture globale des sérotypes du vaccin antipneumococcique conjugué (VPC) 10 et du VPC13 étaient de 34,9 % et 66,3 %, respectivement. Les types de séquences prédominants (ST) étaient ST271, ST320 et ST3397. Il y avait des différences significatives dans certaines caractéristiques de résistance et de virulence entre les patients atteints de PAC et les porteurs asymptomatiques. De plus, les souches du complexe clonal (CC) 271 présentaient un pourcentage plus élevé de résistance au céfuroxime (CXM) et au céfotaxime (CEF), au méropénème (MER) et au céfépime (CFP), qui portaient principalement les gènes rlrA et sipA. Conclusions Un taux de couverture élevé du PCV13 et une prévalence élevée de la MDR ont indiqué la nécessité d'étendre la vaccination avec le PCV13 et d'utiliser rationnellement les antibiotiques au Sichuan, en Chine. Il est important de noter qu'une surveillance à long terme doit être menée pour évaluer l'efficacité apportée par les vaccins. Nos résultats pourraient fournir de nouvelles orientations pour le développement de nouveaux vaccins antipneumococciques.

Translated Description (Spanish)

Resumen Antecedentes El Streptococcus pneumoniae ( S. pneumoniae ) es la causa común de neumonía adquirida en la comunidad (NAC) y también se encuentra en el tracto respiratorio superior de personas sanas. Por lo tanto, el estudio tuvo como objetivo comparar los serotipos, los genes de virulencia/pili y la susceptibilidad a los antibióticos de S. pneumoniae de participantes asintomáticos sanos y pacientes con CAP. Métodos Se recolectaron retrospectivamente Streptococcus pneumoniae de participantes asintomáticos de salud y pacientes con CAP en Sichuan, China. Los serotipos se probaron mediante reacción en cadena de la polimerasa (PCR) múltiple o reacción de Quellung. La prueba de susceptibilidad a los antibióticos se realizó utilizando el método de microdilución en caldo. La epidemiología molecular de S. pneumoniae se analizó mediante tipificación de secuencia multilocus (MLST). Además, se detectó la presencia de genes de virulencia/pili mediante PCR. Resultados En el presente estudio se recogieron un total de 83 aislados neumocócicos. De estos, 52 y 31 aislados eran de participantes asintomáticos sanos y pacientes con CAP, respectivamente. La mayoría de S. pneumoniae eran resistentes a eritromicina (ERY), clindamicina (CLI), tetraciclina (TET) y trimetoprim-sulfametoxazol (SXT). El 90,4% de los aislados se clasificaron como multirresistentes (MDR). Los serotipos predominantes fueron 3, 19F y 19A en los portadores de CAP, mientras que 3, 6 y 19F fueron los principales serotipos entre los portadores asintomáticos. Las tasas de cobertura general de los serotipos de vacuna neumocócica conjugada (PCV) 10 y PCV13 fueron del 34,9% y 66,3%, respectivamente. Los tipos de secuencia predominantes (ST) fueron ST271, ST320 y ST3397. Hubo diferencias significativas en algunas características de resistencia y virulencia entre los pacientes con CAP y los portadores asintomáticos. Además, las cepas del complejo clonal (CC) 271 tuvieron un mayor porcentaje de resistencia a cefuroxima (CXM) y cefotaxima (CEF), meropenem (MER) y cefepima (CFP), que portaban principalmente los genes rlrA y sipA. Conclusiones La alta tasa de cobertura de PCV13 y la alta prevalencia de MDR indicaron la necesidad de expandir la inmunización con PCV13 y usar racionalmente los antibióticos en Sichuan, China. Es importante destacar que se debe llevar a cabo una vigilancia a largo plazo para evaluar la eficacia que aportan las vacunas. Nuestros hallazgos pueden proporcionar nuevas directrices para el desarrollo de nuevas vacunas antineumocócicas.

Files

s12879-021-06737-w.pdf

Files (1.2 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:d00a5dca4a600ad3b687317b5e98ed6c
1.2 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
الخصائص الوراثية والظاهرية للعقدية الرئوية من مرضى الالتهاب الرئوي المكتسب من المجتمع والمشاركين الأصحاء بدون أعراض في مقاطعة سيتشوان، الصين
Translated title (French)
Caractéristiques génotypiques et phénotypiques de Streptococcus pneumoniae chez des patients atteints de pneumonie acquise dans la communauté et des participants asymptomatiques en bonne santé dans la province du Sichuan, en Chine
Translated title (Spanish)
Características genotípicas y fenotípicas de Streptococcus pneumoniae de pacientes con neumonía adquirida en la comunidad y participantes asintomáticos sanos en la provincia de Sichuan, China

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3201712496
DOI
10.1186/s12879-021-06737-w

Is supplement to
https://openalex.org/W55898815 (Other)
https://openalex.org/W3091404339 (Other)
https://openalex.org/W2925355807 (Other)
https://openalex.org/W2363900734 (Other)
https://openalex.org/W2160667747 (Other)
https://openalex.org/W2159916672 (Other)
https://openalex.org/W1982680999 (Other)
https://openalex.org/W1972720851 (Other)
https://openalex.org/W1954256027 (Other)
https://openalex.org/W1513923140 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W1635238200
  • https://openalex.org/W1767510535
  • https://openalex.org/W1769386305
  • https://openalex.org/W1954112402
  • https://openalex.org/W1965495431
  • https://openalex.org/W1967968454
  • https://openalex.org/W1985585830
  • https://openalex.org/W1989303165
  • https://openalex.org/W2003530043
  • https://openalex.org/W2017631505
  • https://openalex.org/W2023964275
  • https://openalex.org/W2024427849
  • https://openalex.org/W2064669516
  • https://openalex.org/W2098338079
  • https://openalex.org/W2109812222
  • https://openalex.org/W2110817307
  • https://openalex.org/W2113326101
  • https://openalex.org/W2117383615
  • https://openalex.org/W2128013943
  • https://openalex.org/W2129710210
  • https://openalex.org/W2134606926
  • https://openalex.org/W2150411018
  • https://openalex.org/W2152887455
  • https://openalex.org/W2168613507
  • https://openalex.org/W2300719626
  • https://openalex.org/W2314342531
  • https://openalex.org/W2335863316
  • https://openalex.org/W2426800288
  • https://openalex.org/W2472061799
  • https://openalex.org/W2575795480
  • https://openalex.org/W2606770960
  • https://openalex.org/W2736518684
  • https://openalex.org/W2777167541
  • https://openalex.org/W2790566234
  • https://openalex.org/W2793611118
  • https://openalex.org/W2893617006
  • https://openalex.org/W2905530232
  • https://openalex.org/W2921132898
  • https://openalex.org/W2944691089
  • https://openalex.org/W2979155787
  • https://openalex.org/W3016902256
  • https://openalex.org/W3032536440
  • https://openalex.org/W3035229154
  • https://openalex.org/W3119347235