Published August 30, 2021 | Version v1
Publication Open

Metagenomic Survey Reveals More Diverse and Abundant Antibiotic Resistance Genes in Municipal Wastewater Than Hospital Wastewater

Creators

  • 1. University of Hong Kong
  • 2. HKU-Pasteur Research Pole
  • 3. Malaviya National Institute of Technology Jaipur
  • 4. Birla Institute of Scientific Research
  • 5. Chulalongkorn University
  • 6. Zhejiang University
  • 7. Nanjing Medical University

Description

Alongside antibiotic resistance, co-selection of antibiotics, biocides, and metal resistance is a growing concern. While hospital wastewater is considered a hotspot for antibiotic-resistant bacteria (ARB) and genes (ARGs), the scenario in India, one of the biggest consumers of antibiotics, remains poorly described. In this study, we used metagenomic sequencing to characterize ARGs and biocide/metal resistance genes (BMRGs) in four wastewater treatment plants (WWTPs) in Jaipur City of India. We observed a significantly lower richness and abundance of ARGs in the influent of a WWTP exclusively receiving hospital wastewater when compared to other three WWTPs involving municipal wastewater treatment. Several tetracycline and macrolide-lincosamide-streptogramin resistance genes were enriched in influents of these three municipal wastewater-related treatment plants, whereas hospital wastewater had a higher abundance of genes conferring resistance to disinfectant-related compounds such as synergize and wex-cide-128, reflecting the patterns of antibiotic/disinfectant use. Of note, in the wastewater system with more chemicals, there was a strong correlation between the numbers of ARGs and BMRGs potentially harbored by common hosts. Our study highlights significant influxes of ARGs from non-hospital sources in Jaipur City, and thus more attention should be paid on the emergence of ARGs in general communities.

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

Translated Description (Arabic)

إلى جانب مقاومة المضادات الحيوية، يعد الاختيار المشترك للمضادات الحيوية والمبيدات الحيوية ومقاومة المعادن مصدر قلق متزايد. في حين تعتبر مياه الصرف الصحي في المستشفيات نقطة ساخنة للبكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية (ARB) والجينات (ARGs)، فإن السيناريو في الهند، وهي واحدة من أكبر مستهلكي المضادات الحيوية، لا يزال غير موصوف بشكل جيد. في هذه الدراسة، استخدمنا التسلسل الميتاجيني لتمييز ARGs وجينات مقاومة المبيدات الحيوية/المعادن (BMRGs) في أربع محطات لمعالجة مياه الصرف الصحي (WWTPs) في مدينة جايبور بالهند. لاحظنا ثراءً ووفرة أقل بكثير من ARGs في تأثير محطة معالجة مياه الصرف الصحي التي تتلقى حصريًا مياه الصرف الصحي في المستشفيات مقارنة بثلاث محطات معالجة مياه الصرف الصحي الأخرى التي تنطوي على معالجة مياه الصرف الصحي البلدية. تم إثراء العديد من جينات مقاومة التتراسيكلين والماكروليد- لينكوساميد- ستربتوجرامين بتأثيرات محطات معالجة مياه الصرف الصحي البلدية الثلاث هذه، في حين أن مياه الصرف الصحي في المستشفيات لديها وفرة أعلى من الجينات التي تمنح مقاومة للمركبات المرتبطة بالمطهرات مثل التآزر و wex - cide -128، مما يعكس أنماط استخدام المضادات الحيوية/المطهرات. تجدر الإشارة إلى أنه في نظام مياه الصرف الصحي الذي يحتوي على المزيد من المواد الكيميائية، كان هناك ارتباط قوي بين أعداد مجموعات ARG و BMRGs التي يحتمل أن تكون مخبأة من قبل المضيفين المشتركين. تسلط دراستنا الضوء على التدفقات الكبيرة لمجموعات ARG من مصادر غير مستشفيات في مدينة جايبور، وبالتالي يجب إيلاء المزيد من الاهتمام لظهور مجموعات ARG في المجتمعات العامة.

Translated Description (French)

Parallèlement à la résistance aux antibiotiques, la co-sélection des antibiotiques, des biocides et de la résistance aux métaux est une préoccupation croissante. Alors que les eaux usées hospitalières sont considérées comme un point chaud pour les bactéries résistantes aux antibiotiques (BRA) et les gènes (GRA), le scénario en Inde, l'un des plus grands consommateurs d'antibiotiques, reste mal décrit. Dans cette étude, nous avons utilisé le séquençage métagénomique pour caractériser les Arg et les gènes de résistance aux biocides/métaux (BMRG) dans quatre stations d'épuration des eaux usées (SEEU) de la ville de Jaipur en Inde. Nous avons observé une richesse et une abondance significativement plus faibles d'Arg dans l'affluent d'une station d'épuration recevant exclusivement des eaux usées hospitalières par rapport aux trois autres stations d'épuration impliquant le traitement des eaux usées municipales. Plusieurs gènes de résistance aux tétracyclines et aux macrolides-lincosamides-streptogramines ont été enrichis dans les affluents de ces trois stations d'épuration municipales, tandis que les eaux usées hospitalières présentaient une plus grande abondance de gènes conférant une résistance aux composés liés aux désinfectants tels que synergize et wex-cide-128, reflétant les schémas d'utilisation des antibiotiques/désinfectants. Il convient de noter que dans le système d'eaux usées contenant plus de produits chimiques, il y avait une forte corrélation entre le nombre d'ARG et de BMRG potentiellement hébergés par des hôtes communs. Notre étude met en évidence des afflux importants de GRA provenant de sources non hospitalières dans la ville de Jaipur, et il convient donc d'accorder plus d'attention à l'émergence de GRA dans les communautés en général.

Translated Description (Spanish)

Junto con la resistencia a los antibióticos, la co-selección de antibióticos, biocidas y resistencia a los metales es una preocupación creciente. Si bien las aguas residuales hospitalarias se consideran un punto caliente para las bacterias resistentes a los antibióticos (Bra) y los genes (ARG), el escenario en la India, uno de los mayores consumidores de antibióticos, sigue siendo poco descrito. En este estudio, utilizamos la secuenciación metagenómica para caracterizar ARG y genes de resistencia a biocidas/metales (BMRG) en cuatro plantas de tratamiento de aguas residuales (EDAR) en la ciudad de Jaipur de la India. Observamos una riqueza y abundancia significativamente menor de ARG en el afluente de una EDAR que recibe exclusivamente aguas residuales hospitalarias en comparación con otras tres EDAR que implican el tratamiento de aguas residuales municipales. Varios genes de resistencia a tetraciclina y macrólido-lincosamida-estreptogramina se enriquecieron en influentes de estas tres plantas de tratamiento relacionadas con aguas residuales municipales, mientras que las aguas residuales hospitalarias tenían una mayor abundancia de genes que confieren resistencia a compuestos relacionados con desinfectantes como synergize y wex-cide-128, lo que refleja los patrones de uso de antibióticos/desinfectantes. Cabe destacar que en el sistema de aguas residuales con más productos químicos, hubo una fuerte correlación entre el número de ARG y BMRG potencialmente albergados por anfitriones comunes. Nuestro estudio destaca la afluencia significativa de ARG de fuentes no hospitalarias en la ciudad de Jaipur y, por lo tanto, se debe prestar más atención a la aparición de ARG en las comunidades en general.

Files

pdf.pdf

Files (4.5 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
md5:790fda82c9d17ed849a191c2f23f9f4f
4.5 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
يكشف المسح الميتاجينومي عن جينات مقاومة للمضادات الحيوية أكثر تنوعًا ووفرة في مياه الصرف الصحي البلدية من مياه الصرف الصحي في المستشفيات
Translated title (French)
Une étude métagénomique révèle des gènes de résistance aux antibiotiques plus divers et plus abondants dans les eaux usées municipales que dans les eaux usées hospitalières
Translated title (Spanish)
La encuesta metagenómica revela genes de resistencia a los antibióticos más diversos y abundantes en las aguas residuales municipales que en las aguas residuales hospitalarias

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3198726436
DOI
10.3389/fmicb.2021.712843

Is supplement to
https://openalex.org/W4361197586 (Other)
https://openalex.org/W4311157499 (Other)
https://openalex.org/W4290019502 (Other)
https://openalex.org/W3132280623 (Other)
https://openalex.org/W3039769284 (Other)
https://openalex.org/W2976748726 (Other)
https://openalex.org/W2806408903 (Other)
https://openalex.org/W2583301494 (Other)
https://openalex.org/W2529295031 (Other)
https://openalex.org/W2325934813 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Thailand

References

  • https://openalex.org/W1902910021
  • https://openalex.org/W1964132844
  • https://openalex.org/W1966327575
  • https://openalex.org/W2027184506
  • https://openalex.org/W2068111303
  • https://openalex.org/W2110065044
  • https://openalex.org/W2171609823
  • https://openalex.org/W2180695509
  • https://openalex.org/W2345658906
  • https://openalex.org/W2760644172
  • https://openalex.org/W2761178674
  • https://openalex.org/W2770878437
  • https://openalex.org/W2776197744
  • https://openalex.org/W2782824842
  • https://openalex.org/W2790977261
  • https://openalex.org/W2791781902
  • https://openalex.org/W2897109701
  • https://openalex.org/W2902493574
  • https://openalex.org/W2923995015
  • https://openalex.org/W2949973543
  • https://openalex.org/W2951912016
  • https://openalex.org/W2969558030
  • https://openalex.org/W2971941821
  • https://openalex.org/W2989693197
  • https://openalex.org/W2995506341
  • https://openalex.org/W3001275765
  • https://openalex.org/W3002347355
  • https://openalex.org/W3005960916
  • https://openalex.org/W3008657652
  • https://openalex.org/W3022510748
  • https://openalex.org/W3037259811
  • https://openalex.org/W3038483894
  • https://openalex.org/W3042858448
  • https://openalex.org/W3096302840
  • https://openalex.org/W4211134943