Published November 9, 2022 | Version v1
Publication Open

Determination of Enterococcus faecalis and Enterococcus faecium Antimicrobial Resistance and Virulence Factors and Their Association with Clinical and Demographic Factors in Kenya

Creators

  • 1. United States Army Medical Research Directorate - Africa
  • 2. Kenya Medical Research Institute
  • 3. Kenyatta University
  • 4. University of Nairobi

Description

Enterococci are clinically significant because of their increasing antibiotic resistance and their ability to cause severe infections due to an arsenal of virulence genes. Few studies in the developing world have examined virulence factors that may significantly impact patient outcomes. This study describes the antimicrobial resistance profiles and prevalence of five key Enterococcal virulence genes gelE, asa, cylA, esp, and hyl in forty-four clinical Enterococcus faecalis and E. faecium isolates in Kenya and their association with patients' demographic and clinical characteristics.All E. faecium isolates were obtained from hospital-acquired skin and soft tissue infections. While E. faecalis was associated with community-acquired urinary tract infections. All isolates were resistant to erythromycin, whereas 11/44 (27.5%), 25/44 (56.8%), 28/44 (63.6%), 37/44 (84.1%), 40/44 (90.0%), and 43/44 (97.5%) were susceptible to tetracycline, levofloxacin, gentamicin, ampicillin, nitrofurantoin, and teicoplanin, respectively. All isolates were susceptible to tigecycline, vancomycin, and linezolid. There was little difference in the antibiotic resistance profiles between E. faecalis and E. faecium. The prevalence of the virulence genes among the 44 isolates were 27 (61.4%) for gelE, 26 (59.1%) for asa1, 16 (36.3%) for esp, 11 (25.0%) for cylA, and 1 (2.3%) for hyl. 72.9% of E. faecalis isolates had multiple virulence genes compared to 57% of E. faecium isolates with no virulence genes. The hyl gene was only detected in E. faecium, while cylA and asa1 were only detected in E. faecalis. A significant correlation was observed between the presence of asa1 and esp virulence genes and tetracycline resistance (P=0.0305 and 0.0363, respectively). A significant correlation was also observed between the presence of virulence genes gelE and asa1 and nitrofurantoin resistance (P=0.0175 and 0.0225, respectively) and ampicillin resistance (P=0.0005 and 0.0008, respectively).The study highlights the high levels of erythromycin resistance in E. faecalis and E. faecium, the demographic factors influencing the species distribution among patients, and the accumulation of multiple virulence genes in E. faecalis. The significant association of gelE, asa1, and esp virulence genes with drug resistance could explain the pathogenic success of E. faecalis and provides a guide for future studies.

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

Translated Description (Arabic)

تعتبر المكورات المعوية مهمة سريريًا بسبب مقاومتها المتزايدة للمضادات الحيوية وقدرتها على التسبب في التهابات شديدة بسبب ترسانة من جينات الفوعة. وقد فحصت دراسات قليلة في العالم النامي عوامل الفوعة التي قد تؤثر بشكل كبير على نتائج المرضى. تصف هذه الدراسة ملامح مقاومة مضادات الميكروبات وانتشار خمسة جينات رئيسية لفوعة المكورات المعوية gelE و asa و cylA و esp و hyl في أربعة وأربعين عزلة سريرية للمكورات المعوية البرازية و E. faecium في كينيا وارتباطها بالخصائص الديموغرافية والسريرية للمرضى. تم الحصول على جميع عوازل E. faecium من التهابات الجلد والأنسجة الرخوة المكتسبة من المستشفى. في حين ارتبطت E. faecalis بالتهابات المسالك البولية المكتسبة من المجتمع. كانت جميع العزلات مقاومة للإريثروميسين، في حين أن 11/44 (27.5 ٪) و 25/44 (56.8 ٪) و 28/44 (63.6 ٪) و 37/44 (84.1 ٪) و 40/44 (90.0 ٪) و 43/44 (97.5 ٪) كانت عرضة للتتراسيكلين والليفوفلوكساسين والجنتاميسين والأمبيسلين والنيتروفورانتوين والتيكوبلانين، على التوالي. كانت جميع العزلات عرضة للتيجيسايكلين والفانكومايسين واللينيزوليد. كان هناك اختلاف طفيف في ملامح مقاومة المضادات الحيوية بين E. faecalis و E. faecium. كان انتشار جينات الفوعة بين الـ 44 عزلًا 27 (61.4 ٪) لـ gelE، و 26 (59.1 ٪) لـ asa1، و 16 (36.3 ٪) لـ esp، و 11 (25.0 ٪) لـ cylA، و 1 (2.3 ٪) لـ hyl. 72.9 ٪ من عزلات E. faecalis لها جينات فوعة متعددة مقارنة بـ 57 ٪ من عزلات E. faecium بدون جينات فوعة. تم اكتشاف جين hyl فقط في E. faecium، بينما تم اكتشاف cylA و asa1 فقط في E. faecalis. لوحظ وجود ارتباط كبير بين وجود جينات الفوعة asa1 و esp ومقاومة التتراسيكلين (P= 0.0305و 0.0363 على التوالي). كما لوحظ وجود ارتباط كبير بين وجود جينات الفوعة gelE و asa1 ومقاومة النتروفورانتوين (P=0.0175 و 0.0225 على التوالي) ومقاومة الأمبيسلين (P=0.0005 و 0.0008 على التوالي). تسلط الدراسة الضوء على المستويات العالية لمقاومة الإريثروميسين في E. faecalis و E. faecium، والعوامل الديموغرافية التي تؤثر على توزيع الأنواع بين المرضى، وتراكم جينات الفوعة المتعددة في E. faecalis. يمكن أن يفسر الارتباط الكبير بين جينات الهلام و asa1 و esp الفوعة ومقاومة الأدوية النجاح الممرض للإشريكية البرازية ويوفر دليلًا للدراسات المستقبلية.

Translated Description (French)

Les entérocoques sont cliniquement significatifs en raison de leur résistance croissante aux antibiotiques et de leur capacité à provoquer des infections graves en raison d'un arsenal de gènes de virulence. Peu d'études dans les pays en développement ont examiné les facteurs de virulence qui peuvent avoir un impact significatif sur les résultats pour les patients. Cette étude décrit les profils de résistance aux antimicrobiens et la prévalence de cinq gènes clés de virulence entérocoque gelE, asa, cycloA, esp et hyl dans quarante-quatre isolats cliniques d'Enterococcus faecalis et d'E. faecium au Kenya et leur association avec les caractéristiques démographiques et cliniques des patients. Tous les isolats d'E. faecium ont été obtenus à partir d'infections de la peau et des tissus mous acquises à l'hôpital. Alors qu'E. faecalis était associé à des infections des voies urinaires acquises dans la communauté. Tous les isolats étaient résistants à l'érythromycine, tandis que 11/44 (27,5 %), 25/44 (56,8 %), 28/44 (63,6 %), 37/44 (84,1 %), 40/44 (90,0 %) et 43/44 (97,5 %) étaient sensibles à la tétracycline, à la lévofloxacine, à la gentamicine, à l'ampicilline, à la nitrofurantoïne et à la téicoplanine, respectivement. Tous les isolats étaient sensibles à la tigécycline, à la vancomycine et au linézolide. Il y avait peu de différence dans les profils de résistance aux antibiotiques entre E. faecalis et E. faecium. La prévalence des gènes de virulence parmi les 44 isolats était de 27 (61,4 %) pour gelE, 26 (59,1 %) pour asa1, 16 (36,3 %) pour esp, 11 (25,0 %) pour cycloA et 1 (2,3 %) pour hyl. 72,9 % des isolats d'E. faecalis avaient plusieurs gènes de virulence comparativement à 57 % des isolats d'E. faecium sans gènes de virulence. Le gène hyl n'a été détecté que chez E. faecium, tandis que cycloA et asa1 n'ont été détectés que chez E. faecalis. Une corrélation significative a été observée entre la présence des gènes de virulence asa1 et esp et la résistance à la tétracycline (P=0,0305 et 0,0363, respectivement). Une corrélation significative a également été observée entre la présence des gènes de virulence gelE et asa1 et la résistance à la nitrofurantoïne (P=0,0175 et 0,0225, respectivement) et la résistance à l'ampicilline (P=0,0005 et 0,0008, respectivement). L'étude met en évidence les niveaux élevés de résistance à l'érythromycine chez E. faecalis et E. faecium, les facteurs démographiques influençant la distribution des espèces parmi les patients et l'accumulation de plusieurs gènes de virulence chez E. faecalis. L'association significative des gènes de virulence gelE, asa1 et esp avec la résistance aux médicaments pourrait expliquer le succès pathogène d'E. faecalis et fournir un guide pour les études futures.

Translated Description (Spanish)

Los enterococos son clínicamente significativos debido a su creciente resistencia a los antibióticos y su capacidad para causar infecciones graves debido a un arsenal de genes de virulencia. Pocos estudios en el mundo en desarrollo han examinado los factores de virulencia que pueden afectar significativamente los resultados de los pacientes. Este estudio describe los perfiles de resistencia antimicrobiana y la prevalencia de cinco genes clave de virulencia enterocócica gelE, asa, cylA, esp y hyl en cuarenta y cuatro aislados clínicos de Enterococcus faecalis y E. faecium en Kenia y su asociación con las características demográficas y clínicas de los pacientes. Todos los aislados de E. faecium se obtuvieron de infecciones cutáneas y de tejidos blandos adquiridas en el hospital. Mientras que E. faecalis se asoció con infecciones del tracto urinario adquiridas en la comunidad. Todos los aislados fueron resistentes a la eritromicina, mientras que 11/44 (27.5%), 25/44 (56.8%), 28/44 (63.6%), 37/44 (84.1%), 40/44 (90.0%) y 43/44 (97.5%) fueron susceptibles a la tetraciclina, levofloxacina, gentamicina, ampicilina, nitrofurantoína y teicoplanina, respectivamente. Todos los aislados eran susceptibles a tigeciclina, vancomicina y linezolid. Hubo poca diferencia en los perfiles de resistencia a los antibióticos entre E. faecalis y E. faecium. La prevalencia de los genes de virulencia entre los 44 aislados fue de 27 (61.4%) para gelE, 26 (59.1%) para asa1, 16 (36.3%) para esp, 11 (25.0%) para cylA y 1 (2.3%) para hyl. El 72.9% de los aislados de E. faecalis tenían múltiples genes de virulencia en comparación con el 57% de los aislados de E. faecium sin genes de virulencia. El gen hyl solo se detectó en E. faecium, mientras que cylA y asa1 solo se detectaron en E. faecalis. Se observó una correlación significativa entre la presencia de genes de virulencia asa1 y esp y la resistencia a la tetraciclina (P=0.0305 y 0.0363, respectivamente). También se observó una correlación significativa entre la presencia de los genes de virulencia gelE y asa1 y la resistencia a la nitrofurantoína (P=0,0175 y 0,0225, respectivamente) y la resistencia a la ampicilina (P=0,0005 y 0,0008, respectivamente). El estudio destaca los altos niveles de resistencia a la eritromicina en E. faecalis y E. faecium, los factores demográficos que influyen en la distribución de especies entre los pacientes y la acumulación de múltiples genes de virulencia en E. faecalis. La asociación significativa de los genes de virulencia gelE, asa1 y esp con la resistencia a los medicamentos podría explicar el éxito patogénico de E. faecalis y proporciona una guía para futuros estudios.

Files

3129439.pdf.pdf

Files (16.0 kB)

⚠️ 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
md5:22777a04bb65bb36f1429c1e97659310
16.0 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تحديد عوامل مقاومة مضادات الميكروبات والفيروسات للمكورات المعوية البرازية والمكورات المعوية البرازية وارتباطها بالعوامل السريرية والديموغرافية في كينيا
Translated title (French)
Détermination des facteurs de résistance aux antimicrobiens et de virulence d'Enterococcus faecalis et d'Enterococcus faecium et de leur association avec des facteurs cliniques et démographiques au Kenya
Translated title (Spanish)
Determinación de factores de resistencia y virulencia antimicrobiana de Enterococcus faecalis y Enterococcus faecium y su asociación con factores clínicos y demográficos en Kenia

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4308632606
DOI
10.1155/2022/3129439

Is supplement to
https://openalex.org/W4200033266 (Other)
https://openalex.org/W2923478858 (Other)
https://openalex.org/W2803059357 (Other)
https://openalex.org/W2438229251 (Other)
https://openalex.org/W2376731542 (Other)
https://openalex.org/W2373632662 (Other)
https://openalex.org/W2358019477 (Other)
https://openalex.org/W2159615847 (Other)
https://openalex.org/W2138428543 (Other)
https://openalex.org/W2070689017 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Kenya

References

  • https://openalex.org/W109416759
  • https://openalex.org/W1558406512
  • https://openalex.org/W1599380810
  • https://openalex.org/W1650061465
  • https://openalex.org/W187076603
  • https://openalex.org/W1908690859
  • https://openalex.org/W1971484109
  • https://openalex.org/W1979099658
  • https://openalex.org/W1983340139
  • https://openalex.org/W1996958990
  • https://openalex.org/W2016257152
  • https://openalex.org/W2043862987
  • https://openalex.org/W2062429358
  • https://openalex.org/W2068319625
  • https://openalex.org/W2088726933
  • https://openalex.org/W2103599303
  • https://openalex.org/W2108261878
  • https://openalex.org/W2116673555
  • https://openalex.org/W2117438470
  • https://openalex.org/W2120550294
  • https://openalex.org/W2148615734
  • https://openalex.org/W2154008825
  • https://openalex.org/W2161214679
  • https://openalex.org/W2162392759
  • https://openalex.org/W2182593920
  • https://openalex.org/W2234129138
  • https://openalex.org/W2272509640
  • https://openalex.org/W2282622929
  • https://openalex.org/W2328045639
  • https://openalex.org/W2732402576
  • https://openalex.org/W2770798517
  • https://openalex.org/W2810834053
  • https://openalex.org/W2891246088
  • https://openalex.org/W2899744416
  • https://openalex.org/W2901895882
  • https://openalex.org/W2944528711
  • https://openalex.org/W2970178376
  • https://openalex.org/W3012687471
  • https://openalex.org/W3033403610
  • https://openalex.org/W3047668176
  • https://openalex.org/W3106458256
  • https://openalex.org/W3128846416
  • https://openalex.org/W3156398994
  • https://openalex.org/W3168840040
  • https://openalex.org/W4240574691
  • https://openalex.org/W4285719527