Published November 1, 2023 | Version v1
Publication Open

Antibiotic resistance, bacterial transmission and improved prediction of bacterial infection in patients with antibody deficiency

Creators

  • 1. The Royal Free Hospital
  • 2. University College London
  • 3. Alexandria University
  • 4. Roland Hill (United Kingdom)
  • 5. King's College London
  • 6. London South Bank University
  • 7. Royal Free London NHS Foundation Trust

Description

Antibody-deficient patients are at high risk of respiratory tract infections. Many therefore receive antibiotic prophylaxis and have access to antibiotics for self-administration in the event of breakthrough infections, which may increase antimicrobial resistance (AMR).To understand AMR in the respiratory tract of patients with antibody deficiency.Sputum samples were collected from antibody-deficient patients in a cross-sectional and prospective study; bacteriology culture, 16S rRNA profiling and PCR detecting macrolide resistance genes were performed. Bacterial isolates were identified using MALDI-TOF, antimicrobial susceptibility was determined by disc diffusion and WGS of selected isolates was done using Illumina NextSeq with analysis for resistome and potential cross-transmission. Neutrophil elastase was measured by a ProteaseTag immunoassay.Three hundred and forty-three bacterial isolates from sputum of 43 patients were tested. Macrolide and tetracycline resistance were common (82% and 35% of isolates). erm(B) and mef(A) were the most frequent determinants of macrolide resistance. WGS revealed viridans streptococci as the source of AMR genes, of which 23% also carried conjugative plasmids linked with AMR genes and other mobile genetic elements. Phylogenetic analysis of Haemophilus influenzae isolates suggested possible transmission between patients attending clinic.In the prospective study, a negative correlation between sputum neutrophil elastase concentration and Shannon entropy α-diversity (Spearman's ρ = -0.306, P = 0.005) and a positive relationship with Berger-Parker dominance index (ρ = 0.502, P < 0.001) were found. Similar relationships were noted for the change in elastase concentration between consecutive samples, increases in elastase associating with reduced α-diversity.Measures to limit antibiotic usage and spread of AMR should be implemented in immunodeficiency clinics. Sputum neutrophil elastase may be a useful marker to guide use of antibiotics for respiratory infection.

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

Translated Description (Arabic)

المرضى الذين يعانون من نقص الأجسام المضادة معرضون لخطر كبير من التهابات الجهاز التنفسي. لذلك يتلقى الكثيرون العلاج الوقائي بالمضادات الحيوية ولديهم إمكانية الوصول إلى المضادات الحيوية للإعطاء الذاتي في حالة حدوث عدوى مفاجئة، مما قد يزيد من مقاومة مضادات الميكروبات (AMR). لفهم مقاومة مضادات الميكروبات في الجهاز التنفسي للمرضى الذين يعانون من نقص الأجسام المضادة. تم جمع عينات البضع من المرضى الذين يعانون من نقص الأجسام المضادة في دراسة مستعرضة واستباقية ؛ تم إجراء ثقافة علم البكتيريا، 16S rRNA التنميط و PCR الكشف عن جينات مقاومة الماكروليد. تم تحديد العزلات البكتيرية باستخدام MALDI - TOF، وتم تحديد الحساسية المضادة للميكروبات عن طريق انتشار القرص وتم إجراء WGS للعزلات المختارة باستخدام Illumina NextSeq مع تحليل للمقاومة والانتقال المتبادل المحتمل. تم قياس الإيلاستاز العدلات عن طريق المقايسة المناعية ProteaseTag. تم اختبار ثلاثمائة وثلاثة وأربعين عزلًا بكتيريًا من البلغم لـ 43 مريضًا. كانت مقاومة الماكروليد والتتراسيكلين شائعة (82 ٪ و 35 ٪ من العزلات). كانت إدارة المخاطر المؤسسية (B) و mef (A) هي المحددات الأكثر شيوعًا لمقاومة الماكروليد. كشفت WGS عن المكورات العقدية الفيروسية كمصدر لجينات AMR، والتي يحمل 23 ٪ منها أيضًا بلازميدات مترافقة مرتبطة بجينات AMR وعناصر وراثية متنقلة أخرى. اقترح التحليل الوراثي لعزلات المستدمية النزلية احتمال انتقال العدوى بين المرضى الذين يحضرون العيادة. في الدراسة الاستباقية، تم العثور على علاقة سلبية بين تركيز البلغم العدلات الإيلاستاز وتنوع شانون الإنتروبي ألفا (Spearman 's ρ = -0.306، P = 0.005) وعلاقة إيجابية مع مؤشر هيمنة بيرغر باركر (ρ = 0.502، P < 0.001). ولوحظت علاقات مماثلة للتغير في تركيز الإيلاستاز بين العينات المتتالية، والزيادات في الإيلاستاز المرتبطة بانخفاض تنوع ألفا. وينبغي تنفيذ تدابير للحد من استخدام المضادات الحيوية وانتشار مقاومة مضادات الميكروبات في عيادات نقص المناعة. قد يكون البلغم العدلات الإيلاستاز علامة مفيدة لتوجيه استخدام المضادات الحيوية لعدوى الجهاز التنفسي.

Translated Description (French)

Les patients déficients en anticorps présentent un risque élevé d'infections des voies respiratoires. Beaucoup reçoivent donc une prophylaxie antibiotique et ont accès à des antibiotiques pour s'auto-administrer en cas d'infections de rupture, ce qui peut augmenter la résistance aux antimicrobiens (RAM).Pour comprendre la RAM dans les voies respiratoires des patients présentant un déficit en anticorps. Des échantillons de produit ont été prélevés chez des patients déficients en anticorps dans une étude transversale et prospective ; une culture bactériologique, un profilage de l'ARNr 16S et des gènes de résistance aux macrolides de détection par PCR ont été effectués. Les isolats bactériens ont été identifiés à l'aide de MALDI-TOF, la sensibilité aux antimicrobiens a été déterminée par diffusion discale et le WGS des isolats sélectionnés a été effectué à l'aide d'Illumina NextSeq avec une analyse du résistome et de la transmission croisée potentielle. L'élastase des neutrophiles a été mesurée par un dosage immunologique ProteaseTag. Trois cent quarante-trois isolats bactériens provenant d'expectorations de 43 patients ont été testés. La résistance aux macrolides et aux tétracyclines était fréquente (82 % et 35 % des isolats). ERM(B) et mef(A) étaient les déterminants les plus fréquents de la résistance aux macrolides. Le WGS a révélé que les streptocoques viridans étaient la source des gènes de la RAM, dont 23 % portaient également des plasmides conjugatifs liés aux gènes de la RAM et à d'autres éléments génétiques mobiles. L'analyse phylogénétique des isolats d'Haemophilus influenzae a suggéré une transmission possible entre les patients fréquentant la clinique. Dans l'étude prospective, une corrélation négative entre la concentration d'élastase neutrophile dans les expectorations et la diversité α de l'entropie de Shannon (ρ de Spearman = -0,306, P = 0,005) et une relation positive avec l'indice de dominance de Berger-Parker (ρ = 0,502, P < 0,001) ont été trouvées. Des relations similaires ont été notées pour le changement de concentration d'élastase entre les échantillons consécutifs, les augmentations d'élastase associées à une diversité α réduite. Des mesures visant à limiter l'utilisation d'antibiotiques et la propagation de la RAM devraient être mises en œuvre dans les cliniques d'immunodéficience. L'élastase neutrophile des expectorations peut être un marqueur utile pour guider l'utilisation d'antibiotiques pour les infections respiratoires.

Translated Description (Spanish)

Los pacientes con deficiencia de anticuerpos tienen un alto riesgo de infecciones del tracto respiratorio. Por lo tanto, muchos reciben profilaxis antibiótica y tienen acceso a antibióticos para la autoadministración en caso de infecciones intercurrentes, que pueden aumentar la resistencia antimicrobiana (RAM). Para comprender la RAM en el tracto respiratorio de pacientes con deficiencia de anticuerpos. Se recogieron muestras de suposo de pacientes con deficiencia de anticuerpos en un estudio transversal y prospectivo; se realizaron cultivos bacteriológicos, perfiles de ARNr 16S y PCR para detectar genes de resistencia a macrólidos. Los aislados bacterianos se identificaron utilizando MALDI-TOF, la susceptibilidad antimicrobiana se determinó por difusión en disco y la WGS de los aislados seleccionados se realizó utilizando Illumina NextSeq con análisis de resistoma y posible transmisión cruzada. La elastasa de neutrófilos se midió mediante un inmunoensayo ProteaseTag. Se probaron trescientos cuarenta y tres aislados bacterianos de esputo de 43 pacientes. La resistencia a macrólidos y tetraciclinas fue común (82% y 35% de los aislados). erm(B) y mef(A) fueron los determinantes más frecuentes de la resistencia a macrólidos. WGS reveló estreptococos viridans como la fuente de genes AMR, de los cuales el 23% también portaban plásmidos conjugativos vinculados con genes AMR y otros elementos genéticos móviles. El análisis filogenético de los aislados de Haemophilus influenzae sugirió una posible transmisión entre los pacientes que asistían a la clínica. En el estudio prospectivo, se encontró una correlación negativa entre la concentración de elastasa de neutrófilos en el esputo y la entropía de Shannon α-diversidad (ρ de Spearman = -0.306, P = 0.005) y una relación positiva con el índice de dominancia de Berger-Parker (ρ = 0.502, P < 0.001). Se observaron relaciones similares para el cambio en la concentración de elastasa entre muestras consecutivas, aumentos en la elastasa asociados con la reducción de la diversidad α. Las medidas para limitar el uso de antibióticos y la propagación de la resistencia a los antimicrobianos deben implementarse en las clínicas de inmunodeficiencia. La elastasa de neutrófilos de esputo puede ser un marcador útil para guiar el uso de antibióticos para la infección respiratoria.

Files

dlad135.pdf.pdf

Files (93 Bytes)

⚠️ 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:b0d506893d4802090edf1644f5f082cd
93 Bytes
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
مقاومة المضادات الحيوية وانتقال البكتيريا وتحسين التنبؤ بالعدوى البكتيرية في المرضى الذين يعانون من نقص الأجسام المضادة
Translated title (French)
Résistance aux antibiotiques, transmission bactérienne et amélioration de la prédiction de l'infection bactérienne chez les patients présentant un déficit en anticorps
Translated title (Spanish)
Resistencia a los antibióticos, transmisión bacteriana y mejor predicción de la infección bacteriana en pacientes con deficiencia de anticuerpos

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4389800245
DOI
10.1093/jacamr/dlad135

Is supplement to
https://openalex.org/W3177592900 (Other)
https://openalex.org/W3161278623 (Other)
https://openalex.org/W2367868412 (Other)
https://openalex.org/W2154513067 (Other)
https://openalex.org/W2134468770 (Other)
https://openalex.org/W2125921446 (Other)
https://openalex.org/W2107714373 (Other)
https://openalex.org/W2043069487 (Other)
https://openalex.org/W2022840048 (Other)
https://openalex.org/W195559998 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Egypt

References

  • https://openalex.org/W1999055779
  • https://openalex.org/W2001454841
  • https://openalex.org/W2020323811
  • https://openalex.org/W2076595398
  • https://openalex.org/W2093502875
  • https://openalex.org/W2100792760
  • https://openalex.org/W2113069889
  • https://openalex.org/W2320908052
  • https://openalex.org/W2560738370
  • https://openalex.org/W2738615923
  • https://openalex.org/W2924500701
  • https://openalex.org/W2963276645
  • https://openalex.org/W2984894304
  • https://openalex.org/W3080347308
  • https://openalex.org/W4200412502
  • https://openalex.org/W4306871314
  • https://openalex.org/W4379769373