Published May 31, 2023 | Version v1
Publication Open

Large-scale analysis of putative plasmids in clinical multidrug-resistant Escherichia coli isolates from Vietnamese patients

Creators

  • 1. Hanoi University of Science and Technology
  • 2. Maladies Infectieuses et Vecteurs: Écologie, Génétique, Évolution et Contrôle

Description

In the past decades, extended-spectrum beta-lactamase (ESBL)-producing and carbapenem-resistant (CR) Escherichia coli isolates have been detected in Vietnamese hospitals. The transfer of antimicrobial resistance (AMR) genes carried on plasmids is mainly responsible for the emergence of multidrug-resistant E. coli strains and the spread of AMR genes through horizontal gene transfer. Therefore, it is important to thoroughly study the characteristics of AMR gene-harboring plasmids in clinical multidrug-resistant bacterial isolates.The profiles of plasmid assemblies were determined by analyzing previously published whole-genome sequencing data of 751 multidrug-resistant E. coli isolates from Vietnamese hospitals in order to identify the risk of AMR gene horizontal transfer and dissemination.The number of putative plasmids in isolates was independent of the sequencing coverage. These putative plasmids originated from various bacterial species, but mostly from the Escherichia genus, particularly E. coli species. Many different AMR genes were detected in plasmid contigs of the studied isolates, and their number was higher in CR isolates than in ESBL-producing isolates. Similarly, the blaKPC-2, blaNDM-5, blaOXA-1, blaOXA-48, and blaOXA-181 β-lactamase genes, associated with resistance to carbapenems, were more frequent in CR strains. Sequence similarity network and genome annotation analyses revealed high conservation of the β-lactamase gene clusters in plasmid contigs that carried the same AMR genes.Our study provides evidence of horizontal gene transfer in multidrug-resistant E. coli isolates via conjugative plasmids, thus rapidly accelerating the emergence of resistant bacteria. Besides reducing antibiotic misuse, prevention of plasmid transmission also is essential to limit antibiotic resistance.

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

Translated Description (Arabic)

في العقود الماضية، تم اكتشاف عزلات الإشريكية القولونية طويلة المدى المنتجة للبيتا لاكتاماز (ESBL) والمقاومة للكاربابينيم (CR) في المستشفيات الفيتنامية. إن نقل جينات مقاومة مضادات الميكروبات (AMR) المحمولة على البلازميدات مسؤول بشكل أساسي عن ظهور سلالات الإشريكية القولونية المقاومة للأدوية المتعددة وانتشار جينات مقاومة مضادات الميكروبات (AMR) من خلال نقل الجينات الأفقي. لذلك، من المهم إجراء دراسة شاملة لخصائص البلازميدات التي تحتوي على الجينات AMR في العزلات البكتيرية السريرية المقاومة للأدوية المتعددة. تم تحديد ملامح تجميعات البلازميد من خلال تحليل بيانات تسلسل الجينوم الكامل المنشورة سابقًا لعزلات E. coli المقاومة للأدوية المتعددة من المستشفيات الفيتنامية من أجل تحديد خطر النقل الأفقي للجينات AMR ونشرها. كان عدد البلازميدات المفترضة في العزلات مستقلًا عن تغطية التسلسل. نشأت هذه البلازميدات المفترضة من أنواع بكتيرية مختلفة، ولكن معظمها من جنس الإشريكية، وخاصة أنواع الإشريكية القولونية. تم اكتشاف العديد من جينات AMR المختلفة في وصلات البلازميد للعزلات المدروسة، وكان عددها أعلى في عزلات CR مقارنة بالعزلات المنتجة لـ ESBL. وبالمثل، كانت جينات blaKPC -2 و blaNDM -5 و blaOXA -1 و blaOXA -48 و blaOXA -181 β - lactamase، المرتبطة بمقاومة الكاربابينيمات، أكثر شيوعًا في سلالات CR. كشفت شبكة تشابه التسلسل وتحليلات التعليقات التوضيحية للجينوم عن الحفاظ العالي على مجموعات جينات β - lactamase في الجينات البلازمية المتجاورة التي تحمل نفس جينات AMR. تقدم دراستنا أدلة على نقل الجينات الأفقي في عزلات E. coli المقاومة للأدوية المتعددة عبر البلازميدات المترافقة، وبالتالي تسريع ظهور البكتيريا المقاومة بسرعة. إلى جانب الحد من إساءة استخدام المضادات الحيوية، فإن الوقاية من انتقال البلازميد ضرورية أيضًا للحد من مقاومة المضادات الحيوية.

Translated Description (French)

Au cours des dernières décennies, des isolats d'Escherichia coli à spectre étendu produisant de la bêta-lactamase (BLSE) et résistants aux carbapénèmes (RC) ont été détectés dans des hôpitaux vietnamiens. Le transfert des gènes de résistance aux antimicrobiens (RAM) transportés sur les plasmides est principalement responsable de l'émergence de souches d'E. coli multirésistantes aux médicaments et de la propagation des gènes de RAM par transfert horizontal de gènes. Par conséquent, il est important d'étudier en profondeur les caractéristiques des plasmides porteurs du gène RAM dans les isolats bactériens multirésistants cliniques. Les profils des assemblages plasmidiques ont été déterminés en analysant les données de séquençage du génome entier précédemment publiées de 751 isolats d'E. coli multirésistants provenant d'hôpitaux vietnamiens afin d'identifier le risque de transfert horizontal et de dissémination du gène RAM. Le nombre de plasmides putatifs dans les isolats était indépendant de la couverture de séquençage. Ces plasmides présumés provenaient de diverses espèces bactériennes, mais surtout du genre Escherichia, en particulier de l'espèce E. coli. De nombreux gènes AMR différents ont été détectés dans les contigs plasmidiques des isolats étudiés, et leur nombre était plus élevé dans les isolats CR que dans les isolats producteurs de BLSE. De même, les gènes blaKPC-2, blaNDM-5, blaOXA-1, blaOXA-48 et blaOXA-181 β-lactamase, associés à la résistance aux carbapénèmes, étaient plus fréquents dans les souches CR. Le réseau de similarité des séquences et les analyses d'annotation du génome ont révélé une conservation élevée des grappes de gènes β-lactamase dans les contigs plasmidiques qui portaient les mêmes gènes RAM. Notre étude fournit des preuves de transfert horizontal de gènes dans des isolats d'E. coli multirésistants via des plasmides conjugatifs, accélérant ainsi rapidement l'émergence de bactéries résistantes. Outre la réduction de la mauvaise utilisation des antibiotiques, la prévention de la transmission des plasmides est également essentielle pour limiter la résistance aux antibiotiques.

Translated Description (Spanish)

En las últimas décadas, se han detectado aislados de Escherichia coli productores de beta-lactamasa (BLEE) de espectro extendido y resistentes a carbapenem (RC) en hospitales vietnamitas. La transferencia de genes de resistencia antimicrobiana (RAM) transportados en plásmidos es la principal responsable de la aparición de cepas de E. coli multirresistentes y la propagación de genes de RAM a través de la transferencia horizontal de genes. Por lo tanto, es importante estudiar a fondo las características de los plásmidos que albergan genes AMR en aislados bacterianos clínicos resistentes a múltiples fármacos. Los perfiles de los ensamblajes de plásmidos se determinaron analizando los datos de secuenciación del genoma completo previamente publicados de 751 aislados de E. coli resistentes a múltiples fármacos de hospitales vietnamitas para identificar el riesgo de transferencia y diseminación horizontal del gen AMR. El número de plásmidos putativos en aislados fue independiente de la cobertura de secuenciación. Estos supuestos plásmidos se originaron a partir de varias especies bacterianas, pero en su mayoría del género Escherichia, particularmente especies de E. coli. Se detectaron muchos genes de AMR diferentes en cóntigos plasmídicos de los aislados estudiados, y su número fue mayor en los aislados de CR que en los aislados productores de ESBL. De manera similar, los genes blaKPC-2, blaNDM-5, blaOXA-1, blaOXA-48 y blaOXA-181 β-lactamasa, asociados con resistencia a carbapenémicos, fueron más frecuentes en las cepas CR. Los análisis de la red de similitud de secuencia y la anotación del genoma revelaron una alta conservación de los grupos de genes de β-lactamasa en cóntigos plasmídicos que portaban los mismos genes AMR. Nuestro estudio proporciona evidencia de transferencia horizontal de genes en aislados de E. coli resistentes a múltiples fármacos a través de plásmidos conjugativos, acelerando así rápidamente la aparición de bacterias resistentes. Además de reducir el uso indebido de antibióticos, la prevención de la transmisión de plásmidos también es esencial para limitar la resistencia a los antibióticos.

Files

pdf.pdf

Files (7.0 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:db5903167e3afeaa8efb5f48e8cc0896
7.0 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تحليل واسع النطاق للبلازميدات المفترضة في عزلات الإشريكية القولونية السريرية المقاومة للأدوية المتعددة عن المرضى الفيتناميين
Translated title (French)
Analyse à grande échelle de plasmides putatifs dans des isolats cliniques d'Escherichia coli multirésistants provenant de patients vietnamiens
Translated title (Spanish)
Análisis a gran escala de supuestos plásmidos en aislados clínicos de Escherichia coli multirresistente de pacientes vietnamitas

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4378908020
DOI
10.3389/fmicb.2023.1094119

Is supplement to
https://openalex.org/W4382982122 (Other)
https://openalex.org/W4360798656 (Other)
https://openalex.org/W4353060522 (Other)
https://openalex.org/W4310113745 (Other)
https://openalex.org/W4200170072 (Other)
https://openalex.org/W3185032264 (Other)
https://openalex.org/W2807780787 (Other)
https://openalex.org/W2085558835 (Other)
https://openalex.org/W2061885127 (Other)
https://openalex.org/W2006478187 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Vietnam

References

  • https://openalex.org/W1821016187
  • https://openalex.org/W1845997799
  • https://openalex.org/W1967638791
  • https://openalex.org/W1972166113
  • https://openalex.org/W1988129571
  • https://openalex.org/W1989122238
  • https://openalex.org/W1992383617
  • https://openalex.org/W2004548026
  • https://openalex.org/W2009931701
  • https://openalex.org/W2020025137
  • https://openalex.org/W2055043387
  • https://openalex.org/W2061729558
  • https://openalex.org/W2070825896
  • https://openalex.org/W2080211832
  • https://openalex.org/W2086586424
  • https://openalex.org/W2088048768
  • https://openalex.org/W2099500753
  • https://openalex.org/W2103573631
  • https://openalex.org/W2108247474
  • https://openalex.org/W2112851214
  • https://openalex.org/W2113838261
  • https://openalex.org/W2120902911
  • https://openalex.org/W2127435093
  • https://openalex.org/W2131271579
  • https://openalex.org/W2134288997
  • https://openalex.org/W2142678478
  • https://openalex.org/W2158264979
  • https://openalex.org/W2159675211
  • https://openalex.org/W2167679486
  • https://openalex.org/W2305704688
  • https://openalex.org/W2345325306
  • https://openalex.org/W2406250479
  • https://openalex.org/W2544493586
  • https://openalex.org/W2548860200
  • https://openalex.org/W2589267268
  • https://openalex.org/W2607964919
  • https://openalex.org/W2610356195
  • https://openalex.org/W2612516986
  • https://openalex.org/W2619325951
  • https://openalex.org/W2766085454
  • https://openalex.org/W2800938706
  • https://openalex.org/W2885680427
  • https://openalex.org/W2909739291
  • https://openalex.org/W2946657182
  • https://openalex.org/W2951254987
  • https://openalex.org/W2951563276
  • https://openalex.org/W2989099952
  • https://openalex.org/W3005038620
  • https://openalex.org/W3005708520
  • https://openalex.org/W3009840935
  • https://openalex.org/W3043497582
  • https://openalex.org/W3092505639
  • https://openalex.org/W3096738547
  • https://openalex.org/W3183356662
  • https://openalex.org/W3185032264
  • https://openalex.org/W3204387681
  • https://openalex.org/W4206677002
  • https://openalex.org/W4211044896
  • https://openalex.org/W4223554839
  • https://openalex.org/W4226250938
  • https://openalex.org/W4301366209