Published September 5, 2013
| Version v1
Publication
Open
Prevalence and patterns of antifolate and chloroquine drug resistance markers in Plasmodium vivax across Pakistan
Creators
- 1. Quaid-i-Azam University
- 2. University of Maryland, Baltimore
- 3. Howard Hughes Medical Institute
- 4. King Edward Medical University
Description
Plasmodium vivax is the most prevalent malaria species in Pakistan, with a distribution that coincides with Plasmodium falciparum in many parts of the country. Both species are likely exposed to drug pressure from a number of anti-malarials including chloroquine, sulphadoxine-pyrimethamine (SP), and artemisinin combination therapy, yet little is known regarding the effects of drug pressure on parasite genes associated with drug resistance. The aims of this study were to determine the prevalence of polymorphisms in the SP resistance-associated genes pvdhfr, pvdhps and chloroquine resistance-associated gene pvmdr1 in P. vivax isolates collected from across the country.In 2011, 801 microscopically confirmed malaria-parasite positive filter paper blood samples were collected at 14 sites representing four provinces and the capital city of Islamabad. Species-specific polymerase chain reaction (PCR) was used to identify human Plasmodium species infection. PCR-positive P. vivax isolates were subjected to sequencing of pvdhfr, pvdhps and pvmdr1 and to real-time PCR analysis to assess pvmdr1 copy number variation.Of the 801 samples, 536 were determined to be P. vivax, 128 were P. falciparum, 43 were mixed vivax/falciparum infections and 94 were PCR-negative for Plasmodium infection. Of PCR-positive P. vivax samples, 372 were selected for sequence analysis. Seventy-six of the isolates (23%) were double mutant at positions S58R and S117N in pvdhfr. Additionally, two mutations at positions N50I and S93H were observed in 55 (15%) and 24 (7%) of samples, respectively. Three 18 base pair insertion-deletions (indels) were observed in pvdhfr, with two insertions at different nucleotide positions in 36 isolates and deletions in 10. Ninety-two percent of samples contained the pvdhps (S382/A383G/K512/A553/V585) SAKAV wild type haplotype. For pvmdr1, all isolates were wild type at position Y976F and 335 (98%) carried the mutation at codon F1076L. All isolates harboured single copies of the pvmdr1 gene.The prevalence of mutations associated with SP resistance in P. vivax is low in Pakistan. The high prevalence of P. vivax mutant pvmdr1 codon F1076L indicates that efficacy of chloroquine plus primaquine could be in danger of being compromised, but further studies are required to assess the clinical relevance of this observation. These findings will serve as a baseline for further monitoring of drug-resistant P. vivax malaria in Pakistan.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
المتصورة النشيطة هي أكثر أنواع الملاريا انتشارًا في باكستان، مع توزيع يتزامن مع المتصورة المنجلية في أجزاء كثيرة من البلاد. من المحتمل أن يتعرض كلا النوعين لضغط الدواء من عدد من الأدوية المضادة للملاريا بما في ذلك الكلوروكين والسلفادوكسين- بيريميثامين (SP) والعلاج المركب من الأرتيميسينين، ومع ذلك لا يُعرف سوى القليل عن آثار ضغط الدواء على جينات الطفيليات المرتبطة بمقاومة الدواء. كانت أهداف هذه الدراسة هي تحديد مدى انتشار تعدد الأشكال في الجينات المرتبطة بمقاومة SP pvdhfr و pvdhps والجين المرتبط بمقاومة الكلوروكين pvmdr1 في عزلات P. vivax التي تم جمعها من جميع أنحاء البلاد. في عام 2011، تم جمع 801 عينة دم من ورق الترشيح الإيجابي لطفيليات الملاريا المؤكدة مجهريًا في 14 موقعًا تمثل أربع مقاطعات والعاصمة إسلام أباد. تم استخدام تفاعل البوليميراز المتسلسل الخاص بالأنواع (PCR) لتحديد عدوى أنواع المتصورة البشرية. تم إخضاع عزلات P. vivax الإيجابية لـ PCR لتسلسل pvdhfr و pvdhps و pvmdr1 ولتحليل PCR في الوقت الفعلي لتقييم اختلاف رقم نسخة pvmdr1. من بين 801 عينة، تم تحديد 536 على أنها P. vivax، و 128 كانت P. falciparum، و 43 كانت عدوى مختلطة vivax/falciparum و 94 كانت سلبية PCR لعدوى المتصورة. من بين عينات P. vivax إيجابية تفاعل البوليميراز المتسلسل، تم اختيار 372 عينة لتحليل التسلسل. كانت ستة وسبعون من العزلات (23 ٪) عبارة عن طفرة مزدوجة في المواضع S58R و S117N في pvdhfr. بالإضافة إلى ذلك، لوحظت طفرتان في المواضع N50I و S93H في 55 (15 ٪) و 24 (7 ٪) من العينات، على التوالي. لوحظت ثلاث عمليات إدخال وحذف لزوج القاعدة 18 (indels) في pvdhfr، مع إدخالين في مواضع نيوكليوتيدات مختلفة في 36 عزل وحذف في 10. احتوت 92 في المائة من العينات على النمط الفرداني من النوع البري SAKAV (S382/A383G/K512/A553/V585). بالنسبة لـ pvmdr1، كانت جميع العزلات من النوع البري في الموضع Y976F و 335 (98 ٪) حملت الطفرة عند الكودون F1076L. تحتوي جميع العزلات على نسخ واحدة من جين pvmdr1. انتشار الطفرات المرتبطة بمقاومة SP في P. vivax منخفض في باكستان. يشير الانتشار المرتفع لكودون P. vivax mutant pvmdr1 F1076L إلى أن فعالية الكلوروكين بالإضافة إلى البريماكين يمكن أن تكون في خطر التعرض للخطر، ولكن هناك حاجة إلى مزيد من الدراسات لتقييم الأهمية السريرية لهذه الملاحظة. وستكون هذه النتائج بمثابة خط أساس لمزيد من الرصد لمرض الملاريا النشيطة المقاومة للأدوية في باكستان.Translated Description (French)
Plasmodium vivax est l'espèce de paludisme la plus répandue au Pakistan, avec une distribution qui coïncide avec Plasmodium falciparum dans de nombreuses régions du pays. Les deux espèces sont probablement exposées à la pression médicamenteuse d'un certain nombre d'antipaludiques, notamment la chloroquine, la sulfadoxine-pyriméthamine (SP) et la polythérapie à l'artémisinine, mais on sait peu de choses sur les effets de la pression médicamenteuse sur les gènes parasites associés à la résistance aux médicaments. Les objectifs de cette étude étaient de déterminer la prévalence des polymorphismes dans les gènes associés à la résistance à la SP pvdhfr, pvdhps et le gène associé à la résistance à la chloroquine pvmdr1 dans les isolats de P. vivax prélevés dans tout le pays. En 2011, 801 échantillons de sang de papier filtre positif au parasite du paludisme confirmé au microscope ont été prélevés dans 14 sites représentant quatre provinces et la capitale d'Islamabad. La réaction en chaîne de la polymérase (PCR) spécifique à l'espèce a été utilisée pour identifier l'infection humaine par l'espèce Plasmodium. Les isolats de P. vivax positifs pour la PCR ont été soumis au séquençage de pvdhfr, pvdhps et pvmdr1 et à une analyse PCR en temps réel pour évaluer la variation du nombre de copies de pvmdr1. Sur les 801 échantillons, 536 ont été déterminés comme étant P. vivax, 128 étaient P. falciparum, 43 étaient des infections mixtes vivax/falciparum et 94 étaient PCR-négatifs pour l'infection à Plasmodium. Parmi les échantillons de P. vivax positifs pour la PCR, 372 ont été sélectionnés pour l'analyse de séquence. Soixante-seize des isolats (23%) étaient double mutants aux positions S58R et S117N dans pvdhfr. De plus, deux mutations aux positions N50I et S93H ont été observées dans 55 (15%) et 24 (7%) échantillons, respectivement. Trois insertions-délétions de 18 paires de bases (indels) ont été observées dans le pvdhfr, avec deux insertions à des positions nucléotidiques différentes dans 36 isolats et des délétions dans 10. Quatre-vingt-douze pour cent des échantillons contenaient l'haplotype de type sauvage SAKAV pvdhps (S382/A383G/K512/A553/V585). Pour pvmdr1, tous les isolats étaient de type sauvage en position Y976F et 335 (98%) portaient la mutation au codon F1076L. Tous les isolats abritaient des copies uniques du gène pvmdr1. La prévalence des mutations associées à la résistance à la SP chez P. vivax est faible au Pakistan. La prévalence élevée du codon F1076L pvmdr1 mutant de P. vivax indique que l'efficacité de la chloroquine et de la primaquine pourrait être compromise, mais d'autres études sont nécessaires pour évaluer la pertinence clinique de cette observation. Ces résultats serviront de référence pour une surveillance plus approfondie du paludisme à P. vivax pharmacorésistant au Pakistan.Translated Description (Spanish)
Plasmodium vivax es la especie de malaria más prevalente en Pakistán, con una distribución que coincide con Plasmodium falciparum en muchas partes del país. Es probable que ambas especies estén expuestas a la presión de los medicamentos de una serie de antipalúdicos que incluyen cloroquina, sulfadoxina-pirimetamina (SP) y terapia de combinación de artemisinina, pero se sabe poco sobre los efectos de la presión de los medicamentos en los genes del parásito asociados con la resistencia a los medicamentos. Los objetivos de este estudio fueron determinar la prevalencia de polimorfismos en los genes asociados a la resistencia a SP pvdhfr, pvdhps y el gen asociado a la resistencia a la cloroquina pvmdr1 en aislados de P. vivax recolectados en todo el país. En 2011, se recolectaron 801 muestras de sangre de papel de filtro positivas para parásitos de la malaria confirmadas microscópicamente en 14 sitios que representan cuatro provincias y la ciudad capital de Islamabad. Se utilizó la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) específica de la especie para identificar la infección de especies humanas de Plasmodium. Los aislados de P. vivax positivos para PCR se sometieron a secuenciación de pvdhfr, pvdhps y pvmdr1 y a análisis de PCR en tiempo real para evaluar la variación del número de copias de pvmdr1. De las 801 muestras, se determinó que 536 eran P. vivax, 128 eran P. falciparum, 43 eran infecciones mixtas vivax/falciparum y 94 eran PCR negativas para la infección por Plasmodium. De las muestras de P. vivax positivas para PCR, se seleccionaron 372 para el análisis de secuencias. Setenta y seis de los aislados (23%) eran mutantes dobles en las posiciones S58R y S117N en pvdhfr. Además, se observaron dos mutaciones en las posiciones N50I y S93H en 55 (15%) y 24 (7%) de las muestras, respectivamente. Se observaron tres deleciones de inserción de 18 pares de bases (indels) en pvdhfr, con dos inserciones en diferentes posiciones de nucleótidos en 36 aislados y deleciones en 10. El noventa y dos por ciento de las muestras contenían el haplotipo de tipo salvaje SAKAV pvdhps (S382/A383G/K512/A553/V585). Para pvmdr1, todos los aislados eran de tipo salvaje en la posición Y976F y 335 (98%) portaban la mutación en el codón F1076L. Todos los aislados albergaban copias individuales del gen pvmdr1. La prevalencia de mutaciones asociadas con la resistencia a SP en P. vivax es baja en Pakistán. La alta prevalencia del codón pvmdr1 mutante de P. vivax F1076L indica que la eficacia de la cloroquina más primaquina podría estar en peligro de verse comprometida, pero se requieren más estudios para evaluar la relevancia clínica de este estudio. Estos hallazgos servirán como referencia para un mayor seguimiento de la malaria por P. vivax resistente a los medicamentos en Pakistán.Files
1475-2875-12-310.pdf
Files
(496.1 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:0f3a01d68518d87efda8d83f59ac1b9c
|
496.1 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- انتشار وأنماط علامات مقاومة مضادات الفولات والكلوروكين للأدوية في المتصورة النشيطة في جميع أنحاء باكستان
- Translated title (French)
- Prévalence et profils de marqueurs de résistance aux antifolates et à la chloroquine chez Plasmodium vivax au Pakistan
- Translated title (Spanish)
- Prevalencia y patrones de marcadores de resistencia a fármacos antifolato y cloroquina en Plasmodium vivax en todo Pakistán
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2165404715
- DOI
- 10.1186/1475-2875-12-310
References
- https://openalex.org/W1588684706
- https://openalex.org/W1916948552
- https://openalex.org/W1968543514
- https://openalex.org/W1976176203
- https://openalex.org/W1985201971
- https://openalex.org/W1986381985
- https://openalex.org/W1990400003
- https://openalex.org/W2005109719
- https://openalex.org/W2010485888
- https://openalex.org/W2016564233
- https://openalex.org/W2027553151
- https://openalex.org/W2032496912
- https://openalex.org/W2033314986
- https://openalex.org/W2034750614
- https://openalex.org/W2036600222
- https://openalex.org/W2040747720
- https://openalex.org/W2043762150
- https://openalex.org/W2051080253
- https://openalex.org/W2056164902
- https://openalex.org/W2066532876
- https://openalex.org/W2074438244
- https://openalex.org/W2076018129
- https://openalex.org/W2079127050
- https://openalex.org/W2079451231
- https://openalex.org/W2080956225
- https://openalex.org/W2081729133
- https://openalex.org/W2089706810
- https://openalex.org/W2091761591
- https://openalex.org/W2093847540
- https://openalex.org/W2096520746
- https://openalex.org/W2098322730
- https://openalex.org/W2099941316
- https://openalex.org/W2100419926
- https://openalex.org/W2100635487
- https://openalex.org/W2105394863
- https://openalex.org/W2112893129
- https://openalex.org/W2112988897
- https://openalex.org/W2123470783
- https://openalex.org/W2131095198
- https://openalex.org/W2135463784
- https://openalex.org/W2135710173
- https://openalex.org/W2135837557
- https://openalex.org/W2137764200
- https://openalex.org/W2138093569
- https://openalex.org/W2145020017
- https://openalex.org/W2147418461
- https://openalex.org/W2150478733
- https://openalex.org/W2150484081
- https://openalex.org/W2154930946
- https://openalex.org/W2159686777
- https://openalex.org/W2163324757
- https://openalex.org/W2167296967
- https://openalex.org/W2167625254
- https://openalex.org/W2167792128
- https://openalex.org/W2172136412
- https://openalex.org/W2337912316
- https://openalex.org/W4233694113
- https://openalex.org/W4318471195