Published February 18, 2019
| Version v1
Publication
Open
Genomic analysis of Klebsiella pneumoniae isolates from Malawi reveals acquisition of multiple ESBL determinants across diverse lineages
Creators
- 1. Malawi-Liverpool-Wellcome Trust Clinical Research Programme
- 2. University of Liverpool
- 3. University of Oxford
- 4. Mahidol Oxford Tropical Medicine Research Unit
- 5. University of Malawi
- 6. Quadram Institute
- 7. Wellcome Sanger Institute
- 8. Liverpool School of Tropical Medicine
- 9. University College London
- 10. London School of Hygiene & Tropical Medicine
- 11. University of Edinburgh
Description
ESBL-producing Klebsiella pneumoniae (KPN) pose a major threat to human health globally. We carried out a WGS study to understand the genetic background of ESBL-producing KPN in Malawi and place them in the context of other global isolates.We sequenced genomes of 72 invasive and carriage KPN isolates collected from patients admitted to Queen Elizabeth Central Hospital, Blantyre, Malawi. We performed phylogenetic and population structure analyses on these and previously published genomes from Kenya (n = 66) and from outside sub-Saharan Africa (n = 67). We screened for presence of antimicrobial resistance (AMR) genetic determinants and carried out association analyses by genomic sequence cluster, AMR phenotype and time.Malawian isolates fit within the global population structure of KPN, clustering into the major lineages of KpI, KpII and KpIII. KpI isolates from Malawi were more related to those from Kenya, with both collections exhibiting more clonality than isolates from the rest of the world. We identified multiple ESBL genes, including blaCTX-M-15, several blaSHV, blaTEM-63 and blaOXA-10, and other AMR genes, across diverse lineages of the KPN isolates from Malawi. No carbapenem resistance genes were detected; however, we detected IncFII and IncFIB plasmids that were similar to the carbapenem resistance-associated plasmid pNDM-mar.There are multiple ESBL genes across diverse KPN lineages in Malawi and plasmids in circulation that are capable of carrying carbapenem resistance. Unless appropriate interventions are rapidly put in place, these may lead to a high burden of locally untreatable infection in vulnerable populations.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تشكل Klebsiella pneumoniae (KPN) المنتجة لـ ESBL تهديدًا كبيرًا لصحة الإنسان على مستوى العالم. أجرينا دراسة WGS لفهم الخلفية الوراثية لـ KPN المنتجة لـ ESBL في ملاوي ووضعها في سياق عزلات عالمية أخرى. قمنا بتسلسل الجينوم لـ 72 عزلات KPN الغازية والناقلة التي تم جمعها من المرضى الذين تم إدخالهم إلى مستشفى الملكة إليزابيث المركزي، بلانتير، ملاوي. أجرينا تحليلات لتطور السلالات والبنية السكانية على هذه الجينومات والمنشورة سابقًا من كينيا (العدد = 66) ومن خارج أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى (العدد = 67). قمنا بفحص وجود محددات وراثية لمقاومة مضادات الميكروبات (AMR) وأجرينا تحليلات الارتباط حسب مجموعة التسلسل الجيني، والنمط الظاهري لمقاومة مضادات الميكروبات والوقت. تتناسب العزلات المالاوية مع البنية السكانية العالمية لـ KPN، وتتجمع في السلالات الرئيسية لـ KpI و KpII و KpIII. كانت عزلة KpI عن ملاوي أكثر ارتباطًا بتلك الموجودة في كينيا، حيث أظهرت كلتا المجموعتين استنساخًا أكثر من العزلة عن بقية العالم. حددنا العديد من جينات ESBL، بما في ذلك blaCTX - M -15، والعديد من blaSHV، و blaTEM -63 و blaOXA -10، وجينات AMR الأخرى، عبر سلالات متنوعة من عزلات KPN من ملاوي. لم يتم الكشف عن جينات مقاومة الكاربابينيم ؛ ومع ذلك، اكتشفنا بلازميدات IncFII و IncFIB التي كانت مشابهة للبلازميد المرتبط بمقاومة الكاربابينيم pNDM - mar. هناك العديد من جينات ESBL عبر سلالات KPN المتنوعة في ملاوي والبلازميدات المتداولة القادرة على حمل مقاومة الكاربابينيم. ما لم يتم تنفيذ التدخلات المناسبة بسرعة، فقد يؤدي ذلك إلى عبء كبير من العدوى التي لا يمكن علاجها محليًا بين السكان الضعفاء.Translated Description (French)
Klebsiella pneumoniae (KPN), productrice de BLSE, constitue une menace majeure pour la santé humaine dans le monde. Nous avons réalisé une étude WGS pour comprendre le contexte génétique des KPN productrices de BLSE au Malawi et les placer dans le contexte d'autres isolats mondiaux. Nous avons séquencé les génomes de 72 isolats de KPN invasifs et porteurs prélevés sur des patients admis à l'hôpital central Queen Elizabeth de Blantyre, au Malawi. Nous avons effectué des analyses phylogénétiques et de la structure de la population sur ces génomes et sur ceux déjà publiés au Kenya (n = 66) et en dehors de l'Afrique subsaharienne (n = 67). Nous avons recherché la présence de déterminants génétiques de la résistance aux antimicrobiens (RAM) et effectué des analyses d'association par groupe de séquences génomiques, phénotype de RAM et temps. Les isolats malawiens s'intègrent dans la structure de la population mondiale de KPN, se regroupant dans les principales lignées de KpI, KpII et KpIII. Les isolats de KpI du Malawi étaient plus liés à ceux du Kenya, les deux collections présentant plus de clonalité que les isolats du reste du monde. Nous avons identifié plusieurs gènes BLSE, y compris blaCTX-M-15, plusieurs blaSHV, blaTEM-63 et blaOXA-10, et d'autres gènes RAM, dans diverses lignées des isolats de KPN du Malawi. Aucun gène de résistance au carbapénème n'a été détecté ; cependant, nous avons détecté des plasmides IncFII et IncFIB qui étaient similaires au plasmide pNDM-mar associé à la résistance au carbapénème. Il existe plusieurs gènes BLSE dans diverses lignées KPN au Malawi et des plasmides en circulation qui sont capables de transporter une résistance au carbapénème. À moins que des interventions appropriées ne soient rapidement mises en place, elles peuvent entraîner un fardeau élevé d'infections localement incurables dans les populations vulnérables.Translated Description (Spanish)
La Klebsiella pneumoniae (KPN) productora de BLEE representa una gran amenaza para la salud humana a nivel mundial. Llevamos a cabo un estudio WGS para comprender los antecedentes genéticos de KPN productor de BLEE en Malawi y colocarlos en el contexto de otros aislados globales. Secuenciamos genomas de 72 aislados de KPN invasivos y portadores recolectados de pacientes ingresados en el Hospital Central Queen Elizabeth, Blantyre, Malawi. Realizamos análisis filogenéticos y de estructura poblacional sobre estos y otros genomas previamente publicados de Kenia (n = 66) y de fuera del África subsahariana (n = 67). Detectamos la presencia de determinantes genéticos de resistencia antimicrobiana (RAM) y realizamos análisis de asociación por grupo de secuencias genómicas, fenotipo de RAM y tiempo. Los aislados de Malaui encajan dentro de la estructura de la población mundial de KPN, agrupándose en los principales linajes de KpI, KpII y KpIII. Los aislados de KpI de Malawi estaban más relacionados con los de Kenia, y ambas colecciones exhibían más clonalidad que los aislados del resto del mundo. Identificamos múltiples genes ESBL, incluidos blaCTX-M-15, varios blaSHV, blaTEM-63 y blaOXA-10, y otros genes AMR, en diversos linajes de los aislados de KPN de Malawi. No se detectaron genes de resistencia a carbapenem; sin embargo, detectamos plásmidos IncFII e IncFIB que eran similares al plásmido pNDM-mar asociado a la resistencia a carbapenem. Hay múltiples genes ESBL en diversos linajes de KPN en Malawi y plásmidos en circulación que son capaces de portar resistencia a carbapenem. A menos que se implementen rápidamente las intervenciones adecuadas, estas pueden llevar a una alta carga de infección localmente intratable en poblaciones vulnerables.Files
dkz032.pdf.pdf
Files
(93 Bytes)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:b0d506893d4802090edf1644f5f082cd
|
93 Bytes | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- يكشف التحليل الجيني لعزلات Klebsiella pneumoniae عن ملاوي عن اكتساب العديد من محددات ESBL عبر سلالات متنوعة
- Translated title (French)
- L'analyse génomique des isolats de Klebsiella pneumoniae du Malawi révèle l'acquisition de multiples déterminants du BLSE dans diverses lignées
- Translated title (Spanish)
- El análisis genómico de aislados de Klebsiella pneumoniae de Malawi revela la adquisición de múltiples determinantes de BLEE en diversos linajes
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2917106389
- DOI
- 10.1093/jac/dkz032
References
- https://openalex.org/W1844951369
- https://openalex.org/W1889879066
- https://openalex.org/W1895017250
- https://openalex.org/W1972145956
- https://openalex.org/W2044812603
- https://openalex.org/W2049541831
- https://openalex.org/W2080618984
- https://openalex.org/W2096093282
- https://openalex.org/W2120195055
- https://openalex.org/W2122673596
- https://openalex.org/W2133399023
- https://openalex.org/W2134852597
- https://openalex.org/W2141052558
- https://openalex.org/W2142503351
- https://openalex.org/W2143325926
- https://openalex.org/W2145069900
- https://openalex.org/W2146157756
- https://openalex.org/W2147469887
- https://openalex.org/W2153679512
- https://openalex.org/W2155478352
- https://openalex.org/W2156273926
- https://openalex.org/W2160969485
- https://openalex.org/W2163213921
- https://openalex.org/W2165471800
- https://openalex.org/W2173537513
- https://openalex.org/W2516648266
- https://openalex.org/W2531764778
- https://openalex.org/W2590023769
- https://openalex.org/W2593622592
- https://openalex.org/W2739067318
- https://openalex.org/W2748706728
- https://openalex.org/W2894643501
- https://openalex.org/W2950006954
- https://openalex.org/W2951241054
- https://openalex.org/W937611577