Published August 4, 2021 | Version v1
Publication Open

Virulence factors and antimicrobial resistance of uropathogenic Escherichia coli (UPEC) isolated from urinary tract infections: a systematic review and meta-analysis

Creators

  • 1. University of Malawi
  • 2. Blantyre Institute for Community Ophthalmology
  • 3. Malawi-Liverpool-Wellcome Trust Clinical Research Programme
  • 4. University of Liverpool
  • 5. Université Catholique du Graben
  • 6. Liverpool School of Tropical Medicine
  • 7. Queen Elizabeth Central Hospital

Description

Abstract Background Uropathogenic Escherichia coli (UPEC) are amongst the most frequent causes of urinary tract infections. We report a systematic review and meta-analysis of virulence factors and antimicrobial resistance of UPEC isolated from urinary tract infections. Methods A systematic review and meta-analysis were performed using PRISMA guidelines (Research Registry ref. 5874). Data were extracted from PubMed/MEDLINE and ScienceDirect databases for studies published from January 1, 2000 to December 31, 2019. Studies reporting antimicrobial resistance and virulence factors of UPEC isolated in confirmed urinary tract infections (≥10 5 CFU/ml) were eligible. Prevalence of antimicrobial resistance and virulence factors of UPEC were estimated using random-effects meta-analysis model. Estimates with 95% confidence intervals, I-square ( I 2 ) statistic, and Cochran's Q test were computed using the score statistic and the exact binomial method by incorporating the Freeman-Tukey double arcsine transformation of proportions. Results Our search returned 2504 hits, of which 13 studies were included in the meta-analysis, totalling 1888 UPEC isolates. Highest antimicrobial resistance rates were observed among the antibiotic class of tetracycline in 69.1% (498/721), followed by sulphonamides in 59.3% (1119/1888), quinolones in 49.4% (1956/3956), and beta-lactams in 36.9% (4410/11964). Among beta-lactams, high resistance was observed in aminopenicillins in 74.3% (1157/1557) and first generation cephalosporins in 38.8% (370/953). Meanwhile, virulence factors with highest prevalence were immune suppressors (54.1%) followed by adhesins (45.9%). Taken individually, the most observed virulence genes were shiA (92.1%), CSH (80.0%), fimH/MSHA (75.3%), traT (75.1%), sisA (72.2%), iucD (65.7%), iutA (61.8%), kpsMTII (60.6%), and PAI (55.2%). Conclusions The increased antibiotic resistance of UPEC isolates was demonstrated and suggested a need for reassessment of empirical therapies in urinary tract infections treatment caused by this pathogen. In addition, this pathotype exhibited diverse surface and secreted virulence factors.

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

Translated Description (Arabic)

ملخص الخلفية تعتبر الإشريكية القولونية (UPEC) المسببة للأمراض البولية من بين الأسباب الأكثر شيوعًا لعدوى المسالك البولية. نبلغ عن مراجعة منهجية وتحليل تلوي لعوامل الفوعة ومقاومة مضادات الميكروبات لـ UPEC المعزولة عن التهابات المسالك البولية. الأساليب تم إجراء مراجعة منهجية وتحليل تلوي باستخدام إرشادات PRISMA (مرجع سجل الأبحاث. 5874). تم استخراج البيانات من قواعد بيانات PubMed/MEDLINE و ScienceDirect للدراسات المنشورة في الفترة من 1 يناير 2000 إلى 31 ديسمبر 2019. كانت الدراسات التي أبلغت عن مقاومة مضادات الميكروبات وعوامل الفوعة لـ UPEC المعزولة في التهابات المسالك البولية المؤكدة (≥10 5 CFU/ml) مؤهلة. تم تقدير انتشار مقاومة مضادات الميكروبات وعوامل الفوعة في UPEC باستخدام نموذج التحليل التلوي للتأثيرات العشوائية. تم حساب التقديرات مع فواصل ثقة بنسبة 95 ٪، وإحصائية I - square ( I 2 )، واختبار Q لكوكران باستخدام إحصائية النتيجة والطريقة ذات الحدين الدقيقة من خلال دمج تحويل النسب المزدوج بين فريمان وتوكي. النتائج أظهر بحثنا 2504 نتيجة، منها 13 دراسة تم تضمينها في التحليل التلوي، بإجمالي 1888 نتيجة معزولة من UPEC. ولوحظت أعلى معدلات مقاومة مضادات الميكروبات بين فئة المضادات الحيوية للتتراسيكلين في 69.1 ٪ (498/721)، تليها السلفوناميدات في 59.3 ٪ (1119/1888)، والكينولون في 49.4 ٪ (1956/3956)، وبيتا لاكتام في 36.9 ٪ (4410/11964). بين بيتا لاكتام، لوحظت مقاومة عالية في الأمينوبنيسلين في 74.3 ٪ (1157/1557) والجيل الأول من السيفالوسبورين في 38.8 ٪ (370/953). وفي الوقت نفسه، كانت عوامل الفوعة ذات الانتشار الأعلى هي مثبطات المناعة (54.1 ٪) تليها المواد اللاصقة (45.9 ٪). عند تناولها بشكل فردي، كانت جينات الفوعة الأكثر ملاحظة هي shiA (92.1 ٪)، CSH (80.0 ٪)، fimH/MSHA (75.3 ٪)، traT (75.1 ٪)، sisA (72.2 ٪)، iucD (65.7 ٪)، iutA (61.8 ٪)، kpsMTII (60.6 ٪)، و PAI (55.2 ٪). الاستنتاجات تم إثبات زيادة مقاومة المضادات الحيوية لعزلات UPEC واقترحت الحاجة إلى إعادة تقييم العلاجات التجريبية في علاج التهابات المسالك البولية الناجمة عن هذا الممرض. بالإضافة إلى ذلك، أظهر هذا النمط المرضي عوامل متنوعة للسطح والفوعة المفرزة.

Translated Description (French)

Résumé Contexte Les Escherichia coli uropathogènes (UPEC) sont parmi les causes les plus fréquentes d'infections des voies urinaires. Nous rapportons une revue systématique et une méta-analyse des facteurs de virulence et de la résistance antimicrobienne de l'UPEC isolée des infections des voies urinaires. Méthodes Une revue systématique et une méta-analyse ont été effectuées à l'aide des lignes directrices de PRISMA (Research Registry réf. 5874). Les données ont été extraites des bases de données PubMed/MEDLINE et ScienceDirect pour les études publiées du 1er janvier 2000 au 31 décembre 2019. Les études rapportant une résistance aux antimicrobiens et des facteurs de virulence de l'UPEC isolés dans des infections confirmées des voies urinaires (≥10 5 UFC/ml) étaient éligibles. La prévalence de la résistance aux antimicrobiens et les facteurs de virulence de l'UPEC ont été estimés à l'aide d'un modèle de méta-analyse à effets aléatoires. Les estimations avec des intervalles de confiance à 95 %, la statistique I-carré ( I 2 ) et le test Q de Cochran ont été calculées à l'aide de la statistique de score et de la méthode binomiale exacte en incorporant la transformation des proportions en double arc sinus de Freeman-Tukey. Résultats Notre recherche a renvoyé 2504 résultats positifs, dont 13 études ont été incluses dans la méta-analyse, totalisant 1888 isolats UPEC. Les taux de résistance aux antimicrobiens les plus élevés ont été observés dans la classe des antibiotiques de la tétracycline chez 69,1 % (498/721), suivis des sulfamides chez 59,3 % (1119/1888), des quinolones chez 49,4 % (1956/3956) et des bêta-lactames chez 36,9 % (4410/11964). Parmi les bêta-lactames, une résistance élevée a été observée aux aminopénicillines dans 74,3% (1157/1557) et aux céphalosporines de première génération dans 38,8% (370/953). Pendant ce temps, les facteurs de virulence ayant la prévalence la plus élevée étaient les immunosuppresseurs (54,1 %) suivis des adhésines (45,9 %). Pris individuellement, les gènes de virulence les plus observés étaient shiA (92,1 %), CSH (80,0 %), fimH/MSHA (75,3 %), traT (75,1 %), sisA (72,2 %), iucD (65,7 %), iutA (61,8 %), kpsMTII (60,6 %) et PAI (55,2 %). Conclusions L'augmentation de la résistance aux antibiotiques des isolats de l'UPEC a été démontrée et a suggéré la nécessité de réévaluer les thérapies empiriques dans le traitement des infections des voies urinaires causées par cet agent pathogène. De plus, ce pathotype présentait divers facteurs de virulence de surface et sécrétés.

Translated Description (Spanish)

Resumen Antecedentes La Escherichia coli uropatógena (UPEC) se encuentra entre las causas más frecuentes de infecciones del tracto urinario. Presentamos una revisión sistemática y un metanálisis de los factores de virulencia y resistencia antimicrobiana de la UPEC aislada de infecciones del tracto urinario. Métodos Se realizó una revisión sistemática y un metanálisis utilizando las pautas de PRISMA (Research Registry ref. 5874). Los datos se extrajeron de las bases de datos PubMed/MEDLINE y ScienceDirect para estudios publicados desde el 1 de enero de 2000 hasta el 31 de diciembre de 2019. Los estudios que informaron la resistencia antimicrobiana y los factores de virulencia de UPEC aislados en infecciones confirmadas del tracto urinario (≥10 5 UFC/ml) fueron elegibles. La prevalencia de la resistencia antimicrobiana y los factores de virulencia de la UPEC se estimaron utilizando un modelo de metanálisis de efectos aleatorios. Las estimaciones con intervalos de confianza del 95%, la estadística I-cuadrado ( I 2 ) y la prueba Q de Cochran se calcularon utilizando la estadística de puntuación y el método binomial exacto mediante la incorporación de la transformación de proporciones de doble arcoseno de Freeman-Tukey. Resultados Nuestra búsqueda arrojó 2504 aciertos, de los cuales 13 estudios se incluyeron en el metanálisis, totalizando 1888 aislados UPEC. Las tasas de resistencia antimicrobiana más altas se observaron entre la clase de antibióticos de la tetraciclina en el 69,1% (498/721), seguidas de las sulfonamidas en el 59,3% (1119/1888), las quinolonas en el 49,4% (1956/3956) y las betalactámicas en el 36,9% (4410/11964). Entre las betalactámicas, se observó alta resistencia en aminopenicilinas en 74.3% (1157/1557) y cefalosporinas de primera generación en 38.8% (370/953). Por su parte, los factores de virulencia con mayor prevalencia fueron los inmunosupresores (54,1%) seguidos de las adhesinas (45,9%). Tomados individualmente, los genes de virulencia más observados fueron shiA (92.1%), CSH (80.0%), fimH/MSHA (75.3%), traT (75.1%), sisA (72.2%), iucD (65.7%), iutA (61.8%), kpsMTII (60.6%) y PAI (55.2%). Conclusiones Se demostró el aumento de la resistencia a los antibióticos de los aislados de la UPEC y se sugirió la necesidad de reevaluar las terapias empíricas en el tratamiento de las infecciones del tracto urinario causadas por este patógeno. Además, este patotipo presentaba diversos factores de virulencia superficiales y secretados.

Files

s12879-021-06435-7.pdf

Files (1.5 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:e89c54fc196fdf1e194a8bc8c538c623
1.5 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
عوامل الفوعة ومقاومة مضادات الميكروبات للإشريكية القولونية المسببة للأمراض البولية (UPEC) المعزولة عن التهابات المسالك البولية: مراجعة منهجية وتحليل تلوي
Translated title (French)
Virulence factors and antimicrobial resistance of uropathogenic Escherichia coli (UPEC) isolated from urinary tract infections : a systematic review and meta-analysis
Translated title (Spanish)
Factores de virulencia y resistencia antimicrobiana de Escherichia coli uropatógena (UPEC) aislada de infecciones del tracto urinario: una revisión sistemática y metanálisis

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3154232046
DOI
10.1186/s12879-021-06435-7

Is supplement to
https://openalex.org/W4205148382 (Other)
https://openalex.org/W2964912953 (Other)
https://openalex.org/W2194295138 (Other)
https://openalex.org/W2148070420 (Other)
https://openalex.org/W2114009169 (Other)
https://openalex.org/W2053780827 (Other)
https://openalex.org/W2049387417 (Other)
https://openalex.org/W1979172052 (Other)
https://openalex.org/W1972335439 (Other)
https://openalex.org/W1506242385 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Malawi

References

  • https://openalex.org/W1510701485
  • https://openalex.org/W1785111481
  • https://openalex.org/W1950384609
  • https://openalex.org/W1966597734
  • https://openalex.org/W2006890522
  • https://openalex.org/W2031240692
  • https://openalex.org/W2036227757
  • https://openalex.org/W2038501321
  • https://openalex.org/W2046861479
  • https://openalex.org/W2058975299
  • https://openalex.org/W2074879055
  • https://openalex.org/W2086947528
  • https://openalex.org/W2094009181
  • https://openalex.org/W2096682277
  • https://openalex.org/W2097901221
  • https://openalex.org/W2100724810
  • https://openalex.org/W2101996554
  • https://openalex.org/W2103883259
  • https://openalex.org/W2108503897
  • https://openalex.org/W2109433105
  • https://openalex.org/W2116764759
  • https://openalex.org/W2120080883
  • https://openalex.org/W2120824216
  • https://openalex.org/W2130961509
  • https://openalex.org/W2133564174
  • https://openalex.org/W2134372941
  • https://openalex.org/W2136145129
  • https://openalex.org/W2143108088
  • https://openalex.org/W2148467056
  • https://openalex.org/W2156749206
  • https://openalex.org/W2158640940
  • https://openalex.org/W2160558336
  • https://openalex.org/W2162546139
  • https://openalex.org/W2169550448
  • https://openalex.org/W2341028075
  • https://openalex.org/W2402852007
  • https://openalex.org/W2563949132
  • https://openalex.org/W2598043550
  • https://openalex.org/W2746561549
  • https://openalex.org/W2755254747
  • https://openalex.org/W2789797184
  • https://openalex.org/W2798135673
  • https://openalex.org/W2807749976
  • https://openalex.org/W2883925764
  • https://openalex.org/W2885680427
  • https://openalex.org/W2892741003
  • https://openalex.org/W2895611352
  • https://openalex.org/W2901463309
  • https://openalex.org/W2904805702
  • https://openalex.org/W2911460239
  • https://openalex.org/W2922563085
  • https://openalex.org/W2942384531
  • https://openalex.org/W2954359905
  • https://openalex.org/W2971684320
  • https://openalex.org/W2982097344
  • https://openalex.org/W3040924555
  • https://openalex.org/W4255701363
  • https://openalex.org/W4294215472