Characterization of non-typhoidal Salmonella associated with gastroenteritis in Eastern Province of Saudi Arabia
Date
2018
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Imam Abdulrahman Bin Faisal University
Abstract
Background and Objective: Urinary tract infections (UTIs) are a common cause of serious public health problems, with UroPathogenic Escherichia coli (UPEC) being the predominant etiological agent in both community and healthcare settings. UPEC isolates exhibit a wide range of virulence factors (VFs), which enhance their virulence potential in establishing primary, recurring and chronic UTIs. Antibiotic resistance to UPEC is increasingly being reported, worldwide. The aim of this study was to undertake molecular characterization of the UPEC isolates and correlate the expression of specific virulence-associated factor genes (VFGs) with multi-drug antibiotic resistance from hospital settings in King Fahad Hospital of the University (KFHU) in AL-Khobar, an Eastern Province in the Kingdom of Saudi Arabia. Material and Methods: A total of 182 urine samples positive for UPEC isolates were collected from different patients between 1st October 2016 and 30th April 2017 and the identification confirmed with VITEK 2 system. All UPEC isolates were tested for extended spectrum beta-lactamase (ESBL)-production and antibiotic susceptibility against a total of 17 antibiotics using VITEK 2 system. Then all UPEC isolates were screened for VFGs using polymerase chain reaction (PCR) technique, where genotyping was performed using gene-specific primers against the different VFGs (fimH, papC, sfa/focDEh, hlyCA, Usp, and iucC). Plasmid DNA extraction was processed using centrifugation method. Statistical analysis of the data was performed using SPSS software. Results: Majority of UPEC isolates were from female (71.20%) than male patients with UTIs. On analysis of the VFGs, the majority of UPEC isolates (94.51%) expressed fimH gene followed by usp (65.38%), papC (58.24%), hlyCA (29.67%), sfa/focDEh (29.67%), and iucC (17.58%), with no statistically significant gender difference (p>0.05). About 28.18% of the UPEC isolates were ESBL-producers. The isolates were highly resistant against amoxicillin (66.67%), ampicillin (65.05%) and amoxicillin/clavulanic acid (45%); and highly sensitive to tigecycline, nitrofurantoin and sulfamethoxazole (0% resistant). Antibiotic resistance was significantly associated with SfafocDEh (47%), iucC (47%), usp (35.29%), HlyCA (29.41%), and papC (23.5%) genes (p<0.05), but not fimH. However, fimH gene was significantly associated with UPEC resistance to amoxicillin/clavulanic acid (p=0.018). Conclusion: Findings from this study indicate that all the six VFGs are important for the pathogenicity of UPEC isolates. The fimH gene, which is ubiquitous in both E. coli commensals and UPEC strains, is poorly associated with antibiotic resistance of UPEC isolates. All the VFGs except the fimH gene are associated with antibiotic resistance. ESBL-production is a strong predictor of antibiotic resistance in nearly all classes of antibiotics. These findings necessitate revamped surveillance programs for resistant UPEC isolates and a review of antibiotic prescribing practices in Saudi Arabia. These would put to an end, the random prescription policies involving the classes of the antibiotics evaluated in this study.
Description
الخلفية والأهداف: عدوى المسالك البولية (UTIs) هي سبب شائع للمشاكل الصحية العامة الخطيرة، وتعتبر القولونية المسببة للاضطرابات العصبية UPEC) ) ذات العوامل المسببة السائدة في كل من المجتمع المحلي وبيئات الرعاية الصحية. تظهر عينات UPEC مجموعة واسعة من العوامل العدائية(VFs) ، والتي تعزز من إمكانه إنشاء عدوى المسالك البولية الأولية والمتكررة والمزمنة. يتم الإبلاغ عن مقاومة المضادات الحيوية لل UPEC على نحو متزايد ، في جميع أنحاء العالم. كان الهدف من هذه الدراسة هو إجراء وصف جزيئي لعينات UPEC وربط الجينات المسؤولة عن انتاج العوامل العدائية (VFGs ) مع المقاومة المتعددة المضادات الحيوية والمأخوذة من مستشفيات الخبر ، المنطقة الشرقية في المملكة العربية السعودية جزيرة العرب. المواد والطرق: تم جمع 182 عينة بول موجبة لعزل UPEC من مرضى مختلفين من الفترة ما بين 1 أكتوبر 2016 إلي 30 أبريل 2017 وتم عمل التشخيص التأكيدي بواسطة نظام ال .VITEK2 تم اختبار جميع عينات UPEC المنتجة لل بيتا لاكتاماز ممتد الطيف (ESBL) وقابليتها للمضادات الحيوية ضد 17 مضادا حيويا باستخدام نظام .VITEK2ثم تم فحص جميع عينات UPEC ضد ال VFGs باستخدام تقنية تفاعل البلمرة المتسلسل (PCR) ، حيث تم تنفيذ التنميط الجيني باستخدام بادئات محددة للجينات ضد VFGs المختلفة (fimH ، papC ، sfa / focDEh ، hlyCA ، Usp ، و (iucC تم إجراء التحليل الإحصائي للبيانات باستخدام برنامج SPS. النتائج: أكثر عينات UPEC كانت من الإناث بنسبة(71.20 ٪)والذي يعتبر اكثر تكراراً من المرضى الذكور المصابين بعدوى المسالك البولية. عند تحليل الـ VFGs ، فإن غالبية عينات UPEC (94.51)٪ عبرت عن جينات fimH متبوعة بـ usp (65.38) ٪ ،) papC (58.24٪ ، hlyCA (29.67)٪) ، sfa / focDEh (29.67٪ ، و iucC (17.58). ٪) ، مع عدم وجود فروق ذات دلالة إحصائية بين الجنسين (p> 0.05). حوالي 28.18 ٪ من عينات UPEC كانت منتجة لل ESBL كانت العينات مقاومة للغاية ضد الأموكسيسيلين (66.67٪) والأمبسيلين (65.05٪) وحمض الأموكسيسيلين / كالفونيك اسد (45٪)؛ وحساسة للغاية ل تيجاسايكلين، نتروفورانتوين و سالفاميثواكسازول مع مقاوم بنسبة(٪(0. ارتبطت مقاومة المضادات الحيوية بشكل كبير مع جينات ال SfafocDEh(47%)، iucC (47%), usp (35.29%), HlyCA (29.41%)وجينات ال papC (23.5%) (p<0.05) ، ولكن لم تكن ذات ارتباط مع ال fimH .ومع ذلك ،جين ال fimH كان مرتبطا بشكل كبير مع مقاومة ال UPEC للأموكسيسيلين /كالفونيك اسيد (p=0.018). الاستنتاج: تشير النتائج من هذه الدراسة إلى أن جميع الـ VFGs الستة مهمة بالنسبة للتسبب بالمرض لعينات .UPEC ويرتبط جين fimH ، الموجود في كلٍّ من متطوعي E. coli وسلالات UPEC ، ارتباطًا سيئًا بكل من مقاومة العدوى ومقاومة المضادات الحيوية لعينات .UPEC ترتبط كل VFGs فيما عدا جين fimH بمقاومة المضادات الحيوية. إن إنتاج ESBL هو مؤشر قوي على قدرة ال UPEC على مقاومة المضادات الحيوية بجميع أصنافها تقريبًا. تستلزم هذه النتائج العمل على تجديد برامج المراقبة لعينات مقاومة UPEC ومراجعة ممارسات وصف المضادات الحيوية في المملكة العربيةالسعودية. ومن شأن ذلك وضع حد لسياسات الوصفات العشوائية التي تشمل فئات المضادات الحيوية التي تم تقييمها في هذه الدراسة.
Keywords
Clinical Laboratory Sciences, Microbiology