Origine animale possible d’Escherichia coli uropathogène, multirésistante et associée à l’homme

Contexte L’apparition multistatique de cas d’infections urinaires UTI causées par des souches Escherichia coli résistantes au triméthoprime-sulfaméthoxazole TMP-SMZ appartenant à un seul groupe clonal appelé groupe clonal A [CgA] aux États-Unis a soulevé une hypothèse intrigante que ces infections La présente étude a tenté de déterminer si des souches de CgA pouvaient être attribuées à des animaux destinés à l’alimentation. Méthodes Un total d’isolats d’E. coli animaux et environnementaux, appartenant aux sérogroupes O, O, O et O, ont été collectés entre et. par le Gastroenteric Disease Center à Pennsylvania State University University Park, Pennsylvanie, ont été sous-typés par sensibilité aux médicaments antimicrobiens, PCR ERIC consensus entérobactérien répétitif intergénique, analyse ADN polymorphe amplifié au hasard, électrophorèse en champ pulsé PFGE, et profil de virulence patternResults of isolates,% avait un motif électrophorétique PCR ERIC indiscernable de celui de la souche prototype CgA humaine, et les isolats CgA étaient résistants à TMP-SMZ L’analyse en grappes des profils PFGE a montré que de ces isolats, obtenus à partir d’une vache, était similaire à une souche E coli urophage humaine associée à CgA. isolat a été inclus dans un groupe de profils PFGE pour les isolats UTI associés à l’homme qui étaient>% similaires les uns aux autresConclusions Ces observations suggèrent que les souches E.coli humaines résistantes aux médicaments, uropathogènes et potentiellement pharmacologiques ont une origine animale. infection urinaire résistante pourrait être une maladie d’origine alimentaire a de graves implications pour la santé publique

Infections urinaires d’origine communautaire infections urinaires sont parmi les maladies infectieuses les plus courantes chez les femmes Presque chez les femmes auront au moins un épisode d’infection urinaire nécessitant une thérapie antimicrobienne par l’âge de ans, et près de la moitié des femmes connaîtront au moins un épisode d’infection urinaire Au cours de leur vie Escherichia coli est l’uropathogène le plus fréquemment isolé chez les personnes souffrant d’infections urinaires aiguës communautaires, représentant% -% des cas Bien que l’infection urinaire ne soit généralement pas considérée comme une ont été des cas passés de groupes d’infections urinaires causées par E. coli avec des sérotypes identiques dans des contextes communautaires Clusters de cystite communautaire, pyélonéphrite et septicémie dans le sud de Londres et ont été associés à E coli O: K: H, et ce sérotype a depuis été montré à endémique à Barcelone, en Espagne Une autre épidémie causée par E. coli O: H a été documentée dans le grand Copenhague au cours d’une période de mois en Entre Octobre et Janvier y, les souches d’un seul groupe clonale E coli multirésistant, appelé CgA tel que défini par le modèle électrophorétique de la PCR ERIC, étaient responsables de près de la moitié de tous les triméthoprime-sulfaméthoxazole TMP-SMZ Des infections urinaires communautaires résistantes dans une communauté universitaire en Californie Des souches de CgA ont été isolées chez des femmes ayant des infections urinaires dans d’autres communautés universitaires géographiquement éloignées. Elles ont également été isolées de cas de pyélonéphrite dans au moins différents états. Une étude de l’UTI menée par Manges et al a été menée, les intestins de% de mâles et de% de femelles volontaires ont été colonisés à un moment donné avec CgA E coli. Certains des isolats de Californie étaient indiscernables par l’analyse PFGE , une méthode de typage hautement discriminante, suggérant une propagation ponctuelle de ces souches Éclosions communautaires de pathogènes entériques, tels que E col Il est bien reconnu que les espèces O: H ou Salmonella sont causées par la prolifération multistate de produits alimentaires contaminés L’apparition de CgA E coli comme une cause d’infection urinaire dans plusieurs états différents et la récupération de ces souches dans les intestins de des individus asymptomatiques dans la communauté universitaire de Californie ont suggéré que ce groupe clonal a été introduit dans ces communautés par des produits alimentaires contaminés. Cette étude a été entreprise pour déterminer si les E coli uropathogènes pouvaient être attribués à des animaux distribués comme produits alimentaires pour la consommation humaine. un seul groupe clonal d’E. coli uropathogènes en Californie et la connaissance que des souches appartenant à ce groupe ont été trouvées dans plusieurs états nous a donné l’occasion de déterminer si des souches d’E. coli pouvaient être identifiées à partir de sources animales aux Etats-Unis. agent de l’infection urinaire multirésistante chez les femmes pourrait avoir une origine animale a mis en ications, en particulier à la lumière de la pratique consistant à administrer des doses sub-thérapeutiques d’agents antimicrobiens comme stimulateurs de croissance via l’alimentation animale aux États-Unis

Matériaux et méthodes

Souches bactériennes Nous avons examiné des isolats de E. coli fournis par le Gastroenteric Disease Center du Pennsylvania State University University Park, PA. Ces isolats représentent la collection entière d’isolats d’E. Coli non humains associés au Centre, appartenant aux sérogroupes O, O, O et Les isolats bactériens ont été collectés à partir d’un assortiment de sources animales et environnementales, y compris des vaches, des dindes, des poulets et d’autres animaux (chats, chiens, chèvres, moutons et eau) aux États-Unis entre et Les chercheurs ont effectué l’analyse de typage des souches sans connaître la source animale ou les profils de résistance des isolats.Analyse de typage des souches Tous les isolats d’E. Coli ont été initialement typés par le test ERIC PCR, comme décrit ailleurs Le profil électrophorétique PCR CgA ERIC a été défini par des bandes prédominantes d’environ,, et bp; Les isolats présentant ce motif ont été considérés comme des membres de CgA Un isolat pyélonéphritogène, CFT fourni gracieusement par le Dr Harry Mobley, Université du Maryland, Baltimore, a été utilisé comme souche de référence pour chaque PCR ERIC Dix-neuf isolats de CgA E coli collectés après typage par ADN polymorphe amplifié aléatoire analyse RAPD avec des amorces décamères arbitraires,,, et, avec des lysats bouillis comme matrice d’ADN et des conditions d’amplification comme décrit ailleurs Les profils de gels d’agarose ont été évalués visuellement pour la similaritéLe protocole standardisé pour le sous-typage moléculaire : H par PFGE, tel qu’établi par le CDC des Centers for Disease Control and Prevention; Atlanta, GA, a été utilisé pour caractériser davantage les isolats de E coli qui étaient indiscernables par les empreintes ERIC L’ADN digéré par XbaI a été soumis à une électrophorèse dans l’appareil CHEF DR-II Bio-Rad Les critères de relation de souche établis par Tenover et al. utilisé pour comparer les patrons de PFGE, avec le patron de la souche prototype SEQ, déposée dans l’American Type Culture Collection [ATCC] comme BAA- utilisé comme référence. Les images des patrons électrophorétiques PCR PFGE et ERIC ont été importées dans un logiciel GelCompar II, version [Mathématiques appliquées] pour l’analyse Les dendrogrammes basés sur les patrons de PFGE ont été déduits de la matrice de coefficients de similarité de Dice générée par GelCompar au moyen de la méthode des groupes de paires non pondérés avec des moyennes arithmétiques UPGMA Une tolérance de% a été utilisée. comparaison itérative des dosages par électrophorèse sur gel des mêmes isolats de E. coli isolats CgA et CFT Le dendrogramme a été généré f Nous avons évalué la susceptibilité aux TMP-SMZ pour tous les isolats et à des agents antimicrobiens supplémentaires pour certains isolats de CgA, en comparant tous les profils d’électrophorèse interprétables obtenus à partir d’isolats humains, environnementaux et humains. Sensi-Disk, Becton Dickinson Les souches sélectionnées comprenaient tous les isolats de CgA résistants au TMP-SMZ, plus les isolats CgA non résistants recueillis entre et Les agents antimicrobiens comprenaient l’ampicilline, la ciprofloxacine, l’amoxicilline / acide clavulanique, la tétracycline, le chloramphénicol, la gentamicine, Des isolats sensibles sensibles ont été identifiés comme étant sensibles. La souche E coli ATCC a été utilisée comme souche de référence. Les génotypes pour les facteurs de virulence putatifs et les allèles papA connus ont été déterminés pour la souche de colibacine. même E col i isolats décrits ci-dessus par PCR multiplex, complétés par hybridation dot blot, comme décrit ailleurs Le profil de virulence de chaque isolat animal a ensuite été comparé au profil consensus des isolats CgA associés à l’homme, qui comprenait l’allèle F de papA Sous-unité structurale P fimbriae, récepteur iutA aerobactin, capsule du groupe kpsM II, protéine T membranaire externe ompT, et traT associée à une résistance au sérumAnalyse statistique Les données ont été analysées avec le logiciel Epi Info, version b Les proportions CDC ont été comparées par χ ou les tests exacts de Fisher

Résultats

Un total d’isolats d’E. Coli collectés à partir de sources animales et environnementales pendant et représentant les sérogroupes O, O, O et O ont été analysés. Les sources de ces isolats par sérogroupe sont résumées dans le tableau

TableauTaille largeTélécharger les sources d’isolats d’Escherichia coli d’origine animale et environnementale, selon sérotypeTable View largeTélécharger Les sources d’isolats d’Escherichia coli associés à l’animal et à l’environnement, selon le sérotypeGénotypage des isolats, présentaient le profil électrophorétique de la PCR ERIC caractéristique Parmi les isolats sélectionnés de CgA E coli récoltés après, un total de a montré un seul motif RAPD qui était indiscernable de celui de la référence BAA- associée à l’homme, alors que l’autre présentait des profils distincts, quoique clairement apparentés. PFGE a été réalisée sur des isolats de CgA E coli récemment obtenus identifiés par ERIC PCR de la collection animale et environnementale. Un isolat de CgA E coli résistant au TMP-SMZ du sérogroupe O, obtenu à partir d’une vache, avait un profil PFGE similaire à% le coefficient de dés à celui d’un isolat de CgA SEQ associé à l’humain appartenant à chiffre du sérogroupe O Par analyse UPGMA, cette souche a été regroupée en un groupe composé d’isolats d’UTI CgA associés à l’homme avec des motifs PFGE qui étaient & gt;

Figure Vue largeDisque de téléchargementComptabilité intergénérique répétitive intertactérienne Profils PCR d’isolats d’Escherichia coli associés à l’animal et à l’humain sélectionnés Voie, souche de référence associée à l’homme CFT; voie, prototype du groupe clonal uropathogène associé à l’homme A, souche CgA BAA- sérogroupe O; American Type Culture Collection; voies -, isolats d’E. coli associés aux animaux; voie, blanc Les voies et – soulignées montrent un modèle CgA MW, – marqueur de poids moléculaire -bpFigure View largeTélécharger la diapositiveConversion intergénérique répétitive interténotique Profils PCR d’isolats d’Escherichia coli associés à l’animal et à l’humain sélectionnés Voie, souche de référence associée à l’homme CFT; voie, prototype du groupe clonal uropathogène associé à l’homme A, souche CgA BAA- sérogroupe O; American Type Culture Collection; voies -, isolats d’E. coli associés aux animaux; voie, voies blanches – et – soulignées montrent un modèle CgA MW, marqueur de poids moléculaire -bp

Figure Vue largeDownload slidePFGE profils d’isolats sélectionnés Escherichia coli Lanes souche BAA- [American Type Culture Collection],,,, et, associés à l’homme uropathogène E coli souches sérogroupes O, O, O, O, et O, qui ont présenté l’entérobactérie consensus intergénique répétitif PCR groupe clonal modèle A; voies,, et, isolats associés aux animaux soulignés L’analyse avec le coefficient Dice a révélé que la souche, obtenue à partir d’une voie de vache, a un profil PFGE similaire à celui d’un isolat, SEQ, récupéré à partir d’un MW humain, – Bp molecular weight markerFigure View largeTélécharger les profils FGPE d’isolats d’Escherichia coli sélectionnés Lanes souche BAA- [American Type Culture Collection],,,, et les souches d’E. coli uropathogènes humaines associées aux sérogroupes O, O, O, O et O, respectivement exposé le motif de groupe clonal A de PCR intergénique répétitif entérobactérien; voies,, et, isolats associés aux animaux soulignés L’analyse avec le coefficient Dice a révélé que la souche, obtenue à partir d’une voie de vache, a un profil PFGE similaire à celui d’un isolat, SEQ, récupéré à partir d’un MW humain, – marqueur de poids moléculaire bp

Figure Vue largeTélécharger une diapositive basée sur la méthode des groupes de paires non pondérées avec des moyennes arithmétiques analyse par grappes des profils PFGE du groupe clonal A CgA isolats d’Escherichia coli dans des échantillons d’urine prélevés chez des femmes ayant une infection des voies urinaires UTI et animaux Tous les isolats associés au triméthoprime-sulfaméthoxazole et des isolats non résistants sélectionnés ont été analysés par PFGE. Le sérogroupe O a été isolé chez une vache et fait partie d’un groupe d’isolats d’E. coli associés à l’UTI qui étaient similaires par coefficient de dés. Chiffre, voie et pourcentage de SEQ similaires au prototype de souche BAg- [American Type Culture Collection]; figure, voie Figure Vue largeDownload slideDendrogramme basé sur la méthode des groupes de paires non pondérées avec des moyennes arithmétiques analyse des groupes PFGE du clone groupe A CgA Escherichia coli isolats dans les échantillons d’urine obtenus chez les femmes ayant une infection des voies urinaires UTI et des animaux Tous les animaux trimethoprim-sulfamethoxazole Les souches isolées et les isolats non résistants sélectionnés ont été analysés par PFGE. Le sérogroupe O a été isolé à partir d’une vache et fait partie d’un groupe d’isolats d’E. coli associés à l’UTI qui étaient similaires par coefficient d’intensité. similaire à la souche SEQ figure, voie et% similaire à la souche prototype CgA BAA- [American Type Culture Collection]; figure, piste Test de sensibilité aux antibiotiques Des isolats,% étaient résistants au tableau TMP-SMZ La résistance au TMP-SMZ était également prévalente parmi les isolats non-CgA E coli [%] et les isolats CgA [%] de P & gt; Le sérogroupe le plus fréquent parmi les isolats résistants au TMP-SMZ était O%. Les isolats de CgA E coli résistants au TMP-SMZ étaient plus susceptibles d’appartenir au sérogroupe O qu’aux autres sérogroupes. Parmi les isolats résistants au TMP-SMZ,% étaient sérogroupes O , tandis que% des isolats de CgA résistants au TMP-SMZ étaient du sérogroupe OP =, le test exact de Fisher en queue de poisson s’explique par le fait que la plupart des% des isolats de CgA étaient du sérogroupe O

Tableau View largeTélécharger la diapositive Fréquence de la triméthoprime-sulfaméthoxazole TMP-SMZ-résistance et / ou du groupe clonal A CgA parmi les isolats d’Escherichia coli provenant de sources animales et environnementales, selon sérogroupTable View largeDownload slideFrequency of trimethoprim-sulfamethoxazole TMP-SMZ-résistance et / ou clonale Le groupe A CgA parmi les isolats d’Escherichia coli provenant de sources animales et environnementales, selon la CgA résistante au sérum TMP-SMZ et les isolats de CgA non résistants récupérés récemment, c.-à-d., ceux testés après la résistance aux autres agents antimicrobiens. une vache résistait aux agents antimicrobiens La souche de référence CgA associée à l’homme BAA- est résistante aux médicaments – tétracycline, streptomycine, triméthoprime, sulfonamide, ampicilline et chloramphénicol. Trois isolats de bovins présentaient un profil de résistance similaire, sauf qu’ils ne l’étaient pas. résistant au chloramphénicol Aucun humain Les profils de virulence ont été analysés pour certains isolats de CgA E coli Bien que certaines similitudes aient été observées, aucun des profils de virulence des isolats d’animaux n’a été observé. étaient identiques aux profils des isolats de CgA associés à l’homme provenant de Californie, du Minnesota ou du Michigan. Isolements temporels d’isolats de CgA Des isolats recueillis entre et, le premier représentant de CgA E coli a été recueilli sur la figure; c’est-à-dire, des isolats recueillis auparavant, aucun n’était CgA P =, en queue de poisson Le test exact de Fisher La résistance au TMP-SMZ n’apparaissait pas dans les isolats de CgA jusqu’à ce que les isolats de CgA ne soient pas résistants à TMP-SMZ. des isolats de CgA collectés entre et étaient résistants P =, par test de Fisher

Figure Vue largeTableau de téléchargementNombre d’isolats de sérogroupe O, O, O et O Escherichia coli envoyés au laboratoire de sérotypage de Pennsylvania State University University Park, PA entre les isolats résistants au TMP-SMZ du groupe Clonal A et au triméthoprime-sulfaméthoxazole TMP-SMZ Les isolats d’Escherichia coli sérogroupe O, O, O et O envoyés au laboratoire de sérotypage de l’Université d’État de Pennsylvanie University Park, PA entre les isolats résistants au TMP-SMZ du groupe Clonal A et du triméthoprime-sulfaméthoxazole TMP-SMZ sont montrés par année de collecte

Discussion

d’origine animale, tels que les produits laitiers et carnés E coli O: H, espèces de Salmonella et espèces de Campylobacter sont des causes fréquentes de ces épidémies d’origine alimentaire Les souches multirésistantes de ces pathogènes entériques reconnus proviennent du réservoir animal, où ils sont supposés être sélectionnés lorsque des agents antimicrobiens sont administrés à des fins thérapeutiques ou à des doses subthérapeutiques comme promoteurs de croissance. Nous soupçonnions que les aliments préparés à partir d’animaux pourraient également être une source de coli E uropathogène multi-résistant, associé à l’homme. de souches appartenant à un seul groupe clonale E coli uropathogène CgA nous a permis de comparer les profils de sensibilité aux antimicrobiens, les empreintes PCR ERIC, les profils RAPD, les profils PFGE et les profils de virulence des isolats E coli provenant de sources animales et environnementales aux États-Unis. isolats des sérogroupes O, O, O et O collectés entre et ont été analysés. t certains de ces isolats associés aux animaux d’élevage sont apparentés aux isolats de CgA associés à l’homme est le suivant: parmi les isolats,% présentaient un profil d’électrophorèse CgA ERIC PCR caractéristique bande indiscernable de celui observé pour les isolats de CgA associés à l’homme; % de ces isolats de CgA non associés à l’homme étaient indiscernables de l’isolat de CgA associé à l’homme de référence par analyse RAPD; et l’isolat de vache présentait un profil PFGE qui était similaire au schéma d’un isolat de CgA associé à l’homme et% similaire à la souche prototype BAA- et était également groupé en un groupe d’isolats UTI associés à l’homme avec des motifs PFGE qui étaient & gt; Cependant, malgré les similitudes, aucun des profils de sensibilité aux antibiotiques ou profils de virulence ne correspondait complètement à ceux des isolats de CgA de référence associés aux humains. Il y avait aussi une plus grande diversité de RAPD et de profils de facteurs de virulence parmi les isolats de CgA isolats de CgA, suggérant que les souches de CgA sont évolutivement plus âgées que les isolats associés à l’homme. Il est, bien sûr, peu probable que les isolats de E. coli examinés dans cette étude soient représentatifs de tous les isolats d’E. coli animaux et environnementaux aux États-Unis. les sérogroupes étudiés, parce qu’ils ont été envoyés au Gastroenteric Disease Center principalement à des fins de diagnostic Cela pourrait résu Cependant, parmi les isolats d’animaux collectés de à, ceux présentant le profil ERIC PCR CgA n’ont pas été observés jusqu’à ce que, alors que les souches CgA résistantes à TMP-SMZ n’apparaissent que dans les sérogroupes auxquels les souches de CgA associées à l’homme. appartiennent pas aux sérogroupes E, O, O, O, O, O, O et O, soi-disant uropathogènes, qui suggèrent que chez les humains, les souches de CgA résistantes aux médicaments pourraient être devenues une cause relativement récent avec les souches d’E. coli associées aux animaux. La PCR ERIC résistante aux médicaments. Le pattern CgA est une méthode hautement discriminante pour typer les souches de E. coli. Cette étude a analysé des isolats recueillis pendant un grand intervalle. de temps – et à partir d’une vaste zone géographique, il était peu probable que nous trouvions des profils PFGE indiscernables de ceux des isolats de CgA associés à l’homme collectés pendant une période d’un mois entre et La correspondance que nous avons trouvée dans les profils PFGE de tous les isolats animaux et associés à l’homme était de% par le coefficient de Dice. Cette discordance est probablement due au fait que ces souches ont été isolées & gt; Même parmi les isolats de CgA associés à l’homme, seuls ceux identifiés dans un cadre temporel et géographique limité ont produit des profils de PFGE indiscernables. Il est donc remarquable que cette étude ait trouvé une correspondance étroite entre les isolats humains et animaux associés. causée par la bactérie E coli disséminée par des produits alimentaires contaminés a de graves implications pour la santé publique Dans la communauté universitaire de Californie, si ce n’était pas pour les souches CgA, la prévalence globale des infections urinaires TMP-SMZ pendant la période d’étude aurait été% au lieu de% Introduction par des produits alimentaires contaminés d’un seul clone de E coli qui se trouve être pharmacorésistante pourrait brusquement modifier la prévalence des infections urinaires médicamenteuses dans cette communauté Par conséquent, la recommandation typique de limiter l’utilisation des agents antimicrobiens pour prévenir l’émergence d’une pharmacorésistance dans la population humaine n’empêcherait pas nécessairement les infections urinaires pharmacorésistantes. une étude menée au Royaume-Uni, malgré une forte diminution des prescriptions de sulfonamide reçues par les humains entre et, la prévalence des souches de E. coli résistantes aux sulfamides a augmenté au cours de la même période En plus des maladies entériques pharmacorésistantes L’infection urinaire peut devoir être incluse parmi les maladies infectieuses pharmacorésistantes transmises par les aliments d’origine animale

Remerciements

Nous remercions Peter Dietrich et le personnel du Centre de santé Tang pour leur aide, ce qui nous a permis d’initier cette nouvelle étude. Soutien financier Instituts nationaux de la santé Subvention de l’IA et du Département américain de l’Agriculture Subvention du Programme de subventions de recherche – Conflits d’intérêts potentiels Tous auteurs: pas de conflits