ABSTRACT
ABSTRACT Objective. Colistin is an antibiotic of last resort for treating serious Gram-negative bacterial infections. However, the misuse of colistin, especially as an animal growth promoter, has contributed to increasing antimicrobial resistance, mediated mainly through plasmid transfer of the mcr-1 gene. This study assessed the prevalence of phenotypic and molecular colistin resistance in Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae in Ecuador in healthy humans and their chickens and pigs. Methods. Fecal samples were collected from humans and their chickens and pigs in two rural coastal and Amazon regions between April and August 2020. Gram-negative bacteria were isolated and identified using conventional techniques. Phenotypic resistance was determined using the broth microdilution technique, and the mcr-1 gene was detected using conventional polymerase chain reaction. Results. A total of 438 fecal samples were obtained from 137 humans, 147 pigs and 154 chickens. The prevalence of E. coli isolates was 86.3% (378/438) and K. pneumoniae, 37.4% (164/438). Overall, the mcr-1 gene was found in 90% (340/378) of E. coli isolates, with higher prevalences found in isolates from coastal regions (96.5%, 191/198), humans (95.6%, 111/116) and chickens (91.8%, 123/134); for K. pneumoniae, the gene was found in 19.5% (32/164) of isolates, with equal distribution between regions and hosts. Only four isolates, two E. coli and two K. pneumoniae, showed phenotypic resistance: mcr-1 was present in both E. coli strains but absent in the K. pneumoniae strains. Conclusions. Despite a low prevalence of phenotypic resistance to colistin, the high prevalence of the mcr-1 gene in E. coli is of concern. Ecuador's ban on using colistin in animal husbandry must be enforced, and continual monitoring of the situation should be implemented.
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RESUMO Objetivo. A colistina é um antibiótico de último recurso para o tratamento de infecções graves por bactérias Gram-negativas. Entretanto, o uso indevido da colistina, principalmente como promotor de crescimento animal, tem contribuído para o aumento da resistência a antimicrobianos, principalmente por transferência horizontal do gene mcr-1 mediada por plasmídeos. Este estudo avaliou a prevalência de resistência fenotípica e molecular à colistina em Escherichia coli e Klebsiella pneumoniae no Equador em humanos hígidos e em galinhas e porcos por eles criados. Métodos. Entre abril e agosto de 2020, foram coletadas amostras de fezes de habitantes de duas regiões litorâneas e amazônicas do Equador e de galinhas e porcos por eles criados. Bactérias Gram-negativas foram isoladas e identificadas por meio de técnicas convencionais. A resistência fenotípica foi determinada pela técnica de microdiluição em caldo, e o gene mcr-1 foi detectado por reação em cadeia da polimerase convencional. Resultados. Foram obtidas 438 amostras fecais de 137 humanos, 147 suínos e 154 galinhas. A prevalência de isolados de E. coli foi de 86,3% (378/438), e de K. pneumoniae, 37,4% (164/438). Em geral, o gene mcr-1 foi encontrado em 90% (340/378) dos isolados de E. coli, com maiores prevalências encontradas em isolados de regiões litorâneas (96,5%, 191/198), humanos (95,6%, 111/116) e galinhas (91,8%, 123/134); para K. pneumoniae, o gene foi encontrado em 19,5% (32/164) dos isolados, com igual distribuição entre regiões e hospedeiros. Somente quatro isolados, dois de E. coli e dois de K. pneumoniae, demonstraram resistência fenotípica: o gene mcr-1 estava presente em ambas as cepas de E. coli, mas ausente nas de K. pneumoniae. Conclusões. Apesar da baixa prevalência de resistência fenotípica à colistina, a alta prevalência do gene mcr-1 em E. coli é preocupante. É preciso fiscalizar a proibição ao uso agropecuário de colistina no Equador e implementar o monitoramento contínuo da situação.
ABSTRACT
ABSTRACT Whole-genome sequencing is becoming the gold standard for pathogen characterization and offers considerable advantages for understanding the evolution and dissemination of new determinants of antimicrobial resistance. Despite the benefits of whole-genome sequencing for pathogen characterization, implementation costs and lack of expertise may limit its use by public health laboratories. This article reviews the advantages of whole-genome sequencing for pathogen characterization and the current status of the use of whole-genome sequencing for antimicrobial resistance surveillance in Ecuador. A roadmap is suggested for including whole-genome sequencing for pathogen characterization based on the needs of the health reference institutions through alliances with Ecuadorian universities. Establishing a partnership between public health institutions and academia would be valuable for clinicians, policy-makers, and epidemiologists who could then take reasonable measures in those areas and establish a basis for adapting One Health strategies to tackle antimicrobial resistance in Ecuador.
RESUMEN La secuenciación del genoma completo, que está pasando a ser el estándar de referencia para la caracterización de agentes patógenos, ofrece ventajas considerables para comprender la evolución y la diseminación de los nuevos determinantes de la resistencia a los antimicrobianos. Sin embargo, a pesar de los beneficios que genera, los costos de ejecución y la falta de experiencia pueden limitar su uso por parte de los laboratorios de salud pública. En este artículo se evalúan las ventajas de la secuenciación del genoma completo para la caracterización de agentes patógenos y el estado actual del uso de la secuenciación del genoma completo en la vigilancia de la resistencia a los antimicrobianos en Ecuador. Se propone una hoja de ruta para incluir la secuenciación del genoma completo para la caracterización de agentes patógenos según las necesidades de las instituciones de salud de referencia, lo que se haría por medio de alianzas con universidades ecuatorianas. Establecer una asociación entre las instituciones de salud pública y los círculos académicos sería sumamente valioso para los médicos, los responsables de las políticas y los epidemiólogos, que podrían adoptar medidas razonables en sus ámbitos y sentar una base para adaptar las estrategias de "Una salud" a fin de abordar la resistencia a los antimicrobianos en Ecuador.
RESUMO O sequenciamento do genoma completo está se tornando o padrão ouro para a caracterização de patógenos e oferece vantagens consideráveis para a compreensão da evolução e disseminação de novos determinantes de resistência aos antimicrobianos. Apesar dos benefícios do sequenciamento do genoma completo para a caracterização de patógenos, os custos de implementação e a falta de especialização podem limitar seu uso pelos laboratórios de saúde pública. Este artigo analisa as vantagens do sequenciamento do genoma completo para a caracterização de patógenos e a situação atual do uso desta técnica para a vigilância da resistência aos antimicrobianos no Equador. Sugere-se um roteiro para incluir o sequenciamento de genomas completos para caracterização de patógenos com base nas necessidades das instituições de saúde de referência, por meio de alianças com universidades equatorianas. A criação de uma parceria entre instituições de saúde pública e entidades acadêmicas seria valiosa para clínicos, formuladores de políticas e epidemiologistas, que poderiam, assim, tomar medidas razoáveis nessas áreas e estabelecer uma base para adaptar estratégias de Saúde Única para combater a resistência aos antimicrobianos no Equador.
ABSTRACT
ABSTRACT Objective To determine the use and performance of a line probe assay (LPA) compared with conventional culture and drug sensitivity testing (CDST) in patients registered with tuberculosis (TB) under routine program conditions in Peru in 2011–2013. Methods This was a descriptive, operational research, cross-sectional study of sputum specimens from patients with smear-positive pulmonary TB and mycobacterial cultures from patients with smear-negative or positive TB. Drug resistance to rifampicin and/or isoniazid detected by LPA was compared to CDST. Sensitivity, specificity, and predictive values were calculated and reliability for detecting drug resistance was assessed through kappa coefficient, with values 0.61–0.80 showing substantial correlation, and 0.81 or above showing almost-perfect correlation. Results In 2011–2013, there were 16 169 LPA tests performed, with the proportion of TB patients receiving the test increasing from 3.2% to 30.2%. In all, 2 905 LPA test results were compared to CDST. For LPA in sputum specimens, sensitivity for rifampicin was 92%; isoniazid, 94%; and MDR-TB, 88%; while specificity for rifampicin was 92%; isoniazid, 92%; and MDR-TB, 95%. For LPA in mycobacterial cultures, sensitivity for rifampicin was 95%; isoniazid, 96%; and MDR-TB, 90%; while specificity for rifampicin was 85%; isoniazid, 91%; and MDR-TB, 94%. Kappa coefficients were at 0.81 or above for all comparisons of LPA with CDST using sputum specimens and cultures, except for isoniazid in cultures, which was at 0.79. Conclusions This study suggests that LPA is a reliable and rapid screening test for drug-resistant TB and should be considered suitable for routine use and scale up in Peru.
RESUMEN Objetivo Definir la utilización de un ensayo con sondas en línea y evaluar su desempeño, en comparación con el método convencional de cultivo y antibiograma, en los pacientes registrados con tuberculosis en condiciones programáticas en el Perú del 2011 al 2013. Métodos Investigación operativa descriptiva con un estudio transversal de las muestras de esputo de los pacientes con diagnóstico de tuberculosis pulmonar y baciloscopia positiva y de los cultivos de micobacterias de los pacientes con tuberculosis y baciloscopia positiva o negativa. La farmacorresistencia a la rifampicina, la isoniacida o a ambas, detectada mediante el ensayo con sondas en línea, se comparó con los resultados obtenidos por el método de cultivo y antibiograma. Se calculó la sensibilidad, la especificidad y los valores predictivos del ensayo con sondas en línea y se evaluó su fiabilidad en la detección de la farmacorresistencia mediante el coeficiente k, cuyos valores de 0,61 a 0,80 correspondían a una fuerte correlación y los valores de 0,81 o superiores reflejaban una correlación casi perfecta. Resultados Del 2011 al 2013 se practicaron 16 169 ensayos con sondas en línea, y la proporción de pacientes con diagnóstico de tuberculosis en quienes se practicaba aumentó de 3,2% a 30,2%. En total, se compararon 2 905 resultados del ensayo molecular con el método convencional. En las muestras de esputo, el ensayo molecular ofreció una sensibilidad de 92% para la resistencia a la rifampicina, 94% a la isoniacida y 88% para la tuberculosis multirresistente; su especificidad fue 92% con respecto a la rifampicina, 92% a la isoniacida y 95% a la tuberculosis multirresistente. En los cultivos de micobacterias, el ensayo con sondas en línea mostró una sensibilidad de 95% para la resistencia a la rifampicina, 96% a la isoniacida y 90% para la tuberculosis multirresistente; la especificidad fue 85% para la rifampicina, 91% para la isoniacida y 94% para la tuberculosis multirresistente. El coeficiente k fue 0,81 o superior en todas las comparaciones del ensayo molecular con el método tradicional cuando se usaron muestras de esputo y cultivo, excepto con la isoniacida en cultivo, cuyo coeficiente fue 0,79. Conclusiones Los resultados del presente estudio indican que el ensayo con sondas en línea constituye una prueba de detección fiable y rápida para la tuberculosis multirresistente, y se debe considerar apropiada su utilización en la práctica de rutina y la ampliación de su empleo en el Perú.