Laboratory-based surveillance of Shigella spp. from human clinical cases in Colombia, 1997-2018 / Vigilancia por el laboratorio de Shigella spp. aislada de casos clínicos humanos en Colombia, 1997-2018

Abstract | Introduction: Shigellosis is endemic in low-and middle-income countries, causing approximately 125 million episodes of diarrhea and leading to approximately 160.000 deaths annually one-third of which is associated with children. Objective: To describe the characteristics and antimicrobial resistance profiles of Shigella species recovered in Colombia from 1997 to 2018. Materials and methods: We received isolates from laboratories in 29 Colombian departments. We serotyped with specific antiserum and determined antimicrobial resistance and minimal inhibitory concentrations for ten antibiotics with Kirby-Bauer tests following the Clinical and Laboratory Standards Institute recommendations. Results: We analyzed 5,251 isolates of Shigella spp., most of them obtained from stools (96.4%); 2,511 (47.8%) were from children under five years of age. The two most common species were S. sonnei (55.1%) and S. fbxneri (41.7%). The highest resistance rate was that of tetracycline (88.1%) followed by trimethoprim-sulfamethoxazole (79.3%) and ampicillin (65.5%); 50.8% of isolates were resistant to chloramphenicol, 43.6% to amoxicillin/clavulanic acid, and less than 1% to cefotaxime, ceftazidime, gentamicin, and ciprofloxacin. In S. sonnei, the most common resistance profile corresponded to trimethoprim-sulfamethoxazole (92%) whereas in S. fbxneri the most common antibiotic profiles were multidrug resistance. Conclusions. In Colombia, children under five years are affected by all Shigella species. These findings should guide funders and public health officials to make evidence-based decisions for protection and prevention measures. The antimicrobial resistance characteristics found in this study underline the importance of combating the dissemination of the most frequently isolated species, S. sonnei and S. ftexneri.

Resumen | Introducción. La shigelosis es endémica en los países de ingresos bajos y medios y ocasiona aproximadamente 125 millones de episodios de diarrea y 160.000 muertes al año, un tercio de los cuales se presenta en niños. Objetivo. Describir las características y los perfiles de resistencia antimicrobiana en aislamientos de Shigella spp. recuperados en Colombia entre 1997 y 2018. Materiales y métodos. Los aislamientos provenían de laboratorios en 29 departamentos de Colombia. La serotipificación se hizo con antisueros específicos de Shigella spp. y, la determinación de los perfiles de resistencia y la concentración inhibitoria mínima de diez antibióticos, por Kirby-Bauer. Resultados. Se estudiaron 5.251 aislamientos de Shigella spp. obtenidos de materia fecal (96,4 %); el 47,8 % de ellos correspondía a niños menores de cinco años. Las especies más frecuentes fueron S. sonnei (55,1 %) y S. ftexneri (41,7 %). Se presentó resistencia a tetraciclina (88,1 %), trimetoprim-sulfametoxasol (79,3 %), ampicilina (65,5 %), cloranfenicol (50,8 %) y amoxicilina-acido clavulánico (43,6 %). La resistencia no superó el 1 % contra cefotaxime, ceftazidima, gentamicina y ciprofloxacina. Para S. sonnei, el perfil de resistencia más frecuente correspondió a trimetoprim-sulfametoxasol, en contraste con S. ftexneri, cuyos perfiles fueron todos multirresistentes. Conclusiones. Los niños menores de cinco años se vieron afectados por todas las especies de Shigella spp., aspecto que los legisladores en salud pública deben considerar a la hora de tomar decisiones en torno a las medidas de prevención y protección frente a esta enfermedad. Las características de resistencia antimicrobiana de los aislamientos de Shigella spp. en Colombia ponen de manifiesto la importancia de combatir la diseminación de las dos especies más frecuentes en casos clínicos, S. sonnei y S. ftexneri.

Caracterización molecular de aislamientos de Shigella sonnei recuperados en el programa de vigilancia por el laboratorio de la enfermedad diarreica aguda en Colombia / Molecular characterization of Shigella sonnei isolates recovered by the Laboratory Surveillance Program for Acute Diarrheal Disease in Colombia

Introducción. En Colombia, Shigella sonnei es uno de los serotipos más frecuentemente aislados (53,4 %) de muestras clínicas humanas asociadas a la enfermedad diarreica aguda. La identificación de patrones de restricción del ADN mediante electroforesis en gel de campo pulsado constituye la base de la vigilancia molecular de S. sonnei . Objetivo. Establecer la base de la vigilancia molecular de S. sonnei en Colombia mediante electroforesis en gel de campo pulsado. Materiales y métodos. Se estudiaron 102 de los 2.048 aislamientos de S. sonnei remitidos por la Red Nacional de Laboratorios entre 1997 y marzo del 2013; la selección se hizo de acuerdo con el patrón de resistencia antimicrobiana, el origen de la muestra y la relación con brotes. Se determinó el patrón genético mediante electroforesis en gel de campo pulsado con las enzimas de restricción XbaI y Blnl, según el protocolo de la red PulseNet International. El análisis de los patrones electroforéticos se hizo con el programa GelCompar II, versión 4.0. Resultados. Se obtuvieron 42 patrones electroforéticos con una similitud de 70 a 100 %. El patrón más frecuente fue COIN08J16X01.0017 (17,6 %), seguido por los patrones COIN04J16X01.0004 (9,8 %) y COIN02J16X01.0002 (5,8 %), y el 66,8 % restante se asoció con otros patrones electroforéticos. El análisis de brotes demostró la relación genética de cada brote con 100 % de similitud en la identificación; el patrón más frecuente en los brotes fue el COIN08J16X01.0017 (17,1 %). Conclusión. Se estableció la base de datos genotípicos de aislamientos de S. sonnei a nivel nacional mediante electroforesis en gel de campo pulsado; se incluyeron los 42 patrones únicos identificados en este estudio.

Introduction: In Colombia, Shigella sonnei is one of the most frequently isolated serotypes (53.4%) in human clinical samples associated with diarrheal acute disease. The identification of DNA restriction patterns by pulsed field gel electrophoresis is the basis for the molecular surveillance of S. sonnei . Objective: To establish the basis for the molecular surveillance of S. sonnei in Colombia using pulsed-field gel electrophoresis. Materials and methods: We studied 102 of 2,048 S. sonnei isolates referred by the National Laboratory Network between 1997 and March, 2013; the selection was made according to the antimicrobial multiresistance profile, the source of samples, and the relation to outbreaks. The genetic profile was determined by pulsed field gel electrophoresis using the restriction enzymes XbaI and BlnI in accordance with the PulseNet International protocol. The electrophoretic patterns were analyzed with the GelCompare II, version 4.0 software. Results: We obtained 42 electrophoretic patterns with a 70% to 100% similarity. The most frequent pattern was COIN08J16X01.0017 with 17.6%, followed by patterns COIN04J16X01.0004 with 9.8%, and COIN02J16X01.0002 with 5.8%, while the remaining 66.8% was associated with other electrophoretic patterns. The analysis of 10 outbreaks demonstrated their genetic relation with a 100% of similarity; the most frequent pattern in outbreaks was COIN08J16X01.0017 with 17.1%. Conclusion: The genotypic database for Shigella sonnei isolates was established using pulsed field gel electrophoresis including the 42 unique patterns identified in this study.