L’épidémiologie moléculaire et la résistance aux antimicrobiens de Neisseria gonorrhoeae en Australie: une étude transversale à l’échelle nationale

Contexte La résistance aux antimicrobiens de Neisseria gonorrhoeae est considérée comme une menace mondiale sérieuse. Méthodes Dans cette étude nationale, nous avons utilisé la technologie de génotypage MassARRAY iPLEX pour examiner l’épidémiologie des N gonorrhoeae et de la RAM associée dans la population australienne Tous les isolats de N gonorrhoeae disponibles de janvier à juin ont été inclus dans l’étude Les données génotypiques ont été combinées avec des informations phénotypiques AMR pour définir les types de souches. Résultats Un total de types de souches distincts a été observé. Les types de souche les plus courants représentaient plus de% des isolats. La moitié des isolats Les rapports mâles-femelles élevés% mâles suggèrent qu’au moins les types de souches supérieurs circulent principalement dans des réseaux d’hommes ayant des rapports sexuels avec des hommes MSM Des types de souche particuliers ont également été concentrés chez les femelles: deux types de souche représentaient % de tous les isolats d’isolats femelles abritant la protéine de liaison à la pénicilline mosaïque PBP – considéré comme un mécanisme clé pour la résistance à la céphalosporine -% de tous les isolats de N gonorrhoeae et principalement observés chez les mâles% Conclusions Cette enquête épidémiologique à grande échelle a démontré que les infections à N gonorrhoeae sont dominées par relativement peu. Nous avons pu confirmer une épidémie de résurgence dans les réseaux hétérosexuels dans les zones urbaines. La prévalence des PBP mosaïques hébergeant des souches de N gonorrhoeae souligne la capacité de propagation de nouvelles souches de N gonorrhoeae. et s’établir à travers les populations

La capacité de Neisseriagonorrhoeae à développer et à disséminer la résistance aux antimicrobiens La résistance aux antimicrobiens est bien reconnue La résistance aux N gonorrhoeae est maintenant considérée comme une menace mondiale grave à la fois par les Centers for Disease Control des États-Unis et l’Organisation mondiale de la santé. L’apparition et la propagation subséquente de N gonorrhoeae résistant aux quinolones dans les premiers stades de la dissémination globale de la résistance à N gonorrhoeae ont conduit à l’élimination de la ciprofloxacine du traitement de première intention dans la plupart des pays au cours de la décennie suivante . abritant une protéine de liaison de la pénicilline mosaïque PBP, considéré comme un mécanisme important de résistance aux céphalosporines, ont été rapportés dans le monde entier Ces souches de PBP mosaïque ont largement été responsables de l’arrêt du céfixime comme traitement de choix dans de nombreux contextes. , ces souches de mosaïque ont également soulevé des préoccupations sur l’avenir de ceftriax un traitement, avec des variants sporadiques de souches de PBP mosaïque présentant une résistance in vitro à la ceftriaxone au Japon, en Europe et en Australie respectivement [,,] Une antibiothérapie combinée avec la ceftriaxone et l’azithromycine est maintenant recommandée pour le traitement de la gonorrhée dans de nombreuses régions. En Australie, le problème de la RAM de N gonorrhoeae a atteint un nouveau niveau de signification avec l’apparition récente de la souche A résistante à la ceftriaxone Bien que les données de surveillance en cours n’aient montré aucune preuve supplémentaire de cette souche En Australie, on s’inquiète des niveaux croissants de résistance à l’azithromycine en Australie, notamment l’observation récente de souches de N gonorrhoeae présentant une résistance élevée à l’azithromycine . Nous avons cherché à mieux comprendre la génétique et la distribution de la RAM gonococcique en Australie. La question clé que nous avons cherché à examiner était de savoir s’il subsistait un potentiel pour de nouvelles les pluies se propagent rapidement, comme cela a été observé pour les souches résistantes à la ciprofloxacine plus de décennies auparavant

MATÉRIAUX ET MÉTHODES

Aperçu

Nous avons utilisé la technologie de génotypage SNP iPLEX à polymorphisme mononucléotidique d’Agena Bioscience pour caractériser tous les N gonorrhoeae isolés disponibles en Australie à partir de la première moitié du profil génotypique pour chaque isolat a été combiné avec le profil phénotypique AMR du programme australien de surveillance gonococcique AGSP. définir les types de souches de N gonorrhoeae Les types de souches ont ensuite été comparés à des informations démographiques de base, y compris le sexe du patient et la situation géographique

Population étudiée

Dans chaque État d’Australie, des laboratoires fournissent des analyses de laboratoire des isolats de gonocoques dans le cadre de l’AGSP. Chaque année, des isolats cliniques de N gonorrhoeae sont testés, ce qui équivaut à presque tous les cas d’infections à N gonorrhoeae notifiées chaque année en Australie. -capita base est le programme de surveillance basé sur la culture bactérienne le plus complet au monde Un total de N isolats gonorrhoeae ont été reçus pour cette étude de Janvier à Juin de Tableau Les isolats étaient estimés comprendre% de tous les gonocoques isolés par culture et% du Les isolats provenaient des juridictions australiennes de Nouvelle-Galles du Sud NSW, du Territoire du Nord NT, du Queensland QLD, de l’Australie-Méridionale, du Victoria VIC et de l’Australie-Occidentale WA Deux juridictions australiennes , le Territoire de la capitale australienne et la Tasmanie, n’ont pas fourni d’isolats pour l’étude des profils phénotypiques AMR ont été obtenus via l’AGSP Tableau Résumé des isolats génotypés par les tests iPLEX-MLST et iPLEX-AMR Région Nombre d’isolats Génotyped Nombre de cas de gonorrhée notifiéeb Proportion de cas notifiés ayant été génotypés Sexe Total Féminin Masculin Non spécifié NSW% NT% QLD% SA% VIC% WA% ACTc c c c% Tasmanie c c c c% Total% Région Nombre d’isolats Genotypeda Nombre de cas de gonorrhée notifiéeb Proportion de cas notifiés ayant été génotypés Sexe Total Féminin Masculin Non spécifié NSW% NT% QLD% SA% VIC% WA% ACTc c c c% Tasmanie c c c c% Total% Abréviations: ACT, Australian Capital Territory; NSW, Nouvelle-Galles du Sud; NT, Territoire du Nord; QLD, Queensland; SA, Australie du Sud; VIC, Victoria; WA, Western Australiaa Les isolats ont été génotypés avec succès par les tests iPLEX-MLST et iPLEX-AMR. Ces données incluent à la fois les données de culture de N gonorrhoeae et de NAAT. Aucun isolat de l’ACT ou de Tasmanie n’a été inclus dans l’étude

Affectation de type de contrainte

Les isolats ont été génotypés à l’aide des méthodes iPLEX: a iPLEX-MLST – une méthode de typage que nous avons précédemment décrite, ciblant des SNP informatifs sur les gènes de maintien de l’hôte N gonorrhoeae, pour le typage MLST ; et b la méthode iPLEX-AMR-a ciblant les mutations chromosomiques signalées comme contribuant à l’AMR N gonorrhoeae, comprenant: S ARNtAR , S ARNrt , GyrA SF , GyrA DG / A , PBP LP , mtrR adénine-deletion , mtrR thymine-insertion , MtrR GD , PBP A insertion , mosaïque PBP , et PBP AT / V En bref, la méthode iPLEX-AMR Les résultats combinés des deux méthodes iPLEX ont été utilisés pour assigner un génotype. Les données génotypiques ont ensuite été combinées avec les données AMR phénotypiques AGSP pour assigner une souche. type Les isolats QLD ont été préalablement génotypés par iPLEX-MLST dans le cadre de la validation initiale d’iPLEX-MLST et ont été analysés plus en détails ici

Analyses statistiques

Les analyses statistiques ont été réalisées à l’aide de statistiques descriptives et de représentations visuelles-synthétiques R logiciel statistique; R

Approbations éthiques

L’étude a été approuvée par le Comité d’éthique de la recherche humaine HREC du ministère de la Santé du Territoire du Nord et Menzies School of Health; le HREC d’Australie centrale; le district sanitaire local du sud-est de Sydney HREC, le Queensland Children’s Health Queensland HREC et l’université du Queensland HREC

RÉSULTATS

Aperçu

Génotypage réussi, c.-à-d. Profils complets de SNP obtenus par iPLEX-MLST et iPLEX-AMR pour /% d’isolats de N gonorrhoeae Ces échantillons comprenaient des mâles, des femelles et des patients dont le sexe n’était pas spécifié insuffisance rénale chronique. Tableau Les isolats restants n’ayant pas fourni de données génotypiques exclu d’une analyse plus approfondie; la base de ces échecs n’a pas été étudiée, mais basée sur une étude antérieure est probablement due à des variations dans les cibles d’amorces Pour les isolats avec profils génotypiques complets, des profils uniques et uniques ont été observés pour les tests iPLEX-MLST et iPLEX-AMR La combinaison des deux ensembles de données iPLEX a donné lieu à des génotypes distincts G à G Lorsque le génotype a été combiné au phénotype AMR, on a observé des souches uniques de types S à S. La détermination du génotype et du type de souche Table

Les types de souches les plus courants

La fréquence et la fréquence cumulative des types de souche les plus courants sont résumées dans la figure. La proportion d’isolats représentés par les types de souches varie de% / isolats, S à S à% /, S Les types de souche les plus courants représentent% de tous les N gonorrhoeae isole / ,; % et les types de souche les plus courants pour environ la moitié /; % de tous les isolats de N gonorrhoeae Figure View largeTélécharger slideFréquence et fréquence cumulative des types de souche de N gonorrhoeaeFigure Vue largeDownload slideFréquence et fréquence cumulative des types de souche de N gonorrhoeae

Le nombre total d’isolats pour les types de souche les plus courants selon la juridiction et le sexe est présenté à la figure et la mesure dans laquelle les types de souches supérieurs étaient partagés entre les provinces est résumée dans le tableau supplémentaire. Huit types de souches ont été trouvés dans toutes les juridictions à l’exception de la NT, et des génotypes supérieurs étaient partagés entre les états de l’est de NSW, VIC et QLD Globalement, le rapport des mâles aux femelles différait sensiblement entre certains types de souches. des types de souches supérieurs circulent principalement parmi MSM S, S à S, S, S, S, S, S, S, S, S, S, S, S, S, S; % à% d’isolats provenaient de mâles Les isolats de femelles étaient concentrés dans des types de souches particuliers, incluant S, S, S, S, S, S, S, S, S, S, S, S, S, S, S, S , S et S pour lesquels les femelles ont contribué% à% moyen% des isolats Les nombres d’isolats combinés d’échantillons de femelles pour les souches souche S et S = isolats représentaient% du nombre total d’isolats / de femelles dans l’étude Figure View largeTélécharger le total isoler les nombres des types de souches de N gonorrhoeae les plus communs par juridiction et par sexe Une couleur différente est utilisée pour indiquer chaque juridiction Abréviations: NSW, New South Wales; NT, Territoire du Nord; QLD, Queensland; SA, Australie du Sud; VIC, Victoria; WA, Western AustraliaFigure View largeTélécharger la diapositive Isoler les nombres les plus courants de types de souches de N gonorrhoeae par juridiction et par sexe Une couleur différente est utilisée pour indiquer chaque juridiction Abréviations: NSW, Nouvelle-Galles du Sud; NT, Territoire du Nord; QLD, Queensland; SA, Australie du Sud; VIC, Victoria; WA, Western AustraliaFigure Voir grandTélécharger la lameMale to female ratio pour chacun des types de taches les plus élevésFigure View largeTélécharger slideMale ratio femelle pour chacun des principaux types de taches

De plus amples détails sur les types de souche les plus courants sont fournis à la figure et à la figure supplémentaire: la proportion du nombre total de cas dans chaque territoire attribuable à ces types de souches; et une carte de chaleur représentant les pourcentages d’isolats de ces types de souche par juridiction, sexe et profil AMR, respectivement. Les types de souche les plus communs S, S et S illustrent des modèles contrastés S fortement concentré chez les hommes présumés être HSH dans les juridictions avec les plus grands centres urbains, alors que S présente un profil hétérosexuel et est concentré dans les juridictions qui fournissent la plupart des notifications de N gonorrhoeae des peuples autochtones Qld, WA, SA et particulièrement NT Par contre, S a une distribution hétérosexuelle les grands centres urbains en particulier NSW Figure Voir grandDownload slideProportion des cas totaux dans chaque état causés par les types de souche N gonorrhoeae les plus communs en Australie Abréviations: NSW, Nouvelle-Galles du Sud; NT, Territoire du Nord; QLD, Queensland; SA, Australie du Sud; VIC, Victoria; WA, Western AustraliaFigure View largeTélécharger la lameProportion du nombre total de cas dans chaque état causés par les types de souche de N gonorrhoeae les plus communs en Australie Abréviations: NSW, New South Wales; NT, Territoire du Nord; QLD, Queensland; SA, Australie du Sud; VIC, Victoria; WA, Australie-Occidentale

La figure supplémentaire fournit un résumé des types de souches les plus courants dans chaque juridiction. Elle indique que de nombreux types de souches supérieures étaient partagés entre les états; par exemple, les types de souche S, S, S, S, S et S comprenaient les types de déformation par le haut dans les juridictions NSW et VIC avec les plus grands centres urbains, et S était le type de souche le plus commun dans Qld, WA, SA, et le NT

AMR Distribution

Dix-neuf types de souches supérieures étaient sensibles à tous les antibiotiques testés. Tableau supplémentaire; voir également la figure supplémentaire qui montre les types de souche supérieurs-autres, fournissant des exemples de clones résistants, y compris ceux présentant une résistance à la pénicilline, par exemple S, S et S; %,% et% de tous les isolats respectivement; Tableau et figure supplémentaires et résistance à la ciprofloxacine, par exemple, S, S et S; %,% et% de tous les isolats, respectivement; Tableau et figure supplémentaires

Mosaïque PBP

Types de souches hébergeant une protéine PBP mosaïque comprenant S, S et S, Tableau supplémentaire composé de% / de tous les isolats Ceux-ci ont été trouvés massivement chez les mâles, vraisemblablement MSM /; Il convient de noter que seulement% des isolats de PBP mosaïque ont montré une sensibilité réduite aux concentrations inhibitrices minimales de la ceftriaxone (CMI) de mg / L; par exemple, S, tableau supplémentaire Les isolats PBP mosaïques restants comprenant S et S; Le tableau supplémentaire présentait des CMI de ≤ mg / L% d’isolats, mg / L% et mg / L%

Résistance à l’azithromycine et S ARNr Mutations

Un total d’isolats% des isolats; L’intérêt était que près de% des isolats étaient phénotypiquement sensibles aux CMI de l’azithromycine, soit mg / L [n = isolats], mg / L [n =] et mg chez les mâles, femelles hébergeant la mutation ARNt associée à la résistance à l’azithromycine de N gonorrhoeae. / L [n =] et des mélanges possédés d’allèles de type sauvage et d’allèles CT sur les gènes de l’ARNr S, voir, par exemple, le type de souche S; Tableau supplémentaire N gonorrhoeae possède des copies du gène S rRNA, est capable d’héberger des mélanges d’allèles de type sauvage et mutant parmi ces copies, et la résistance est influencée par le nombre d’allèles mutants

DISCUSSION

ta pourrait aider à informer les réponses de santé publique Une étude australienne antérieure a montré comment l’utilisation combinée de données phénotypiques et génotypiques peut être utilisée pour cibler une intervention contre une souche particulière de N gonorrhoeae; Dans cette étude, les mesures mises en œuvre, y compris le dépistage amélioré des contacts, ont permis de maîtriser une flambée de gonorrhée survenant principalement chez les hommes hétérosexuels. Il est donc possible qu’une intervention similaire se concentre sur les populations associées aux types de souche S et S Les données mettent également en évidence l’influence importante de l’expansion clonale de certaines souches de N gonorrhoeae sur les taux de RAM. Les types S, S et S sont un bon exemple. de cela; tous étaient résistants à la pénicilline et constituaient ensemble% de tous les isolats Les données AGSP de ont montré que les taux de résistance à la pénicilline N gonorrhoeae étaient% Ainsi, ces types de souches représentaient ensemble une proportion significative de% de tous N gonorrhoeae résistance à la pénicilline dans le pays. Les données antérieures suggèrent que les souches de N gonorrhoeae contenant des PBP mosaïques sont apparues pour la première fois dans la population australienne autour de , peu de temps après leur première description au Japon . Ces nouvelles données moléculaires maintenant montrent que les isolats de mosaïque hébergeant des PBP sont maintenant bien établis dans la population, comprenant% de tous les isolats de N gonorrhoeae Bien que les types de souche hébergeant des PBP mosaïques aient été trouvés principalement chez les patients masculins,% ont également été identifiés chez les femmes. réseaux hétérosexuels par l’intermédiaire d’hommes bisexuels Ces données sont en accord avec une étude récente d’un isolat PBP mosaïque s aux États-Unis concernant le pontage Pour la surveillance de la RAM, il est également intéressant de noter que nous avons observé des isolats phénotypiquement sensibles à l’azithromycine mais possédant des allèles d’ARNr de type sauvage et CT S. Ces données mettent en évidence les limites possibles de la dépendance uniquement aux classifications phénotypiques et soulèvent de nouvelles questions quant à savoir si la surveillance devrait également impliquer le dépistage du potentiel génétique de la RAM. D’autres études sont nécessaires pour répondre à ces questions, notamment si Cette étude présentait plusieurs limites: En l’absence de toute donnée comportementale, le mode de transmission homosexuel ou hétérosexuel devait être déduit des rapports M: F des isolats de N gonorrhoeae; En l’absence de données géographiques précises telles que le code postal ou le statut autochtone, la distribution relative des types de souches de N gonorrhoeae dans les populations autochtones et non autochtones devait également être déduite des données de notification ; Nous n’avions pas non plus de données individuelles sur le site anatomique de l’infection et nous ne pouvions donc pas comparer les types de souches entre les sites; Il pourrait y avoir un certain biais dans la collecte des isolats étant donné que les taux d’isolement étaient généralement plus élevés dans certaines juridictions que dans d’autres, et que deux juridictions, l’ACT et la Tasmanie; bien que le plus petit nombre de cas n’ait pas fourni d’isolats pour l’étude, voir le tableau; Le panel d’isolats a maintenant plusieurs années et il est donc possible que des changements dans les profils de type de contrainte se soient produits; En résumé, les résultats de cette étude montrent que les infections à N gonorrhoeae en Australie étaient dominées par relativement peu de types de souches. La distribution de la souche la plus commune Le succès d’un nombre relativement faible de types de souches, y compris l’expansion relativement récente des souches de PBP mosaïques, est alarmant et met davantage en évidence un potentiel théorique existant pour de nouvelles drogues potentiellement extensives. Par conséquent, une répétition de l’incursion résistante aux quinolones du s reste concevable. Dans l’ensemble, ces données soulignent les limites de la dépendance uniquement à la surveillance phénotypique pour détecter la présence de souches émergentes. ou souches proliférantes, ou pour identifier le potentiel génétique Il convient de noter que nous ne considérons pas que ces données dévalorisent le rôle critique de la surveillance de la résistance aux antimicrobiens basée sur le phénotype, y compris le travail important de l’AGSP. Nous pensons plutôt que les outils de typage moléculaire doivent être utilisés parallèlement la surveillance phénotypique pour mieux cartographier l’épidémiologie de N gonorrhoeae, détecter la RAM émergente au point où les interventions de santé publique peuvent être efficaces et, en bout de ligne, éclairer les interventions de santé publique ciblées

Données supplémentaires

Les documents supplémentaires sont disponibles ici. Composé de données fournies par l’auteur pour le bénéfice du lecteur, les documents publiés ne sont pas copiés et sont la seule responsabilité de l’auteur, donc des questions ou des commentaires doivent être adressées à l’auteur

Remarques

Remerciements Ce travail a été réalisé en tant que travail de référence pour le Réseau National Neisseria NNN, Australie, qui est financé par le Département de Santé et Vieillissement du gouvernement australien. Nous remercions le Dr Amy Jennison, Christine Doyle, Vicki Hicks et John Bates du Service médico-légal. Queensland; Athena Limnios, Rodney Enriquez et Ratan Kundu de South Eastern Area Laboratory Services, Hôpital Prince of Wales, Nouvelle-Galles du Sud; Nous remercions le Dr Ralf Moser, anciennement d’Agena Bioscience, Queensland, pour son aide dans la conception et les tests des méthodes iPLEX. Soutien financier Cette enquête fait partie de l’évaluation de la résistance à la gonorrhée par l’acide nucléique Étude de détection GRAND financée par le Conseil national de la recherche médicale et médicale NHMRC; David Whiley rapporte des fonds de recherche de SpeeDx Pty Ltd Tous les autres auteurs ne signalent aucun conflit potentiel Tous les auteurs ont soumis le formulaire ICMJE pour la divulgation des conflits d’intérêts potentiels Conflits d’intérêts que les éditeurs jugent pertinents pour le contenu du manuscrit ont été divulgués