A point-prevalence survey of carbapenem-resistant Enterobacteriaceae in two different cities in Kuwait and Nigeria

Abstract

Background: The family Enterobacteriaceae belongs to the order Enterobacterales, a large diverse group of Gramnegative, facultatively anaerobic bacteria that sometimes cause multidrug-resistant infections which treatment options are often challenging. They are the leading cause of nosocomial bloodstream infection (BSI) and urinary tract infections (UTI). The objective of the study was to carry out a point-prevalence survey of antimicrobial resistance and carbapenem-resistant Enterobacteriaceae (CRE) clinical isolates in two hospitals in Kuwait and Nigeria.Methodology: Clinically significant bacterial isolates of patients from Kuwait and Nigeria, identified by VITEK-2 and MALDI-TOF mass spectrometry analysis were studied. Susceptibility testing of selected antibiotics was performed using E-test and broth dilution methods. Genes encoding carbapenemase, β-lactamases, and extended-spectrum β-lactamases (ESBLs) were detected by conventional PCR and sequencing, and whole genome sequencing (WGS) analyses.Results: Of 400 isolates from Kuwait and Nigeria, 188 (47.0%) and 218 (54.5%) were Escherichia coli and 124 (31.0%) and 116 (29.0%) Klebsiella pneumoniae, respectively. The prevalence of CRE was 14.0% in Kuwait and 8.0% in Nigeria. The resistance rates of CRE isolates against colistin and tigecycline in Kuwait were 6.6% versus 25.0%, and in Nigeria were 14.2% versus 14.2%, respectively. blaOXA-181 gene was the commonest in CRE isolates in Kuwait and blaNDM-7 in Nigeria. The commonest ESBL gene among the CRE isolates was blaCTX-M-15 in both countries. AmpC resistance genes were present in only Kuwait isolates and mediated by blaEBC, blaCIT and blaDHA. WGS analysis of 12 selected CRE isolates with carbapenem MICs>32μg/ml but no detectable genes from conventional PCR, revealed the presence of multidrug efflux pump genes such as major facilitator superfamily antibiotic efflux pump and resistance-nodulation-cell division antibiotic efflux pump groups.Conclusion: The prevalence of CRE was higher among isolates from Kuwait than Nigeria and the genes encoding resistance in CRE were different. The presence of efflux pump was a main mechanism of resistance in most of the Nigerian CRE isolates. Contexte: La famille des Entérobactéries appartient à l'ordre des Entérobactéries, un grand groupe diversifié de bactéries anaérobies facultatives à Gram négatif qui provoquent parfois des infections multirésistantes dont les options de traitement sont souvent difficiles. Ils sont la principale cause d'infections nosocomiales du sang (BSI) et d'infections des voies urinaires (UTI). L'objectif de l'étude était de mener une enquête sur la prévalence ponctuelle de la résistance aux antimicrobiens et des isolats cliniques d'entérobactéries résistantes aux carbapénèmes (CRE) dans deux hôpitaux au Koweït et au Nigeria.Méthodologie: Des isolats bactériens cliniquement significatifs de patients du Koweït et du Nigéria, identifiés par analyse par spectrométrie de masse VITEK-2 et MALDI-TOF, ont été étudiés. Les tests de sensibilité des antibiotiques sélectionnés ont été effectués à l'aide des méthodes de test E et de dilution en bouillon. Les gènes codant pour la carbapénémase, les β-lactamases et les β-lactamases à spectre étendu (BLSE) ont été détectés par PCR et séquençage conventionnels et analyses de séquençage du génome entier (WGS).Résultats: Sur 400 isolats du Koweït et du Nigéria, 188 (47,0%) et 218 (54,5%) étaient Escherichia coli et 124 (31,0%) et 116 (29,0%) Klebsiella pneumoniae, respectivement. La prévalence de la CRE était de 14,0% au Koweït et de 8,0% au Nigeria. Les taux de résistance des isolats CRE à la colistine et à la tigécycline au Koweït étaient de 6,6% contre 25,0%, et au Nigeria de 14,2% contre 14,2%, respectivement. Le gène blaOXA-181 était le plus courant dans les isolats CRE au Koweït et blaNDM-7 au Nigeria. Le gène BLSE le plus courant parmi les isolats CRE était blaCTX-M-15 dans les deux pays. Les gènes de résistance à l'AmpC étaient présents uniquement dans les isolats du Koweït et médiés par blaEBC, blaCIT et blaDHA. L'analyse WGS de 12 isolats CRE sélectionnés avec des CMI de carbapénème >32 μg/ml mais aucun gène détectable par PCR conventionnelle, a révélé la présence de gènes de pompe d'efflux multidrogues tels que la pompe d'efflux antibiotique de la superfamille facilitatrice majeure et les groupes de pompe d'efflux antibiotique de division cellulaire de résistance-nodulation.Conclusion: La prévalence de la CRE était plus élevée parmi les isolats du Koweït que du Nigeria et les gènes codant pour la résistance à la CRE étaient différents. La présence d'une pompe à efflux était un mécanisme principal de résistance dans la plupart des isolats CRE Nigérians.