Healthy Research Rewards
ResearchHub is incentivizing healthy research behavior. At this time, first authors of open access papers are eligible for rewards. Visit the publications tab to view your eligible publications.
Got it
ZA
Zoie Aiken
Author with expertise in Diagnosis, Treatment, and Epidemiology of Nontuberculous Mycobacterial Diseases
Achievements
Open Access Advocate
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
3
(67% Open Access)
Cited by:
5
h-index:
4
/
i10-index:
3
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

Genomic epidemiology of a complex, multi-species plasmid-borne blaKPC carbapenemase outbreak in Enterobacterales in the UK, 2009-2014

Nicole Stoesser et al.Oct 3, 2019
ABSTRACT Carbapenem resistance in Enterobacterales is a public health threat. Klebsiella pneumoniae carbapenemase (encoded by alleles of the bla KPC family) is one of the commonest transmissible carbapenem resistance mechanisms worldwide. The dissemination of bla KPC has historically been associated with distinct K. pneumoniae lineages (clonal group 258 [CG258]), a particular plasmid family (pKpQIL), and a composite transposon (Tn 4401) . In the UK, bla KPC has caused a large-scale, persistent outbreak focused on hospitals in North-West England. This outbreak has evolved to be polyclonal and poly-species, but the genetic mechanisms underpinning this evolution have not been elucidated in detail; this study used short-read whole genome sequencing of 604 bla KPC -positive isolates (Illumina) and long-read assembly (PacBio)/polishing (Illumina) of 21 isolates for characterisation. We observed the dissemination of bla KPC (predominantly bla KPC-2 ; 573/604 [95%] isolates) across eight species and more than 100 known sequence types. Although there was some variation at the transposon level (mostly Tn 4401 a, 584/604 (97%) isolates; predominantly with ATTGA-ATTGA target site duplications, 465/604 [77%] isolates), bla KPC spread appears to have been supported by highly fluid, modular exchange of larger genetic segments amongst plasmid populations dominated by IncFIB (580/604 isolates), IncFII (545/604 isolates) and IncR replicons (252/604 isolates). The subset of reconstructed plasmid sequences also highlighted modular exchange amongst non- bla KPC and bla KPC plasmids, and the common presence of multiple replicons within bla KPC plasmid structures (>60%). The substantial genomic plasticity observed has important implications for our understanding of the epidemiology of transmissible carbapenem resistance in Enterobacterales, for the implementation of adequate surveillance approaches, and for control. IMPORTANCE Antimicrobial resistance is a major threat to the management of infections, and resistance to carbapenems, one of the “last line” antibiotics available for managing drug-resistant infections, is a significant problem. This study used large-scale whole genome sequencing over a five-year period in the UK to highlight the complexity of genetic structures facilitating the spread of an important carbapenem resistance gene ( bla KPC ) amongst a number of bacterial species that cause disease in humans. In contrast to a recent pan-European study from 2012-2013(1), which demonstrated the major role of spread of clonal bla KPC - Klebsiella pneumoniae lineages in continental Europe, our study highlights the substantial plasticity in genetic mechanisms underpinning the dissemination of bla KPC . This genetic flux has important implications for: the surveillance of drug resistance (i.e. making surveillance more difficult); detection of outbreaks and tracking hospital transmission; generalizability of surveillance findings over time and for different regions; and for the implementation and evaluation of control interventions.
0
Citation5
0
Save
0

Genomic epidemiology and longitudinal sampling of ward wastewater environments and patients reveals complexity of the transmission dynamics of blaKPC-carbapenemase-producing Enterobacterales in a hospital setting

Nicole Stoesser et al.Sep 3, 2024
Abstract Background Healthcare-associated wastewater and asymptomatic patient reservoirs colonized by carbapenemase-producing Enterobacterales (CPE) contribute to nosocomial CPE dissemination, but the characteristics and dynamics of this remain unclear. Methods We systematically sampled wastewater sites (n = 4488 samples; 349 sites) and patients (n = 1247) across six wards over 6–12 months to understand blaKPC-associated CPE (KPC-E) diversity within these reservoirs and transmission in a healthcare setting. Up to five KPC-E-positive isolates per sample were sequenced (Illumina). Recombination-adjusted phylogenies were used to define genetically related strains; assembly and mapping-based approaches were used to characterize antimicrobial resistance genes, insertion sequences (ISs) and Tn4401 types/target site sequences. The accessory genome was evaluated in some of the largest clusters, and those crossing reservoirs. Results Wastewater site KPC-E-positivity was substantial [101/349 sites (28.9%); 228/5601 (4.1%) patients cultured]. Thirteen KPC-E species and 109 strains were identified using genomics, and 24% of wastewater and 26% of patient KPC-E-positive samples harboured one or more strains. Most diversity was explained by the individual niche, suggesting localized factors are important in selection and spread. Tn4401 + flanking target site sequence diversity was greater in wastewater sites (P &lt; 0.001), which might favour Tn4401-associated transposition/evolution. Shower/bath- and sluice/mop-associated sites were more likely to be KPC-E-positive (adjusted OR = 2.69; 95% CI: 1.44–5.01; P = 0.0019; and adjusted OR = 2.60; 95% CI: 1.04–6.52; P = 0.0410, respectively). Different strains had different blaKPC dissemination dynamics. Conclusions We identified substantial and diverse KPC-E colonization of wastewater sites and patients in this hospital setting. Reservoir and niche-specific factors (e.g. microbial interactions, selection pressures), and different strains and mobile genetic elements likely affect transmission dynamics. This should be considered in surveillance and control strategies.