Abstract Klebsiella pneumoniae is one of the leading causes of nosocomial infections. Carbapenem-resistant (CR) K. pneumoniae are on the rise in India. The biofilm forming ability of K. pneumoni ae further complicates patient management. There is still a knowledge gap on the association of biofilm formation with patient outcome and carbapenem susceptibility, which is investigated in the present study. K. pneumoniae isolates from patients admitted in critical care units with catheters and ventilators were included. K. pneumoniae ( n = 72) were tested for antimicrobial susceptibility as recommended by CLSI 2019 and subjected to 96-well microtitre plate biofilm formation assay. Based on optical density at 570 nm isolates were graded as strong, moderate and weak biofilm formers. Subset of strong biofilm formers were subjected to whole genome sequencing and a core genome phylogenetic analysis in comparison with global isolates were performed. Biofilm formation was compared for an association with the carbapenem susceptibility and with patient outcome. Statistical significance, correlations and graphical representation were performed using SPSS v23.0. Phenotypic analyses showed a positive correlation between biofilm formation and carbapenem resistance. Planktonic cells observed to be susceptible in vitro exhibited higher MICs in biofilm structure. The biofilm forming ability had a significant association with the morbidity/mortality. Infections by stronger biofilm forming pathogens significantly (P<0.05) resulted in fewer ‘average days alive’ for the patient (3.33) in comparison to those negative for biofilms (11.33). Phylogenetic analysis including global isolates revealed the clear association of sequence types with genes for biofilm mechanism and carbapenem resistance. Carbapenemase genes were found specific to each clade. The known hypervirulent clone-ST23 with wcaG , magA , rmpA , rmpA2 and wzc with a lack of mutation for hyper-capsulation might be poor biofilm formers. Interestingly, ST15, ST16, ST307 and ST258 – reported global high-risk clones were wcaJ negative indicating the high potential of biofilm forming capacity. Genes wabG and treC for CPS, bcsA and pgaC for adhesins, luxS for quorum sensing were common in all clades in addition to genes for aerobactin ( iutA ), allantoin ( allS ), type I and III fimbriae ( fimA , fimH , mrkD ) and pili ( pilQ , ecpA ). This study is the first of its kind to compare genetic features of antimicrobial resistance with a spectrum covering most of the genetic factors for K. pneumoniae biofilm. These results highlight the importance of biofilm screening to effectively manage nosocomial infections by K. pneumoniae . Further, data obtained on epidemiology and associations of biofilm and antimicrobial resistance genetic factors will serve to enhance our understanding on biofilm mechanisms in K. pneumoniae .

Abstract Multi-drug resistant Escherichia coli is an increasing public health problem. Though, PBP3 insertions with bla NDM , bla CMY and bla OXA-48 like is restricted to South-East Asia with few reports from USA. The study suggests omp C/F variants as a core factor to classify ESBL (E), non-ESBL (NE), and ESBL with PBP3 and carbapenemases (EPBP3) clones. EPBP3 results in treatment complication, as most of the time, E. coli with PBP3 insertions co-carries bla NDM (87.5%), bla CMY (96.3%) and bla OXA-48 like (88.8%) implicating it as a predisposing factor for carbapenemase gene acquirement. Cefiderocol and cefepime/zidebactam are the choice against EPBP3 E. coli . Evolutionary BEAST analysis revealed consecutive events of YRIN and YRIK insertions in PBP3 gene leading to a surge in MDR E. coli clones. Further, emergence of the super clones STs 410, 405, 167 and 617 featuring these phenotypes is a major threat for developing and developed countries, which needs close monitoring. Importance The manuscript describes various E. coli resistant genotypes across the globe and their importance in the choice of antimicrobial for treatment. The study identified six clades based on omp C and omp F mutations with a strong correlation to PBP3 insertions co-carried with beta-lactamases including bla NDM . Though, the omp C and omp F mutations were reported to precede the acquisition of carbapenemases in E. coli , clade segregation based on AMR genes as observed in this study reveals the omp C and omp F genes as a potential biomarker for AMR clade identification in E. coli . Currently, cefiderocol and cefepime/zidebactam seems to be the only choice to cover the AMR mechanism mediated by PBP3 insertions. Further, emergence of the super clones STs 410, 405, 167 and 617 featuring these PBP3 phenotypes is a major threat for developing and developed countries, which needs close monitoring.

Background Multidrug-resistant (MDR) E. coli with extended-spectrum β-lactamases (ESBLs) is becoming endemic in health care settings around the world. Baseline data on virulence and AMR of specific lineages of E. coli circulating in developing countries like India is currently lacking. Methods Whole-genome sequencing was performed for 60 MDR E. coli isolates. Genome-wide analysis was performed at single nucleotide polymorphism (SNP) level resolution to identify the relation between the isolates in context of time, virulence and AMR determinants possessed. Results Genome comparison revealed the presence of ST-131 global MDR and ST410 as emerging-MDR clades of E. coli. AMR gene profile for cephalosporin and carbapenem resistance differed between the clades. Genotypes blaCTX-M-15 and blaNDM-5 were common among cephalosporinases and carbapenemases, respectively. For aminoglycoside resistance, rmtB was positive for 31.7% of the isolates, of which 30% were co-harboring carbapenemases. Further, the FimH types and virulence gene profile positively correlated with the SNP based phylogeny, which also revealed the evolution of MDR clones among the study population with temporal accumulation of SNPs. The predominant clone was ST167 (blaNDM lineage) followed by ST405 (global clone ST131 equivalent) and ST410 (fast spreading high risk clone). Conclusions This is the first report on the whole genome analysis of MDR E. coli lineages circulating in India. Data from this study will provide public health agencies a baseline portfolio of AMR and virulence in pathogenic E. coli in the region.

Pertussis is a highly contagious disease of the respiratory tract caused by Bordetella pertussis, a bacteria that lives in the mouth, nose, and throat. Current study reports the highly accurate complete genomes of two clinical B. pertussis strains from India for the first time. The analysis revealed insertional elements flanked by IS481, which has been previously regarded as the important component for bacterial evolution. The two B. pertussis clinical strains exhibited diversity through genome degradation when compared to whole-cell pertussis vaccine reference strains of India. These isolates harboured multiple genetic virulence traits and toxin subunits, which belonged to sequence type ST2. The genome information of Indian clinical B. pertussis strains will serve as a baseline data to decipher more information on the genome evolution, virulence factors and their role in pathogenesis for effective vaccine strategies.

Abstract Persistent antibiotic use results in the rise of antimicrobial resistance with limited or no choice for multidrug resistant (MDR) and extensively drug resistant (XDR) bacteria. This necessitates a need for alternative therapy to effectively combat clinical pathogens that are resistant to last resort antibiotics. The study investigates hospital sewage as a potential source of bacteriophages to control MDR/XDR bacterial pathogens. 81 samples were screened for phages against selected clinical pathogens. 10 phages were isolated against A. baumannii , 5 phages against K. pneumoniae and 16 phages obtained against P. aeruginosa . The novel phages were observed to be strain-specific with a complete growth inhibition of up to 6 hrs. Phage plus colistin combinations further reduced the MBEC of colistin up to 16 folds. Notably, cocktail of phages exhibited supreme efficacy with complete killing at 0.5-1 µg/ml colistin concentrations. Thus, phages specific to clinical strains has a higher edge in treating nosocomial pathogens with their proven anti-biofilm efficacy. In addition, analysis of phage genomes revealed close phylogenetic relations with phages reported from Europe, China and other neighbouring countries. This study serves as a reference and can be extended to other antibiotics and phage types to assess optimum synergistic combinations to combat various drug resistant pathogens in the ongoing AMR crisis.

Background Numerous risk factors have been identified for developing severe COVID-19, including sociodemographic variables and concomitant diseases. Individuals with underlying comorbidities such as diabetes, hypertension, asthma, and coronary artery disease are at a greater risk of severe illness and death. This study aimed to observe the association between risk factors and the severity of COVID-19. Methodology A single-center, hospital-based, prospective, observational study was conducted at Max Smart Super Speciality Hospital in Saket, Delhi from October 2020 to December 2021. A total of 1,454 patients admitted under our care in the Department of Internal Medicine were included in this study. Patients were divided into the following three groups: patients without comorbidities, patients with a single comorbidity, and patients with multiple comorbidities. The risk factors under evaluation were age >50 years, obesity, diabetes, hypertension, chronic kidney disease (CKD), heart disease, chronic liver disease (CLD), and immunocompromised status (human immunodeficiency virus, post-transplant, malignancy undergoing chemotherapy). Results In this study, 28.1% (n = 408) of patients did not have comorbidities, 30.1% (n = 438) of patients had a single comorbidity, and 41.8% (n = 608) of patients had multiple comorbidities. Regarding risk factors, 62% (n = 872) of patients were aged >50 years, 7.4% (n = 108) were obese, 30.7% (n = 447) had diabetes, 33% (n = 480) were hypertensive, 1.2% (n = 18) had CKD, 6.8% (n = 99) had heart disease, 0.3% (n = 4) had CLD, and 5.5% (n = 80) were immunocompromised. A statistically significant association was found between increasing age and worsening severity of COVID-19 (p = 0.0001), male gender (p = 0.0001), presence of comorbidities, including diabetes, hypertension, obesity, CKD, CLD, heart disease (p = 0.0001). Patients in the immunocompromised group did not have a statistically significant association with disease severity. A statistically significant association was found between mortality and severity of COVID-19. Overall, 16.7% (n = 48) of the patients in the no comorbidity group, 35.4% (n = 102) in the single comorbidity group, and 47.9% (n = 138) in the multiple comorbidity group (p = 0.0001) presented with severe disease on admission. Conclusions The study shows that the severity of the disease increased as the number of risk factors increased. This information can help us take early and active measures in these groups of patients with multiple comorbid illnesses.

Whilst the world sees the tremendous growth of mobile phone technology, radiofrequency electromagnetic radiation (RF-EMR) induced possible health effects have emerged as a topic of recent day debate. The current study is designed to test the hypothesis that chronic 900MHz radiation exposure would potentially dysregulate the stress response system (HPA axis) in vivo, via, its non-thermal mechanisms, leading to alterations in the microarchitecture of the adrenal gland, vulnerable brain regions such as the hippocampus which may results in altered behaviours in rats. Male albino Wistar rats aged four weeks, weighing 50-60g were subjected to 900MHz radiation from a cellphone for four weeks at a rate of one hour per day. On the 29

The increasing occurrence of hospital-associated infections, particularly bacteremia, caused by extensively drug-resistant (XDR) carbapenemase-producing colistin-resistant Klebsiella pneumoniae highlights a critical requirement to discover new therapeutic alternatives. Bacteriophages having host-specific bacteriolytic effects are promising alternatives for combating these pathogens. Among 12 phages isolated from public wastewater in Thailand, two phages-vB_kpnM_05 (myovirus) and vB_kpnP_08 (podovirus) showed broad-host range, producing bacteriolytic activities against 81.3% (n = 26) and 78.1% (n = 25) of 32 XDR carbapenemase-producing colistin-resistant K. pneumoniae, with capsular types—K15, K17, K50, K51, K52/wzi-50 and K2/wzi-2. Both phages showed short replication times, large burst sizes with rapid adsorptions. They exhibited significant stability under various environmental conditions. Genomic analysis revealed that both phages are genetically distinct phages from Myoviridae and Podoviridae family, with the lack of toxin, virulence, lysogeny and antibiotic resistance genes. These characteristics highlighted their promising potential for utilizing in phage therapy for combating XDR K. pneumoniae. Although phage cocktail combining vB_kpnM_05 and vB_kpnP_08 provided significant bacteriolysis for longer duration (8 h) than its monophage (6 h), bacterial regrowth was observed which suggested an evitable development of phage resistance under phages' selection pressures. Future study will be undertaken to elucidate the precise mechanisms by which these XDR K. pneumoniae developed phage resistance and their associated fitness cost. Remarkably, combining phage cocktail with amikacin at their sub-inhibitory concentrations produced potent synergy by completely suppressing bacterial regrowth in vitro. Our study demonstrated the significant therapeutic and prophylactic effectiveness of a phage cocktail-amikacin combination as a promising alternative strategy for overcoming bacteremia associated with XDR K. pneumoniae having carbapenemase and colistin resistance in vivo.

Background: Recent findings substantiate the origin of plasmid-mediated colistin resistance gene mcr-3 from Aeromonads. The present study aimed to screen the plasmid-mediated colistin resistance among 30 clinical multidrug resistant (MDR) Aeromonas spp. Results: The presence of mcr-1, mcr-2, mcr-3, and mcr-4 were screened by PCR, which revealed mcr-3 in a colistin susceptible isolate (FC951). All other isolates were negative for mcr genes. Sequencing of FC951 revealed that mcr-3 (mcr-3.19) identified was different from previously reported variants and had 95.62 and 95.28% nucleotide similarity with mcr-3.3 and mcr-3.10 gene. A hybrid assembly using IonTorrent and MinION reads revealed structural genetic information of mcr-3.19 with an insertion of ISAs18 within the gene. Due to this, mcr-3.19 was non-expressive which makes FC951 susceptible to colistin. Further, in silico sequence and protein structural analysis confirmed the new variant. To the best of our knowledge, this is the first report on novel mcr-3 variant (mcr-3.19). Conclusions: The significant role of mcr-like genes in different Aeromonas species remains unknown and needs additional investigation to understand the insights on colistin resistance mechanism.