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Aperçus sur l'impact et la résistance de la fièvre entérique

Une étude révèle la diversité bactérienne et la résistance aux antibiotiques dans les cas de fièvre typhoïde.

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La fièvre entérique est un gros problème de santé dans le monde entier, avec environ 14,3 millions de cas signalés chaque année. Cette maladie touche surtout les gens en Asie du Sud et en Afrique subsaharienne, où elle représente des risques plus importants. Les deux principales bactéries responsables de la fièvre entérique sont Salmonella enterica sérovar Typhi, souvent appelée S. Typhi, et Salmonella enterica sérovar Paratyphi A, qu'on appelle S. Paratyphi A. Alors que S. Typhi est répandue dans ces régions, S. Paratyphi A est rarement trouvée en Afrique.

Sans traitement efficace, la fièvre entérique peut entraîner de graves complications de santé et augmenter les taux de mortalité. Les souches bactériennes résistantes aux antibiotiques sont courantes, mais les antibiotiques spécifiques et les raisons de cette résistance peuvent varier d'une région à l'autre. Dans beaucoup d'endroits, on a constaté une réduction de la résistance aux anciens antibiotiques, tandis qu'il y a eu une augmentation de la résistance aux nouveaux antibiotiques comme les fluoroquinolones. La Résistance aux antibiotiques oraux courants comme la céfixime et l'azithromycine a été signalée de manière sporadique, en particulier en Asie du Sud, où les souches empiriques résistantes de S. Typhi sont désormais fréquentes.

Des vaccins contre S. Typhi existent pour les voyageurs depuis longtemps, mais les programmes de vaccination de masse manquent encore dans la plupart des zones où la maladie est endémique. Récemment, de nouveaux vaccins conjugués contre le typhoid (TCV) ont été approuvés et soutenus par des organisations comme Gavi pour aider à réduire la charge des infections à S. Typhi. Les essais montrent que ces vaccins sont sûrs et peuvent offrir plus de 80 % de protection contre les infections chez les enfants à partir de neuf mois. Des campagnes de vaccination utilisant les TCV ont été lancées dans des pays comme le Pakistan et le Zimbabwe pour lutter contre les flambées de souches résistantes de S. Typhi.

Il est crucial de suivre comment ces nouveaux vaccins impactent les bactéries responsables de la fièvre entérique. Les TCV ne protègent pas contre S. Paratyphi A, qui pourrait profiter de la situation et devenir plus courant. Bien que les TCV soient efficaces contre certaines souches résistantes de S. Typhi, il n'est pas encore clair s'ils fonctionneront contre toutes les variantes ou s'ils pourraient encourager le développement de nouvelles souches résistantes. Par conséquent, avoir des données de base sur la population de pathogènes est essentiel pour comprendre la situation. Le séquençage du génome complet (WGS) offre une manière d'obtenir des informations détaillées sur la diversité des bactéries, leurs mécanismes de résistance et comment elles se propagent.

Récemment, une évaluation de la charge de la fièvre entérique a été menée dans trois zones urbaines : Blantyre au Malawi, Katmandou au Népal et Dacca au Bangladesh. La plupart des connaissances existantes sur les pathogènes causant la fièvre entérique dans ces endroits proviennent d'études de prélèvements obtenus lors d'interventions sanitaires ou de traitements hospitaliers précédents. Des études génomiques récentes ont montré qu'une souche spécifique de S. Typhi, connue sous le nom de H58, a été dominante en Asie du Sud et dans certaines parties de l'Afrique pendant longtemps. Au Malawi, cette souche a été liée à des flambées depuis la fin des années 1990 et est devenue une occurrence régulière. En revanche, S. Typhi et S. Paratyphi A ont été constamment trouvées au Bangladesh et au Népal pendant de nombreuses années, entraînant un mélange plus complexe de souches bactériennes.

En utilisant le WGS, les chercheurs ont étudié les bactéries derrière la fièvre entérique dans les zones urbaines mentionnées, collectant des données auprès des patients sous des protocoles constants pour créer un tableau solide de la situation. Ils ont identifié diverses souches de S. Typhi et S. Paratyphi A grâce à une analyse génétique. Les résultats ont confirmé que S. Paratyphi A était présent dans les deux villes asiatiques du Sud mais pas au Malawi. Sur les trois sites, la souche S. Typhi 4.3.1 (H58) était la plus couramment trouvée.

Certaines localités ont montré différents schémas génétiques parmi les bactéries. À Blantyre, presque tous les cas étaient causés par un sous-type spécifique, ce qui a donné peu de diversité génétique. En revanche, Katmandou a montré une plus grande diversité, avec plusieurs souches circulant parmi les patients. Dacca avait la plus grande diversité, avec de nombreuses souches de S. Typhi et S. Paratyphi A trouvées en quantités significatives.

Pour analyser comment l'âge affecte la propagation de la fièvre entérique, les chercheurs ont catégorisé les patients en trois groupes : les enfants de moins de 5 ans, les enfants âgés de 5 à 15 ans et les adultes de 15 ans et plus. Chaque tranche d'âge montrait une susceptibilité à une gamme variée de souches de S. Typhi et S. Paratyphi A. Les résultats ont indiqué que la présence de différentes souches était cohérente entre les groupes d'âge, suggérant que tous les âges étaient également à risque.

Les chercheurs ont également suivi les cas classés comme sévères, ce qui était lié à une durée des symptômes plus longue ou à une hospitalisation. Ces cas sévères étaient principalement associés à S. Typhi et variaient selon les différents environnements urbains, avec moins de cas signalés à Katmandou qu'à Dacca et Blantyre. Fait intéressant, la gravité de la maladie ne montrait pas de relation significative avec l'âge, le sexe ou les souches bactériennes spécifiques des patients.

Tout au long de la période de suivi, diverses souches de bactéries ont co-circulé au sein des communautés. Les souches dominantes correspondaient à celles identifiées dans des recherches antérieures, indiquant que la région avait établi des variantes de pathogènes. Cependant, il y avait une exception à Katmandou, où certaines souches semblaient avoir été introduites d'autres régions.

La question de la résistance aux antibiotiques souligne un défi majeur de santé publique. L'analyse génétique a révélé que la résistance aux antibiotiques de première ligne traditionnels provenait de souches circulant localement à Blantyre et Dacca, tandis que des cas de mutations de résistance ont également été observés dans les deux villes. À Dacca, presque tous les cas de résistance aux antibiotiques étaient attribuables aux populations bactériennes établies.

La plupart des mécanismes de résistance observés étaient associés à des changements génétiques spécifiques dans les bactéries. Par exemple, certains gènes responsables de la résistance multi-médicament ont été détectés dans des souches isolées à Blantyre et Dacca. De plus, des mutations liées à la résistance aux fluoroquinolones étaient répandues.

À Katmandou, la résistance aux médicaments de première ligne était rare, avec seulement quelques cas signalés. La plupart des patients portaient des mutations qui étaient déjà présentes dans la population de pathogènes locaux avant la période de surveillance.

Pour avoir une vue plus claire des dynamiques de transmission de la maladie, les chercheurs ont analysé des clusters de patients dont les bactéries n'avaient aucune variation génétique, ce qui indique qu'ils étaient probablement liés par une exposition commune ou une transmission directe. Environ deux tiers des cas tombaient dans ces clusters, la majorité étant composée de petits groupes de deux ou trois individus. Cependant, des clusters plus importants ont également été notés, certains couvrant de nombreux cas et durant plusieurs mois, voire des années.

Fait intéressant, l'analyse géographique a révélé que certains de ces cas liés étaient regroupés, ce qui suggère des schémas de transmission localisés. Cela est particulièrement pertinent pour comprendre comment les bactéries résistantes aux antibiotiques se propagent au sein des communautés et à travers les groupes d'âge.

Dans l'ensemble, cette recherche fournit un aperçu détaillé des bactéries causant la fièvre entérique dans trois milieux urbains avec des taux élevés de maladie. L'étude coordonnée à travers plusieurs sites utilisant des méthodes cohérentes permet la comparaison et souligne le défi constant de gérer et de prévenir la fièvre entérique et ses complications associées.

Les résultats soulignent la nécessité de surveiller comment les programmes de vaccination impactent la population de pathogènes. Avec la présence diversifiée de différentes souches, la mise en œuvre réussie des TCV pourrait avoir des implications significatives pour contrôler la fièvre entérique et sa charge, notamment chez les populations vulnérables.

Ce travail est essentiel pour améliorer les efforts de lutte contre la fièvre entérique grâce à de meilleurs vaccins et à des stratégies de santé publique améliorées. À mesure que de nouveaux vaccins sont introduits, comprendre la diversité des pathogènes et la résistance aux antibiotiques sera crucial pour contrôler la maladie efficacement et réduire son impact sur les communautés dans les régions à forte charge.

Source originale

Titre: Genomic epidemiology and antimicrobial resistance transmission of Salmonella Typhi and Paratyphi A at three urban sites in Africa and Asia

Résumé: BackgroundEnteric fever is a serious public health concern. The causative agents, Salmonella enterica serovars Typhi and Paratyphi A, are frequently antimicrobial resistant (AMR), leading to limited treatment options and poorer clinical outcomes. We investigated the genomic epidemiology, resistance mechanisms and transmission dynamics of these pathogens at three urban sites in Africa and Asia. MethodsBacteria isolated from febrile children and adults at study sites in Dhaka, Kathmandu, and Blantyre were sequenced and AMR determinants identified. Phylogenomic analyses incorporating globally-representative genome data, and ancestral state reconstruction, were used to differentiate locally-circulating from imported pathogen variants. FindingsS. Paratyphi A was present in Dhaka and Kathmandu but not Blantyre. S. Typhi genotype 4.3.1 (H58) was common in all sites, but with different dominant variants (4.3.1.1.EA1 in Blantyre; 4.3.1.1 in Dhaka; 4.3.1.2 in Kathmandu). Resistance to first-line antimicrobials was common in Blantyre (98%) and Dhaka (32%) but not Kathmandu (1.4%). Quinolone-resistance mutations were common in Dhaka (99.8%) and Kathmandu (89%) but not Blantyre (2.1%). AcrB azithromycin-resistance mutations were rare (Dhaka only; n=5, 1.1%). Phylogenetic analyses showed that (a) most cases derived from pre-existing, locally- established pathogen variants; (b) nearly all (98%) drug-resistant infections resulted from local circulation of AMR variants, not imported variants or recent de novo emergence; (c) pathogen variants circulated across age groups. Most cases (67%) clustered with others that were indistinguishable by point mutations; individual clusters included multiple age groups and persisted for up to 2.3 years, and AMR determinants were invariant within clusters. InterpretationEnteric fever was associated with locally-established pathogen variants that circulate across age groups. AMR infections resulted from local transmission of resistant strains. These results form a baseline against which to monitor the impacts of control measures. FundingWellcome Trust, Bill & Melinda Gates Foundation, European Unions Horizon 2020, NIHR. Research in contextO_ST_ABSEvidence before this studyC_ST_ABSCurrent knowledge of the enteric fever pathogen populations in Dhaka, Kathmandu, and Blantyre comes from retrospective analysis of isolates captured from routine diagnostics or treatment trials. Due to these study designs, most focus on either adult or paediatric cohorts, which complicates assessment of pathogen variant transmission across age groups. Many studies report prevalence of antimicrobial resistance (AMR) and associated mechanisms amongst enteric fever cases. Genomic studies at these sites and elsewhere have identified the spread of AMR clones, and a recent genomic study quantified the inter- and intra-continental spread of resistant S. Typhi between countries. However, PubMed search of "(typhoid OR (enteric fever)) AND (genom*)" identified no studies quantifying the relative proportion of resistant infections that is attributable to local transmission of resistant variants vs imported strains or de novo emergence of AMR. Added value of this studyWe estimate the vast majority (98%) of drug-resistant enteric fever cases identified in our study resulted from local circulation of resistant variants. Further, we show genetically indistinguishable pathogen variants (either resistant or susceptible) persisting for up to 2.3 years and causing infections across all age groups (under 5 years; 5-15 years; [≥]15 years). Implications of all the available evidenceWhile inter-country transfer of resistant enteric fever pathogens does occur and is concerning, the burden of drug-resistant enteric fever at the study sites is currently caused mainly by transmission of locally-established variants, and transmits across age groups. These data confirm assumptions made in models of vaccine impact regarding heterogeneity of pathogen variants and AMR across age groups, and support that childhood immunisation programmes can be expected to reduce the overall burden of resistant infections in endemic settings.

Auteurs: Zoe Anne Dyson, P. M. Ashton, F. Khanam, A. Chunga, M. Shakya, J. Meiring, S. Tonks, A. Karkey, C. Msefula, J. D. Clemens, S. J. Dunstan, S. Baker, G. Dougan, V. E. Pitzer, B. Basnyat, F. Qadri, R. S. Heyderman, M. A. Gordon, A. J. Pollard, K. E. Holt, the STRATAA Study Group

Dernière mise à jour: 2023-03-16 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.03.11.23286741

Source PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.03.11.23286741.full.pdf

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

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