Perspectivas sobre o impacto e a resistência da febre entérica
Estudo revela diversidade bacteriana e resistência a antibióticos em casos de febre entérica.
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A febre enterica é um problema de saúde significativo em todo o mundo, com cerca de 14,3 milhões de casos registrados todo ano. Essa doença afeta principalmente pessoas no Sul da Ásia e na África Subsariana, onde os riscos são maiores. As duas principais bactérias responsáveis pela febre enterica são Salmonella enterica sorovar Typhi, mais conhecida como S. Typhi, e salmonella enterica sorovar Paratyphi A, chamada de S. Paratyphi A. Enquanto a S. Typhi é comum nessas regiões, a S. Paratyphi A é raramente encontrada na África.
Sem um tratamento eficaz, a febre enterica pode levar a sérias complicações de saúde e aumentar as taxas de mortalidade. Linhagens bacterianas resistentes a antibióticos são comuns, mas os antibióticos específicos e as razões para essa resistência podem variar bastante de uma região para outra. Em muitos lugares, houve uma redução na Resistência a Antibióticos mais antigos, enquanto a resistência a antibióticos mais novos como fluoroquinolonas aumentou. Resistência a antibióticos orais comuns, como cefixima e azitromicina, foi relatada esporadicamente, especialmente no Sul da Ásia, onde linhagens de S. Typhi resistentes a múltiplos medicamentos são agora comuns.
Vacinas contra a S. Typhi estão disponíveis para viajantes há muitos anos, mas programas de vacinação em massa ainda são escassos na maioria das áreas onde a doença é endêmica. Recentemente, novas vacinas conjugadas contra a febre tifóide (TCVs) foram aprovadas e apoiadas por organizações como a Gavi para ajudar a reduzir a carga de infecções por S. Typhi. Ensaios indicam que essas vacinas são seguras e podem proporcionar mais de 80% de proteção contra infecções em crianças a partir de nove meses. Campanhas de imunização utilizando TCVs foram lançadas em países como Paquistão e Zimbábue para combater surtos de linhagens resistentes de S. Typhi.
É crucial monitorar como essas novas vacinas impactam as bactérias que causam a febre enterica. As TCVs não protegem contra a S. Paratyphi A, que pode se aproveitar da situação e se tornar mais comum. Embora as TCVs sejam eficazes contra algumas linhagens resistentes de S. Typhi, ainda não está claro se funcionarão contra todas as variantes ou se poderiam incentivar o desenvolvimento de novas linhagens resistentes. Portanto, ter dados de base sobre a população patogênica é essencial para entender a situação. O sequenciamento de todo o genoma (WGS) oferece uma maneira de obter insights detalhados sobre a diversidade das bactérias, seus mecanismos de resistência e como se espalham.
Recentemente, foi realizada uma avaliação da carga de febre enterica em três áreas urbanas: Blantyre, no Maláui, Katmandu, no Nepal, e Daca, em Bangladesh. A maior parte do conhecimento existente sobre os patógenos que causam febre enterica nessas localidades vem do estudo de amostras obtidas durante intervenções de saúde anteriores ou tratamentos hospitalares. Estudos genômicos recentes mostraram que uma linhagem específica de S. Typhi, conhecida como H58, tem sido dominante no Sul da Ásia e em partes da África há muito tempo. No Maláui, essa linhagem está ligada a surtos desde o final dos anos 1990 e agora se tornou uma ocorrência regular. Por outro lado, tanto a S. Typhi quanto a S. Paratyphi A têm sido consistentemente encontradas em Bangladesh e no Nepal por muitos anos, levando a uma mistura mais complexa de linhagens bacterianas.
Usando WGS, os pesquisadores investigaram as bactérias por trás da febre enterica nas áreas urbanas mencionadas, coletando dados de pacientes sob protocolos consistentes para criar uma imagem sólida da situação. Eles identificaram várias linhagens de S. Typhi e S. Paratyphi A por meio de análise genética. Os achados confirmaram que a S. Paratyphi A estava presente nas duas cidades do Sul da Ásia, mas não no Maláui. Nos três locais, a linhagem S. Typhi 4.3.1 (H58) foi a mais comumente encontrada.
Certos locais exibiram padrões genéticos diferentes entre as bactérias. Em Blantyre, quase todos os casos foram causados por um subgrupo específico, resultando em baixa diversidade genética. Em contrapartida, Katmandu mostrou maior diversidade, com várias linhagens circulando entre os pacientes. Daca teve a maior diversidade, com muitas linhagens de S. Typhi e S. Paratyphi A encontradas em números significativos.
Para analisar como a idade afeta a disseminação da febre enterica, os pesquisadores categorizaram os pacientes em três grupos: crianças com menos de 5 anos, crianças de 5 a 15 anos e adultos com 15 anos ou mais. Cada grupo etário mostrou suscetibilidade a uma diversidade de linhagens de S. Typhi e S. Paratyphi A. Os achados indicaram que a presença de diferentes linhagens era consistente entre os grupos etários, sugerindo que todas as idades estavam igualmente em risco.
Os pesquisadores também acompanharam casos classificados como severos, que estavam ligados a durações mais longas de sintomas ou hospitalização. Esses casos severos estavam predominantemente associados à S. Typhi e variaram nos diferentes contextos urbanos, com menos relatados em Katmandu do que em Daca e Blantyre. Curiosamente, a gravidade da doença não mostrou uma relação significativa com a idade do paciente, gênero ou linhagens bacterianas específicas.
Ao longo do período de monitoramento, várias linhagens de bactérias circularam nas comunidades. As linhagens dominantes correspondiam às identificadas em pesquisas anteriores, indicando que a área tinha variantes de patógenos estabelecidas. No entanto, houve uma exceção em Katmandu, onde certas linhagens pareciam ter sido introduzidas de outras regiões.
A questão da resistência a antibióticos destaca um grande desafio de saúde pública. A análise genética revelou que a resistência aos antibióticos tradicionais de primeira linha surgiu de linhagens que circulavam localmente em Blantyre e Daca, enquanto casos de mutações de resistência também foram observados em ambas as cidades. Em Daca, quase todos os casos de resistência a antibióticos foram atribuídos às populações bacterianas estabelecidas.
A maioria dos mecanismos de resistência observados estava associada a mudanças genéticas específicas nas bactérias. Por exemplo, certos genes responsáveis pela resistência a múltiplos medicamentos foram detectados em linhagens isoladas em Blantyre e Daca. Além disso, mutações ligadas à resistência a fluoroquinolonas eram comuns.
Em Katmandu, a resistência a medicamentos de primeira linha era rara, com apenas alguns casos registrados. A maioria dos pacientes apresentava mutações que já estavam presentes na população patogênica local antes do período de vigilância.
Para obter uma imagem mais clara das dinâmicas de transmissão da doença, os pesquisadores analisaram agrupamentos de pacientes cujas bactérias não apresentavam variação genética, indicando que estavam provavelmente ligadas por exposição comum ou transmissão direta. Cerca de dois terços dos casos se encaixaram nesses agrupamentos, com a maioria consistindo em pequenos grupos de duas ou três pessoas. No entanto, agrupamentos maiores também foram notados, com alguns abrangendo muitos casos e durando vários meses ou até anos.
Curiosamente, a análise geográfica revelou que alguns desses casos ligados estavam agrupados, o que sugere padrões de transmissão localizados. Isso é particularmente relevante para entender como bactérias resistentes a antibióticos se espalham dentro das comunidades e entre grupos etários.
No geral, essa pesquisa fornece um olhar detalhado sobre as bactérias que causam febre enterica em três ambientes urbanos com altas taxas de doenças. O estudo coordenado em múltiplos locais usando métodos consistentes permite comparação e destaca o desafio contínuo de gerenciar e prevenir a febre enterica e suas complicações associadas.
Os achados enfatizam a necessidade de monitorar como os programas de vacinação impactam a população patogênica. Com a presença diversificada de diferentes linhagens, a implementação bem-sucedida das TCVs poderia ter implicações significativas para controlar a febre enterica e sua carga, especialmente em populações vulneráveis.
Este trabalho é fundamental para melhorar os esforços de combate à febre enterica por meio de melhores vacinas e estratégias de saúde pública aprimoradas. À medida que novas vacinas são introduzidas, entender a diversidade dos patógenos e a resistência a antibióticos será crucial para controlar efetivamente a doença e reduzir seu impacto nas comunidades em regiões com alta carga.
Título: Genomic epidemiology and antimicrobial resistance transmission of Salmonella Typhi and Paratyphi A at three urban sites in Africa and Asia
Resumo: 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.
Autores: 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
Última atualização: 2023-03-16 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.03.11.23286741
Fonte PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.03.11.23286741.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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