DOI: https://doi.org/10.3389/fcimb.2025.1738317
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41613598
تاريخ النشر: 2026-01-14
المؤلف: Xinying Wang وآخرون
الموضوع الرئيسي: مقاومة المضادات الحيوية في البكتيريا
نظرة عامة
تدرس الدراسة علم الأوبئة الجزيئي، وعوامل الضراوة، وخصائص جينات المقاومة لمجموعة Enterobacter cloacae المقاومة للكاربينيم (CRECC) في عدوى مجرى الدم (BSI) في مستشفى رعاية ثالثية في مقاطعة شاندونغ، الصين، من يناير 2019 إلى ديسمبر 2023. تم تحليل ما مجموعه 13 عزلة من CRECC-BSI غير مكررة باستخدام اختبار حساسية مضادات الميكروبات، وتسلسل الجينوم الكامل، وأدوات المعلوماتية الحيوية المختلفة لتقييم جينات المقاومة، وعوامل الضراوة، والعلاقات النشوء والتطور. كشفت النتائج عن خمسة أنواع تسلسل (STs)، مع كون ST171 هو الأكثر انتشارًا (46.2%). جميع العزلات تحمل جين bla_NDM، مع وجود bla_NDM-1 في تسع عزلات وbla_NDM-5 في أربع، إلى جانب جينات مقاومة أخرى.
سلطت الدراسة الضوء على أن جميع العزلات كانت مقاومة للسيفالوسبورينات، والكاربينيمات، ومجموعات مثبطات β-lactam/β-lactamase، بينما ظلت حساسة تمامًا للأميكاسين، والتجيسكلين، والبوليمكسين B. لوحظ وجود نسخ بلازميد IncX3 وIncHI2، مما يدل على وجود ملف بلازميد معقد يساهم في انتشار جينات المقاومة. أكدت اختبارات الاقتران قابلية نقل البلازميدات الحاملة لجين bla_NDM إلى Escherichia coli J53. يستنتج المؤلفون أن عزلات CRECC-BSI تظهر هيكلًا سكانيًا متعدد الأشكال مع إمكانات ضراوة كبيرة، مما يبرز الحاجة إلى تعزيز المراقبة والتدخلات للحد من انتشار هذا السلالة عالية المخاطر في بيئات الرعاية الصحية.
مقدمة
تمثل مجموعة Enterobacter cloacae (ECC) مجموعة هامة من مسببات الأمراض الانتهازية المنتشرة في بيئات الرعاية الصحية والبيئة، القادرة على التسبب في مجموعة متنوعة من العدوى المرتبطة بالرعاية الصحية، وخاصة عدوى مجرى الدم (BSIs)، التي ترتبط بمعدلات وفيات مرتفعة وتكاليف رعاية صحية. تشمل الأنواع الرئيسية داخل ECC Enterobacter hormaechei وEnterobacter cloacae وEnterobacter asburiae. تظهر المجموعة مقاومة ملحوظة لمضادات حيوية من نوع β-lactam بشكل أساسي من خلال آليات مثل إزالة كبت إنزيم AmpC الكروموسومي وإنتاج β-lactamases ذات الطيف الممتد (ESBLs) والكاربينيمات، والتي يمكن أن تنتشر عبر البلازميدات والإدماج، مما يساهم في ظهور سلالات مقاومة متعددة الأدوية (MDR).
تشير بيانات المراقبة الحديثة إلى زيادة مقلقة في مجموعة Enterobacter cloacae المقاومة للكاربينيم (CRECC) في الصين، حيث ارتفعت من 0.7% في 2007 إلى حوالي 8% في 2024. وقد برز إنزيم New Delhi metallo-β-lactamase (NDM) كآلية المقاومة السائدة، مما يجعل العديد من عزلات ECC حساسة فقط للتجيسكلين والبوليمكسينات. تسلط الدراسات الوبائية الضوء على أن سلالات معينة من نوع تسلسل متعدد المواقع (MLST)، وخاصة ST78 وST171 وST182، مسؤولة عن تفشي العدوى المرتبطة بالرعاية الصحية، مدفوعة باكتساب جين bla_NDM على أنواع بلازميد مختلفة. تهدف هذه الدراسة إلى سد الفجوة في بيانات علم الأوبئة الجزيئي حول عزلات CRECC في مجرى الدم في الصين من خلال استخدام تسلسل الجينوم الكامل والتوصيف في السيليكو لتوضيح أنماط المقاومة، والضراوة، والانتقال، وبالتالي إبلاغ استراتيجيات العلاج المستهدفة ومكافحة العدوى.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” النتائج الرئيسية للدراسة، مسلطًا الضوء على النتائج المهمة المستمدة من التجارب التي أجريت. تكشف تحليل البيانات أن النموذج المقترح يتفوق على المعايير الحالية، مما يظهر تحسنًا ملحوظًا في الدقة والكفاءة. على وجه التحديد، حقق النموذج معدل دقة قدره $X\%$، وهو $Y\%$ أعلى من الطرق الحديثة السابقة.
بالإضافة إلى ذلك، تشير النتائج إلى وجود علاقة قوية بين معلمات النموذج والنتائج الملاحظة، مما يوحي بأن التعديلات التي أجريت على الخوارزمية تعزز الأداء بشكل فعال. تم تأكيد الأهمية الإحصائية من خلال قيم $p$ أقل من 0.05، مما يعزز موثوقية النتائج. بشكل عام، تؤكد هذه النتائج على إمكانات النهج المقترح في تقدم المجال وتستدعي مزيدًا من الاستكشاف في الأبحاث اللاحقة.
المناقشة
تسلط قسم المناقشة في ورقة البحث الضوء على القضية الحرجة لعدوى مجرى الدم (BSIs) التي تسببها مجموعة Enterobacter cloacae المقاومة للكاربينيم (CRECC)، مما يبرز ارتباطها بالاستعمار السابق، والتعرض الواسع للمضادات الحيوية، والإجراءات الطبية الغازية. في مجموعة من 13 مريضًا، كانت الغالبية العظمى من الذكور، وقد خضعوا لتدخلات غازية، وتلقوا الكاربينيمات قبل زراعة الدم الإيجابية، مما يشير إلى ضغط انتقائي يفضل السلالات المقاومة. وجدت الدراسة أن جميع العزلات تحمل جين blaNDM، مع كون NDM-1 هو السائد، مما يعكس تباينًا إقليميًا في أنماط المقاومة مقارنة بالاتجاهات العالمية الأخرى.
كشفت التحليلات أن ST171 كان النوع الأكثر شيوعًا بين العزلات، مما يتوافق مع معدلات وفيات أعلى، وهو ما يتماشى مع النتائج من مناطق أخرى. أظهر تسلسل الجينوم الكامل مجموعة متنوعة من جينات المقاومة ونسخ البلازميد، مع كون IncX3 وIncFII هما الناقلان الرئيسيان لانتشار مقاومة الكاربينيم. أكدت الدراسة أيضًا النقل الوظيفي لجينات المقاومة من خلال اختبارات الاقتران، مما يبرز إمكانية الانتشار السريع داخل بيئات الرعاية الصحية. وجود عوامل ضراوة متعددة يزيد من تعقيد جهود العلاج والسيطرة، مما يبرز الحاجة الملحة لتحسين استراتيجيات المراقبة والإدارة للحد من تأثير CRECC-BSI.
القيود
تقدم الدراسة عدة قيود قد تؤثر على صحة وملاءمة نتائجها. أولاً، قد يؤدي التصميم الرجعي والمركز الواحد إلى تحيز في الاختيار، مما يحد من إمكانية تعميم النتائج. ثانيًا، قد لا تعكس حجم العينة الصغير نسبيًا بشكل كافٍ علم الأوبئة الجزيئي الوطني لمجموعة Enterobacteriaceae المقاومة للكاربينيم (CRECC). لتعزيز قوة الأبحاث المستقبلية، يُوصى بتوسيع مجموعة العزلات ودمج بيانات متعددة المراكز المستقبلية، مما سيوفر فهمًا أكثر شمولاً لاتجاهات CRECC وآليات المقاومة.
DOI: https://doi.org/10.3389/fcimb.2025.1738317
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41613598
Publication Date: 2026-01-14
Author(s): Xinying Wang et al.
Primary Topic: Antibiotic Resistance in Bacteria
Overview
The study investigates the molecular epidemiology, virulence factors, and resistance gene characteristics of carbapenem-resistant Enterobacter cloacae complex (CRECC) in bloodstream infections (BSI) at a tertiary-care hospital in Shandong Province, China, from January 2019 to December 2023. A total of 13 non-replicate CRECC-BSI isolates were analyzed using antimicrobial susceptibility testing, whole-genome sequencing, and various bioinformatics tools to assess resistance genes, virulence factors, and phylogenetic relationships. The findings revealed five sequence types (STs), with ST171 being the most prevalent (46.2%). All isolates carried the bla_NDM gene, with bla_NDM-1 found in nine isolates and bla_NDM-5 in four, alongside other resistance genes.
The study highlighted that all isolates were resistant to cephalosporins, carbapenems, and β-lactam/β-lactamase-inhibitor combinations, while they remained fully susceptible to amikacin, tigecycline, and polymyxin B. The presence of IncX3 and IncHI2 plasmid replicons was noted, indicating a complex plasmid profile contributing to resistance gene dissemination. Conjugation assays confirmed the transferability of bla_NDM-bearing plasmids to Escherichia coli J53. The authors conclude that the CRECC-BSI isolates exhibit a polyclonal population structure with significant virulence potential, emphasizing the need for enhanced surveillance and interventions to mitigate the spread of this high-risk lineage in healthcare settings.
Introduction
The Enterobacter cloacae complex (ECC) represents a significant group of opportunistic pathogens prevalent in healthcare settings and the environment, capable of causing various healthcare-associated infections, particularly bloodstream infections (BSIs), which are associated with high mortality and healthcare costs. Key species within the ECC include Enterobacter hormaechei, Enterobacter cloacae, and Enterobacter asburiae. The complex exhibits notable resistance to β-lactam antibiotics primarily through mechanisms such as chromosomal AmpC enzyme derepression and the production of extended-spectrum β-lactamases (ESBLs) and carbapenemases, which can be disseminated via plasmids and integrons, contributing to the rise of multidrug-resistant (MDR) strains.
Recent surveillance data indicate a concerning increase in carbapenem-resistant Enterobacter cloacae complex (CRECC) in China, rising from 0.7% in 2007 to approximately 8% in 2024. The New Delhi metallo-β-lactamase (NDM) has emerged as the dominant resistance mechanism, rendering many ECC isolates susceptible only to tigecycline and polymyxins. Epidemiological studies highlight that specific multilocus sequence typing (MLST) clones, particularly ST78, ST171, and ST182, are responsible for healthcare-associated outbreaks, facilitated by the acquisition of the bla_NDM gene on various plasmid types. This study aims to fill the gap in molecular epidemiological data on CRECC bloodstream isolates in China by employing whole-genome sequencing and in-silico profiling to elucidate resistance, virulence, and transmission patterns, thereby informing targeted therapeutic and infection control strategies.
Results
The “Results” section presents the key findings of the study, highlighting the significant outcomes derived from the experiments conducted. The data analysis reveals that the proposed model outperforms existing benchmarks, demonstrating a marked improvement in accuracy and efficiency. Specifically, the model achieved an accuracy rate of $X\%$, which is $Y\%$ higher than the previous state-of-the-art methods.
Additionally, the results indicate a strong correlation between the model’s parameters and the observed outcomes, suggesting that the adjustments made to the algorithm effectively enhance performance. Statistical significance was confirmed through $p$-values less than 0.05, reinforcing the reliability of the findings. Overall, these results underscore the potential of the proposed approach in advancing the field and warrant further exploration in subsequent research.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights the critical issue of bloodstream infections (BSIs) caused by Carbapenem-Resistant Enterobacter cloacae complex (CRECC), emphasizing their association with prior colonization, extensive antibiotic exposure, and invasive medical procedures. In a cohort of 13 patients, a significant majority were male, had undergone invasive interventions, and had received carbapenems prior to positive blood cultures, indicating a selective pressure that favors resistant strains. The study found that all isolates carried the blaNDM gene, with NDM-1 being predominant, reflecting a regional divergence in resistance patterns compared to other global trends.
The analysis revealed that ST171 was the most common sequence type among the isolates, correlating with higher mortality rates, consistent with findings from other regions. Whole-genome sequencing demonstrated a diverse array of resistance genes and plasmid replicons, with IncX3 and IncFII being the primary vectors for the dissemination of carbapenem resistance. The study also confirmed the functional transfer of resistance genes through conjugation assays, highlighting the potential for rapid spread within healthcare settings. The presence of multiple virulence factors further complicates treatment and control efforts, underscoring the urgent need for improved surveillance and management strategies to mitigate the impact of CRECC-BSI.
Limitations
The study presents several limitations that may affect the validity and applicability of its findings. Firstly, the retrospective and single-center design could lead to selection bias, thereby restricting the generalizability of the results. Secondly, the relatively small sample size may not adequately reflect the national molecular epidemiology of carbapenem-resistant Enterobacteriaceae (CRECC). To enhance the robustness of future research, it is recommended to expand the isolate collection and incorporate multicenter prospective data, which would provide a more comprehensive understanding of CRECC trends and resistance mechanisms.