Direct vertical transmission of ESBL/pAmpC-producing Escherichia coli limited in poultry production pyramid

Correction: Veterinary Microbiology 239 (2019) 100-106, article 108503Extended-spectrum beta-lactamase (ESBL) and plasmidic AmpC (pAmpC) producing Escherichia coli are found in the poultry production even without antibiotic use. The spread of these bacteria has been suggested to occur via imported parent birds, enabling transmission to production level broilers vertically via eggs. We studied transmission of ESBL/pAmpC-producing E. coli and E. coli without antibiotic selection by sampling imported parent birds (n = 450), egg surfaces prior to and after the incubation period (n = 300 and n = 428, respectively) and the laying house environment (n = 20). Samples were additionally taken from embryos (n = 422). To study the prevention of transmission, a competitive exclusion (CE) solution was added onto freshly laid eggs prior to incubation period (n = 150). Results showed carriage of ESBL/pAmpC-producing E. coil in parent birds (26.7%), the environment (5%) and egg surfaces before the incubation period (1.3%), but not from egg surfaces or embryos after the incubation period. Whole genome sequencing revealed ESBL/pAmpC-producing E. coil isolates belonging to clonal lineages ST429 and ST2040. However, the finding of E. coli cultured without antibiotic selection in two (2.2%) embryos strengthens the need to study E. coil transmission in poultry production in more depth. Since ESBL/pAmpC-producing E. coli seem not to persist on egg surfaces, there is no need to use CE solution ex ovo as a prevention method. The results indicate that other routes, such as for example transmission through fomites or horizontal gene transfer by other bacterial species, could be more important than vertical transmission in the spread of resistance in broiler production.Peer reviewe

Low prevalence of zoonotic multidrug-resistant bacteria in veterinarians in a country with prudent use of antimicrobials in animals

The occurrence of multidrug-resistant zoonotic bacteria in animals has been increasing worldwide. Working in close contact with livestock increases the risk of carriage of these bacteria. We investigated the occurrence of extended-spectrum beta-lactamase (ESBL) and plasmidic AmpC beta-lactamase producing Enterobacteriaceae (ESBL/pAmpC-PE) and livestock-associated methicillin-resistant Staphylococcus aureus (LA-MRSA) in Finnish veterinarians (n = 320). In addition to microbiological samples, background information was collected. Bacterial whole genome sequencing was performed to deduce sequence types (STs), spa types and resistance genes of the isolates. In total, 3.0% (9/297) of the veterinarians carried ESBL producing Escherichia coli, with one ESBL producing E. coli isolate producing also AmpC. Seven different STs, sequences of several different plasmid groups as well as several different bla(ESBL/pAmpC )genes existed in different combinations. No carbapenemase or colistin resistance genes were detected. MRSA was detected in 0.3% (1/320) of the samples. The strain belonged to LA-MRSA clonal complex (CC) 398 (ST398, spa type 011, lacking Panton-Valentine leukocidin genes). In conclusion, this study shows low carriage of multidrug-resistant zoonotic bacteria in Finnish veterinarians. However, finding LA-MRSA for the first time in a sample from a veterinarian in a country with prudent use of animal antimicrobials and regarding the recent rise of LA-MRSA on Finnish pig farms, a strong recommendation to protect people working in close contact with animals carrying LA-MRSA CC398 is given. Further studies are needed to explain why the prevalence of LA-MRSA in veterinarians is lower in Finland than in other European countries.Peer reviewe

Laajakirjoisia β-laktamaaseja tuottavan Escherichia coli -bakteerin esiintyvyys suomalaisilla eläinlääkäreillä

Mikrobilääkeresistenssi lisääntyy maailmanlaajuisesti mikrobilääkkeiden kasvavan kulutuksen myötä. Resistentit bakteerit aiheuttavat vaikeahoitoisia infektioita ja lisääntynyttä kuolleisuutta. Etenkin 3. polven kefalosporiiniresistenssi on yleistynyt nopeasti plasmidivälitteisten ESBL- ja AmpC-β-laktamaasigeenien johdosta. Näitä geenejä esiintyy enterobakteereilla, joista tärkeimpänä suomalaisilla ihmisillä ja eläimillä Escherichia coli. Myös karbapeneemi- ja kolistiiniresistenssi yleistyy. ESBL/AmpC-E. coli aiheuttaa virtsatietulehduksia ja jopa kuolemaan johtavia yleisinfektioita. Se kuuluu kasvavassa määrin myös terveiden ihmisten ja eläinten suolistomikrobistoon. Riskitekijöitä kantajuudelle ovat mikrobilääkekuurin lisäksi ulkomaanmatkat ja terveydenhoitolaitokset sekä ei-ihmisperäiset lähteet, kuten eläimet ja ympäristö. ESBL/AmpC-E. coli -bakteeria kantavien eläinten on arvioitu olevan kansanterveydellinen uhka. Tällaisten eläinten runsas käsittely on todettu ulkomaalaisissa tutkimuksissa riskitekijäksi kantajuudelle. Eläinperäisen tartunnan osuus ihmisten ESBL/AmpC-kuormassa on kuitenkin yhä kiistanalainen. Eläinlääkärit muodostavat riskiryhmän eläinperäisille ESBL/AmpC-tartunnoille työhön liittyvän runsaan eläinkontaktin vuoksi. Tutkimuksessa analysoitiin vuoden 2016 Eläinlääkäripäivillä kerätyt 296 suomalaisen eläinlääkärin ulostenäytteet EU:n referenssilaboratorion suositusten mukaisin menetelmin. Ulostenäytteistä eristettiin 3. polven kefalosporiineille ja karbapeneemeille resistentit E. coli ja K. pneumoniae -kannat, joille tehtiin ESBL/AmpC-fenotyypin määrittämistä varten mikrobilääkeherkkyysmääritys EUCAST-standardia noudattaen. ESBL/AmpC-E. coli -kantojen kokogenominen DNA sekvensointiin ja kantojen geneettisistä ominaisuuksista määritettiin ST-tyyppi, plasmidit ja resistenssigeenit 19 eri mikrobilääkeryhmää kohtaan. Suomalaisista eläinlääkäreistä yhdeksän (3 %, 95 % luottamusväli 1,6–5,7 %) kantoi laajakirjoisia β-laktamaaseja tuottavaa E. coli -bakteeria. Yhtään laajakirjoisia β-laktamaaseja tuottavaa K. pneumoniae -bakteeria ei osoitettu. Yhtään karbapeneemeille tai kolistiinille resistenttiä E. coli- tai K. pneumoniae -bakteeria ei osoitettu. Kaikki 3. polven kefalosporiineille resistentit kannat kantoivat ESBL-geenejä ja yksi kanta kantoi lisäksi AmpC-geeniä. Yleisimmät ESBL-geenit olivat blaCTX-M-15 (3/9), blaCTX-M-14 (2/9) ja blaCTX-M-1 (2/9). Yleisin ST-tyyppi oli 131 (3/9) sekä plasmidi IncF (9/9), jonka lisäksi useammasta kuin yhdestä kannasta todettiin IncI1 (2/9). Suomalaisilla eläinlääkäreillä ei havaittu normaaliväestöä suurempaa laajakirjoisia β-laktamaaseja tuottavan E. coli - bakteerin kantajuutta. Selkeää yhteyttä eläinperäisiin lähteisiin ei myöskään todettu, vaan suurin osa eläinlääkäreiltä osoitetuista ESBL/AmpC-E. coli- kannoista oli geneettisiltä ominaisuuksiltaan terveillä ihmisillä yleisesti esiintyviä kantoja. Kahdesta eläinlääkäristä kuitenkin eristettiin tuotantoeläimillä useissa tutkimuksissa todettu blaCTX-M-1-geeniä ja IncI1-plasmidia kantava E. coli, mikä antaa viitteen eläinperäisen tartunnan mahdollisuudesta. Eri tartuntalähteiden ja leviämisreittien selvittämiseksi suomalaisten tuotanto- ja seuraeläinten sekä terveiden ja infektoituneiden ihmisten ESBL/AmpC- E. coli -kantojen geneettisistä ominaisuuksista tarvittaisiin lisää tietoa, sillä tilanne voi tulevaisuudessa muuttua