Inter-species geographic signatures for tracing horizontal gene transfer and long-term persistence of carbapenem resistance
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Background Carbapenem-resistant Enterobacterales (CRE) are an urgent global health threat. Inferring the dynamics of local CRE dissemination is currently limited by our inability to confidently trace the spread of resistance determinants to unrelated bacterial hosts. Whole genome sequence comparison is useful for identifying CRE clonal transmission and outbreaks, but high-frequency horizontal gene transfer (HGT) of carbapenem resistance genes and subsequent genome rearrangement complicate tracing the local persistence and mobilization of these genes across organisms. Methods To overcome this limitation, we developed a new approach to identify recent HGT of large, near-identical plasmid segments across species boundaries, which also allowed us to overcome technical challenges with genome assembly. We applied this to complete and near-complete genome assemblies to examine the local spread of CRE in a systematic, prospective collection of all CRE, as well as time- and species-matched carbapenem susceptible Enterobacterales , isolated from patients from four U.S. hospitals over nearly five years. Results Our CRE collection comprised a diverse range of species, lineages and carbapenem resistance mechanisms, many of which were encoded on a variety of promiscuous plasmid types. We found and quantified rearrangement, persistence, and repeated transfer of plasmid segments, including those harboring carbapenemases, between organisms over multiple years. Some plasmid segments were found to be strongly associated with specific locales, thus representing geographic signatures that make it possible to trace recent and localized HGT events. Functional analysis of these signatures revealed genes commonly found in plasmids of nosocomial pathogens, such as functions required for plasmid retention and spread, as well survival against a variety of antibiotic and antiseptics common to the hospital environment. Conclusions Collectively, the framework we developed provides a clearer, high resolution picture of the epidemiology of antibiotic resistance importation, spread, and persistence in patients and healthcare networks.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».