Three Distinct Annotation Platforms Differ in Detection of Antimicrobial Resistance Genes in Long-Read, Short-Read, and Hybrid Sequences Derived from Total Genomic DNA or from Purified Plasmid DNA
Notice bibliographique
Résumé
Recent advances and lower costs in rapid high-throughput sequencing have engendered hope that whole genome sequencing (WGS) might afford complete resistome characterization in bacterial isolates. WGS is particularly useful for the clinical characterization of fastidious and slow-growing bacteria. Despite its potential, several challenges should be addressed before adopting WGS to detect antimicrobial resistance (AMR) genes in the clinical laboratory. Here, with three distinct ESKAPE bacteria (Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa, and Enterobacter spp.), different approaches were compared to identify best practices for detecting AMR genes, including: total genomic DNA and plasmid DNA extractions, the solo assembly of Illumina short-reads and of Oxford Nanopore Technologies (ONT) long-reads, two hybrid assembly pipelines, and three in silico AMR databases. We also determined the susceptibility of each strain to 21 antimicrobials. We found that all AMR genes detected in pure plasmid DNA were also detectable in total genomic DNA, indicating that, at least in these three enterobacterial genera, the purification of plasmid DNA was not necessary to detect plasmid-borne AMR genes. Illumina short-reads used with ONT long-reads in either hybrid or polished assemblies of total genomic DNA enhanced the sensitivity and accuracy of AMR gene detection. Phenotypic susceptibility closely corresponded with genotypes identified by sequencing; however, the three AMR databases differed significantly in distinguishing mobile dedicated AMR genes from non-mobile chromosomal housekeeping genes in which rare spontaneous resistance mutations might occur. This study indicates that each method employed in a WGS workflow has an impact on the detection of AMR genes. A combination of short- and long-reads, followed by at least three different AMR databases, should be used for the consistent detection of such genes. Further, an additional step for plasmid DNA purification and sequencing may not be necessary. This study reveals the need for standardized biochemical and informatic procedures and database resources for consistent, reliable AMR genotyping to take full advantage of WGS in order to expedite patient treatment and track AMR genes within the hospital and community.
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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 | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,002 |
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 ».