Molecular epidemiology and multidrug resistance of Mycobacterium tuberculosis complex from pulmonary tuberculosis patients in the Eastern region of Ghana

• DOI: 10.1016/j.heliyon.2021.e08152
• Publication Date: 2021-10-12T21:23:08Z
• Authors: Benjamin D. Thuma...; Dorothy Yeboah-Manu; Daniel Amiteye; Prince Asare; Prisca Wabo Guemdjom; Nchawa Yangkam Yh...; Samuel Nii Azumah...; Stephen Ofori-Yir...; Roger Laryea; Roger Tagoe; Anne Ebri Asuquo
• Keywords: Science (General); Genotype; Epidemiology; Veterinary medicine; Eastern region; FOS: Health sciences; Ghana; Microbiology; Gene; Diagnosis, Treatment, and Epidemiology of Nontuberculous Mycobacterial Diseases; Q1-390; 03 medical and health sciences; Cameroon sub-lineage; Antibiotics; MDR; Health Sciences; Isoniazid; Pathology; Genetics; Tuberculosis; Diagnosis and Treatment of Spinal Infections; Internal medicine; Biology; Rifampicin; H1-99; 0303 health sciences; Sputum; Mycobacterium tuberculosis; Pyrazinamide; 3. Good health; Social sciences (General); Infectious Diseases; Drug resistance; Molecular epidemiology; FOS: Biological sciences; Mycobacterium tuberculosis complex; Streptomycin; Medicine; Surgery; Ethambutol; Research Article

La tuberculosis (TB) y la tuberculosis farmacorresistente (DR-TB) siguen siendo un grave problema de salud pública en Ghana. Aunque varias investigaciones han evaluado la resistencia a los medicamentos de las cepas del complejo Mycobacterium tuberculosis (MTBc) en todo el país, existe una escasez de datos sobre su magnitud, así como los diversos linajes que circulan en la región oriental de Ghana. Por lo tanto, este estudio evaluó la distribución de los diversos linajes de MTBc en la región oriental del país y la resistencia a los medicamentos asociada. Se incluyeron en el estudio ciento cuarenta y tres (143) pacientes con tuberculosis pulmonar que asistían al Hospital Regional del Este, Koforidua/Ghana. El medio de tubo BACTEC MGIT 960 se utilizó tanto para el cultivo de esputo como para la susceptibilidad a fármacos de estreptomicina (Str), isoniazida (INH), rifampicina (RIF) y etambutol (ETH). Los aislados se tipificaron inicialmente utilizando IS6110, seguido de análisis de polimorfismos de secuencia grande y espoligotipado. La mayoría [108 (75.5%)] de los 143 pacientes eran de sexo masculino y el rango de edad de 45-54 años [46 (32.2%)] tenía la frecuencia más alta. Cuarenta y uno (28.7%) de los 143 aislamientos fueron negativos para IS6110. De los 102 aislados espoligotados, los principales sublinajes incluyeron 45 (44,1%) Camerún y 23 (22,5%) Ghana. Los Sit 61 y 53 representaron el grupo principal con 22/102 (21.6%) y 13/102 (12.7%) aislados respectivamente, mientras que 59/65 (90.8%) aislados pertenecían al Linaje 4 con 27/65 (41.5%) LAM10_CAM. La MDR-TB ocurrió en 26/79 (32.9%) aislados, y no se asoció ni con el género [20/58 (34.5%) masculino frente a 6/21 (28.6%) femenino, OR = 1.31; IC del 95%, 0.44-3.92; p = 0.624)] ni con la edad. No se encontró asociación entre la MDR-TB y los principales sublinajes [8/25 (32%) Camerún (OR = 0,94; IC 95%, 0,34-2,59; p = 0,920) y 5/11 (45,5%) Ghana (OR = 1,87; IC 95%, 0,51-6,80; p = 0,489)], o pacientes tratados previamente [8/23 (34,8%), OR = 0,89; IC 95%, 0,32-2,48; p = 0,823)]. A pesar de la grave amenaza planteada por la MDR en el área de estudio, no se demostró que ningún sublinaje estuviera asociado con la resistencia a los medicamentos. No obstante, se aboga por una vigilancia sostenida del patrón de resistencia a los medicamentos. Se observó una menor proporción de M. africanum en la región oriental de Ghana y requerirá una evaluación adicional.<br/>La tuberculose (TB) et la tuberculose pharmacorésistante (TB-R) continuent de constituer de graves problèmes de santé publique au Ghana. Bien que plusieurs recherches aient évalué la pharmacorésistance des souches du complexe Mycobacterium tuberculosis (MTBc) à travers le pays, il existe un manque de données sur son ampleur ainsi que sur les différentes lignées circulant dans la région orientale du Ghana. Cette étude a donc évalué la distribution des différentes lignées de MTBc dans la région orientale du pays et la pharmacorésistance associée. Cent quarante-trois (143) patients atteints de tuberculose pulmonaire fréquentant l'Hôpital régional de l'Est, Koforidua/Ghana ont été inclus dans l'étude. Le milieu tubulaire BACTEC MGIT 960 a été utilisé à la fois pour la culture des expectorations et la sensibilité aux médicaments de la streptomycine (STR), de l'isoniazide (INH), de la rifampicine (RIF) et de l'éthambutol (ETH). Les isolats ont été initialement typés à l'aide de l'IS6110, suivis de l'analyse des polymorphismes à grande séquence et du spoligotypage. La majorité [108 (75,5 %)] des 143 patients étaient de sexe masculin et la tranche d'âge de 45 à 54 ans [46 (32,2 %)] était la plus fréquente. Quarante et un (28,7 %) des 143 isolats étaient IS6110 négatifs. Sur les 102 isolats spoligotypés, les principales sous-lignées comprenaient 45 (44,1 %) Cameroun et 23 (22,5 %) Ghana. Les SIT 61 et 53 représentaient le cluster majeur avec 22/102 (21,6%) et 13/102 (12,7%) isolats respectivement, tandis que 59/65 (90,8%) isolats appartenaient à la lignée 4 avec 27/65 (41,5%) LAM10_CAM. La TB-MR est survenue dans 26 isolats sur 79 (32,9 %) et n'était associée ni au sexe [20/58 (34,5 %) homme vs 6/21 (28,6 %) femme, OR = 1,31 ; IC à 95 %, 0,44-3,92 ; p = 0,624)] ni à l'âge. Aucune association n'a été trouvée entre la TB-MR et les principales sous-lignées [8/25 (32 %) Cameroun (RC = 0,94 ; IC à 95 %, 0,34-2,59 ; p = 0,920) et 5/11 (45,5 %) Ghana (RC = 1,87 ; IC à 95 %, 0,51-6,80 ; p = 0,489)], ou patients précédemment traités [8/23 (34,8 %), RC = 0,89 ; IC à 95 %, 0,32-2,48 ; p = 0,823)]. Malgré la menace grave posée par la TB-MR dans la zone d'étude, aucune sous-lignée n'a été associée à la pharmacorésistance. Néanmoins, une surveillance soutenue du profil de résistance aux médicaments est préconisée. Une proportion plus faible de M. africanum a été observée dans la région orientale du Ghana et nécessitera une évaluation plus approfondie.<br/>Tuberculosis (TB) and drug-resistant TB (DR-TB) continue to persist as a serious public health challenges in Ghana. Although several research has evaluated the drug resistance of Mycobacterium tuberculosis complex (MTBc) strains across the country, there is a paucity of data on its magnitude as well as the various lineages circulating in the Eastern region of Ghana.This study therefore evaluated the distribution of the various lineages of MTBc in the Eastern region of the country and the associated drug resistance.One hundred and forty-three (143) patients with pulmonary TB attending the Eastern Regional Hospital, Koforidua/Ghana were included in the study. The BACTEC MGIT 960 tube media was used for both sputum culture and drug susceptibility of streptomycin (STR), isoniazid (INH), rifampicin (RIF) and Ethambutol (ETH). Isolates were initially typed using IS6110, followed by large sequence polymorphisms analysis and spoligotyping.The majority [108 (75.5%)] of the 143 patients were male gender and the 45-54 years [46 (32.2%)] age range had the highest frequency. Forty-one (28.7%) of the 143 isolates were IS6110 negative. Of the 102 spoligotyped isolates, the main sub-lineages included 45 (44.1%) Cameroon and 23 (22.5%) Ghana. SITs 61 and 53 represented the major cluster with 22/102 (21.6%) and 13/102 (12.7%) isolates respectively, while 59/65 (90.8%) isolates belonged to Lineage 4 with 27/65 (41.5%) LAM10_CAM. MDR-TB occurred in 26/79 (32.9%) isolates, and was not associated with neither gender [20/58 (34.5%) male vs 6/21 (28.6%) female, OR = 1.31; 95%CI, 0.44-3.92; p = 0.624)] nor age. No association was found between MDR-TB and the major sub-lineages [8/25 (32%) Cameroon (OR = 0.94; 95%CI, 0.34-2.59; p = 0.920) and 5/11 (45.5%) Ghana (OR = 1.87; 95%CI, 0.51-6.80; p = 0.489)], or previously treated [8/23 (34.8%), OR = 0.89; 95%CI, 0.32-2.48; p = 0.823)] patients.Despite the serious threat posed by MDR in the study area, no sub-lineage was shown to be associated with drug resistance. Nonetheless, a sustained surveillance of drug resistance pattern is advocated. A lower proportion of M. africanum was observed in the Eastern region of Ghana and will require further evaluation.<br/>لا يزال السل (TB) والسل المقاوم للأدوية (DR - TB) مستمرين كتحديات خطيرة للصحة العامة في غانا. على الرغم من أن العديد من الأبحاث قد قيمت مقاومة الأدوية لسلالات عقدة السل المتفطرة (MTBc) في جميع أنحاء البلاد، إلا أن هناك ندرة في البيانات حول حجمها وكذلك السلالات المختلفة المتداولة في المنطقة الشرقية من غانا. لذلك قيمت هذه الدراسة توزيع السلالات المختلفة لسلالة السل المتفطرة في المنطقة الشرقية من البلاد ومقاومة الأدوية المرتبطة بها. تم تضمين مائة وثلاثة وأربعين (143) مريضًا بالسل الرئوي الذين يحضرون المستشفى الإقليمي الشرقي، كوفوريدوا/غانا في الدراسة. تم استخدام الوسائط الأنبوبية BACTEC MGIT 960 لكل من مزرعة البلغم وقابلية الدواء للستربتومايسين (STR) والإيزونيازيد (INH) والريفامبيسين (RIF) والإيثامبوتول (ETH). تم كتابة العزلات في البداية باستخدام IS6110، متبوعة بتحليل تعدد الأشكال التسلسلي الكبير والتنميط. كانت الغالبية [108 (75.5 ٪)] من 143 مريضًا من الذكور وكان الفئة العمرية 45-54 عامًا [46 (32.2 ٪)] هي الأعلى تكرارًا. كان واحد وأربعون (28.7 ٪) من 143 عزلًا سلبيًا IS6110. من بين 102 عزلة منقوشة، شملت السلالات الفرعية الرئيسية 45 (44.1 ٪) الكاميرون و 23 (22.5 ٪) غانا. تمثل SITs 61 و 53 المجموعة الرئيسية مع عزل 22/102 (21.6 ٪) و 13/102 (12.7 ٪) على التوالي، في حين أن 59/65 (90.8 ٪) من العزلات تنتمي إلى السلالة 4 مع 27/65 (41.5 ٪) LAM10_CAM. حدث السل المقاوم للأدوية المتعددة في عزلات 26/79 (32.9 ٪)، ولم يكن مرتبطًا بالجنس [20/58 (34.5 ٪) ذكر مقابل 6/21 (28.6 ٪) أنثى، OR = 1.31 ؛ 95 ٪CI، 0.44-3.92 ؛ p = 0.624)] ولا العمر. لم يتم العثور على أي ارتباط بين السل المقاوم للأدوية المتعددة والسلالات الفرعية الرئيسية [8/25 (32 ٪) الكاميرون (OR = 0.94 ؛ 95 ٪CI، 0.34-2.59 ؛ p = 0.920) و 5/11 (45.5 ٪) غانا (OR = 1.87 ؛ 95 ٪CI، 0.51-6.80 ؛ p = 0.489)]، أو عولجت سابقًا [8/23 (34.8 ٪)، OR = 0.89 ؛ 95 ٪CI، 0.32-2.48 ؛ p = 0.823)] المرضى. على الرغم من التهديد الخطير الذي تشكله MDR في منطقة الدراسة، لم يظهر أي سلالة فرعية مرتبطة بمقاومة الأدوية. ومع ذلك، يتم الدعوة إلى مراقبة مستمرة لنمط مقاومة الأدوية. لوحظت نسبة أقل من M. africanum في المنطقة الشرقية من غانا وستحتاج إلى مزيد من التقييم.<br/>