Do Human Extraintestinal Escherichia coli Infections Resistant to Expanded-Spectrum Cephalosporins Originate From Food-Producing Animals? A Systematic Review

To find out whether food-producing animals (FPAs) are a source of extraintestinal expanded-spectrum cephalosporin-resistant Escherichia coli (ESCR-EC) infections in humans, Medline, Embase, and the Cochrane Database of Systematic Reviews were systematically reviewed. Thirty-four original, peer-reviewed publications were identified for inclusion. Six molecular epidemiology studies supported the transfer of resistance via whole bacterium transmission (WBT), which was best characterized among poultry in the Netherlands. Thirteen molecular epidemiology studies supported transmission of resistance via mobile genetic elements, which demonstrated greater diversity of geography and host FPA. Seventeen molecular epidemiology studies did not support WBT and two did not support mobile genetic element-mediated transmission. Four observational epidemiology studies were consistent with zoonotic transmission. Overall, there is evidence that a proportion of human extraintestinal ESCR-EC infections originate from FPAs. Poultry, in particular, is probably a source, but the quantitative and geographical extent of the problem is unclear and requires further investigation.

Evaluation of the in vitro activity of cefepime compared to other broad-spectrum cephalosporins against clinical isolates from eighteen Brazilian hospitals by using the Etest

The in vitro activity of cefepime was compared to that of ceftazidime, ceftriaxone, and cefotaxime in a multicenter study involving 10 clinical microbiology laboratories and clinical isolates from 18 Brazilian hospitals from 7 cities (4 states). A total of 982 isolates consecutively collected between December 1995 and March 1996 were susceptibility tested by using Etest and following the NCCLS procedures for agar diffusion tests. The cefepime spectrum was broader than that of the other broad-spectrum cephalosporins against both Gram-negative rods and Gram-positive cocci. Cefepime tons particularly move active against Enterobacter sp. (MIC90, 2 mu g/ml), Serratia sp. (MIC90, 2 mu g/ml) and oxacillin-susceptible Staphylococcus aureus (MIC90, 3 mu g/ml). Against Pseudomonas aeruginosa, cefepime (MIC90 16 mu g/ml) was slightly more active than ceftazidime (MIC90 32 mu g/ml) and 8- to 16-fold more active than ceftriaxone or cefotaxime (MIC90 >256 mu g/ml). Our results show that nosocomial bacteria, especially Gram-negative rods, have a high rate of cephalosporin resistance in Brazil. However, part of these resistant bacteria remains susceptible to cefepime. The Etest was shown to be an excellent method for multicenter studies of the in vitro evaluation of new antimicrobial agents. (C) 1997 Elsevier B.V.

The expanded spectrum of neuromyelitis optica - evidences for a new definition

Neuromyelitis optica (NMO) has been traditionally described as the association of recurrent or bilateral optic neuritis and longitudinally extensive transverse myelitis (LETM). Identification of aquaporin-4 antibody (AQP4-IgG) has deeply changed the concept of NMO. A spectrum of NMO disorders (NMOSD) has been formulated comprising conditions which include both AQP4-IgG seropositivity and one of the index events of the disease (recurrent or bilateral optic neuritis and LETM). Most NMO patients harbor asymptomatic brain MRI lesions, some of them considered as typical of NMO. Some patients with aquaporin-4 autoimmunity present brainstem, hypothalamic or encephalopathy symptoms either preceding an index event or occurring isolatedly with no evidence of optic nerve or spinal involvement. On the opposite way, other patients have optic neuritis or LETM in association with typical lesions of NMO on brain MRI and yet are AQP4-IgG seronegative. An expanded spectrum of NMO disorders is proposed to include these cases.

The expanded spectrum of neuromyelitis optica: evidences for a new definition

Neuromyelitis optica (NMO) has been traditionally described as the association of recurrent or bilateral optic neuritis and longitudinally extensive transverse myelitis (LETM). Identification of aquaporin-4 antibody (AQP4-IgG) has deeply changed the concept of NMO. A spectrum of NMO disorders (NMOSD) has been formulated comprising conditions which include both AQP4-IgG seropositivity and one of the index events of the disease (recurrent or bilateral optic neuritis and LETM). Most NMO patients harbor asymptomatic brain MRI lesions, some of them considered as typical of NMO. Some patients with aquaporin-4 autoimmunity present brainstem, hypothalamic or encephalopathy symptoms either preceding an index event or occurring isolatedly with no evidence of optic nerve or spinal involvement. On the opposite way, other patients have optic neuritis or LETM in association with typical lesions of NMO on brain MRI and yet are AQP4-IgG seronegative. An expanded spectrum of NMO disorders is proposed to include these cases.

Rapid detection of β-lactamase-hydrolyzing extended-spectrum cephalosporins in Enterobacteriaceae by use of the new chromogenic βLacta test

The chromogenic βLacta test developed for the rapid detection of β-lactamase-hydrolyzing extended-spectrum cephalosporins in Enterobacteriaceae revealed good performance with extended-spectrum β-lactamase (ESBL) producers (97.5% true-positive results). However, false-negative results occurred with chromosomal AmpC hyperproducers and plasmid AmpC producers, whereas uninterpretable results were mostly due to VIM-1 carbapenemase producers and possibly low levels of expressed ESBLs.

ArmA methyltransferase in a monophasic Salmonella enterica isolate from food

The 16S rRNA methyltransferase ArmA is a worldwide emerging determinant that confers high-level resistance to most clinically relevant aminoglycosides. We report here the identification and characterization of a multidrug-resistant Salmonella enterica subspecies I.4,12:i:- isolate recovered from chicken meat sampled in a supermarket on February 2009 in La Reunion, a French island in the Indian Ocean. Susceptibility testing showed an unusually high-level resistance to gentamicin, as well as to ampicillin, expanded-spectrum cephalosporins and amoxicillin-clavulanate. Molecular analysis of the 16S rRNA methyltransferases revealed presence of the armA gene, together with bla(TEM-1), bla(CMY-2), and bla(CTX-M-3). All of these genes could be transferred en bloc through conjugation into Escherichia coli at a frequency of 10(-5) CFU/donor. Replicon typing and S1 pulsed-field gel electrophoresis revealed that the armA gene was borne on an ~150-kb broad-host-range IncP plasmid, pB1010. To elucidate how armA had integrated in pB1010, a PCR mapping strategy was developed for Tn1548, the genetic platform for armA. The gene was embedded in a Tn1548-like structure, albeit with a deletion of the macrolide resistance genes, and an IS26 was inserted within the mel gene. To our knowledge, this is the first report of ArmA methyltransferase in food, showing a novel route of transmission for this resistance determinant. Further surveillance in food-borne bacteria will be crucial to determine the role of food in the spread of 16S rRNA methyltransferase genes worldwide.

First detection of extended-spectrum cephalosporin- and fluoroquinolone-resistant Escherichia coli in Australian food-producing animals

This study aimed to define the frequency of resistance to critically important antimicrobials (CIAs) [i.e. extended-spectrum cephalosporins (ESCs), fluoroquinolones (FQs) and carbapenems] among Escherichia coli isolates causing clinical disease in Australian food-producing animals. Clinical E. coli isolates (n = 324) from Australian food-producing animals [cattle (n = 169), porcine (n = 114), poultry (n = 32) and sheep (n = 9)] were compiled from all veterinary diagnostic laboratories across Australia over a 1-year period. Isolates underwent antimicrobial susceptibility testing to 18 antimicrobials using the Clinical and Laboratory Standards Institute disc diffusion method. Isolates resistant to CIAs underwent minimum inhibitory concentration determination, multilocus sequence typing (MLST), phylogenetic analysis, plasmid replicon typing, plasmid identification, and virulence and antimicrobial resistance gene typing. The 324 E. coli isolates from different sources exhibited a variable frequency of resistance to tetracycline (29.0–88.6%), ampicillin (9.4–71.1%), trimethoprim/sulfamethoxazole (11.1–67.5%) and streptomycin (21.9–69.3%), whereas none were resistant to imipenem or amikacin. Resistance was detected, albeit at low frequency, to ESCs (bovine isolates, 1%; porcine isolates, 3%) and FQs (porcine isolates, 1%). Most ESC- and FQ-resistant isolates represented globally disseminated E. coli lineages (ST117, ST744, ST10 and ST1). Only a single porcine E. coli isolate (ST100) was identified as a classic porcine enterotoxigenic E. coli strain (non-zoonotic animal pathogen) that exhibited ESC resistance via acquisition of blaCMY-2. This study uniquely establishes the presence of resistance to CIAs among clinical E. coli isolates from Australian food-producing animals, largely attributed to globally disseminated FQ- and ESC-resistant E. coli lineages.

Extended-spectrum cephalosporin-resistant Escherichia coli in community, specialized outpatient clinic and hospital settings in Switzerland

OBJECTIVES Resistance to extended-spectrum cephalosporins (ESCs) in Escherichia coli can be due to the production of ESBLs, plasmid-mediated AmpCs (pAmpCs) or chromosomal AmpCs (cAmpCs). Information regarding type and prevalence of β-lactamases, clonal relations and plasmids associated with the bla genes for ESC-R E. coli (ESC-R-Ec) detected in Switzerland is lacking. Moreover, data focusing on patients referred to the specialized outpatient clinics (SOCs) are needed. METHODS We analysed 611 unique E. coli isolated during September-December 2011. ESC-R-Ec were studied with microarrays, PCR/DNA sequencing for blaESBLs, blapAmpCs, promoter region of blacAmpC, IS elements, plasmid incompatibility group, and also implementing transformation, aIEF, rep-PCR and MLST. RESULTS The highest resistance rates were observed in the SOCs, whereas those in the hospital and community were lower (e.g. quinolone resistance of 22.6%, 17.2% and 9.0%, respectively; P = 0.003 for SOCs versus community). The prevalence of ESC-R-Ec in the three settings was 5.3% (n = 11), 7.8% (n = 22) and 5.7% (n = 7), respectively. Thirty isolates produced CTX-M ESBLs (14 were CTX-M-15), 5 produced CMY-2 pAmpC and 5 hyper-expressed cAmpCs due to promoter mutations. Fourteen isolates were of sequence type 131 (ST131; 10 with CTX-M-15). blaCTX-M and blaCMY-2 were associated with an intact or truncated ISEcp1 and were mainly carried by IncF, IncFII and IncI1plasmids. CONCLUSIONS ST131 producing CTX-M-15 is the predominant clone. The prevalence of ESC-R-Ec (overall 6.5%) is low, but an unusual relatively high frequency of AmpC producers (25%) was noted. The presence of ESC-R-Ec in the SOCs and their potential ability to be exchanged between hospital and community should be taken into serious consideration.

Extended-spectrum cephalosporin-resistant Gram-negative organisms in livestock: an emerging problem for human health?

Escherichia coli, Salmonella spp. and Acinetobacter spp. are important human pathogens. Serious infections due to these organisms are usually treated with extended-spectrum cephalosporins (ESCs). However, in the past two decades we have faced a rapid increasing of infections and colonization caused by ESC-resistant (ESC-R) isolates due to production of extended-spectrum-β-lactamases (ESBLs), plasmid-mediated AmpCs (pAmpCs) and/or carbapenemase enzymes. This situation limits drastically our therapeutic armamentarium and puts under peril the human health. Animals are considered as potential reservoirs of multidrug-resistant (MDR) Gram-negative organisms. The massive and indiscriminate use of antibiotics in veterinary medicine has contributed to the selection of ESC-R E. coli, ESC-R Salmonella spp. and, to less extent, MDR Acinetobacter spp. among animals, food, and environment. This complex scenario is responsible for the expansion of these MDR organisms which may have life-threatening clinical significance. Nowadays, the prevalence of food-producing animals carrying ESC-R E. coli and ESC-R Salmonella (especially those producing CTX-M-type ESBLs and the CMY-2 pAmpC) has reached worryingly high values. More recently, the appearance of carbapenem-resistant isolates (i.e., VIM-1-producing Enterobacteriaceae and NDM-1 or OXA-23-producing Acinetobacter spp.) in livestock has even drawn greater concerns. In this review, we describe the aspects related to the spread of the above MDR organisms among pigs, cattle, and poultry, focusing on epidemiology, molecular mechanisms of resistance, impact of antibiotic use, and strategies to contain the overall problem. The link and the impact of ESC-R organisms of livestock origin for the human scenario are also discussed.

Molecular characterization of extended-spectrum cephalosporin-resistance in Escherichia coli in pigs on-farm and from clinical cases throughout Quebec, Canada during 16 years

Le développement de la multirésistance chez Escherichia coli est un problème important en médecine animale et humaine. En outre, l’émergence et la diffusion des déterminants de résistance aux céphalosporines à larges spectres de troisième génération (ESCs) parmi les isolats, incluant des céphalosporines essentielles en médecine humaine (ex. ceftriaxone et ceftiofur), est un problème majeur de santé publique. Cette thèse visait trois objectifs. D’abord étudier la dynamique de la résistance aux antimicrobiens (AMR) ainsi que la virulence et les profils génétiques de la AMR des E. coli isolées de porcs recevant une nourriture post-sevrage supplémentée avec de la chlortétracycline et de la pénicilline G, et, accessoirement, évaluer les effets d'additifs alimentaires sur cette dynamique en prenant pour exemple d'étude un minéral argileux, la clinoptilolite, étant donné son possible lien avec le gène blaCMY-2 qui confère la résistance au ceftiofur. L'objectif suivant était d'investiguer les mécanismes menant à une augmentation de la prévalence du gène blaCMY-2 chez les porcs qui reçoivent de la nourriture médicamentée et qui n'ont pas été exposés au ceftiofur Ici encore,nous avons examiné les effets d’un supplément alimentaire avec un minéral argileux sur ce phénomène. Enfin, notre dernier objectif était d’étudier, dans le temps, les génotypes des isolats cliniques d'E. coli résistant au ceftiofur, isolés de porcs malades au Québec à partir du moment où la résistance au ceftiofur a été rapportée, soit de 1997 jusqu'à 2012. Dans l'étude initiale, la prévalence de la résistance à 10 agents antimicrobiens, incluant le ceftiofur, s’accroît avec le temps chez les E.coli isolées de porcelets sevrés. Une augmentation tardive de la fréquence du gène blaCMY-2, encodant pour la résistance au ceftiofur, et la présence des gènes de virulence iucD et tsh a été observée chez les isolats. La nourriture supplémentée avec de la clinoptilolite a été associée à une augmentation rapide mais, par la suite, à une diminution de la fréquence des gènes blaCMY-2 dans les isolats. En parallèle, une augmentation tardive dans la fréquence des gènes blaCMY-2 et des gènes de virulence iucD et tsh a été observée dans les isolats des porcs contrôles, étant significativement plus élevé que dans les porcs ayant reçu l'additif au jour 28. La diversité, au sein des E. coli positives pour blaCMY-2 , a été observée au regard des profils AMR. Certaines lignées clonales d'E.coli sont devenues prédominantes avec le temps. La lignée clonale du phylotype A prédominait dans le groupe supplémenté, alors que les lignées clonales du phylotype B1, qui possèdent souvent le gène de virulence iucD associé aux ExPEC, prédominaient dans le groupe contrôle. Les plasmides d'incompatibilité (Inc) des groupes, I1, A/C, et ColE, porteurs de blaCMY-2, ont été observés dans les transformants. Parmi les souches cliniques d'E.coli ESC-résistantes, isolées de porcs malades au Québec de 1997 à 2012, blaCMY-2 était le gène codant pour une β-lactamase le plus fréquemment détecté; suivi par blaTEM et blaCTX-M,. De plus, les analyses clonales montrent une grande diversité génétique. Par contre, des isolats d'E. coli avec des profils PFGE identiques ont été retrouvés dans de multiples fermes la même année mais aussi dans des années différentes. La résistance à la gentamicine, kanamycine, chloramphenicol, et la fréquence de blaTEM et de IncA/C diminuent significativement au cour de la période étudiée, alors que la fréquence de IncI1 et de la multirésistance à sept catégories d'agents antimicrobiens augmente significativement avec le temps. L'émergence d'isolats d'E. coli positifs pour blaCTX-M, une β-lactamase à large spectre et produisant des ESBL, a été observée en 2011 et 2012 à partir de lignées clonales distinctes et chez de nombreuses fermes. Ces résultats, mis ensemble, apportent des précisions sur la dissémination de la résistance au ceftiofur dans les E. coli isolées de porcs. Au sein des échantillons prélevés chez les porcs sevrés recevant l'alimentation médicamentée sur une ferme, et pour laquelle une augmentation de la résistance au ceftiofur a été observée, les données révèlent que les souches d'E. coli positives pour blaCMY-2 et résistantes aux ESCs appartenaient à plusieurs lignées clonales différentes arborant divers profils AMR. Le gène blaCMY-2 se répand à la fois horizontalement et clonalement chez ces E. coli. L'ajout de clinoptilotite à la nourriture et le temps après le sevrage influencent la clonalité et la prévalence du gène blaCMY-2 dans les E. coli. Durant les 16 années d'étude, plusieurs lignées clonales différentes ont été observées parmi les souches d'E. coli résistantes au ceftiofur isolées de porc malades de fermes québécoises, bien qu’aucune lignée n'était persistante ou prédominante pendant l'étude. Les résultats suggèrent aussi que le gène blaCMY-2 s'est répandu à la fois horizontalement et clonalement au sein des fermes. De plus, blaCMY-2 est le gène majeur des β-lactamases chez ces isolats. À partir de 2011, nous rapportons l'émergence du gène blaCTX-M dans des lignées génétiques distinctes.

Molecular characterization of extended-spectrum cephalosporin-resistance in Escherichia coli in pigs on-farm and from clinical cases throughout Quebec, Canada during 16 years

Le développement de la multirésistance chez Escherichia coli est un problème important en médecine animale et humaine. En outre, l’émergence et la diffusion des déterminants de résistance aux céphalosporines à larges spectres de troisième génération (ESCs) parmi les isolats, incluant des céphalosporines essentielles en médecine humaine (ex. ceftriaxone et ceftiofur), est un problème majeur de santé publique. Cette thèse visait trois objectifs. D’abord étudier la dynamique de la résistance aux antimicrobiens (AMR) ainsi que la virulence et les profils génétiques de la AMR des E. coli isolées de porcs recevant une nourriture post-sevrage supplémentée avec de la chlortétracycline et de la pénicilline G, et, accessoirement, évaluer les effets d'additifs alimentaires sur cette dynamique en prenant pour exemple d'étude un minéral argileux, la clinoptilolite, étant donné son possible lien avec le gène blaCMY-2 qui confère la résistance au ceftiofur. L'objectif suivant était d'investiguer les mécanismes menant à une augmentation de la prévalence du gène blaCMY-2 chez les porcs qui reçoivent de la nourriture médicamentée et qui n'ont pas été exposés au ceftiofur Ici encore,nous avons examiné les effets d’un supplément alimentaire avec un minéral argileux sur ce phénomène. Enfin, notre dernier objectif était d’étudier, dans le temps, les génotypes des isolats cliniques d'E. coli résistant au ceftiofur, isolés de porcs malades au Québec à partir du moment où la résistance au ceftiofur a été rapportée, soit de 1997 jusqu'à 2012. Dans l'étude initiale, la prévalence de la résistance à 10 agents antimicrobiens, incluant le ceftiofur, s’accroît avec le temps chez les E.coli isolées de porcelets sevrés. Une augmentation tardive de la fréquence du gène blaCMY-2, encodant pour la résistance au ceftiofur, et la présence des gènes de virulence iucD et tsh a été observée chez les isolats. La nourriture supplémentée avec de la clinoptilolite a été associée à une augmentation rapide mais, par la suite, à une diminution de la fréquence des gènes blaCMY-2 dans les isolats. En parallèle, une augmentation tardive dans la fréquence des gènes blaCMY-2 et des gènes de virulence iucD et tsh a été observée dans les isolats des porcs contrôles, étant significativement plus élevé que dans les porcs ayant reçu l'additif au jour 28. La diversité, au sein des E. coli positives pour blaCMY-2 , a été observée au regard des profils AMR. Certaines lignées clonales d'E.coli sont devenues prédominantes avec le temps. La lignée clonale du phylotype A prédominait dans le groupe supplémenté, alors que les lignées clonales du phylotype B1, qui possèdent souvent le gène de virulence iucD associé aux ExPEC, prédominaient dans le groupe contrôle. Les plasmides d'incompatibilité (Inc) des groupes, I1, A/C, et ColE, porteurs de blaCMY-2, ont été observés dans les transformants. Parmi les souches cliniques d'E.coli ESC-résistantes, isolées de porcs malades au Québec de 1997 à 2012, blaCMY-2 était le gène codant pour une β-lactamase le plus fréquemment détecté; suivi par blaTEM et blaCTX-M,. De plus, les analyses clonales montrent une grande diversité génétique. Par contre, des isolats d'E. coli avec des profils PFGE identiques ont été retrouvés dans de multiples fermes la même année mais aussi dans des années différentes. La résistance à la gentamicine, kanamycine, chloramphenicol, et la fréquence de blaTEM et de IncA/C diminuent significativement au cour de la période étudiée, alors que la fréquence de IncI1 et de la multirésistance à sept catégories d'agents antimicrobiens augmente significativement avec le temps. L'émergence d'isolats d'E. coli positifs pour blaCTX-M, une β-lactamase à large spectre et produisant des ESBL, a été observée en 2011 et 2012 à partir de lignées clonales distinctes et chez de nombreuses fermes. Ces résultats, mis ensemble, apportent des précisions sur la dissémination de la résistance au ceftiofur dans les E. coli isolées de porcs. Au sein des échantillons prélevés chez les porcs sevrés recevant l'alimentation médicamentée sur une ferme, et pour laquelle une augmentation de la résistance au ceftiofur a été observée, les données révèlent que les souches d'E. coli positives pour blaCMY-2 et résistantes aux ESCs appartenaient à plusieurs lignées clonales différentes arborant divers profils AMR. Le gène blaCMY-2 se répand à la fois horizontalement et clonalement chez ces E. coli. L'ajout de clinoptilotite à la nourriture et le temps après le sevrage influencent la clonalité et la prévalence du gène blaCMY-2 dans les E. coli. Durant les 16 années d'étude, plusieurs lignées clonales différentes ont été observées parmi les souches d'E. coli résistantes au ceftiofur isolées de porc malades de fermes québécoises, bien qu’aucune lignée n'était persistante ou prédominante pendant l'étude. Les résultats suggèrent aussi que le gène blaCMY-2 s'est répandu à la fois horizontalement et clonalement au sein des fermes. De plus, blaCMY-2 est le gène majeur des β-lactamases chez ces isolats. À partir de 2011, nous rapportons l'émergence du gène blaCTX-M dans des lignées génétiques distinctes.

Quasiexperimental Study of the Effects of Antibiotic Use, Gastric Acid-Suppressive Agents, and Infection Control Practices on the Incidence of Clostridium difficile-Associated Diarrhea in Hospitalized Patients

The objective of this study was to evaluate the effects of antimicrobial drug use, gastric acid-suppressive agent use, and infection control practices on the incidence of Clostridium difficile-associated diarrhea (CDAD) in a 426-bed general teaching hospital in Northern Ireland. The study was retrospective and ecological in design. A multivariate autoregressive integrated moving average (time-series analysis) model was built to relate CDAD incidence with antibiotic use, gastric acid-suppressive agent use, and infection control practices within the hospital over a 5-year period (February 2002 to March 2007). The findings of this study showed that temporal variation in CDAD incidence followed temporal variations in expanded-spectrum cephalosporin use (average delay = 2 months; variation of CDAD incidence = 0.01/100 bed-days), broad-spectrum cephalosporin use (average delay = 2 months; variation of CDAD incidence = 0.02/100 bed-days), fluoroquinolone use (average delay = 3 months; variation of CDAD incidence = 0.004/100 bed-days), amoxicillin-clavulanic acid use (average delay = 1 month; variation of CDAD incidence = 0.002/100 bed-days), and macrolide use (average delay = 5 months; variation of CDAD incidence = 0.002/100 bed-days). Temporal relationships were also observed between CDAD incidence and use of histamine-2 receptor antagonists (H2RAs; average delay = 1 month; variation of CDAD incidence = 0.001/100 bed-days). The model explained 78% of the variance in the monthly incidence of CDAD. The findings of this study highlight a temporal relationship between certain classes of antibiotics, H2RAs, and CDAD incidence. The results of this research can help hospitals to set priorities for restricting the use of specific antibiotic classes, based on the size-effect of each class and the delay necessary to observe an effect.

Role of AcrR and ramA in fluoroquinolone resistance in clinical Klebsiella pneumoniae isolates from Singapore

The MICs of ciprofloxacin for 33 clinical isolates of K. pneumoniae resistant to extended-spectrum cephalosporins from three hospitals in Singapore ranged from 0.25 to >128 microg/ml. Nineteen of the isolates were fluoroquinolone resistant according to the NCCLS guidelines. Strains for which the ciprofloxacin MIC was >or=0.5 microg/ml harbored a mutation in DNA gyrase A (Ser83-->Tyr, Leu, or IIe), and some had a secondary Asp87-->Asn mutation. Isolates for which the MIC was 16 microg/ml possessed an additional alteration in ParC (Ser80-->IIe, Trp, or Arg). Tolerance of the organic solvent cyclohexane was observed in 10 of the 19 fluoroquinolone-resistant strains; 3 of these were also pentane tolerant. Five of the 10 organic solvent-tolerant isolates overexpressed AcrA and also showed deletions within the acrR gene. Complementation of the mutated acrR gene with the wild-type gene decreased AcrA levels and produced a two- to fourfold reduction in the fluoroquinolone MICs. None of the organic solvent-tolerant clinical isolates overexpressed another efflux-related gene, acrE. While marA and soxS were not overexpressed, another marA homologue, ramA, was overexpressed in 3 of 10 organic solvent-tolerant isolates. These findings indicate that multiple target and nontarget gene changes contribute to fluoroquinolone resistance in K. pneumoniae. Besides AcrR mutations, ramA overexpression (but not marA or soxS overexpression) was related to increased AcrAB efflux pump expression in this collection of isolates.

ß-Lactams: chemical structure, mode of action and mechanisms of resistance

This synopsis summarizes the key chemical and bacteriological characteristics of β-lactams, penicillins, cephalosporins, carbanpenems, monobactams and others. Particular notice is given to first-generation to fifth-generation cephalosporins. This review also summarizes the main resistance mechanism to antibiotics, focusing particular attention to those conferring resistance to broad-spectrum cephalosporins by means of production of emerging cephalosporinases (extended-spectrum β-lactamases and AmpC β-lactamases), target alteration (penicillin-binding proteins from methicillin-resistant Staphylococcus aureus) and membrane transporters that pump β-lactams out of the bacterial cell.

β-Lactams: chemical structure, mode of action and mechanisms of resistance

This synopsis summarizes the key chemical and bacteriological characteristics of β-lactams, penicillins, cephalosporins, carbanpenems, monobactams and others. Particular notice is given to first-generation to fifth-generation cephalosporins. This reviewalso summarizes the main resistancemechanism to antibiotics, focusing particular attention to those conferring resistance to broad-spectrum cephalosporins by means of production of emerging cephalosporinases (extended-spectrum β-lactamases and AmpC β-lactamases), target alteration (penicillin-binding proteins from methicillin-resistant Staphylococcus aureus) and membrane transporters that pump β-lactams out of the bacterial cell.