DOI: 10.1051/vetres:2001124

Vet. Res. 32 (2001) 275-284

Quinolone resistance in Escherichia coli

Mark Webber and Laura J.V. Piddock

Antimicrobial Agents Research Group, Division of Immunity and Infection, The Medical School, University of Birmingham, Birmingham, B15 2TT, United Kingdom

(Received 7 December 2000; accepted 13 February 2001)

Erratum

Abstract
Escherichia coli is an important pathogen of animals and humans that causes great financial cost in food production by causing disease in food animals. The quinolones are a class of synthetic antimicrobial agents with excellent activity against Escherichia coli and other Gram-negative bacteria used in human and veterinary medicine. Different quinolones are used to treat various conditions in animals in different parts of the world. All members of this class of drug have the same mode of action: inhibition of topoisomerase enzymes, DNA Gyrase and Topoisomerase IV. Escherichia coli can become resistant to quinolones by altering the target enzymes, reducing permeability of the cell to inhibit their entry, or by actively pumping the drug out of the cell. All these resistance mechanisms can play a role in high-level fluoroquinolone resistance, however target site mutations appear to be most important. As all quinolones act in the same way resistance to one member of the class will also confer decreased susceptibility to all members of the family. Quinolone resistant Escherichia coli in animals have increased in numbers after quinolone introduction in a number of different case studies. The resistance mechanisms in these isolates are the same as those in resistant strains found in humans. Care needs to be taken to ensure that quinolones are used sparingly and appropriately as highly resistant strains of Escherichia coli can be selected and may pass into the food chain. As these drugs are of major therapeutic importance in human medicine, this is a public health concern. More information as to the numbers of quinolone resistant Escherichia coli and the relationship between resistance and quinolone use is needed to allow us to make better informed decisions about when and when not to use quinolones in the treatment of animals.

Résumé
Résistance aux quinolones chez Escherichia coli. Escherichia coli, agent pathogène important chez les animaux et les humains, est responsable d'un coût financier très important dans la production alimentaire dû aux maladies qu'il provoque chez les animaux d'élevage entrant dans la chaîne alimentaire. Les quinolones sont une classe d'agents antimicrobiens synthétiques, utilisés en médecine humaine et vétérinaire, ayant une activité excellente contre E. coli et d'autres bactéries à Gram-négatif. Différentes quinolones sont utilisées dans le traitement de diverses affections chez les animaux dans différentes parties du monde. Tous les membres de cette classe d'antibiotiques ont le même mode d'action : inhibition des enzymes topoisomérases, GyrA et Topoisomérase IV. E. coli peut devenir résistante aux quinolones par l'altération des enzymes cibles, par diminution de la perméabilité de la cellule qui inhibe la pénétration des quinolones, ou par efflux actif de l'antibiotique hors de la cellule. Tous ces mécanismes de résistance peuvent jouer un rôle dans la résistance à haut niveau aux fluoroquinolones, cependant les mutations de cible semblent être les plus importantes. Toutes les quinolones ayant le même mode d'action, la résistance à un antibiotique de cette classe entraîne une sensibilité diminuée à tous les autres antibiotiques de la famille. De nombreuses études ont montré que le nombre d'E. coli résistantes aux quinolones chez les animaux avait augmenté après l'introduction des quinolones. Les mécanismes de résistance chez ces isolats sont les mêmes que ceux des souches résistantes trouvées chez les humains. Il faut veiller à ce que les quinolones soient utilisées avec modération et avec pertinence étant donné que des souches d'E. coli hautement résistantes peuvent être sélectionnées et passer dans la chaîne alimentaire. Ces antibiotiques étant d'une importance thérapeutique majeure en médecine humaine, il s'agit d'un problème de santé publique. Plus d'informations sur le nombre d'E. coli résistantes aux quinolones, et la relation entre résistance et utilisation des quinolones sont nécessaires pour nous permettre de décider de manière avisée dans quels cas l'utilisation des quinolones est appropriée pour traiter les animaux.

Key words: fluoroquinolone / E. coli / ciprofloxacin / poultry / resistance

Mots clés : fluoroquinolone / Escherichia coli / ciprofloxacin / volaille / résistance

Correspondence and reprints: Laura J.V. Piddock Tel.: (44) 121 414 6966; fax: (44) 121 414 3454;
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