Cíl práce: Cílem práce je Multiple-locus variable number tandem repeat analýza (MLVA) souboru kmenů B. pertussis ze sbírky Národní referenční laboratoře pro pertusi a difterii (NRL/DIPE) Státního zdravotního ústavu (SZÚ) Praha. Jedná se o kmeny získané ze vzorků klinického materiálu převážně na území ČR v téměř padesátiletém období 1967–2015 (červen). Je porovnávána genetická diverzita a zastoupení detekovaných MLVA typů (MT) ve třech obdobích lišících se vakcinační strategií a trendem výskytu pertuse. Na podkladě získaných výsledků je posouzena vhodnost použití metody MLVA pro analýzu epidemických výskytů B. pertussis v ČR. Materiál a metodiky: Vzorky DNA extrahované z kmenů B. pertussis studovaného souboru byly analyzovány metodou MLVA podle standardizovaného postupu. Data byla zpracová­na pomocí algoritmu eBURST, pro statistické zpracování byl zvolen výpočet Simpsonova indexu diverzity (DI). Data byla zpracována pro celý soubor a též odděleně pro skupiny kmenů z tří období: 1967–1980, 1990–2007 a 2008–2015 (červen). Výsledky: V souboru bylo detekováno 14 různých MT, z toho 3 dosud nezjištěné. Nejčetnější byly v celém souboru MT27 a MT29. MT29 převládal v období 1967–1980, MT27 v obdobích 1990–2007 a 2008–2015 (červen). Hodnota DI byla nejnižší (0,49) pro období 2008–2015 (červen), pro dvě předchozí období byly hodnoty vyšší a vzájemně srovnatelné (0,667 pro období 1967–1980 a 0,654 pro období 1990–2007). Závěr: MLVA analýzou souboru kmenů B. pertussis izolovaných z klinického materiálu na území ČR v období 1967–2015 (červen) byl prokázán pokles genetické diverzity ve studované populaci a změny v zastoupení a četnosti jednotlivých MT. Tyto změny lze charakterizovat jako po­stupný nárůst výskytu celosvětově rozšířených MT v České republice na úkor MT regionálně unikátních. Převažujícím MT, stejně jako ve většině geografických oblastí s dlouhodobě proočkovanou populací, je MT27. Výsledky MLVA analýzy souboru 136 kmenů B. pertussis mohou být podkladem pro účelné využití metody k molekulárně epidemiologickému zpracování souborů menšího rozsahu.

Aim: To perform multiple-locus variable number tandem repeat analysis (MLVA) of B. pertussis strains from the collection of the National Reference Laboratory for Diphtheria and Pertussis (NRL/DIPE), National Institute of Public Health (NIPH), Prague. The study strains were isolated from clinical specimens collected mostly in the Czech Republic over a nearly 50-year period from 1967 to 2015 (June). The isolates from three periods characterized by different vaccination strategies and trends in pertussis are compared for genetic diversity and distribution of MLVA types (MT). Based on the results obtained, the suitability for use of MLVA in the analysis of epidemic outbreaks of B. pertussis in the Czech Republic is considered. Material and methods: DNA samples extracted from B. pertussis strains included in the present study were examined by MLVA using the standard protocol. Data were processed by means of the eBURST algorithm and the calculation of the Simpson diversity index (DI) was used for the statistical analysis. Data were analyzed as a whole and also separately for strains from the three periods: 1967–1980, 1990–2007, and 2008–2015 (June). Results: Fourteen different MT were detected in the study strains, with three of them not being reported before. The most common MTs were MT27 and MT29. MT29 was predominant in 1967–1980 while MT27 was the most prevalent in 1990–2007 and 2008–2015 (June). The DI was the lowest (0.49) in 2008–2015 (June), and comparably higher DIs were calculated for the two previous periods (i.e. 0.667 for 1967–1980 and 0.654 for 1990–2007). Conclusion: MLVA revealed a decrease in genetic diversity and shifts in MT distribution of B. pertussis strains isolated from clinical specimens in the Czech Republic from 1967 to 2015 (June). These shifts in the Czech Republic can be characterized as a progressive increase in global MTs at the expense of the locally unique ones. The most common MT, similarly to other geographical areas with long-term high vaccination coverage, is MT27. The results of MLVA of 136 B. pertussis strains can provide a background for using this method in molecular epidemiological analysis of smaller groups of strains.

Centrum epidemiologie a mikrobiologie Státní zdravotní ústav Praha

Ústav epidemiologie 3 LF UK Praha

Ústav lékařské mikrobiologie 2 LF UK a FN Motol

Ústav lékařské mikrobiologie 2 LF UK a FN Motol Praha

Multiple-locus variable number tandem repeat analysis of Bordetella pertussis strains collected in the Czech Republic in 1967–2015: spread of a variant adapted to the population with a high vaccination coverage