Staphylococcus aureus is a major bacterial human pathogen that causes a wide variety of clinical manifestations. The main aim of the presented study was to determine and optimize a novel sequencing independent approach that enables molecular typing of S. aureus isolates and elucidates the transmission of emergent clones between patients. In total, 987 S. aureus isolates including both methicillin-resistant S. aureus (MRSA) and methicillin-sensitive S. aureus (MSSA) isolates were used to evaluate the novel typing approach combining high-resolution melting (HRM) analysis of multilocus sequence typing (MLST) genes (mini-MLST) and spa gene (spa-HRM). The novel approach's discriminatory ability was evaluated by whole-genome sequencing (WGS). The clonal relatedness of tested isolates was set by the BURP and BURST approach using spa and MLST data, respectively. Mini-MLST classified the S. aureus isolates into 38 clusters, followed by spa-HRM classifying the isolates into 101 clusters. The WGS proved HRM-based methods to effectively differentiate between related S. aureus isolates. Visualizing evolutionary relationships among different spa-types provided by the BURP algorithm showed comparable results to MLST/mini-MLST clonal clusters. We proved that the combination of mini-MLST and spa-HRM is rapid, reproducible, and cost-efficient. In addition to high discriminatory ability, the correlation between spa evolutionary relationships and mini-MLST clustering allows the variability in population structure to be monitored. IMPORTANCE Rapid and cost-effective molecular typing tools for Staphylococcus aureus epidemiological applications such as transmission tracking, source attribution and outbreak investigations are highly desirable. High-resolution melting based methods are effective alternative to those based on sequencing. Their good reproducibility and easy performance allow prospective typing of large set of isolates while reaching great discriminatory power. In this study, we established a new epidemiological approach to S. aureus typing. This scheme has the potential to greatly improve epidemiological investigations of S. aureus.
- MeSH
- kontrola infekce * MeSH
- lidé MeSH
- methicilin rezistentní Staphylococcus aureus genetika izolace a purifikace MeSH
- molekulární typizace metody MeSH
- multilokusová sekvenční typizace MeSH
- prospektivní studie MeSH
- reprodukovatelnost výsledků MeSH
- sekvenování celého genomu MeSH
- stafylokokové infekce diagnóza mikrobiologie MeSH
- Staphylococcus aureus klasifikace genetika izolace a purifikace MeSH
- techniky typizace bakterií metody MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
Závěrečná zpráva o řešení grantu Agentury pro zdravotnický výzkum MZ ČR
Nestr.
Treponema pallidum subsp. pallidum (TPA) je původcem venerického onemocnění syfilis. Celosvětově je ročně diagnostikováno přes 10 milionů nových případů syfilis. S rozvojem genomiky došlo k vývoji dvou molekulárně-typizačních systémů pro charakterizaci klinických kmenů TPA, avšak jejich účinnost typování a rozlišovací schopnost značně kolísá. Cílem tohoto projektu je vytvořit nový, vysoce spolehlivý a účinný molekulární typovací systém, zaměřený na sekvence kódující proteomické rozdíly mezi TPA kmeny, které mohou být důvodem rozdílné klinické manifestace. Rozlišovací schopnost typovacího systému bude testována na geneticky odlišných klinických izolátech a vzorcích pocházejících z různých míst světa. Znalost genetické podstaty současných klinických kmenů TPA je zásadní i z hlediska pokračujících snah o vývoj vakcíny proti syfilis. Aplikace nového typovacího systému na klinické kmeny z České republiky přinese informace o odlišnosti a zastoupení jednotlivých genotypů TPA na našem území. Molekulární data budou korelována s dostupnými epidemiologickými údaji.; Treponema pallidum subsp. pallidum (TPA) is the causative agent of syphilis. More than 10 million of new syphilis cases are diagnosed annually. Two different typing systems were established for molecular characterization of TPA clinical isolates, however, their typing efficiency and discriminatory power was found to be highly variable. The aim of this project is to develop a new, highly effective molecular typing scheme preferentially targeting sequences encoding proteome differences, since they can be the cause of different clinical manifestation. The discrimination power of the new typing system will be assessed on genetically diverse clinical isolates and strains of different geographical origin. The knowledge of genetic differences of contemporary syphilis strains is essential due to continuing efforts of syphilis vaccine development. The new typing scheme will be applied on clinical samples from Czech Republic to obtain the information about variability and number of particular genotypes in the Czech Republic. Molecular data will be correlated with epidemiological data.
- MeSH
- lidé MeSH
- molekulární typizace metody MeSH
- proteomika MeSH
- syfilis diagnóza genetika mikrobiologie MeSH
- Treponema pallidum genetika izolace a purifikace MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Konspekt
- Patologie. Klinická medicína
- NLK Obory
- bakteriologie
- dermatovenerologie
- genetika, lékařská genetika
- NLK Publikační typ
- závěrečné zprávy o řešení grantu AZV MZ ČR
Závěrečná zpráva o řešení grantu Agentury pro zdravotnický výzkum MZ ČR
Nestr.
Šetření epidemií listerióz je obtížnější než šetření ostatních alimentárních onemocnění, a to zejména kvůli delší inkubační době onemocnění, nízkému počtu případů, velkému geografickému rozptýlení nemocných a komplikované komunikaci s postiženými a jejich příbuznými při hledání vehikula infekce. Technologie založené na analýze genetických charakteristik kmenů jsou zásadním epidemiologickým nástrojem v oblasti prevence a kontroly listerióz. V rámci projektu budou k typizaci kmenů používány jak standardní, tak i nové laboratorní techniky. Tento nový metodologický přístup umožní zefektivnění práce epidemiologů v ČR a posílí spolupráci s ostatními evropskými zeměmi v oblasti molekulární epidemiologie a inter-laboratorní výměny dat.; Listeriosis outbreak investigation is more difficult than other foodborne diseases investigation, mainly because longer incubation period of the disease, the small number of cases, a large geographical dispersion of patients and complicated communication with affected persons and their families in the search for a vehicle of infection. Technologies based on genetic analysis used for strain characteristics are essential epidemiological tool in the prevention and control of listeriosis. Both standard and new laboratory techniques for enhanced surveillance and outbreak detection will be implemented. New methodological approach will strengthen cooperation with other European countries in the field of molecular epidemiology and inter-laboratory data exchange.
- MeSH
- epidemie MeSH
- lidé MeSH
- Listeria monocytogenes genetika izolace a purifikace MeSH
- listeriové infekce epidemiologie genetika mikrobiologie MeSH
- molekulární epidemiologie metody MeSH
- molekulární typizace metody MeSH
- vysoce účinné nukleotidové sekvenování metody MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Konspekt
- Patologie. Klinická medicína
- NLK Obory
- infekční lékařství
- epidemiologie
- molekulární biologie, molekulární medicína
- NLK Publikační typ
- závěrečné zprávy o řešení grantu AZV MZ ČR
IntroductionSequence-based typing of hepatitis A virus (HAV) is important for outbreak detection, investigation and surveillance. In 2013, sequencing was central to resolving a large European Union (EU)-wide outbreak related to frozen berries. However, as the sequenced HAV genome regions were only partly comparable between countries, results were not always conclusive.AimThe objective was to gather information on HAV surveillance and sequencing in EU/European Economic Area (EEA) countries to find ways to harmonise their procedures, for improvement of cross-border outbreak responses.MethodsIn 2014, the European Centre for Disease Prevention and Control (ECDC) conducted a survey on HAV surveillance practices in EU/EEA countries. The survey enquired whether a referral system for confirming primary diagnostics of hepatitis A existed as well as a central collection/storage of hepatitis A cases' samples for typing. Questions on HAV sequencing procedures were also asked. Based on the results, an expert consultation proposed harmonised procedures for cross-border outbreak response, in particular regarding sequencing. In 2016, a follow-up survey assessed uptake of suggested methods.ResultsOf 31 EU/EEA countries, 23 (2014) and 27 (2016) participated. Numbers of countries with central collection and storage of HAV positive samples and of those performing sequencing increased from 12 to 15 and 12 to 14 respectively in 2016, with all countries typing an overlapping fragment of 218 nt. However, variation existed in the sequenced genomic regions and their lengths.ConclusionsWhile HAV sequences in EU/EEA countries are comparable for surveillance, collaboration in sharing and comparing these can be further strengthened.
- MeSH
- epidemický výskyt choroby prevence a kontrola MeSH
- Evropská unie MeSH
- hepatitida A diagnóza epidemiologie MeSH
- lidé MeSH
- molekulární typizace metody MeSH
- RNA virová analýza MeSH
- sekvenční analýza DNA MeSH
- sekvenování celého genomu metody MeSH
- surveillance populace metody MeSH
- virus hepatitidy A genetika izolace a purifikace MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- Geografické názvy
- Evropa MeSH
Tuberculosis (TB) is considered one of the most serious infectious diseases worldwide. Effective control of tuberculosis infection involves multiple steps, such as reliable detection, treatment, an epidemiological control as a part of case management, and further surveillance and monitoring of TB spread in the human population. Due to the accelerating advances in molecular biology, especially in DNA sequencing, in the past decade, the application of these methods has become crucial for TB evolution studies, differentiation of Mycobacterium tuberculosis genotypes, and their distribution. Currently, several molecular genetic methods are available. The oldest typing methods (e.g., IS6110-RFLP, spoligotyping, and MIRU-VNTR) can discover the chain of transmission to the patient. Currently, whole genome sequencing facilitates is furthermore able to identify the source of infection, the transmission trays among individuals sharing the same isolate, as well as determination of the TB evolution and its resistance to antituberculotic agents. It is obvious that this technique will become a new gold standard in genotyping methods in tuberculosis molecular epidemiological studies. In this article, molecular genetic typing methods with a special focus on whole genome sequencing and data management are reviewed.
- MeSH
- bakteriální léková rezistence genetika MeSH
- fylogeografie MeSH
- genom bakteriální * MeSH
- genotyp MeSH
- lidé MeSH
- molekulární epidemiologie normy MeSH
- molekulární typizace metody normy MeSH
- Mycobacterium tuberculosis klasifikace genetika MeSH
- sekvenování celého genomu * MeSH
- tuberkulóza diagnóza epidemiologie mikrobiologie MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- přehledy MeSH
Streptococcus pyogenes (S.pyogenes), streptokok skupiny A je výhradně lidský patogen. Je původcem nejen fokálních pyogenních infekcí v různých lokalizacích, ale i invazivních infekcí. Také může způsobit sterilní post-streptokokové následky, vznikající pravděpodobně na autoimunitním podkladě.V patogenezi onemocnění vyvolaných S. pyogenes se uplatňuje řada bakteriálních buněčných i extracelulárníchkomponent. Jedním z klíčových faktorů virulence je kromě pyrogenních exotoxinů také povrchový M proteinovýantigen, kódovaný emm genem. Tento M protein, je odpovědný za schopnosti bakterie bránit se fagocytóze, což jedůležitý mechanismus virulence této bakterie.NRL pro streptokokové nákazy (NRL/STR) je jedinou laboratoří v ČR, která provádí typizace kmenů S. pyogenesod roku 2003 pro regionální laboratoře a klinická pracoviště v ČR. Od té doby bylo provedeno více než 900 emmtypizací. Do NRL/STR se zasílá materiál, převážně hemokultury, od pacientů ve velmi závažných stavech.V období let 2012–2016 bylo v NRL pro streptokokové nákazy vyšetřeno celkem 341 zolátů Streptococcus pyo-genes. Bylo zjištěno 52 různých emm typů. V tomto období prevaloval typ emm1 (25,51 %), který převažoval jižv letech 2011–2012 (publikováno ve Zprávách CEM v roce 2014). Následovaný typ byl emm28 (12,61 %) a typemm89 (11,44 %).
Streptococcus pyogenes (S. pyogenes), a group A streptococcus, is a strict human pathogen. It is the cause of focalpyogenic infections in various anatomical sites as well as of invasive infections. It may also lead to sterile post-streptococcal consequences, developing probably on an autoimmune basis.A range of bacterial cellular and extracellular components are involved in the pathogenesis of these diseases.Apart from pyrogenic exotoxins, one of the key virulence factors is surface M protein antigen encoded by the emmgene. This M protein confers to the bacterium the ability to escape phagocytosis, which is an important mecha-nism of virulence for S. pyogenes.The National Reference Laboratory for Streptococcal Infections (NRL/STR) is the only laboratory in the CzechRepublic to perform typing of S. pyogenes strains for regional laboratories and clinical care settings since 2003.More than 900 strains have been analysed by emm typing since then. Specimens, mostly blood cultures, frompatients with very severe conditions have been referred to the NRL/STR.In 2012-2016, the NRL/STR analysed 341 S. pyogenes isolates. They were assigned to 52 different emm types,most often to emm1 (25.51%), which prevailed in 2011-2012 (as reported in Zprávy CEM in 2014), followed byemm28 (12.61%) and emm89 (11.44%).
- MeSH
- genotypizační techniky MeSH
- lidé MeSH
- molekulární typizace metody MeSH
- proteiny vnější bakteriální membrány genetika MeSH
- rozložení podle pohlaví MeSH
- Streptococcus pyogenes * genetika klasifikace patogenita MeSH
- streptokokové infekce diagnóza epidemiologie mikrobiologie MeSH
- techniky typizace bakterií metody MeSH
- věkové rozložení MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
Occurrence of bifidobacteria, known as health-promoting probiotic microorganisms, in the digestive tract of wild pigs (Sus scrofa) has not been examined yet. One hundred forty-nine fructose-6-phosphate phosphoketolase positive bacterial strains were isolated from colonic content of twenty-two individuals of wild pigs originated from four localities in the Czechia. Based on PCR-DGGE technique targeting the variable V3 region of the 16S rRNA genes, strains were initially differentiated into four groups represented by: (i) probably a new Bifidobacterium species (89 strains), (ii) B. boum/B. thermophilum/B. thermacidophilum subsp. porcinum/B. thermacidophilum subsp. thermacidophilum (sub)species (49 strains), (iii) Pseudoscardovia suis (7 strains), and (iv) B. pseudolongum subsp. globosum/B. pseudolongum subsp. pseudolongum (4 strains), respectively. Given the fact that DGGE technique did not allow to differentiate the representatives of thermophilic bifidobacteria and B. pseudolongum subspecies, strains were further classified by the 16S rRNA and thrS gene sequences. Primers targeting the variable regions of the latter gene were designed to be applicable in identification and phylogeny of Bifidobacteriaceae family. The 16S rRNA-derived phylogenetic study classified members of the first group into five subgroups in a separated cluster of thermophilic bifidobacteria. Comparable results were obtained by the thrS-derived phylogenetic analysis. Remarkably, variability among thrS sequences was higher compared with 16S rRNA gene sequences. Overall, molecular genetic techniques application allowed to identify a new Bifidobacterium phylotype which is predominant in the digestive tract of examined wild pigs.
- MeSH
- bakteriální geny MeSH
- Bifidobacterium chemie klasifikace genetika izolace a purifikace MeSH
- divoká zvířata * MeSH
- fylogeneze MeSH
- gastrointestinální trakt mikrobiologie MeSH
- molekulární typizace * metody MeSH
- prasata MeSH
- RNA ribozomální 16S genetika MeSH
- sekvenční analýza DNA MeSH
- Sus scrofa mikrobiologie MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
Progress in the diagnosis of leishmaniases depends on the development of effective methods and the discovery of suitable biomarkers. We propose firstly an update classification of Leishmania species and their synonymies. We demonstrate a global map highlighting the geography of known endemic Leishmania species pathogenic to humans. We summarize a complete list of techniques currently in use and discuss their advantages and limitations. The available data highlights the benefits of molecular markers in terms of their sensitivity and specificity to quantify variation from the subgeneric level to species complexes, (sub) species within complexes, and individual populations and infection foci. Each DNA-based detection method is supplied with a comprehensive description of markers and primers and proposal for a classification based on the role of each target and primer in the detection, identification and quantification of leishmaniasis infection. We outline a genome-wide map of genes informative for diagnosis that have been used for Leishmania genotyping. Furthermore, we propose a classification method based on the suitability of well-studied molecular markers for typing the 21 known Leishmania species pathogenic to humans. This can be applied to newly discovered species and to hybrid strains originating from inter-species crosses. Developing more effective and sensitive diagnostic methods and biomarkers is vital for enhancing Leishmania infection control programs.
- MeSH
- antiprotozoální látky farmakologie MeSH
- druhová specificita MeSH
- fylogeneze * MeSH
- fylogeografie MeSH
- genotyp MeSH
- hmyz - vektory parazitologie MeSH
- Leishmania klasifikace účinky léků genetika izolace a purifikace MeSH
- leishmanióza klasifikace farmakoterapie epidemiologie přenos MeSH
- lidé MeSH
- molekulární typizace přístrojové vybavení metody MeSH
- protozoální DNA genetika MeSH
- protozoální proteiny genetika MeSH
- Psychodidae parazitologie MeSH
- senzitivita a specificita MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- přehledy MeSH
Minim typing is derived from the multi-locus sequence typing (MLST). It targets the same genes, but sequencing is replaced by high resolution melt analysis. Typing can be performed by analysing six loci (6MelT), four loci (4MelT) or using data from four loci plus sequencing the tonB gene (HybridMelT). The aim of this study was to evaluate Minim typing to discriminate extended-spectrum beta-lactamase producing Klebsiella pneumoniae (ESBL-KLPN) isolates at our hospital. In total, 380 isolates were analyzed. The obtained alleles were assigned according to both the 6MelT and 4MelT typing scheme. In 97 isolates, the tonB gene was sequenced to enable HybridMelT typing. We found that the presented method is suitable to quickly monitor isolates of ESBL-KLPN; results are obtained in less than 2 hours and at a lower cost than MLST. We identified a local ESBL-KLPN outbreak and a comparison of colonizing and invasive isolates revealed a long term colonization of patients with the same strain.
- MeSH
- beta-laktamasy sekrece MeSH
- časové faktory MeSH
- centra terciární péče MeSH
- infekce bakteriemi rodu Klebsiella mikrobiologie MeSH
- Klebsiella pneumoniae klasifikace enzymologie izolace a purifikace MeSH
- lidé MeSH
- molekulární typizace metody MeSH
- polymerázová řetězová reakce MeSH
- přenašečství mikrobiologie MeSH
- sekvenční analýza DNA MeSH
- tranzitní teplota MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
