MLST
Dotaz
Zobrazit nápovědu
Cíl práce: Zjištění klonálních charakteristik souboru kmenů Streptococcus pneumoniae (S. pneumoniae) působících invazivní pneu-mokokové onemocnění (IPO) v České republice (ČR) v roce 2017. Porovnání klonálního členění kmenů probíhalo v Národní referenční laboratoři pro streptokokové nákazy (NRL) použitím rutinně využívané metody multilokusové sekvenační typizace (Multilocus Sequence Typing, MLST) a nově zavedené metody multilokusové analýzy tandemových repetic (Multiple-Locus Variable number tandem repeat Analysis, MLVA). Materiál a metodika: Studován byl soubor 87 kmenů S. pneumoniae, vybraný z izolátů doručených v rámci programu surveillance IPO v roce 2017 do NRL z celé ČR. Výběr byl veden přes sérotypy S. pneumoniae tak, aby soubor zahrnoval izoláty sérotypů zastoupených v pneumokokové konjugované 13valentní vakcíně (sérotypy 1, 4, 9V) a izoláty sérotypů nevakcinačních, vyskytujících se však v ČR ve značném zastoupení (sérotypy 8, 9N, 22F). Pro studium byla použita metoda MLST, která je světově rozšířeným standardem klonální charakterizace pneumokokových izolátů a využívá sekvenování souboru genových oblastí a metoda MLVA, která charakterizuje izoláty podle počtu tandemově repetitivních úseků v intergenových oblastech. Výsledky: MLST analýza ukázala a potvrdila vysokou míru klonální homogenity izolátů S. pneumoniae sérotypů 1, 9N, 9V, 22F a značnou genetickou proměnlivost izolátů sérotypů 4 a 8. Mezi klonálním členěním, poskytnutým oběma metodami, byla rámcová korelace. V porovnání s metodou MLST poskytovala metoda MLVA detailnější klonální odlišení. U izolátů s nově zjištěnými MLVA profily je žádoucí přiřazení nového MLVA typu (MT). Tato webová podpora MLVA schématu S. pneumonie však ustupuje do pozadí a neposkytuje aktuálně všechny služby oproti webové podpoře pro MLST charakterizaci. Závěry: Metoda MLST je a nadále zůstává u izolátů S. pneumoniae standardem při klonální charakterizaci původců IPO při provádění surveillance na úrovni místní i mezinárodní. MLST charakteristiky izolátů jsou využity při sledování klonální proměnlivosti národními i nadnárodními orgány ochrany veřejného zdraví. Metoda MLVA rutinně používána není, lze ji však použít jako doplňkovou pro zrychlené zjištění klonální příbuznosti izolátů ze situací lokálního charakteru, například ohniskových výskytů infekce. Zde může snáze zachytit vznik a šíření virulentní klonální varianty.
Aim: To determine clonal characteristics of Streptococcus pneumoniae (S. pneumoniae) strains causing invasive pneumococcal disease (IPD) in the Czech Republic (CR) in 2017. Clonal assignment of strains was performed in the National Reference Laboratory for Streptococcal Infections (NRL) by the routinely used method, multilocus sequence typing (MLST), and a newly introduced method, multiple-locus variable number tandem repeat analysis (MLVA). Material and method: The study strains were 87 isolates of S. pneumoniae selected from those referred to the NRL within the IPD surveillance programme from all over the CR in 2017. The study set covers S. pneumoniae isolates of both pneumococcal 13-valent conjugate vaccine serotypes (1, 4, and 9V) and non-vaccine serotypes (8, 9N, and 22F) widely spread in the CR. The study methods were MLST, the standard method used worldwide for the characterisation of pneumococcal isolates based on sequencing of a set of gene regions, and MLVA, which allows to characterise isolates based on the number of tandem repeats in intergenic regions. Results: MLST revealed and confirmed a high level of clonal homogeneity of S. pneumoniae isolates of serotypes 1, 9N, 9V, and 22F and a considerable genetic variability of serotype 4 and 8 isolates. There was a general correlation between the MLST and MLVA clonal complex assignments. In comparison with MLST, MLVA has superior clonal discriminatory power. Isolates with the newly determined MLVA profiles should be assigned to new MLVA types (MT). Nevertheless, the new web support of the MLVA scheme for S. pneumoniae is less relevant as it does not provide services comparable to those available from the web support for MLST characterisation. Conclusions: MLST continues to be the standard method for clonal characterisation of S. pneumoniae isolates from IPD for the purposes of both national and international surveillance. MLST characteristics of isolates are helpful in the study of clonal variability conducted by both national and transnational public health protection authorities. MLVA is not routinely used but can serve as a complementary method for rapid identification of clonal relatedness between isolates, e.g. those from local outbreaks. It is more suitable for the detection of emergence and spread of a virulent clonal variant.
Od prosince 2022 došlo dle dat Národní referenční laboratoře pro streptokokové nákazy (NRL/STR) k nárůstu počtu případů invazivního onemocnění vyvolaného Streptococcus pyogenes (iGAS). Trend pokračoval i v roce 2023, kdy bylo zaznamenáváno zvýšené množství případů především během jarních měsíců s poklesem výskytu v letních měsících. Zvýšený výskyt iGAS v tomto období byl hlášen i z jiných států Evropy a z USA. Invazivní onemocnění vyvolaná S. pyogenes jsou povinně hlášena do Informačního systému infekčních nemocí (ISIN), není však zaveden surveillance program iGAS a posílání izolátů S. pyogenes do NRL/STR je založeno na dobrovolnosti a spolupráci NRL/STR a terénních laboratoří. V NRL/STR byla u všech doručených izolátů S. pyogenes prováděna emm typizace, u vybraných izolátů byla testována citlivost k antibiotikům, dále byla provedena multilokusová sekvenační typizace a celogenomová sekvenace.
Since December 2022, there had been an increase in the number of cases of invasive disease caused by Streptococcus pyogenes (iGAS), according to data from the National Reference Laboratory for Streptococcal Infections (NRL/STR). The trend continued in 2023, with an increased number of cases primarily during the spring months with a decrease in incidence during the summer months. Increased incidence of iGAS during this period was also reported from other European countries and the USA. Invasive diseases caused by S. pyogenes must be reported to the Infectious Disease Information System (ISIN), but there is no surveillance programme for iGAS and S. pyogenes isolates are thus sent to NRL/STR based on voluntary and collaborative efforts between NRL/STR and field laboratories. At the NRL/STR, all S. pyogenes isolates received were emm typed, selected isolates were tested for antibiotic susceptibility, and multilocus sequence typing and whole genome sequencing were performed.
V článku jsou prezentovány první výsledky charakterizace 77 českých novorozeneckých kmenů Streptococcus agalactiae metodou multilokusové sekvenační typizace. Cílem této studie bylo ověřit, zda české izoláty patří k potenciálně invazivnímu klonálnímu komplexu CC17, a dále analyzovat vztahy mezi sérotypy a sekvenčními typy (ST). Dvanáct zjištených ST bylo přiřazeno k 5 klonálním komplexům. U většiny sérotypů našeho souboru byla zjištěna variabilita sekvenčních typů. Potenciálně invazivní ST17 byl jediným sekvenčním typem striktně vázaným na sérotyp III. ST17, ST23 a ST19 dohromady tvořily 83 % invazivních kmenů. „Hyperinvazivní“ ST17 byl zachycen u 85 % (6 ze 7) izolátů z mozkomíšního moku, ale pouze u 32 % (7 z 22) kmenů S. agalactiae izolovaných z hemokultur.
The first multilocus sequence typing results of Czech neonatal Streptococcus agalactiae isolates are presented in this paper. The aims of the study were to prove if the Czech isolates belong to potential invasive clonal complex CC17 and to further analyse serotype – sequence type relationships. Twelve sequence types detected among 77 isolates were assigned to 5 clonal complexes. Sequence type variability was found for most of our collection serotypes. As many as 83 % of the invasive isolates were covered by as few as 3 sequence types: S17, ST23 and ST19. ST17 was the only sequence type strictly tied to serotype III. “Hyperinvasive” ST17 was identified in 85 % of the cerebrospinal fluid isolates (6 out of 7), but in 32 % of the blood isolates only.
Routinely used typing methods including MLST, rep-PCR and whole genome sequencing (WGS) are time-consuming, costly, and often low throughput. Here, we describe a novel mini-MLST scheme for Eschericha coli as an alternative method for rapid genotyping. Using the proposed mini-MLST scheme, 10,946 existing STs were converted into 1,038 Melting Types (MelTs). To validate the new mini-MLST scheme, in silico analysis was performed on 73,704 strains retrieved from EnteroBase resulting in discriminatory power D = 0.9465 (CI 95% 0.9726-0.9736) for mini-MLST and D = 0.9731 (CI 95% 0.9726-0.9736) for MLST. Moreover, validation on clinical isolates was conducted with a significant concordance between MLST, rep-PCR and WGS. To conclude, the great portability, efficient processing, cost-effectiveness, and high throughput of mini-MLST represents immense benefits, even when accompanied with a slightly lower discriminatory power than other typing methods. This study proved mini-MLST is an ideal method to screen and subgroup large sets of isolates and/or quick strain typing during outbreaks. In addition, our results clearly showed its suitability for prospective surveillance monitoring of emergent and high-risk E. coli clones'.
- MeSH
- bakteriální geny * MeSH
- denaturace nukleových kyselin MeSH
- DNA bakterií chemie genetika MeSH
- DNA primery MeSH
- epidemický výskyt choroby MeSH
- Escherichia coli klasifikace genetika izolace a purifikace MeSH
- genom bakteriální MeSH
- genotypizační techniky * MeSH
- infekce vyvolané Escherichia coli mikrobiologie MeSH
- jednonukleotidový polymorfismus * MeSH
- multilokusová sekvenční typizace metody MeSH
- počítačová simulace MeSH
- polymerázová řetězová reakce metody MeSH
- repetitivní sekvence nukleových kyselin MeSH
- sekvenování celého genomu MeSH
- surveillance populace MeSH
- techniky typizace bakterií * MeSH
- zastoupení bazí MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
- Geografické názvy
- Česká republika MeSH
Non-fermentative Gram-negative bacilli are now one of the most important causes of severe infections in Polish hospitals. Acinetobacter species are serious concern because of the high prevalence of multi-drug resistance among strains. Resistance profiles for 53 Gram-negative non-fermentative blood isolates were done. MLST was carried out using 44 strains representing the most commonly isolated species: A. baumannii, P. aeruginosa, and S. maltophilia. MLST revealed that all 22 A. baumannii belonged to sequence type (ST) 2. The P. aeruginosa isolates belonged to 10 different STs. Four S. maltophilia isolates matched STs present in the database (ST4, ST15, ST116, ST142), seven isolates showing novel sequence types. Among P. aeruginosa and S. maltophilia PFGE confirmed the genetical variety of strains.
- MeSH
- antibakteriální látky farmakologie MeSH
- bakteriemie mikrobiologie MeSH
- fylogeneze MeSH
- gramnegativní bakterie klasifikace účinky léků genetika izolace a purifikace MeSH
- infekce spojené se zdravotní péčí krev mikrobiologie MeSH
- lidé středního věku MeSH
- lidé MeSH
- mikrobiální testy citlivosti MeSH
- multilokusová sekvenční typizace MeSH
- senioři MeSH
- Check Tag
- lidé středního věku MeSH
- lidé MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- senioři MeSH
- ženské pohlaví MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- Geografické názvy
- Polsko MeSH
Studying bacterial population diversity is important to understand healthcare associated infections' epidemiology and has a significant impact on dealing with multidrug resistant bacterial outbreaks. We characterised the extended-spectrum beta-lactamase producing K. pneumoniae (ESBLp KPN) population in our hospital using mini-MLST. Then we used whole genome sequencing (WGS) to compare selected isolates belonging to the most prevalent melting types (MelTs) and the colonization/infection pair isolates collected from one patient to study the ESBLp KPN population's genetic diversity. A total of 922 ESBLp KPN isolates collected between 7/2016 and 5/2018 were divided into 38 MelTs using mini-MLST with only 6 MelTs forming 82.8% of all isolates. For WGS, 14 isolates from the most prominent MelTs collected in the monitored period and 10 isolates belonging to the same MelTs collected in our hospital in 2014 were randomly selected. Resistome, virulome and ST were MelT specific and stable over time. A maximum of 23 SNV per core genome and 58 SNV per core and accessory genome were found. To determine the SNV relatedness cut-off values, 22 isolates representing colonization/infection pair samples obtained from 11 different patients were analysed by WGS with a maximum of 22 SNV in the core genome and 40 SNV in the core and accessory genome within pairs. The mini-MLST showed its potential for real-time epidemiology in clinical practice. However, for outbreak evaluation in a low diversity bacterial population, mini-MLST should be combined with more sensitive methods like WGS. Our findings showed there were only minimal differences within the core and accessory genome in the low diversity hospital population and gene based SNV analysis does not have enough discriminatory power to differentiate isolate relatedness. Thus, intergenic regions and mobile elements should be incorporated into the analysis scheme to increase discriminatory power.
- MeSH
- bakteriální proteiny genetika MeSH
- beta-laktamasy genetika metabolismus MeSH
- dítě MeSH
- DNA bakterií genetika MeSH
- dospělí MeSH
- infekce bakteriemi rodu Klebsiella enzymologie epidemiologie genetika mikrobiologie MeSH
- infekce spojené se zdravotní péčí enzymologie epidemiologie genetika mikrobiologie MeSH
- Klebsiella pneumoniae enzymologie genetika izolace a purifikace MeSH
- kojenec MeSH
- lidé středního věku MeSH
- lidé MeSH
- mladiství MeSH
- mnohočetná bakteriální léková rezistence * MeSH
- multilokusová sekvenční typizace * MeSH
- novorozenec MeSH
- předškolní dítě MeSH
- sekvenování celého genomu * MeSH
- senioři nad 80 let MeSH
- senioři MeSH
- Check Tag
- dítě MeSH
- dospělí MeSH
- kojenec MeSH
- lidé středního věku MeSH
- lidé MeSH
- mladiství MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- novorozenec MeSH
- předškolní dítě MeSH
- senioři nad 80 let MeSH
- senioři MeSH
- ženské pohlaví MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
Treponema pallidum subsp. pallidum is the causative agent of syphilis, a sexually transmitted disease with worldwide prevalence. Several different molecular typing schemes are currently available for this pathogen. To enable population biology studies of the syphilis agent and for epidemiological surveillance at the global scale, a harmonized typing tool needs to be introduced. Recently, we published a new multi-locus sequence typing (MLST) with the potential to significantly enhance the epidemiological data in several aspects (e.g., distinguishing genetically different clades of syphilis, subtyping inside these clades, and finally, distinguishing different subspecies of non-cultivable pathogenic treponemes). In this short report, we introduce the PubMLST database for treponemal DNA data storage and for assignments of allelic profiles and sequencing types. Moreover, we have summarized epidemiological data of all treponemal strains (n = 358) with available DNA sequences in typing loci and found several association between genetic groups and characteristics of patients. This study proposes the establishment of a single MLST of T. p. pallidum and encourages researchers and public health communities to use this PubMLST database as a universal tool for molecular typing studies of the syphilis pathogen.
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
Syphilis is a multistage sexually transmitted disease caused by Treponema pallidum ssp. pallidum. In the Czech Republic, there are around 700-800 new syphilis cases annually, continuously increasing since 2012. This study analyzed a total of 1228 samples from 2004 to 2022. Of the PCR-positive typeable samples (n = 415), 68.7% were fully-typed (FT), and 31.3% were partially-typed. Most of the identified isolates belonged to the SS14-clade and only 6.3% were the Nichols-like cluster. While in the beginning of sample collection isolates have been macrolide-susceptible, recent isolates are completely resistant to macrolides. Among the FT samples, 34 different allelic profiles (APs) were found. Most of the profiles (n = 27) appeared just once in the Czech population, while seven profiles were detected more than twice. The most frequent APs belonged to two separate groups of SS14-like isolates, including group of 1.3.1 (ST 1) and 1.26.1 (ST 25) profiles, and the second group containing 1.1.8 (ST 3), 1.1.1 (ST 2), and 1.1.3 (ST 11) (representing 57.5%, and 25.3% of all detected APs, respectively). Both groups consistently differed in 6 nucleotide positions in five genes (TP0150, TP0324, TP0515, TP0548, and TP0691) coding amino-acid replacements suggesting that one or more of these differences could be involved in the higher success of the first group.
- MeSH
- alely * MeSH
- dospělí MeSH
- genotyp MeSH
- lidé středního věku MeSH
- lidé MeSH
- makrolidy farmakologie MeSH
- multilokusová sekvenční typizace * MeSH
- syfilis * mikrobiologie epidemiologie genetika MeSH
- Treponema pallidum * genetika izolace a purifikace MeSH
- Check Tag
- dospělí MeSH
- lidé středního věku MeSH
- lidé MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- ženské pohlaví MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- Geografické názvy
- Česká republika MeSH