Streptococcus pneumoniae (pneumokok) je grampozitivní kok vyvolávající jak neinvazivní, tak invazivní infekční onemocnění. Onemocnění vyvolaná pneumokokem mohou být preventabilní očkováním. Invazivní pneumokoková onemocnění (IPO) musí splňovat mezinárodní definici případu, jsou hlášena na národní i mezinárodní úrovni a v řadě zemí, včetně České republiky, jsou sledována v programu surveillance. Důležitou součástí surveillance IPO je sledování vyskytujících se sérotypů, hodnocení četnosti jednotlivých sérotypů v čase a v relaci k probíhajícím vakcinačním programům. Ve světe i v České republice je u pneumokoků stále častěji prováděna metoda celogenomové sekvenace (whole genome sequencing, WGS), která umožňuje určování sérotypu pneumokoků ze sekvenačních dat, dále přesnou analýzu jejich genetických vztahů a studium genů obsažených v jejich genomu. Celogenomová sekvenace umožňuje získávat spolehlivá a mezinárodně srovnatelná sekvenační data, která lze snadno sdílet. Sekvenační data jsou analyzována pomocí bioinformatických nástrojů, které vyžadují znalosti z oblasti přírodních věd s důrazem na genetiku a znalosti z oblasti bioinformatiky. V publikaci jsou představeny některé možnosti analýzy pneumokoka, kterými jsou sérotypizace, multilokusová sekvenační typizace (MLST), ribozomální MLST (rMLST), core genome MLST (cgMLST), whole genome MLST (wgMLST), single nucleotide polymorphism (SNP) analýza, určení Global Pneumococcal Sequence Cluster (GPSC), stanovení genů virulence a genů antibiotické rezistence. U metody WGS je prezentována strategie její aplikace v Evropě a realizace v praxi. Analýza pneumokoků metodou WGS představuje zlepšení v provádění surveillance IPO, kdy je sérotyp určován molekulárně geneticky, jsou prováděny další podrobnější typizace, získaná data lze snadno mezinárodně porovnávat a lze lépe hodnotit účinnost vakcinačních programů.

Streptococcus pneumoniae (pneumococcus) is a Gram-positive coccus causing both non-invasive and invasive infectious diseases. Pneumococcal diseases are vaccine preventable. Invasive pneumococcal diseases (IPD) meeting the international case definition are reported nationally and internationally and are subject to surveillance programmes in many countries, including the Czech Republic. An important part of IPD surveillance is the monitoring of causative serotypes and their frequency over time and in relation to ongoing vaccination programmes. In the world and in the Czech Republic, whole genome sequencing (WGS) is increasingly used for pneumococci, which allows for serotyping from sequencing data, precise analysis of their genetic relationships, and the study of genes present in their genome. Whole-genome sequencing enables the generation of reliable and internationally comparable data that can be easily shared. Sequencing data are analysed using bioinformatics tools that require knowledge in the field of natural sciences with an emphasis on genetics and expertise in bioinformatics. This publication presents some options for pneumococcal analysis, i.e., serotyping, multilocus sequence typing (MLST), ribosomal MLST (rMLST), core genome MLST (cgMLST), whole genome MLST (wgMLST), single nucleotide polymorphism (SNP) analysis, assignment to Global Pneumococcal Sequence Cluster (GPSC), and identification of virulence genes and antibiotic resistance genes. The WGS strategies and applications for Europe and WGS implementation in practice are presented. WGS analysis of pneumococci allows for improved IPD surveillance, thanks to molecular serotyping, more detailed typing, generation of internationally comparable data, and improved evaluation of the effectiveness of vaccination programmes.

• MeSH
• molekulární biologie metody   MeSH
• multilokusová sekvenční typizace klasifikace   metody   MeSH
• pneumokokové infekce mikrobiologie   MeSH
• sekvenování celého genomu * metody   normy   MeSH
• séroskupina MeSH
• sérotypizace klasifikace   metody   MeSH
• Streptococcus pneumoniae * genetika   izolace a purifikace   MeSH
• techniky typizace bakterií klasifikace   MeSH
• Publikační typ
• práce podpořená grantem MeSH
• přehledy MeSH

Cíl práce: Ověření možnosti využití metody sekvenace celého genomu (WGS) v molekulární surveillance invazivního meningokokového onemocnění v České republice. Určení úspěšnosti nové metody při stanovování genových a proteinových variant a její porovnání s klasickými sekvenačními metodami. Materiál a metodiky: Pro celogenomovou sekvenaci byl vybrán soubor dvaceti izolátů N. meningitidis z invazivních meningokokových onemocnění, která byla zachycena v České republice v roce 2015. WGS proběhla na platformě Illumina MiSeq. Celogenomová data byla upravena pomocí softwaru Velvet de novo Assembler a výsledné genomové kontigy byly poslány do Neisseria PubMLST webové databáze obsahující alelové a genomické údaje kmenů rodu Neisseria. Analýza a vzájemné porovnání genomů proběhlo s využitím BIGSdb Genome Comparator, který je součástí databáze PubMLST. Data WGS byla porovnána na několika úrovních rozlišení: MLST (Multi Locus Sequence Typing), rMLST (ribozomální MLST), cgMLST (core genome MLST) a “all loci“ tj. všech definovaných genů pro N. meningitidis v databázi PubMLST k 6. 11. 2017 (3 028 lokusů). Metodou WGS byla provedena detailní charakterizace genů antigenů zařazených do vakcín proti N. meningitidis B. Výsledky: Nová metoda WGS poskytla detailní charakterizaci izolátů N. meningitidis, která zpřesnila předchozí výsledky získané klasickými sekvenačními metodami. Kvalitnější WGS data umožnila identifikaci nových alel a nových sekvenačních typů, které nebyly klasickými sekvenačními metodami rozpoznány. Analýza genetické diverzity potvrdila vyšší příbuznost mezi izoláty, které patří k jednomu klonálnímu komplexu. Nejpřesnější informace o genetické diverzitě izolátů poskytlo srovnání dat WGS na úrovni schémat cgMLST a “all loci“. Byla zjištěna vzdálená příbuznost tří klonálních komplexů (cc32, cc35 a cc269). WGS data také poskytla přesnější informace o pokrytí izolátů novými vakcínami proti N. meningitidis B, ve srovnání s klasickou sekvenací. Závěry: WGS metoda prokázala vyšší diskriminační možnosti a přesnější určení genetických vlastností N. meningitidis. Zařazení metody WGS do rutinní molekulární surveillance invazivního meningokokového onemocnění v České republice je žádoucí.

Aim: To test the potential of whole genome sequencing (WGS) for molecular surveillance of invasive meningococcal disease in the Czech Republic. To check the success of the new method in the identification of gene and protein variants and to compare the outcomes between WGS and conventional sequencing methods. Material and methods: WGS was carried out in a set of 20 N. meningitidis isolates from invasive meningococcal disease cases in the Czech Republic in 2015. WGS was performed using the Illumina MiSeq platform. The WGS data were processed by the Velvet de novo Assembler software, and the resultant genome contigs were submitted to the Neisseria PubMLST web database containing allelic and genomic data on strains of the genus Neisseria. The genomes were analysed and compared using the BIGSdb Genome Comparator, which is part of the PubMLST database. WGS data were compared at several levels of resolution: MLST (Multi Locus Sequence Typing), rMLST (ribosomal MLST), cgMLST (core genome MLST), and “all loci“ i.e. all genes of N. meningitidis defined in the PubMLST database by 6 November 2017 (3028 loci). The WGS method was used to characterise in detail the genes of antigens involved in vaccines against N. meningitidis B. Results: The new WGS method provided detailed characteristics of N. meningitidis isolates, which improved the results obtained previously by conventional sequencing methods. High quality WGS data made it possible to identify novel alleles and novel sequence types that could not be recognized by conventional sequencing methods. The analysis of genetic diversity confirmed closer relatedness between isolates belonging to the same clonal complex. The most accurate information on genetic diversity of isolates was obtained by the comparison of WGS data at the cgMLST and “all loci“ levels. Distant relatedness of three clonal complexes (cc32, cc35, and cc269) was found. WGS data also provided more accurate information on the coverage of isolates by MenB vaccines in comparison with conventional sequencing data. Conclusions: The WGS method showed a higher discrimination potential and allowed a more accurate determination of genetic characteristics of N. meningitidis. The integration of the WGS method in routine molecular surveillance of invasive meningococcal disease in the Czech Republic is desirable.

• MeSH
• antigeny bakteriální genetika   imunologie   MeSH
• epidemiologické monitorování MeSH
• lidé MeSH
• meningokokové infekce * epidemiologie   genetika   imunologie   MeSH
• meningokokové vakcíny klasifikace   terapeutické užití   MeSH
• Neisseria meningitidis genetika   imunologie   izolace a purifikace   MeSH
• sekvenování celého genomu * MeSH
• zobrazování dat MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH
• Publikační typ
• práce podpořená grantem MeSH
• Geografické názvy
• Česká republika MeSH

Cíl: Prezentace prvních výsledků analýzy souboru izolátů Neisseria meningitidis z invazivního meningokokového onemocnění a izolátů spjatých s nimi klinicky a/nebo epidemiologicky z období 2010–2019. Ke studiu byla použita metoda sekvenace celého genomu (WGS). Materiál a metody: Studovaný soubor tvořilo celkem 59 izolátů N. meningitidis z období 2010–2019. Séroskupiny byly určeny klasickými sérologickými metodami a ověřeny metodou RT-PCR. Metodou WGS byla provedena detailní molekulární charakterizace, která kromě genů základní molekulární charakterizace zahrnuje i analýzu ribozomálních a kapsulárních genů, genu antibiotické rezistence penA a genu porA, který kóduje protein zevní buněčné membrány. Výsledky: Studium izolátů N. meningitidis metodou WGS poskytlo detailní molekulární charakterizaci. U velké části studovaných genů byly zjištěny nové, mutované alelové varianty, které byly registrovány v databázi PubMLST a následně anotovány kurátorem. U všech 59 studovaných izolátů byl určen BAST typ, což je kombinace alelových variant genů antigenů vakcín proti onemocněním vyvolaným N. meningitidis B (MenB vakcín). Celkem bylo zjištěno 32 různých BAST typů, z toho 10 izolátů obsahovalo buď neznámou kombinaci BAST lokusů, nebo neslo novou alelovou variantu v některém z nich. Dále byl u studovaných izolátů určen index MenDeVAR, který poskytuje informace o funkčním účinku MenB vakcín na daný izolát. Závěry: Získané výsledky prohlubují znalosti o přenosu invazivních a neinvazivních kmenů N. meningitidis v populaci. Metodou WGS byla získána detailní data o pokrytí těchto kmenů novými MenB vakcínami.

Aim: Presentation of the first results of the analysis of Neisseria meningitidis isolates from invasive meningococcal disease and from clinically and/or epidemiologically linked cases from 2010–2019. Whole genome sequencing (WGS) was used for the study. Material and methods: The study set included 59 isolates of N. meningitidis from 2010–2019. Serogrouping was done by conventional serological methods and confirmed by RT-PCR. WGS was used for detailed molecular characterization, covering not only basic genes but also ribosomal and capsular genes, antibiotic resistance gene penA, and outer membrane protein gene porA. Results: WGS analysis of N. meningitidis isolates resulted in a detailed molecular characterization. In a large part of the genes analysed, new mutated allelic variants were found. They were submitted to the PubMLST database and subsequently annotated by the curator. All 59 study isolates were assigned to BAST types, characterized by a unique combination of allelic variants of N. meningitidis B vaccine (MenB vaccine) antigen genes. Overall, 32 different BAST types were identified, and 10 isolates either carried an unknown combination of BAST loci or a new allelic variant in some of the BAST loci. Furthermore, the MenDeVAR index, which provides information on the functional effect of MenB vaccines on a given isolate, was determined. Conclusions: The results obtained add to the body of knowledge of the transmission of invasive and non-invasive strains of N. meningitidis in the population. The WGS analysis provided detailed data on the coverage of these strains by new MenB vaccines.

• MeSH
• lidé MeSH
• meningokokové infekce * epidemiologie   MeSH
• Neisseria meningitidis genetika   MeSH
• sekvenování celého genomu MeSH
• séroskupina MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH
• Geografické názvy
• Česká republika MeSH

Cíl práce: Za účelem zkvalitnění surveillance invazivního pneumokokového onemocnění (IPO) zavedla Národní referenční laboratoř (NRL) pro streptokokové nákazy metodu celogenomové sekvenace (WGS) Streptococcus pneumoniae. Tato publikace prezentuje první výsledky WGS izolátů S. pneumoniae v České republice. Materiál a metodika: Pro WGS bylo vybráno 35 izolátů S. pneumoniae z IPO z let 2017–2019. Jednalo se o sérotypy 4, 8, 9V, 19A a 22F, které byly určeny pomocí Quellung reakce v kombinaci s metodou end-point multiplexPCR (mPCR). K detailnější charakterizaci, určení sekvenačních typů, se rutinně v NRL používá multilokusová sekvenační typizace (MLST). U vybraných izolátů následovala WGS na platformě Illumina MiSeq. Získané sekvence byly upraveny softwarem Velvet de novo Assembler. Sestavené genomy byly vloženy do PubMLST databáze, využívající platformu BIGSdb, a následně automaticky skenovány a molekulárně charakterizovány. Dále proběhlo vzájemné porovnání izolátů na třech úrovních rozlišení: podle sedmi MLST genů, na podkladě 53 ribozomálních genů (rMLST) a porovnáním 1420 genů (“all loci“). Schéma “all loci“ zahrnuje MLST geny, ribozomální geny a geny core genom MLST (cgMLST). Jedná se o aktuálně všechny definované geny S. pneumoniae v PubMLST databázi. “Distance matrix“, založené na počtu a variabilitě alel všech analyzovaných lokusů, byly vygenerovány automaticky programem Genome Comparator. Fylogenetické sítě byly vytvořeny a editovány v programu SplitsTree4, který využívá algoritmus NeighborNet. Konečná grafická úprava proběhla programem Inkscape. Výsledky: Při celkovém pohledu na fylogenetické sítě lze říci, že genetické linie uvnitř jednotlivých sérotypů (4, 8, 9V, 19A a 22F) jsou u S. pneumoniae vysoce nepříbuzné, a to v míře stejné, jako by se jednalo o izoláty rozdílných sérotypů. Izoláty S. pneumonie stejného sérotypu, ač shodných nebo rozdílných sekvenačních typů, můžeme dle výsledků popsat jako nehomogenní skupinu o určitém počtu nepříbuzných genetických klastrů, které společně sdílí geny, jež jsou zodpovědné za jejich zařazení ke konkrétnímu sérotypu. WGS demonstruje svou detailnost i tím, že umožnila rozdělit izoláty totožného sérotypu i sekvenačního typu do odlišných genetických klastrů. Závěr: Metoda WGS přinesla doposud nejdetailnější charakterizaci izolátů S. pneumoniae z využívaných metod v České republice. Je velice žádoucí její zařazení do molekulární surveillance IPO v České republice, stejně jak probíhá již v některých jiných státech v Evropě i ve světě.

Aim: In order to improve the surveillance of invasive pneumococcal disease (IPD), the National Reference Laboratory (NRL) for Streptococcal Infections implemented whole genome sequencing (WGS) of Streptococcus pneumoniae. This article reports the first WGS data on S. pneumoniae isolates in the Czech Republic. Material and Methods: Thirty-five isolates of S. pneumoniae from IPD recovered in 2017–2019 were selected for WGS. These were serotypes 4, 8, 9V, 19A, and 22F, which were determined by the Quellung reaction in combination with endpoint multiplex PCR (mPCR). Multilocus sequence typing (MLST) is routinely used for more detailed analysis termed sequence typing. The selected isolates were analysed by WGS on the Illumina MiSeq platform. The sequences obtained were processed using the Velvet de novo Assembler software. The assembled genomes were uploaded into the PubMLST database, using the BIGSdb platform, and then scanned automatically and molecularly characterized. The isolates were compared at three resolution levels: seven MLST genes, 53 ribosomal genes (rMLST), and 1420 genes (all loci). The all loci scheme covers MLST genes, ribosomal genes, and core genome MLST genes (cgMLST). These are all currently defined genes of S. pneumoniae available in the PubMLST database. Distance matrices based on the number and variability of all loci analysed were generated automatically using the Genome Comparator tool. Phylogenetic networks were created and edited with the SplitsTree4 package, using the NeighborNet algorithm. The final graphics were edited with the Inkscape software. Results: Based on an overall view of the phylogenetic networks, it can be concluded that the genetic lines within each of S. pneumoniae serotypes 4, 8, 9V, 19A, and 22F are highly unrelated, to the same extent as if the isolates were of different serotypes. S. pneumoniae isolates of the same serotype, whether or not of the same sequence type, can be described, based on the results, as a non-homogeneous group with a number of unrelated genetic clusters that share genes assigning them to a specific serotype. WGS has also shown its discriminatory power, allowing the assignment of isolates of the same serotype and sequence type to different genetic clusters. Conclusion: Of the methods used so far in the Czech Republic, WGS allows the most detailed characterization of S. pneumoniae isolates. It is highly desirable to integrate it in the molecular surveillance of IPD in the Czech Republic, similarly to other countries in Europe and in the world.

• Klíčová slova
• genomová surveillance, sekvenační typ,
• MeSH
• lidé MeSH
• sekvenování celého genomu * MeSH
• sérotypizace MeSH
• Streptococcus pneumoniae * MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH
• Publikační typ
• práce podpořená grantem MeSH
• Geografické názvy
• Česká republika MeSH

Zavedení molekulární surveillance u invazivního meningokokového onemocnění je celosvětově doporučeno. Nově se do popředí dostává metoda sekvenace celého genomu (Whole Genome Sequencing, WGS), která poskytuje možnosti další detailní charakterizace Neisseria meningitidis a umožňuje efektivní spojení všech „klasických“ sekvenačních metodik v tuto jednu metodu. Pro studium novou WGS metodou bylo vybráno šest izolátů N. meningitidis z let 2013 a 2015, které již byly charakterizovány klasickým Sangerovým přístupem amplikonové sekvenace. Analýza WGS dat potvrdila správnost této metody při určování epidemiologických markerů. Cílem sdělení je upozornit na možnost implementace WGS do molekulární surveillance invazivního meningokokového onemocnění v České republice. Národní referenční laboratoř pro meningokokové nákazy (NRL/MEN) bude nadále využívat WGS k molekulární charakterizaci vybraných izolátů N. meningitidis a ke zpřesnění molekulární surveillance invazivního meningokokového onemocnění v České republice.

The implementation of the surveillance of invasive meningococcal disease is recommended worldwide. The Whole Genome Sequencing (WGS) method increasingly comes to the fore, which provides the possibilities for further detailed characterization of Neisseria meningitidis and makes it possible to integrate all conventional sequencing approaches into one method. Six N. meningitidis isolates from 2013 and 2015, characterized previously by Sanger amplicon sequencing, were selected to be studied by the novel WGS method. WGS data analysis has confirmed the accuracy of this method in determining epidemiological markers. The aim of this communication is to point out the possibility for the implementation of WGS into molecular surveillance of invasive meningococcal disease in the Czech Republic. The National Reference Laboratory for Meningococcal Infections (NRL/MEN) will continue to use WGS for molecular characterization of selected isolates of N. meningitidis and for the improvement of molecular surveillance of invasive meningococcal disease in the country.

• Klíčová slova
• sekvence celého genomu, molekulární surveillance,
• MeSH
• lidé MeSH
• Neisseria meningitidis * MeSH
• sekvenční analýza * MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH

Cíl: Předkládáme analýzu celogenomových dat izolátů Streptococcus pneumoniae sérotypů 8 a 22F izolovaných v České republice z invazivního pneumokokového onemocnění (IPO) v období 2014–2020. Proti těmto sérotypům působí nové vícevalentní pneumokokové konjugované vakcíny (PCV). Sérotypy 8 a 22F jsou co do četnosti na předních pozicích v působení IPO v České republice v recentním období. České izoláty S. pneumoniae byly porovnány se zahraničními izoláty ze stejného období a stejných sérotypů, které byly dostupné v mezinárodní databázi PubMLST. Materiál a metody: Pro studii byly vybrány izoláty z IPO v České republice z období 2014–2020 sérotypu 8 (22 izolátů) a sérotypu 22F (21 izolátů). Byla zvolena metoda celogenomová sekvenace (WGS), analýzy a vzájemné porovnání genomů proběhlo s využitím mezinárodní databáze PubMLST. Výsledky: Většina studovaných českých izolátů sérotypu 8 patří do dvou hlavních subpopulací. První subpopulace, ve které dominují izoláty ST-53, je součástí vysoce početné skupiny geneticky blízkých evropských i neevropských izolátů, které jsou na fylogenetické síti zřetelně odděleny. Druhá subpopulace českých izolátů sérotypu 8 (s dominancí ST-404) je geneticky variabilnější a na celosvětové fylogenetické síti tvoří samostatnou linii, v níž se nevyskytují žádné jiné evropské izoláty. České izoláty sérotypu 22F představují homogenní populaci s naprostou převahou ST-433, která patří do geneticky blízké evropské populace. Závěr: Analýza WGS dat izolátů z IPO sérotypů 8 a 22F poskytla detailní pohled na vzájemné genetické vztahy českých populací těchto sérotypů. Zároveň také umožnila porovnání českých populací s odpovídajícími populacemi z ostatních evropských i neevropských zemí. Získané výsledky prohlubují znalosti o šíření genetických linií působících IPO v České republice v postvakcinačním období a jsou podkladem ke zhodnocení vhodnosti zavedení nových vícevalentních PCV v České republice.

Aim: An analysis is presented of whole genome data of Streptococcus pneumoniae serotypes 8 and 22F isolated in the Czech Republic from invasive pneumococcal disease (IPD) in 2014–2020. New multivalent pneumococcal conjugate vaccines (PCVs) are effective against these serotypes. Recently, serotypes 8 and 22F have been among the leading causes of IPD in the Czech Republic. S. pneumoniae isolates from the Czech Republic were compared with those of the same serotypes recovered in other countries in the same period and available in the international database PubMLST. Material and methods: Isolates from IPD of serotypes 8 (22 isolates) and 22F (21 isolates) recovered in the Czech Republic in 2014–2020 were subjected to whole genome sequencing (WGS). The genomes were analysed and compared using the international database PubMLST. Results: Most of the studied Czech serotype 8 isolates belong to two main subpopulations. The first subpopulation, dominated by ST-53 isolates, is part of a highly abundant group of genetically close European and non-European isolates that are clearly separated on the phylogenetic network. The second subpopulation of Czech serotype 8 isolates (dominated by ST-404) is more genetically variable and forms a separate lineage on the global phylogenetic network, with no other European isolates. Czech isolates of serotype 22F are a homogeneous population with a clear predominance of ST-433, which belongs to a genetically close European population. Conclusion: The analysis of WGS data of IPD isolates of serotypes 8 and 22F provided a detailed insight into the genetic relationships between the Czech populations of these serotypes. It also allowed comparison of the Czech populations with the matched populations from other European and non-European countries. The obtained results add to the body of knowledge about the spread of genetic lineages causing IPD in the Czech Republic in the post-vaccination period and provide a basis for considering whether the use of the new multivalent PCVs in the Czech Republic would be beneficial.

• MeSH
• genom bakteriální MeSH
• klinická studie jako téma MeSH
• lidé MeSH
• pneumokokové infekce epidemiologie   mikrobiologie   MeSH
• sekvenování celého genomu metody   MeSH
• séroskupina MeSH
• Streptococcus pneumoniae * genetika   izolace a purifikace   klasifikace   MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH
• Geografické názvy
• Česká republika MeSH

Cíl: Cílem studie byla analýza vlivu pandemie covidu-19 na epidemiologickou situaci invazivního meningokokového onemocnění (IMO) a na molekulární charakteristiky izolátů Neisseria meningitidis způsobujících IMO v České republice. Materiál a metody: Studie vycházela z dat surveillance IMO za období 2018–2024 (k 27. 5. 2024) a analyzovány celogenomovou sekvenací (WGS) byly všechny dostupné izoláty N. meningitidis z IMO z těchto let. Pro analýzu vlivu pandemie covidu-19 bylo sledované období rozděleno na tři srovnávané etapy: pre-covidové období (2018–2019), období pandemie covidu-19 (2020–2022) a post-covidové období (2023–2024). Výsledky: V důsledku zavedení epidemiologických opatření proti pandemii covidu-19 došlo v České republice, podobně jako v ostatních zemích, k poklesu počtu infekčních onemocnění přenášených vzdušnou cestou, včetně IMO. Po uvolnění těchto epidemiologických opatření však nedošlo v České republice k opětnému vzestupu počtu IMO, na rozdíl od řady jiných zemí. Charakterizace izolátů z IMO metodou WGS prokázala, že v průběhu covidového a post-covidového období došlo k postupné změně populace meningokoků, které v České republice působí IMO. U izolátů N. meningitidis séroskupin C, W a Y lze sledovat postupný a výrazný pokles celkové heterogenity – z deseti různých klonálních komplexů zachycených v pre-covidovém období na pouhé tři v post-covidových letech (cc11, cc23 a cc103). Zároveň byla zjištěna významná redukce izolátů N. meningitidis C; cc11. U izolátů N. meningitidis B lze naopak pozorovat nárůst celkové heterogenity během období pandemie covidu-19 a její opětovnou redukci na celkově nejnižší hodnoty v post-covidovém období. Závěr: V přetrvávajícím poklesu počtu IMO v České republice má roli i zavedení úhrady očkování MenB vakcínou a konjugovanou vakcínou A, C, W, Y pro malé děti (v květnu 2020) a pro adolescenty (v lednu 2022). K udržení nízkých počtů IMO v České republice je žádoucí pokračovat v očkování MenB vakcínou a konjugovanou vakcínou A, C, W, Y dle doporučení České vakcinologické společnosti ČLS JEP.

Objective: To analyse the impact of the COVID-19 pandemic on the epidemiological situation of invasive meningococcal disease (IMD) and molecular characteristics of Neisseria meningitidis isolates causing IMD in the Czech Republic. Material and Methods: The study was based on IMD surveillance data for 2018–2024 (as of 27 May 2024), and all available N. meningitidis isolates from IMD of these years were subjected to whole genome sequencing (WGS). To analyse the impact of the COVID-19 pandemic, the study period was divided into three parts: the pre-COVID period (2018–2019), the COVID-19 pandemic period (2020–2022), and the post-COVID period (2023–2024). Results: As a result of the implementation of the COVID-19 control measures, similar to other countries, there has been a decline in the incidence of air-borne infections including IMD in the Czech Republic. However, unlike many other countries, there has not been a resurgence of IMD in the Czech Republic following the release of these epidemiological measures. WGS characterisation of IMD isolates showed a gradual change in the population of meningococci causing IMD in the Czech Republic during the COVID-19 and post-COVID periods. For N. meningitidis isolates of serogroups C, W, and Y, a gradual and significant decline in overall heterogeneity can be observed – from ten different clonal complexes detected in the pre-COVID period to only three in the post-COVID years (cc11, cc23, and cc103). At the same time, a significant reduction was observed in N. meningitidis C isolates; cc11. In contrast, an increase in overall heterogeneity can be observed for N. meningitidis B isolates during the COVID-19 pandemic period, followed by its decline again to overall lowest values in the post-COVID period. Conclusion: The fact that MenB vaccine and conjugate vaccine A, C, W, Y started to be covered by health insurance for young children (in May 2020) and adolescents (in January 2022) also appears to play a role in the persistent decline of IMD in the Czech Republic. In order to maintain the low incidence of IMD in the Czech Republic, it is desirable to continue vaccination with MenB vaccine and conjugated vaccine A, C, W, Y in accordance with the recommendations of the Czech Society of Vaccinology of the Czech Medical Association of Jan Evangelista Purkyně.

• MeSH
• COVID-19 epidemiologie   MeSH
• lidé MeSH
• meningokokové infekce epidemiologie   MeSH
• Neisseria meningitidis * genetika   MeSH
• pandemie MeSH
• sekvenční analýza * MeSH
• vakcinace statistika a číselné údaje   MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH
• Publikační typ
• práce podpořená grantem MeSH
• Geografické názvy
• Česká republika MeSH

OBJECTIVES: Rapidly diagnosing drug-resistant TB is crucial for improving treatment and transmission control. WGS is becoming increasingly accessible and has added value to the diagnosis and treatment of TB. The aim of the study was to perform WGS to determine the rate of false-positive results of phenotypic drug susceptibility testing (pDST) and characterize the molecular mechanisms of resistance and transmission of mono- and polyresistant Mycobacterium (M.) tuberculosis. METHODS: WGS was performed on 53 monoresistant and 25 polyresistant M. tuberculosis isolates characterized by pDST. Sequencing data were bioinformatically processed to infer mutations encoding resistance and determine the origin of resistance and phylogenetic relationship between isolates studied. RESULTS: The data showed the variable sensitivity and specificity of WGS in comparison with pDST as the gold standard: isoniazid 92.7% and 92.3%; streptomycin 41.9% and 100.0%; pyrazinamide 15% and 94.8%; and ethambutol 75.0% and 98.6%, respectively. We found novel mutations encoding resistance to streptomycin (in gidB) and pyrazinamide (in kefB). Most isolates belonged to lineage 4 (80.1%) and the overall clustering rate was 11.5%. We observed lineage-specific gene variations encoding resistance to streptomycin and pyrazinamide. CONCLUSIONS: This study highlights the clinical potential of WGS in ruling out false-positive drug resistance following phenotypic or genetic drug testing, and recommend this technology together with the WHO catalogue in designing an optimal individualized treatment regimen and preventing the development of MDR TB. Our results suggest that resistance is primarily developed through spontaneous mutations or selective pressure.

• Publikační typ
• časopisecké články MeSH

BACKGROUND: Whole exome sequencing (WES) and whole genome sequencing (WGS) have become standard methods in human clinical diagnostics as well as in population genomics (POPGEN). Blood-derived genomic DNA (gDNA) is routinely used in the clinical environment. Conversely, many POPGEN studies and commercial tests benefit from easy saliva sampling. Here, we evaluated the quality of variant call sets and the level of genotype concordance of single nucleotide variants (SNVs) and small insertions and deletions (indels) for WES and WGS using paired blood- and saliva-derived gDNA isolates employing genomic reference-based validated protocols. METHODS: The genomic reference standard Coriell NA12878 was repeatedly analyzed using optimized WES and WGS protocols, and data calls were compared with the truth dataset published by the Genome in a Bottle Consortium. gDNA was extracted from the paired blood and saliva samples of 10 participants and processed using the same protocols. A comparison of paired blood-saliva call sets was performed in the context of WGS and WES genomic reference-based technical validation results. RESULTS: The quality pattern of called variants obtained from genomic-reference-based technical replicates correlates with data calls of paired blood-saliva-derived samples in all levels of tested examinations despite a higher rate of non-human contamination found in the saliva samples. The F1 score of 10 blood-to-saliva-derived comparisons ranged between 0.8030-0.9998 for SNVs and between 0.8883-0.9991 for small-indels in the case of the WGS protocol, and between 0.8643-0.999 for SNVs and between 0.7781-1.000 for small-indels in the case of the WES protocol. CONCLUSION: Saliva may be considered an equivalent material to blood for genetic analysis for both WGS and WES under strict protocol conditions. The accuracy of sequencing metrics and variant-detection accuracy is not affected by choosing saliva as the gDNA source instead of blood but much more significantly by the genomic context, variant types, and the sequencing technology used.

• MeSH
• DNA genetika   MeSH
• exom MeSH
• genom lidský MeSH
• genomika MeSH
• lidé MeSH
• metagenomika * MeSH
• sekvenování celého genomu MeSH
• sekvenování exomu MeSH
• sliny * MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH
• Publikační typ
• časopisecké články MeSH

Projekt je zaměřen na studium populací meningokoků metodou sekvenace celého genomu (WGS). Tato nová sekvenační metoda dává možnost nejen přesnějšího odlišení izolátů Neisseria meningitidis ve srovnání s předchozími klasickými sekvenačními metodami, ale umožňuje i studium faktorů virulence tohoto agens. Pro studium metodou WGS budou vybrány izoláty od zdravých nosičů, párové izoláty od pacientů s invazivním meningokokovým onemocněním a jejich zdravých kontaktů a párové izoláty z různého klinického materiálu od pacientů s invazivním meningokokovým onemocněním. Data WGS získaná řešením projektu budou analyzována nejen z hlediska klonality populací N. meningitidis, ale i z hlediska přítomnosti genů virulence a možnosti pokrytí vakcínami proti N. meningitidis B. Výsledky řešení projektu prohloubí znalosti o faktorech virulence meningokoků, o úloze nosičství N. meningitidis v šíření invazivního meningokokového onemocnění, o možnosti redukování nosičství N. meningitidis novými vakcínami proti meningokoku B a budou podkladem doporučení pro aktualizaci vakcinační strategie v České republice.; The project is focused on the study of meningococcal populations by the whole genome sequencing (WGS) method. The WGS method enables a more accurate differentiation between Neisseria meningitidis isolates in comparison with the conventional sequencing methods and allows the study of virulence factors of this agent. WGS will be used to analyse selected isolates from healthy carriers, paired isolates from patients with invasive meningococcal disease (IMD) and their healthy contacts, paired isolates from different clinical specimens of the same IMD patients. WGS data will be analysed from the perspective of clonal characterisation of N. meningitidis populations, for the presence of virulence genes and for the possibility of coverage by meningococcal B vaccines. The results will improve our understanding of the role of the carriage of N. meningitidis and will provide information on the potential of new meningococcal B vaccines for reducing this carriage. The results of the project will be used as the basis for the recommendation for updating the vaccination strategy in the Czech Republic.

• Klíčová slova
• vaccination, Neisseria meningitidis, Neisseria meningitidis, faktory virulence, virulence factors, invazivní meningokokové onemocnění (IMO), nosičství, sekvenace celého genomu (WGS), vakcinace, invasive menigococcal disease (IMD), carriage, whole genome sequencing (WGS),

• NLK Publikační typ
• závěrečné zprávy o řešení grantu AZV MZ ČR