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Subtyping of livestock-associated methicillin-resistant Staphylococcus aureus CC398 isolates by next generation sequencing
Sarah Lepuschitz
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Zentrum für Molekulare Biologie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Molekulare Biologie
Betreuer*in
Werner Ruppitsch
DOI
10.25365/thesis.40341
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29171.16473.233855-7
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Mit dem Beginn des neuen Jahrtausends kam es zum Auftreten eines neuen Methicillin resistenten Staphylococcus aureus (MRSA) Stamm, welcher zum klonalen Komplex 398 gehört (CC398). Dieser führt in Menschen, die Kontakt zu Tieren haben, zu Infektionen (Nutztier-assoziierte (LA) - MRSA). In Österreich wurden im Jahr 2004 die ersten Infektionen durch CC398 beobachtet, als das Nationale Referenzlabor für Staphylokokken (NRLS) in der Österreichischen Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit (AGES) mit der Typisierung von MRSA Isolaten begann.
Von 2004 bis heute beobachtete das NRLS eine stetige Zunahme an Infektionen durch CC398 Isolate von 0.2% im Jahr 2004 auf 7.9% im Jahr 2015.
Alle LA-MRSA Isolate des NRLS gehörten zu CC398 und hatten dazugehörige spa- Typen (t011, t034, t108), wobei t011 der vorherrschende spa-Typ (87.6%) war. Aufgrund der limitierten Differenzierungsmöglichkeit von konventionellen Subtypisierungsmethoden, wie multilocus sequence typing (MLST) und der Sequenzierung der variablen X-Region des Protein A Gens von Staphylocuccus aureus (spa-Typisierung), wurde Next Generation Sequencing (NGS) zur hochauflösenden Typisierung des österreichischen LA-MRSA Bestandes angewendet. Insgesamt wurden 153 LA-MRSA Isolate und 47 zufällig gewählte HA- (Krankenhaus-assoziierte) MRSA Isolate mittels NGS untersucht. Dabei wurde eine Gen-für-Gen Vorgehensweise zum Vergleich der Genome auf der Basis eines vordefinierten Core-Genoms (cgMLST) mit 1861 Genen verwendet. Die Typisierung mit NGS ermöglichte eine Unterscheidung zwischen allen LA-MRSA und HA-MRSA Isolaten. HA-MRSA Isolate unterschieden sich von LA-MRSA Isolaten in mindestens 1717 Allelen. Das Maximum an Allel Unterschieden betrug 1658 Allele zwischen HA- MRSA und 131 zwischen LA-MRSA Isolaten. Allgemein war der genetische Unterschied zwischen unterschiedlichen spa-Typen größer, als zwischen Isolaten des Selben spa-Typs. Damit wurde bestätigt, dass cgMLST sich hervorragend für die hochauflösende Typisierung von LA-MRSA Isolaten desselben spa-Typs eignet.
Abstract
(Englisch)
With the beginning of the new millennium a new methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) clonal complex 398 (CC398) has emerged as a cause of infections in humans with contact to livestock (livestock-associated MRSA, LA-MRSA). In Austria, first infections caused by CC398 isolates were observed in 2004 when the National Reference Laboratory for Staphylococci (NRLS) at the Austrian Agency for Health and Food Safety (AGES) started typing MRSA isolates.
From 2004 till today the NRLS observed a steady increase of infections caused by CC398 isolates from 0.2% in 2004 to 7.9% in 2015.
All LA-MRSA isolates from the NRLS harboured CC398 corresponding spa-types (t011, t034, t108), whereby t011 was the most prevalent spa-type (87.6%). Due to the limited discriminatory power of the subtyping methods multilocus sequence typing (MLST) and sequencing of the variable X-region of staphylococcal protein A gene (spa- typing), next generation sequencing (NGS) was applied for high resolution typing of 153 LA-MRSA isolates and an arbitrary collection of 47 hospital acquired (HA)-MRSA isolates belonging to 12 classical MLSTs for comparison. A gene-by-gene approach was used for comparison of genomes based on a predefined core genome (cgMLST) comprising 1861 genes. NGS based typing allowed a differentiation between all investigated LA-MRSA and HA-MRSA isolates. HA-MRSA isolates differed in at least 1717 alleles from LA-MRSA isolates. The maximal allelic difference was 1658 among HA-MRSA isolates and 131 among LA-MRSA isolates. In general the genetic difference between spa-types was higher than within isolates of a certain spa-type.
In conclusion cgMLST is highly suitable for high resolution typing of LA-MRSA isolates with the same spa-type.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
livestock-associated methicillin-resistant Staphylococcus aureus (LA-MRSA) CC398 subtyping next generation sequencing
Schlagwörter
(Deutsch)
Nutztier-assoziierter Methicillin resistenter Staphylococcus aureus (LA-MRSA) CC398 Subtypisierung Next Generation Sequencing
Autor*innen
Sarah Lepuschitz
Haupttitel (Englisch)
Subtyping of livestock-associated methicillin-resistant Staphylococcus aureus CC398 isolates by next generation sequencing
Paralleltitel (Deutsch)
Subtypisierung von Nutztier-assoziierten Methicillin-resistenten Staphylococcus aureus CC398 Isolaten mittels Next Generation Sequencing
Publikationsjahr
2015
Umfangsangabe
55 Seiten : Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Werner Ruppitsch
AC Nummer
AC13034245
Utheses ID
35722
Studienkennzahl
UA | 066 | 834 | |