MOLEKYLÆR EPIDEMIOLOGI



Like dokumenter
Problembakterier karakterisering og genotyping. André Ingebretsen Avdeling for smittevern og Avdeling for mikrobiologi Oslo universitetssykehus

Hva kan vi bruke WGS til?

Strategimøte nr 14, 2000: STAFYLOKOKKER

Helgenomsekvensering for epidemiologisk overvåking av TB Nasjonalt referanselaboratorium for mykobakterier Avdeling for tuberkulose, blod og seksuell

Oppsummering. Aktiviteter. Resultater. MRSA referanselaboratorium 2007

Oversikt over kap. 11. Kap. 11 Den direkte påvisning av genotype skiller individuelle genomer. Fire klasser av DNA polymorfismer.

5 E Lesson: Solving Monohybrid Punnett Squares with Coding

Laboratoriemedisinsk klinikk Avdeling for medisinsk mikrobiologi ÅRSRAPPORT fra. Nasjonalt referanselaboratorium for Streptococcus agalactiae

Amplifikasjonsteknikker - andre metoder

Meningokokkepidemien Hvor ble det av den?

UNIVERSITY OF OSLO. Make sure that your copy of this examination paperis complete before answering.

Primer og probe design

Genkartlegging. Hva er egentlig et genkart? Genetisk og fysisk kartlegging

EKSAMENSOPPGAVE I BI2014 MOLEKYLÆRBIOLOGI

A New Approach for the Detection of the Seven Most Common α-thalassemia Deletions

Databases 1. Extended Relational Algebra

Resistent lakselus - kvifor er det eit problem og korleis diagnostisere resistens?

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMENSOPPGAVER/ EXAM QUESTIONS: BI3010 Populasjonsgenetikk / Population Genetics

Bruk av genteknologiske analyser ved diagnostikk av luftveisinfeksjoner. Gardermoen Svein Arne Nordbø

Medisinsk statistikk, KLH3004 Dmf, NTNU Styrke- og utvalgsberegning

ÅRSRAPPORT fra. Nasjonalt referanselaboratorium for Streptococcus agalactiae

Laboratoriemedisinsk klinikk Avdeling for medisinsk mikrobiologi ÅRSRAPPORT fra. Nasjonalt referanselaboratorium for Streptococcus agalactiae

SERK1/2 Acts as a Partner of EMS1 to Control Anther Cell Fate Determination in Arabidopsis

Faglig kontaktperson under eksamen: 1.aman. Hans K. Stenøien ( )

Dynamic Programming Longest Common Subsequence. Class 27

FYS3710 Molekylærbiologi

ÅRSRAPPORT fra. Postadresse: St. Olavs Hospital HF, Sentral stab, Fagavdelingen, Postboks 3250, Sluppen, 7006 TRONDHEIM

Examination paper for (BI 2015) (Molekylærbiologi, laboratoriekurs)

ATO program for Renewal of IR, Class or Type-rating

Pasientnær testing av infeksjonssykdommer

Slope-Intercept Formula

Arabidopsis thaliana, vårskrinneblom

Svarrutiner kl

UNIVERSITY OF OSLO DEPARTMENT OF ECONOMICS

Faglige kontaktperson under eksamen: Torbjørn Ekrem, ,

Hvordan standardisere en metode for isolering av plasmid til syntese av diabetes antigener?

ÅRSRAPPORT for fra. Nasjonalt referanselaboratorium for MRSA

UNIVERSITETET I OSLO Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

Genetic characterisation of Flavobacterium psychrophilum isolates from Norway and Chile

Overvåkning av MRSA i Norge Hva gjøres og hva finner vi. Kjersti Wik Larssen Nasjonalt referanselaboratorium for MRSA St.

Sammensatte Forsterkningsskjemaer

Seksualatferd og klamydia blant elever i videregående skole i Finnmark 1

Neural Network. Sensors Sorter

FYS 3710 Biofysikk og Medisinsk Fysikk, DNA, RNA, Translasjon, Transkripsjon Proteinsyntese, Cellesyklus

Eksamensoppgave i PSY3100 Forskningsmetode - Kvantitativ

Oppgave 1a Definer følgende begreper: Nøkkel, supernøkkel og funksjonell avhengighet.

Bruk av DNA-sekvensering i mikrobiologisk diagnostikk. Øyvind Kommedal Haukeland Universitetssykehus

Examination paper for Bi2014 Molecular Biology

Graphs similar to strongly regular graphs

Sammensatte Forsterkningsskjemaer

FLERVALGSOPPGAVER BIOTEKNOLOGI

Vegard Eldholm. Molekylær TB epidemiologi

Dagens tema: Eksempel Klisjéer (mønstre) Tommelfingerregler

Clostridium difficile - diagnostikk og epidemiologi i Norge

Multinasjonalt utbrudd av Salmonella Enteritidisi Europa. Lin Thorstensen Brandal Avd. for smitte fra mat, vann og dyr Nasjonalt folkehelseinstitutt

Exercise 1: Phase Splitter DC Operation

UNIVERSITETET I OSLO Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet BIOKJEMISK INSTITUTT

GeWare: A data warehouse for gene expression analysis

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

EKSAMENSOPPGAVE I BI3010 Populasjonsgenetikk (Population genetics) BOKMÅL SPØRSMÅL 1-7 VEIER LIKT

Passasjerer med psykiske lidelser Hvem kan fly? Grunnprinsipper ved behandling av flyfobi

Unit Relational Algebra 1 1. Relational Algebra 1. Unit 3.3

T h e J o u r n a l o f E x p e r i m e n t a l M e d i c i n e

Polyvalent vaccines for optimal coverage of potential T-cell epitopes in global HIV-1 variants

EKSAMENSOPPGAVE I BI3013 EKSPERIMENTELL CELLE- OG MOLEKYLÆRBIOLOGI

Hva slags AAR-krav i framtida? Begrunnelse for Felt/Lab Performance. COIN fagdag 20. mai 2008 Terje F. Rønning, Norcem AS

Eksamensoppgave i PSY3100 Forskningsmetode - Kvantitativ

Monitoring water sources.

LINEZOLIDRESISTENS HOS GRAM-POSITIVE KOKKER

LEKSJON 4: BIOTEKNOLOGI HVORDAN VI BRUKER NATURENS EGNE MEKANISMER TIL VÅR FORDEL, OG UTFORDRINGENE SOM FØLGER MED

Du må håndtere disse hendelsene ved å implementere funksjonene init(), changeh(), changev() og escape(), som beskrevet nedenfor.

Elektronisk innlevering/electronic solution for submission:

Laboratoriemedisinsk klinikk Avdeling for medisinsk mikrobiologi ÅRSRAPPORT fra. Nasjonalt referanselaboratorium for Streptococcus agalactiae

Nucleic Acid Research Group Study:

ÅRSRAPPORT for 2013 fra

Flått og flåttbårne sykdommer i Norge - med resultater fra lokale studier

NordicAST VRE study 2012 Comparing phenotypic detection methods

Trigonometric Substitution

klassisk angoragenser classic angora sweater

Independent Inspection

ML-208, generell informasjon

0:7 0:2 0:1 0:3 0:5 0:2 0:1 0:4 0:5 P = 0:56 0:28 0:16 0:38 0:39 0:23

Eksamensoppgave i PSY Forskningsdesign

PETROLEUMSPRISRÅDET. NORM PRICE FOR ALVHEIM AND NORNE CRUDE OIL PRODUCED ON THE NORWEGIAN CONTINENTAL SHELF 1st QUARTER 2016

KROPPEN LEDER STRØM. Sett en finger på hvert av kontaktpunktene på modellen. Da får du et lydsignal.

Bokmål. Eksamensoppgaver i genetikk våren Side 1 av 7

Genotyping ved bruk av Loop-mediert Isotermal DNA-amplifisering (LAMP)

Genressurser i moderne planteforedling og forskning

IN 211 Programmeringsspråk. Dokumentasjon. Hvorfor skrive dokumentasjon? For hvem? «Lesbar programmering» Ark 1 av 11

PBM 233 Mikrobiologi for farmasøyter

Hvor langt avbrudd kan man ha fra (DOT-)behandling?

UNIVERSITY OF OSLO. Faculty of Mathematics and Natural Sciences

UNIVERSITETET I OSLO

Streptococcus agalactiae. Andreas Radtke overlege Nasjonal referanselaboratorium for gruppe B streptokokker

Software applications developed for the maritime service at the Danish Meteorological Institute

Hvordan føre reiseregninger i Unit4 Business World Forfatter:

The exam consists of 2 problems. Both must be answered. English

Generalization of age-structured models in theory and practice

INDIAN HILLS PROFESSIONAL BUILDING

Transkript:

MOLEKYLÆR EPIDEMIOLOGI Mikrobiologiske metoder for undersøkelse av utbrudd av infeksjonssykdommer Kåre Bergh Avdeling for mikrobiologi, St.Olavs Hospital Institutt for laboratoriemedisin, barne- og kvinnesykdommer, NTNU Mars 2015

EVALUERING AV TYPING SYSTEMER Hovedpunkter: TYPBARHET: UTVETYDIG POSITIVT RESULTAT REPRODUSERBARHET: - PERFORMANCE AV TESTEN - STABILITET I MIKROORGANISMEN DISKRIMINATORISK STYRKE: EVNEN TIL Å DISKRIMINERE MELLOM IKKE-RELATERTE ISOLATER

INGEN METODE VIL OPPFYLLE ETHVERT BEHOV! PGA: HOVEDGRUNNER (OFTE I KOMBINASJON): INADEKVAT DISKRIMINERING TILGJENGELIGHET AV REAGENSER INTRA- AND INTERLABORATORIE REPRODUSERBARHET HVORDAN KVANTITERE DE(N) GENETISKE RELASJONER MELLOM ISOLATENE?

TO HOVEDSPØRSMÅL: 1. KORT-TIDS- / LOKAL EPIDEMIOLOGI fokus: variasjoner som opptrer raskt/hyppig 2. LANG-TIDS- / GLOBAL EPIDEMIOLOGI variasjoner som akkumuleres langsomt (fortrinnsvis nøytrale mht seleksjonspresset) mer diskriminatorisk ved å kombinere ulike loci

To hovedkategorier av metoder: 1) Fenotypiske metoder 2) Genotypiske metoder

Fenotypiske metoder VANLIG BRUKTE FENOTYPISKE METODER: BIOTYPING ANTIBIOGRAM SEROTYPING FAG TYPING IMMUNOBLOTTING MULTILOKUS ENZYM ELEKTROFORESE MALDI-TOF: IKKE DEFINERT ENDELIGE POTENSIAL

Karakterisering av fenotypiske metodser (noe subjektivt) FENOTYPISK METODE REPRODUSER- BARHET DISKRIMINATORISK STYRKE BIOTYPING BRA DÅRLIG ANTIBIOGRAM BRA DÅRLIG SEROTYPING GOD BRA PHAGE TYPING BRA DÅRLIG IMMUNO BLOTTING UTMERKET GOD MULTILOCUS ENZYME UTMERKET GOD ELEKTROPHORESIS

GENOTYPISKE METODER * PLASMID PROFILANALYSE * RESTRIKSJONS ENDONUKLEASE ANALYSE (FINGERPRINTING) * RIBOTYPING * PCR & RESTRIKSJONSFRAGMENT ANALYSE * RANDOMLY AMPLIFIED POLYMORPHIC DNA (RAPD) * AMPLIFIED FRAGMENT LENGTH POLYMORPHISM (AFLP) * PULSED-FIELD GEL ELECTROPHORESIS (PFGE) * VARIABLE NUMBER OF TANDEM REPEATS (VNTR) - inkl Multilocus variable number = MLVA * SEKVENSERINGS BASERTE ANALYSER - MULTILOCUS SEQUENCE TYPING (MLST) - SINGLE LOCUS SEQUENCE TYPING (e.g.spa-typing) - WHOLE GENOME SEQUENCING (WGS)

PLASMIDPROFIL ANALYSE ISOLERING AV PLASMID ELFO +/- RESTRIKSJONSFRAGMENT ANALYSE PREMISS: PLASMID +, HELST > 2 PROBLEM: TAPES ELLER ERVERVES OVER TID BEST ANVENDBARHET VED UTBRUDD BEGRENSET OVER TID OG OMRÅDE BRA DISKRIMINATORISK STYRKE

FINGERPRINTING RESTRIKSJONS ENDONUKLEASE ANALYSE RESTRIKSJONSENZYMER SOM KUTTER HYPPIG HUNDREVIS AV FRAGMENTER KOMPLEKSE PROFILER (RESOLUSJON /OVERLAPPING) PLASMID(ER) VIL INFLUERE

DNA FINGERPRINTING

SOUTHERN BLOT ANALYSIS (KROMOSOMALT DNA) RESTRIKSJONSFRAGMENT EL.FO BLOTTE TIL MEMBRAN MERKET DNA FRAGMENT SOM PROBE HYBRIDISERER TIL HOMOLOGE SEKVENSER I MATERIALET VARIASJON I ANTALL OG STØRRELSE: RESTRICTION FRAGMENT LENGTH POLYMORFISM (RFLP) MYE brukt moderne variant: RIBOTYPING: * POLYMORFISME ASSOSIERT MED RIBOSOMALE OPERONER PROBE: FRA KONSERVERTE REGIONER (VANLIGST FRA E.COLI)

Ribotyping Available also as an automated system for identification and investigation of relatedness

PCR: PCR-baserte metoder * POS eller NEGATIV ved å benytte spesifikke primere * RESTRIKSJONSFRAGMENT ANALYSER AV PCR-PRODUKTET * PCR + REVERS HYBRIDISERING (EX.: SPOLIGOTYPING - DIRECT REPEATS (DR) MED SPACER REVERS LINE BLOT

Line-Probe Assays GenoType Mycobacterium INNO-LIPA 15 Padilla et al. JCM, 2004, 44: 3083.88

Molekylærepidemiologi Genotypingsteknikker: M.tuberculosis SPOLIGOTYPING (Spacer oligonucleotide typing) DR-locus: DR (36bp) separert med unike ikke-repetitive spacersekvenser (43) PCR med (biotinylerte) primere i DR (Revers) Hybridisering med oligonukleotider komplementære til (43) spacer CDC Tuberculosis Genotyping Laboratory Procedures

PCR: PCR-baserte metoder * POS eller NEGATIV ved å benytte spesifikke primere * RESTRIKSJONSFRAGMENT ANALYSER AV PCR-PRODUKTET * PCR + REVERS HYBRIDISERING (EX.: SPOLIGOTYPING - DIRECT REPEATS (DR) MED SPACER PROBE) * PCR MED REPETITIVE ELEMENTER SOM TARGET * RANDOMLY AMPLIFIED POLYMORPHIC DNA (ARBITRARILY PRIMED PCR ) - USPESIFIKK BINDING AV EN SINGEL PRIMER - VARIASJON I ANTALL OG STØRRELSE AV PCR PRODUKTER

PCR-based methods rep-pcr PrimerE rettet mot interspersed repetitive DNA elements present at characteristic locations in prokaryotic genomes REP sequence 35-40 bp ERIC sequences 124-127 bp 154 BOX elements Mer standardiserte primere vs RAPD primere (Kommersielt tilgjengelige kits fins med gode resultater for visse bakteriearter, ex DiversiLab System, men mindre bra for andre)

Photo:Lene Granbo & Kari Berg

PCR-baserte metoder RANDOMLY AMPLIFIED POLYMORPHIC DNA: (SYN: RAPD) * USPESIFIKK BINDING AV SINGEL PRIMER * VARIASJON I ANTALL OG STØRRELSE AV PCR PRODUKTENE

RANDOMLY AMPLIFIED POLYMORPHIC DNA: (SYN: RAPD) RAPD in three Neisseria meningitidis isolates: Effect of various annealing temperature in PCR

Reproducibility of RAPD in three Neisseria meningitidis isolates tested on three different days Photo: Hanne Amdahl

PCR-based methods RAPD: (syn Arbitrarily primed PCR) OFTE KATEGORISERT SOM GOD (MEN TVILSOM FRA VÅR ERFARING) VARIABILITET STERKT INFLUERT AV DE EKSPERIMENTELLE BETINGELSER

AFLP:Amplified Fragment Length Polymorphism

AFLP:Amplified Fragment Length Polymorphism 1. DNA restriction 2. Ligation of adapters 3. Preselective PCR 4. Selective PCR

1. DNA restriction Purified genomic DNA is typically digested with one rare and one frequently cutting restriction enzyme.

2. Ligating the adapters Complementary adaptors of known sequence are ligated to the restricted DNA ends. The ligated template DNA is now ready for PCR amplification

3. Preselective AFLP amplification PCR at high-stringent conditions To initially reduce the complexity of the adapted fragment population, PCR amplification is performed with primers complementary to the adaptor sequences, each with one selective nucleotide. Theoretically, assuming equal nucleotide frequencies, each additional base extending into the unknown region of DNA should reduce the number fragments generated by 4 n where n = the number of additional bases.

The population of preselective PCR-generated fragments consists primarily of those with the following sequence:

4. Selective PCR The preselective products are again amplified as before but one of the primers, with possibly multiple selective nucleotides, is now labeled with a fluorophore. Only fragments containing a priming site complementary to the fluorophore labeled primer will be visualized during dpage. The number of selective nucleotides required for optimum fragment distribution is highly dependent on the complexity of the target DNA which varies greatly among classes of organisms.

AFLP

Detection of faflp-products (capillary electrophoresis)

Fordeler til AFLP: Universell protokoll (DNA virus, G+/G- bakterier, intracellulære bakt, eukaryoter) DNA sekvensen i målorganismen trenger ikke være kjent Mange restriksjonsenzymer tilgjengelige Antall og størrelse på fragmentene kan skreddersyes Forsiktighet som kreves ved AFLP: Sterkt influert av DNA kontaminasjon Ekstrem kontroll av stringensbetingelsene nødvendig for konstruksjon av databaser basert på AFLP båndmønster

PULSED-FIELD GEL ELECTROPHORESIS (PFGE) MAKRORESTRIKSJONS FRAGMENT ANALYSE SEPARERING AV STORE DNA FRAGMENTER (HELE BAKTERIEGENOMET) RESTRIKSJONSENZYMER SOM KUTTER SJELDEN SPESIELL ELECTROPHORESE TEKNIKK (for å gi 5-20 FRAGMENTS : ~ 10 800 kbp) UTMERKET DISKRIMINATORISK STYRKE

electrodes Electric current 18-20 hours buffer 14 C

MRSA Ullevål 1993-97 BM Andersen et al, J Hosp Infection 1999, 41:123-32

SINGLE GENETIC EVENTS 600 400 100 250 150 50 GAIN OF RESTRICTION SITE

SINGLE GENETIC EVENTS 600 400 100 250 150 500 50 LOSS OF RESTRICTION SITE

SINGLE GENETIC EVENTS 600 400 200 100 50 INSERTION 100 kb

SINGLE GENETIC EVENTS 600 400 100 50 70 DELETION 30 kb

SINGLE GENETIC EVENTS 600 400 100 250 150 500 200 50 70 GAIN OF LOSS OF RESTRICTION SITE INSERTION 100 kb DELETION 30 kb 2-3 BANDS DIFFERENCES

CATEGORY GENETIC DIFFERENCES BAND DIFFERENCES INTERPRETATION: PART OF OUTBREAK? IDENTICAL indistinguishable 0 0 YES CLOSELY RELATED 1 2-3 PROBABLY POSSIBLY RELATED 2 4-6 POSSIBLY DIFFERENT 3 7 NO Tenover FC et al, J Clin Microbiol, 1995, 33:2233-9

MRSA Ullevål 1993-97 BM Andersen et al, J Hosp Infection 1999, 41:123-32

BAND-BASED SIMILARITY COEFFICIENTS S J : a / a + b +c (Jaccard) S D : 2a / 2a + b +c (Dice) a= number of shared bands in strains 1& 2 b= number of unique bands in strain 1 c= number of unique bands in strain 2 S J : 6 / 6 + 2 +1 = 6 / 9 = 0.67 No of bands: 8 7 No of shared bands : 6 S D : 2 x 6 / 2 x 6 + 2 +1 = 12/15 =0.80 No of unique bands : 2 1

UWPGMA: Unweigthed pair group method with mathematical averages 1 vs 2: 0.80 3 vs 4: 0.88 1 vs 3: 0.63 1 vs 4: 0.63 2 vs 3: 0.80 1 2 3 4 2 vs 4: 0.75

50 60 70 80 90 100 % SIMILARITY UWPGMA: Unweigthed pair group method with mathematical averages 1 vs 2: 0.80 3 vs 4: 0.88 1 vs 3: 0.63 1 vs 4: 0.63 2 vs 3: 0.80 1 2 3 4 2 vs 4: 0.75

Hovedproblem PFGE Teknisk krevende Arbeidsintensivt Tidsforbruk Kan mangle resolusjonsevne for å skille nesten like store bånd 5 % Noe subjektivt i tolkning Viktige momenter mht kvalitetskontroll, standardisering og data portabilitet

VNTR Variable Number Tandem Repeats Repeat unit: 1 100 bp Head tail configuration - satellite DNA : > 100 bp ( rare in prokaryotes) - minisatellites : 11-100 bp - microsatelittes : 1-10 bp Repetition unit and number of copies define size

VNTR Typing I monomorfe arter: (ex: B.anthracis, Y.pestis, F.tularensis, M.tuberculosis) - konserverte sekvenser av repetisjonsenheten - PCR basert deteksjon - kopitallet på hvert locus definerer allelet Ex: B.anthracis vrra 12 bp 2-6 repeats 5 alleles vrrb1 9 bp 15-23 5 vrrb2 9 bp 11-15 5 vrrc1 36 bp 4-12 6

In monomorfic species: (ex: B.anthracis, Y.pestis, F.tularensis, M.tuberculosi - conserved VNTR Typing - PCR based detection - the copy number of each locus defines the allele I polymorfe species: - sekvens variasjon innen repetisjonsenheten - sekvensering vil kunne øke antall typer - innholdet i repetisjonsenheten definerer typen

MLVA : Multiple Locus VNTR Analysis Sammenligning av amplifikasjonsproduktstørrelsen av hvert VNTR target repetisjonsenheten størrelse antall kopier på mange loci Premiss: Identifisering av species- og locispesifikke primere

Resolution of 27 GBS strains of ST17

Lindstedt et al. Eurosurveillance 2013;18(4): 24 Jan 2013

NUKLEOTID SEKVENSERING SAMMENLIGNING AV DNA SEKVENS FRA SAMME LOCUS MUTASJONER VIL INFLUERE POTENTIAL TIL Å BLI FOR DETALJERT - DESIGN VIKTIG Å VURDERE STORT POTENSIAL BRUKT EN DEL FOR VISSE SPECIES SPECIES MULTI-LOCUS SEQUENCE TYPING

MULTILOCUS SEQUENCE TYPING - MLST SEQUENCING OF A NUMBER OF HOUSE-KEEPING GENES : arc aro glp gmk pta tpi yqi (Carbamate kinase) (Shikimate dehydrogenase) (Glycerol kinase) (Guanylate kinase) (Phosphate acetyltransferase) (Triosephosphate isomerase) (Acetyle coenzyme A acetyltransferase) (These 7 apply for S.aureus!)

MULTILOCUS SEQUENCE TYPING - MLST SEQUENCING SEVERAL HOUSE-KEEPING GENES (typically 7) TYPICALLY 450-500 bp ANY VARIATION IS ASSIGNED A NEW ALLELIC NUMBER COMBINATION OF ALLELES DEFINES THE SEQUENCE TYPE Ex: 17 ALLELES AT 6 LOCI 24 MILL. STs THEORETICALLY UNAMBIGUOUS RESULT IN ANY LAB. PORTABLE DATA EXPORTED TO UNIVERSAL DATABASES

TILGJENGELIGE MLST DATABASER (pr mars 2015) ( http://www.mlst.net/) B.burgdorferi B.cereus B.henselae B.pseudomallei C.albicans C.glabrata C.krusei C.trachomatis C.tropicalis C.jejuni C.neoformans var grubii E.coli E.faecium E.faecalis H.influenzae H.pylori Leptospira spp. M.catharrhalis N.meningitidis P.acnes S.agalactiae S.aureus S.dysgalactiae S.enterica S.epidermidis S.pneumoniae S.pyogenes S.suis V.vulnificus

MLST results usually presented as: Dendrogram : Caution required in species with frequent recombinations BURST (Based Upon Related Sequence Types) Grouping of ST with > 6 (5?) identical alleles Identification of ancestry - ancestor

eburst

Singel locus sekvens typing Ex: S.aureus VNTR typing; GAS emm typing Spa: 24 bp repetisjon i 3 -enden av Protein A -genet Coa: 81 bp repetisjon i 5 -enden av coagulase-genet

Prinsippet ved spa-typing Tandem repeats in 3 -end of spa gene Variasjon i antall av repetisjoner Variasjon i nukleotidsekvensen til de individuelle repetisjoner (21-30 nt) Hver identifisert repetisjon gies en numerisk kode Spa-type: utledes fra spesifikke antall og rekkefølgen av de funne repetisjoner

Principle spa-typing

OTHER METHODS COMPARATIVE GENOMIC HYBRIDIZATION - Several microarrays are available Immobilized Probes: pcr amplicons (>200bp) or oligonucleotides ( up to 70-mers) Target DNA : labelled and allowed to hybridize OPTICAL MAPPING Principle: stretch of DNA on a microfluidic device restriction endonuclease fragments stained with intercalating fluorescent dye length of fragments proportional to fluorescence intensity (may be coupled with Next Generation sequencing) WHOLE GENOME SEQUENCING Large potential but several challenges exist

GENOTYPISK METODE REPRODUSER- BARHET DISKRIMINER- ENDE STYRKE PLASMID PROFIL BRA BRA FINGERPRINTING GOD BRA RIBOTYPING UTMERKET FAIR PCR -FINGERPRINTING UTMERKET GOD ARBITR. PRIMED PCR GOD (?) GOD PFGE UTMERKET UTMERKET AFLP UTMERKET UTMERKET VNTR UTMERKET UTMERKET NUCLEOTIDE SEQUENCE UTMERKET UTMERKET

The clock speed of the genetic variations observed is an important factor which has to be taken into account. Yet not completely resolved for every method applicable For S.aureus and VNTR vs other methods: PFGE > spa > coa > MLST (?) Local outbreaks / short term epidemiology Long term epidemiology / Global characterization

Konklusjon: Ingen metode idell for ethvert formål Pros & contras må tas i betraktning

Meget god, overordnet oversikt kan finnes i: Sabat et al, Eurosurveillance. Vol 18, Issue 4, 24 January 2013

MOLECULAR EPIDEMIOLOGY METHODS IN MICROBIOLOGY FOR : INVESTIGATION OF OUTBREAK OF INFECTIOUS DISEASES DELINEATION OF STRAIN IDENTITY

5 biopsier (No 1-5) og 1 skrap fra protesen (No 6) 1 2 3 4 5 6

Biopsi 3: 5 fenotypisk ulike KNS I II III IV V clindamycin R R R R R penicillin R R R R R oxacillin R S S S R erythromycin R R R R R cefotaxim R S S S R PFGE: 1-2 bånd forskjeller - samme klon!

Simpsons s Diversity Indices Simpsons s Index (D) measures the probability that two individuals randomly selected from a sample will belong to the same species D = n(n-1) n=number of organisms of a particular sp N = total number of organisms of all spp N(N-1) Simpsons Index of Diversity: 1-D