Modern approaches to genotyping of causative agents of particularly dangerous infections


如何引用文章

全文:

详细

Currently genotyping of microorganisms is widely used in the investigation of outbreaks of infectious diseases, the implementation of epidemiological surveillance of infections and phylogenetic analysis of bacterial pathogens. Development of methods for genotyping is particularly topical for pathogens of such highly dangerous infections as plague, cholera, anthrax, brucellosis, tularemia, glanders and melioidosis, due to their high pathogenicity and contagiousness. In this overview there is presented the characteristics of different genotyping methods together with an indication of their advantages and drawbacks. There has been analyzed the frequency of the use of genotyping methods on an annual basis and in terms of the type of the causative agents of especially dangerous infections.

作者简介

O. Bondareva

Research Institute for Plague Control of the Federal Service for Surveillance in the sphere of Consumers Rights Protection and Human Welfare

Email: bondarevaOs@mail.ru
науч. сотр. лаб. генной диагностики и типирования микроорганизмов

S. Savchenko

Research Institute for Plague Control of the Federal Service for Surveillance in the sphere of Consumers Rights Protection and Human Welfare

Email: dokmop@pochta.ru
канд. мед. наук, ст. науч. сотр. лаб. генной диагностики и типирования микроорганизмов

G. Tkachenko

Research Institute for Plague Control of the Federal Service for Surveillance in the sphere of Consumers Rights Protection and Human Welfare

Email: tkachenko_g@mail.ru
канд. мед. наук, доцент, зав. лаб. генной диагностики и типирования микроорганизмов

A. Abueva

Research Institute for Plague Control of the Federal Service for Surveillance in the sphere of Consumers Rights Protection and Human Welfare

мл. науч. сотр. лаб. генной диагностики и типирования микроорганизмов

Yu. Muratova

Research Institute for Plague Control of the Federal Service for Surveillance in the sphere of Consumers Rights Protection and Human Welfare

мл. науч. сотр. лаб. генной диагностики и типирования микроорганизмов

V. Antonov

Research Institute for Plague Control of the Federal Service for Surveillance in the sphere of Consumers Rights Protection and Human Welfare

Email: vari2@sprint-v.com.ru
доктор мед. наук, проф., директор

参考

  1. Yang Y., Wang J., Wen H., Liu H. Comparison oftwo suspension arrays for simultaneous detection of five biothreat bacterial in powder samples. J. Biomed. Biotechnol. 2012; 2012: 831052.
  2. Мартынюк Р.А., Сандахчиев Л.С., Нетесов С.В., Онищенко Г.Г. Биотерроризм: национальная и глобальная угроза. Вестник Российской АН. 2003; 3: 195.
  3. Sabat A.J., Budimir A., Nashev D., Sá-Leão R., van Dijl Jm, Laurent F. et al. Overview of molecular typing methods for outbreak detection and epidemiological surveillance. Euro Surveill. 2013; 18(4): 20380.
  4. Бренева Н.В., Марамович А.С., Климов В.Т. Популяционная изменчивость Yersinia pestis в почве из природного очага чумы. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2006; 2: 7-11.
  5. Mwansa J.C., Mwaba J., Lukwesa C., Bhuiyan N.A., Ansaruzzaman M., Ramamurthy T. et al. Multiply antibiotic-resistant Vibrio cholerae O1 biotype El Tor strains emerge during cholera outbreaks in Zambia. Epidemiol. Infect. 2007; 135(5): 847-53.
  6. Tenover F.C., Arbeit R.D., Goering R.V., Mickelsen P.A., Murray B.E., Persing D.H. et al. Interpreting chromosomal DNA restriction patterns produced by pulsed-field gel electrophoresis: criteria for bacterial strain typing. J. Clin. Microbiol. 1995; 33(9): 2233-9.
  7. Smith A.M., Keddy K.H., De Wee L. Characterization of cholera outbreak isolates from Namibia, December 2006 to February 2007. Epidemiol. Infect. 2008; 136(9): 1207-9.
  8. Safa A., Bhuiyan N.A., Alam M., Sack D.A., Nair G.B. Genomic relatedness of the new Matlab variants of Vibrio cholerae O1 to the classical and El Tor biotypes as determined by pulsed-field gel electrophoresis. J. Clin. Microbiol. 2005; 43(3): 1401-4.
  9. Chowdhury N., Asakura M., Neogi S.B., Hinenoya A., Haidar S., Ramamurthy T. et al. Development of simple and rapid PCR-fingerprinting methods for Vibrio cholerae on the basis of genetic diversity of the superintegron. J. Appl. Microbiol. 2010; 109(1): 304-12.
  10. Li Z.J., Cui B.Y., Chen H., Chen J.D., Zhao H.Y., Piao D.R. et al. Molecular typing of Brucella suis collected from 1960s to 2010s in China by MLVA and PFGE. Biomed. Environ. Sci. 2013; 26(6): 504-8.
  11. Ерошенко Г.А., Павлова А.И., Куклева Л.М., Шавина Н.Ю., Кутырев В.В. Генотипирование штаммов Yersinia pestis на основе вариабельности генов биосинтеза рРНК. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2007; 3: 6-10.
  12. Torrea G., Chenal-Francisque V., Leclercq A., Carniel E. Efficient tracing of global isolates of Yersinia pestis by restriction fragment length polymorphism analysis using three insertion sequences as probes. J. Clin. Microbiol. 2006; 44(6): 2084-92.
  13. Fey P.D., Dempsey M.M., Olson M.E., Chrustowski M.S., Engle J.L., Jay J.J. et al. Molecular analysis of Francisella tularensis subspecies tularensis and holarctica. Am. J. Clin. Pathol. 2007; 128(6): 926-35.
  14. Kantardjiev T., Ivanov I., Velinov T., Padeshki P., Popov B., Nenova R., Mincheff M. Tularemia outbreak, Bulgaria, 19972005. Emerg. Infect. Dis. 2006; 12(4): 678-80.
  15. Zhou H., Lou J., Diao B., Cui Z., Pang B., Zhang L. et al. Comparison of amplified fragment length polymorphism and pulsed-field gel electrophoresis for subtyping of Vibrio cholerae serogroups O1 and O139. Foodborne Pathog, Dis. 2011; 8(2): 291-8.
  16. Reen F.J., Boyd E.F. Molecular typing of epidemic and nonepidemic Vibrio cholerae isolates and differentiation of V. cholerae and V. mimicus isolates by PCR-single-strand conformation polymorphism analysis. J. Appl. Microbiol. 2005; 98(3): 544-55.
  17. Ерошенко Г.А., Одиноков Г.Н., Куклева Л.М., Павлова А.И., Краснов Я.М., Шавина Н.Ю. и др. Стандартный алгоритм молекулярного типирования штаммов Yersinia pestis. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2012; 3: 25-35.
  18. Романова А.В., Захарова И.Б., Замараев В.С., Викторов Д.В. Конструирование праймеров для детекции и типирования генов β-лактамаз патогенных видов рода Burkholderia. Проблемы особо опасных инфекций. 2012; 2(112): 59-61.
  19. Ломов Ю.М., Телесманич Н.Р., Кругликов В.Д., Авдеева Е.П., Ежова М.И., Шалу О.А. и др. Фенотипическая и молекулярно-биологическая характеристика штаммов холерных вибрионов Эль-Тор, выделенных из водных объектов окружающей среды Ростова-на-Дону в 2003-2008 гг. Эпидемиология и инфекционные болезни. 2011; 1: 24-8.
  20. Van Ert M.N., Easterday W.R., Simonson T.S., U’Ren J.M., Pearson T., Kenefic L.J. et al. Strain-specific single-nucleotide polymorphism assays for the Bacillus anthracis Ames strain. J. Clin. Microbiol. 2007; 45(1): 47-53.
  21. Li Y., Dai E., Cui Y., Li M., Zhang Y., Wu M. et al. Different region analysis for genotyping Yersinia pestis isolates from China. PLoS One. 2008; 3(5): e2166.
  22. Duangsonk K., Gal D., Mayo M. et al. Use of a variable amplicon typing scheme reveals considerable variation in the accessory genomes of isolates of Burkholderia pseudomallei. J. Clin. Microbiol. 2006; 44(4): 1323-34.
  23. Huber B., Scholz H.C., Lucero N., Busse H.J. Development of a PCR assay for typing and subtyping of Brucella species. Int. J. Med. Microbiol. 2009; 299(8): 563-73.
  24. Antonov V.A., Tkachenko G.A., Altukhova V.V., Savchenko S.S., Zinchenko O.V., Viktorov D.V. et al. Molecular identification and typing of Burkholderia pseudomallei and Burkholderia mallei: when is enough enough? Trans. Roy. Soc. Trop. Med. Hyg. 2008; 102 (Suppl. 1): S134-9.
  25. Ерошенко Г.А. Молекулярное типирование штаммов Vibrio cholerae не О1/ не О139, выделенных на территории Российской федерации и других стран СНГ от больных людей. Проблемы особо опасных инфекций. 2005; 2(90): 64.
  26. de la Puente-Redondo V.A., del Blanco N.G., Gutiérrez-Martin C.B., Garcia-Pena F.J., Rodriguez Ferri E.F. Comparison of different PCR approaches for typing of Francisella tularensis strains. J. Clin. Microbiol. 2000; 38(3): 1016-22.
  27. Shuan Ju Teh C., Thong K.L., Osawa R., Heng Chua K. Comparative PCR-based fingerprinting of Vibrio cholerae isolated in Malaysia. J. Gen. Appl. Microbiol. 2011; 57(1): 19-26.
  28. Kingston J.J., Tuteja U., Kapil M., Murali H.S., Batra H.V. Genotyping of Indian Yersinia pestis strains by MLVA and repetitive DNA sequence based PCRs. Antonie v. Leeuwenhoek. 2009; 96(3): 303-12.
  29. Motin V.L., Georgescu A.M., Elliott J.M., Hu P., Worsham P.L., Ott L.L. et al. Genetic variability of Yersinia pestis isolates as predicted by PCR-based IS100 genotyping and analysis of structural genes encoding glycerol-3-phosphate dehydrogenase (glpD). J. Bacteriol. 2002; 184(4): 1019-27.
  30. Larson M.A., Fey P.D., Bartling A.M., Iwen P.C., Dempsey M.P., Francesconi S.C. et al. Francisella tularensis molecular typing using differential insertion sequence amplification. J. Clin. Microbiol. 2011; 49(8): 2786-97.
  31. Cui Y., Li Y., Gorgé O., Platonov M.E., Yan Y., Guo Z. et al. Insight into microevolution of Yersinia pestis by clustered regularly interspaced short palindromic repeats. PLoS One. 2008; 3(7): e2652.
  32. Платонов М.Е., Евсеева В.В., Дентовская С.В., Анисимов А.П. Молекулярное типирование Yersinia pestis. Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. 2013; 2: 3-12.
  33. Рязанова А.Г., Еременко Е.И., Цыганкова О.И., Цыганкова Е.А., Куличенко А.Н. Использование методов молекулярного типирования Bacillus anthracis в референс-центре по мониторингу за возбудителем сибирской язвы. Проблемы особо опасных инфекций. 2011; 4(110): 68-70.
  34. Danin-Poleg Y., Cohen L.A., Gancz H., Broza Y.Y., Goldshmidt H., Malul E. et al. Vibrio cholerae strain typing and phylogeny study based on simple sequence repeats. J. Clin. Microbiol. 2007; 45(3): 736-46.
  35. Vogler A.J., Birdsell D., Wagner D.M., Keim P. An optimized, multiplexed multi-locus variable-number tand em repeat analysis system for genotyping Francisella tularensis. Lett. Appl. Microbiol. 2009; 48(1): 140-4.
  36. Кулаков Ю.К., Цирельсон Л.Е., Желудков М.М. Молекулярногенетическая характеристика изолятов бруцелл, выделенных от собак и оленей в различных регионах России. Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. 2012; 4: 28-33.
  37. Водопьянов А.С., Мишанькин Б.Н., Павлович Н.В., Пичурина Н.Л. Генотипическая гетерогенность и географическое разнообразие коллекционных штаммов Francisella tularensis по данным VNTR-анализа их ДНК. Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. 2007; 2: 33-40.
  38. Онищенко Г.Г., Куличенко А.Н., Рязанова А.Г., Демина Ю.В., Крига А.С., Еременко Е.И. и др. Анализ вспышки сибирской язвы в Омской области в 2010 г. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2012; 5: 33-6.
  39. Lam C., Octavia S., Reeves P.R., Lan R. Multi-locus variable number tand em repeat analysis of 7th pand emic Vibrio cholerae. BMC Microbiol. 2012; 12: 82.
  40. Price E.P., Hornstra H.M., Limmathurotsakul D., Max T.L., Sarovich D.S., Vogler A.J. et al. Within-host evolution of Burkholderia pseudomallei in four cases of acute melioidosis. PLoS Pathog. 2010; 6(1): e1000725.
  41. Kenefic L.J., Beaudry J., Trim C., Daly R., Parmar R., Zanecki S. et al. High resolution genotyping of Bacillus anthracis outbreak strains using four highly mutable single nucleotide repeat markers. Lett. Appl. Microbiol. 2008; 46(5): 600-3.
  42. Derzelle S., Laroche S., Le Flèche P., Hauck Y., Thierry S., Vergnaud G. et al. Characterization of genetic diversity of Bacillus anthracis in France by using high-resolution melting assays and multilocus variable-number tand em-repeat analysis. J. Clin. Microbiol. 2011; 49(12): 4286-92.
  43. Winchell J.M., Wolff B.J., Tiller R., Bowen M.D., Hoffmaster A.R. Rapid identification and discrimination of Brucella isolates by use of real-time PCR and high-resolution melt analysis. J. Clin. Microbiol. 2010; 48(3): 697-702.
  44. Захарова И.Б., Романова А.В., Тетерятникова Н.Н., Замараев В.С., Викторов Д.В. Молекулярное типирование и анализ полиморфизма генов β-лактамаз патогенных видов Burkholderia. Вестник Волгоградского государственного медицинского университета. 2012; 2: 98-101.
  45. Ciammaruconi A., Grassi S., Faggioni G., De Santis R., Pittiglio V., D’Amelio R. et al. A rapid allele variant discrimination method for Yersinia pestis strains based on high-resolution melting curve analysis. Diagn. Microbiol. Infect. Dis. 2009; 65(1): 7-13.
  46. Li W., Raoult D., Fournier P. Bacterial strain typing in the genomic era. FEMS Microbiol. Rev. 2009; 33: 892-916.
  47. Pandya G.A., Holmes M.H., Petersen J.M., Pradhan S., Karamycheva S.A., Wolcott M.J. et al. Whole genome single nucleotide polymorphism based phylogeny of Francisella tularensis and its application to the development of a strain typing assay. BMC Microbiol. 2009; 9: 213.
  48. Осин А.В., Краснов Я.М., Гусева Н.П., Смирнова Н.И. Разработка алгоритма MLST-типирования пандемических и предпандемических штаммов Vibrio cholerae биовара эльтор. Проблемы особо опасных инфекций. 2011; 1(107): 58-61.
  49. Kotetishvili M., Kreger A., Wauters G., Morris J.G.Jr, Sulakvelidze A., Stine O.C. Multilocus sequence typing for studying genetic relationships among Yersinia species. J. Clin. Microbiol. 2005; 43(6): 2674-84.
  50. Kim K., Cheon E., Wheeler K.E., Youn Y., Leighton T.J., Park C. et al. Determination of the most closely related bacillus isolates to Bacillus anthracis by multilocus sequence typing. Yale J. Biol. Med. 2005; 78(1): 1-14.
  51. Sayan M., Yumuk Z., Bilenoglu O., Erdenlig S., Willke A. Genotyping of Brucella melitensis by rpoB gene analysis and reevaluation of conventional serotyping method. Jpn J. Infect. Dis. 2009; 62(2): 160-3.
  52. Cariri F.A., Costa A.P., Melo C.C., Theophilo G.N., Hofer E., de Melo Neto O.P. et al. Characterization of potentially virulent non-O1/non-O139 Vibrio cholerae strains isolated from human patients. Clin. Microbiol. Infect. 2010; 16 (1): 62-7.
  53. Talkington D., Bopp C., Tarr C., Parsons M.B., Dahourou G., Freeman M. et al. Characterization of toxigenic Vibrio cholerae from Haiti, 2010-2011. Emerg. Infect. Dis. 2011; 17(11): 2122-9.
  54. Okinaka R.T., Henrie M., Hill K.K., Lowery K.S., Van Ert M., Pearson T. et al. Single nucleotide polymorphism typing of Bacillus anthracis from Sverdlovsk tissue. Emerg. Infect. Dis. 2008; 14(4): 653-6.
  55. Jacob D., Wahab T., Edvinsson B., Peterzon A., Boskani T., Farhadi L. et al. Identification and subtyping of Francisella by pyrosequencing and signature matching of 16S rDNA fragments. Lett. Appl. Microbiol. 2011; 53(6): 592-5.
  56. Hendriksen R.S., Price L.B., Schupp J.M., Gillece J.D., Kaas R.S., Engelthaler D.M. et al. Population genetics of Vibrio cholerae from Nepal in 2010: evidence on the origin of the Haitian outbreak. MBio. 2011; 2(4): e00157-11.
  57. Price E.P., Seymour M.L., Sarovich D.S., Latham J., Wolken S.R. et al. Molecular epidemiologic investigation of an anthrax outbreak among heroin users, Europe. Emerg. Infect. Dis. 2012; 18(8): 1307-13.

版权所有 © Eco-vector, 2014


 


##common.cookie##