Abstrakt

Staphylococcus aureus jest ważnym patogenem powodującym zakażenia szpitalne i pozaszpitalne. Bakteria ta bardzo często charakteryzuje się opornością na powszechnie stosowane leki przeciwdrobnoustrojowe. Z tego powodu opracowanie szybkich technik identyfikacji, jak i genotypowania jest konieczne do efektywnej kontroli rozprzestrzeniania się szczepów wielolekoopornych nieraz przyczyniających się do powstawania epidemii. Metody typowania można podzielić na te opierające się na cechach fenotypowych lub genetycznych badanego drobnoustroju. Wśród metod genotypowych użytecznych w badaniach epidemiologicznych S. aureus znalazły się: analiza profili plazmidowych (PPA), analiza restrykcyjna chromosomowego DNA połączona z elektroforezą pulsową (PFGE), sekwencjonowanie genów metabolizmu podstawowego (MLST), typowanie spa, losowa amplifikacja polimorficznego DNA (RAPD), selektywna amplifikacja fragmentów restrykcyjnych (AFLP), polimorfizm długości fragmentów restrykcyjnych (RFLP), typowanie oparte o sekwencje VNTR (MLVA) oraz sekwencjonowanie całego genomu (WGS). Omówione zostały aspekty odtwarzalności i powtarzalności wyników uzyskanych tymi metodami, porównano je także pod kątem kosztów, szybkości analizy czy potencjału różnicującego oraz podano przykłady ich zastosowań w badaniach epidemiologicznych S. aureus. Mimo że dostępnych jest wiele technik stosowanych w typowaniu szczepów S. aureus, nie wszystkie spełniają wymogi stawiane przez dochodzenia epidemiologiczne o różnym charakterze. Ze względu na dużą liczbę uzyskiwanych danych i ciągły spadek kosztów przeprowadzenia analizy, do najpopularniejszych obecnie metod genotypowania S. aureus należą oparte na technice sekwencjonowania.

Przypisy

• 1. Alfizah H., Norazah A., Nordiah A.J., Lim V.K.: DNA fingerprintingof methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) by pulsed-fieldgel electrophoresis (PFGE) in a teaching hospital in Malaysia. Med. J.Malaysia, 2002; 57: 319-328
  Google Scholar
• 2. Bruisten S.M., Schouls L.: Molecular typing and clustering analysisas a tool for epidemiology of infectious diseases. W: Modern infectiousdisease epidemiology, red.: A. Kramer, M. Kretzschmar, K. Krickeberg,Springer, New York 2009, 117-141
  Google Scholar
• 3. Cheung A.L., Bayer A.S., Peter J., Ward J.I.: Surface proteins of Staphylococcus aureus. Rev. Infect. Dis., 1988; 10: S351-S355
  Google Scholar
• 4. Cookson B.D., Robinson D.A., Monk A.B., Murchan S., Deplano A., deRyck R., Struelens M.J., Scheel C., Fussing V., Salmenlinna S., VuopioVarkila J., Cuny C., Witte W., Tassios P.T., Legakis N.J. i wsp.: Evaluationof molecular typing methods in characterizing a European collectionof epidemic methicillin-resistant Staphylococcus aureus strains: theHARMONY collection. J. Clin. Microbiol., 2007; 45: 1830-1837
  Google Scholar
• 5. Deurenberg R.H., Bathoorn E., Chlebowicz M.A., Couto N., FerdousM., García-Cobos S., Kooistra-Smid A.M., Raangs E.C., Rosema S., VelooA.C., Zhou K., Friedrich A.W., Rossen J.W.: Application of next generation sequencing in clinical microbiology and infection prevention. J.Biotech., 2017; 243: 16-24
  Google Scholar
• 6. Devriese L.A.: A simplified system for biotyping Staphylococcusaureus strains isolated from animal species. J. Appl. Microbiol., 1984;56: 215-220
  Google Scholar
• 7. Doškař J., Pantůček R., Růžičková V., Sedláček I.: Molecular diagnostics of Staphylococcus aureus. W: Detection od bacteria, viruses, parasites and fungi. Bioterrorism prevention, red. M.V. Magni,Springer, Dordrecht 2010, 139-184
  Google Scholar
• 8. Dukic V.M., Lauderdale D.S., Wilder J., Daum R.S., David M.Z.:Epidemics of community-associated methicillin-resistant Staphylococcus aureus in the United States: a meta-analysis. PLoS One, 2013;8: e52722
  Google Scholar
• 9. Easy Genotyping PCR-RFLP – genotyping of Staphylococcus aureusstrains by PCR-RFLP. http://www.dnagdansk.com/media/Products/edukit_easygenotyping_RFLP_instructor_web_1.pdf (12.06.2018)
  Google Scholar
• 10. Elbir H., Robert C., Nguyen T.T., Gimenez G., El Sanousi S.M. FlockJ.I., Raoult D., Drancourt M.: Staphylococcus aureus subsp. anaerobiusstrain ST1464 genome sequence. Stand. Genomic Sci., 2013; 9: 1-13
  Google Scholar
• 11. Faria N.A., Carrico J.A., Oliveira D.C., Ramirez M., de LencastreH.: Analysis of typing methods for epidemiological surveillance ofboth methicillin-resistant and methicillin-susceptible Staphylococcusaureus strains. J. Clin. Microbiol., 2008; 46: 136-144
  Google Scholar
• 12. Gordon N.C., Price J.R., Cole K., Everitt R., Morgan M., Finney J., Kearns A.M., Pichon B., Young B., Wilson D.J., Llewelyn M.J., Paul J., PetoT.E., Crook D.W., Walker A.S. i wsp.: Prediction of Staphylococcus aureusantimicrobial resistance by whole-genome sequencing. J. Clin. Microbiol., 2014; 52: 1182-1191
  Google Scholar
• 13. Hookey J.V., Richardson J.F., Cookson B.D.: Molecular typing ofStaphylococcus aureus based on PCR restriction fragment length polymorphism and DNA sequence analysis of the coagulase gene. J. Clin.Microbiol., 1998; 36: 1083-1089
  Google Scholar
• 14. Hunter P.R.: Reproducibility and indices of discriminatory powerof microbial typing methods. J. Clin. Microbiol., 1990; 28: 1903-1905
  Google Scholar
• 15. Jiang X., Liu Y., Liu Q., Jing W., Qin K., Sui G.: Rapid capture and analysis of airborne Staphylococcus aureus in the hospital using a microfluidicchip. Micromachines, 2016; 7: 169
  Google Scholar
• 16. Kasela M., Malm A.: Overview of phenotypic methods used fordifferentiation of Staphylococcus aureus. Curr. Issues Pharm. Med. Sci.,2018; 31: 117-121
  Google Scholar
• 17. Kim C., Mwangi M., Chung M., Milheirço C., de Lencastre H., TomaszA.: The mechanism of heterogeneous beta-lactam resistance in MRSA:key role of the stringent stress response. PLoS One, 2013; 8: e82814
  Google Scholar
• 18. Kondak K.: Molekularne metody diagnostyki mikrobiologicznej.Diagn. Lab., 2009; 45: 325-331
  Google Scholar
• 19. Krawczyk B.: Diagnostyka molekularna w zakażeniach szpitalnych.Post. Mikrobiol., 2007; 46: 367-378
  Google Scholar
• 20. Kwong J.C., McCallum N., Sintchenko V., Howden B.P.: Whole genome sequencing in clinical and public health microbiology. Pathology, 2015; 47: 199-210
  Google Scholar
• 21. Lee B.Y., Singh A., David M.Z., Bartsch S.M., Slayton R.B., HuangS.S., Zimmer S.M., Potter M.A., Macal C.M., Lauderdale D.S., Miller L.G.,Daum R.S.: The economic burden of community-associated methicillin resistant Staphylococcus aureus (CA-MRSA). Clin. Microbiol. Infect.,2013; 19: 528-536
  Google Scholar
• 22. Łuczak-Kadłubowska A., Sulikowska A., Empel J., Piasecka A., Orczykowska M., Kozinska A., Hryniewicz W.: Countrywide molecularsurvey of methicillin-resistant Staphylococcus aureus strains in Poland.J. Clin. Microbiol., 2008; 46: 2930-2937
  Google Scholar
• 23. Maiden M.C., Jansen Van Rensburg M.J., Bray J.E., Earle S.G., FordS.A., Jolley K.A., McCarthy N.D.: MLST revisited: the gene-by-gene approach to bacterial genomics. Nat. Rev. Microbiol., 2013; 11: 728-736
  Google Scholar
• 24. Manukumar H.M., Umesha S.: MALDI-TOF-MS based identificationand molecular characterization of food associated methicillin-resistantStaphylococcus aureus. Sci. Rep., 2017; 7: 1414
  Google Scholar
• 25. Marlowe E.M., Bankowski M.J.: Conventional and molecular methods for the detection of methicillin-resistant Staphylococcus aureus. J.Clin. Microbiol., 2011; 49: S53-S56
  Google Scholar
• 26. Mobasherizadeh S., Shojaei H., Havaei S.A., Mostafavizadeh K.,Davoodabadi F., Khorvash F., Ataei B., Daei-Naser A.: Application of therandom amplified polymorphic DNA (RAPD) fingerprinting to analyze genetic variation in community associated-methicillin resistantStaphylococcus Aureus (CA-MRSA) isolates in Iran. Glob. J. Health Sci.,2016; 8: 185-191
  Google Scholar
• 27. Ohadian Moghadam S., Pourmand M.R., Douraghi M., Sabzi S., Ghaffari P.: Utilization of PFGE as a powerful discriminative tool for theinvestigation of genetic diversity among MRSA strains. Iran. J. PublicHealth, 2017; 46: 351-356
  Google Scholar
• 28. Okuma K., Iwakawa K., Turnidge J.D., Grubb W.B., Bell J.M., O’BrienF.G., Coombs G.W., Pearman J.W., Tenover F.C., Kapi M., Tiensasitorn C.,Ito T., Hiramatsu K.: Dissemination of new methicillin-resistant Staphylococcus aureus clones in the community. J. Clin. Microbiol., 2002; 40:4289-4294
  Google Scholar
• 29. Onasanya A., Mignouna H.D., Thottappilly, G.: Genetic fingerprinting and phylogenetic diversity of Staphylococcus aureus isolatesfrom Nigeria. Afr. J. Biotechnol., 2003; 2: 246-250
  Google Scholar
• 30. Pobiega M., Wójkowska-Mach J., Heczko P.B.: Typowanie Staphylococcus aureus w celu określenia dróg szerzenia się lekoopornych szczepów w środowisku szpitalnym i pozaszpitalnym. Przegl. Epidemiol.,2013; 67: 539-542
  Google Scholar
• 31. Pourcel C., Hormigos K., Onteniente L., Sakwinska O., DeurenbergR.H., Vergnaud G.: Improved MLVA assay for Staphylococcus aureus providing a highly informative genotyping technique together with strongphylogenetic value. J. Clin. Microbiol., 2009; 47: 3121-3128
  Google Scholar
• 32. Price J., Gordon N.C., Crook D., Llewelyn M., Paul J.: The usefulnessof whole genome sequencing in the management of Staphylococcus aureus infections. Clin. Microbiol. Infect., 2013; 19: 784-789
  Google Scholar
• 33. Price J.R., Didelot X., Crook D.W., Llewelyn M.J., Paul J.: Whole genome sequencing in the prevention and control of Staphylococcus aureusinfection. J. Hosp. Infect., 2013; 83: 14-21
  Google Scholar
• 34. Rabello R.F., Moreira B.M., Lopes R.M., Teixeira L.M., Riley L.W.,Castro A.C.: Multilocus sequence typing of Staphylococcus aureus isolates recovered from cows with mastitis in Brazilian dairy herds. J. Med.Microbiol., 2007; 56: 1505-1511
  Google Scholar
• 35. Rasschaert G., Vanderhaeghen W., Dewaele I., Janež N., HuijsdensX., Butaye P., Heyndrickx M.: Comparison of fingerprinting methods fortyping methicillin-resistant Staphylococcus aureus sequence type 398. J.Clin. Microbiol., 2009; 47: 3313-3322
  Google Scholar
• 36. Rodriguez M., Hogan P.G., Satola S.W., Crispell E., Wylie T., Gao H.,Sodergren E., Weinstock G.M., Burnham C.A., Fritz S.A.: Discriminatoryindices of typing methods for epidemiologic analysis of contemporarystaphylococcus aureus strains. Medicine, 2015; 94: 1534
  Google Scholar
• 37. Rolo J., Miragaia M., Turlej-Rogacka A., Empel J., Bouchami O., FariaN.A., Tavares A., Hryniewicz W., Fluit A.C., de Lencastre H., CONCORDWorking Group: High genetic diversity among community-associatedStaphylococcus aureus in Europe: results from a multicenter study. PLoSOne, 2012; 7: e34768
  Google Scholar
• 38. Sabat A., Krzyszton-Russjan J., Strzalka W., Filipek R., Kosowska K.,Hryniewicz W., Travis J., Potempa J.: New method for typing Staphylococcus aureus strains: multiple-locus variable-number tandem repeatanalysis of polymorphism and genetic relationships of clinical isolates.J. Clin. Microbiol., 2003; 41: 1801-1804
  Google Scholar
• 39. Sabat A., Malachowa N., Miedzobrodzki J., Hryniewicz W.: Comparison of PCR-based methods for typing Staphylococcus aureus isolates. J.Clin. Microbiol., 2006; 44: 3804-3807
  Google Scholar
• 40. Saruta K., Hoshina S., Machida K.: Genetic identification of Staphylococcus aureus by polymerase chain reaction using single-base-pairmismatch in 16S ribosomal RNA gene. Microbiol. Immunol., 1995; 39:839-844
  Google Scholar
• 41. Savelkoul P.H., Aarts H.J., De Haas J., Dijkshoorn L., Duim B., OtsenM., Rademaker J.L., Schouls L., Lenstra J.A.: Amplified-fragment lengthpolymorphism analysis: the state of an art. J. Clin. Microbiol., 1999;37: 3083-3091
  Google Scholar
• 42. Shahkarami F., Rashki A., Rashki Ghalehnoo Z.R.: Microbial susceptibility and plasmid profiles of methicillin-resistant Staphylococcusaureus and methicillin-susceptible S. aureus. Jundishapur J. Microbiol.,2014; 7: e16984
  Google Scholar
• 43. Shakeri F., Mansourian A.R., Ghaeim E.A.: Staphylococcus aureus protein A gene typing by PCR-RFLP. Afr. J. Microbiol. Res., 2013; 7: 3448-3452
  Google Scholar
• 44. Sobral D., Schwarz S., Bergonier D., Brisabois A., Feßler A.T., GilbertF.B., Kadlec K., Lebeau B., Loisy-Hamon F., Treilles M., Pourcel C., Vergnaud G.: High throughput multiple locus variable number of tandemrepeat analysis (MLVA) of Staphylococcus aureus from human, animaland food sources. PLoS One, 2012; 7: e33967
  Google Scholar
• 45. Sridhar R.: Typing methods. http://microrao.com/micronotes/typing.pdf (12.06.2018)
  Google Scholar
• 46. Stark L.: Staphylococcus aureus: aspects of pathogenesis and molecular epidemiology. PhD Thesis, Linköping University ElectronicPress, Linköping 2013
  Google Scholar
• 47. Stojowska K.: Opracowanie nowych metod typowania genetycznego bakterii opartych o ligację adaptorów oligonukleotydowychdo fragmentów restrykcyjnych genomowego DNA i technikę PCR,zastosowanie i ocena ich przydatności w badaniach epidemiologicznych. http://pbc.gda.pl/Content/24012 (12.06.2018)
  Google Scholar
• 48. Strauß L., Ruffing U., Abdulla S., Alabi A., Akulenko R., GarrineM., Germann A., Grobusch M.P., Helms V., Herrmann M., Kazimoto T,,Kern W., Mandomando I., Peters G., Schaumburg F. i wsp.: DetectingStaphylococcus aureus virulence and resistance genes: a comparisonof whole-genome sequencing and DNA microarray technology. J.Clin. Microbiol., 2016; 54: 1008-1016
  Google Scholar
• 49. Szabó J.: Molecular methods in epidemiology of Methicillin resistant Staphylococcus aureus (MRSA): advantages, disadvantages ofdifferent techniques. J. Med. Microb. Diagn., 2014; 3: 1000147
  Google Scholar
• 50. Szaluś-Jordanow O., Chrobak D., Pyrgiel M., Lutyńska A., KabaJ., Czopowicz M., Witkowski L., Kizerwetter-Świda M., Binek M., Frymus T.: PFGE and AFLP genotyping of Staphylococcus aureus subsp.anaerobius isolated from goats with Morel’s disease. Arch. Microbiol., 2013; 195: 37-41
  Google Scholar
• 51. Ugbogu O.C., Akinsade A.K., Nwokocha K.O., Ahuama O.C.: Plasmid profile of methicillin resistant Staphylococcus aureus isolatesfrom university students. Nig. J. Microbiol., 2011; 25: 2363-2368
  Google Scholar
• 52. Vainio A.: Molecular methods for the epidemiological analysis ofmethicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) and Streptococcus pneumoniae. National Institute for Health and Welfare (THL),Tampere, Finland 2012
  Google Scholar
• 53. Van Belkum A.: Hidden Staphylococcus aureus carriage: overratedor underappreciated? MBio, 2016; 7: e00079-16
  Google Scholar
• 54. Van Leeuwen W.B., Jay C., Snijders S., Durin N., Lacroix B., Verbrugh H.A., Enright M.C., Troesch A., van Belkum A.: Multilocus sequence typing of Staphylococcus aureus with DNA array technology.J. Clin. Microbiol., 2003; 41: 3323-3326
  Google Scholar
• 55. Witt R.T., van Belkum A., van Leeuwen W.B.: Molecular diagnostics and genotyping of MRSA: an update. Expert. Rev. Mol. Diagn.,2010; 10: 375-380
  Google Scholar

Pełna treść artykułu