Implementation and use of whole genome sequencing (WGS) in the surveillance of invasive pneumococcal disease, Czech Republic, 2017–2019

Result code in IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F75010330%3A_____%2F20%3A00013091" target="_blank" >RIV/75010330:_____/20:00013091 - isvavai.cz</a>

Result on the web

<a href="https://www.prolekare.cz/casopisy/epidemiologie/2020-3-21/implementace-a-vyuziti-metody-sekvenace-celeho-genomu-wgs-v-surveillance-invazivniho-pneumokokoveho-onemocneni-ceska-republika-2017-2019-124297" target="_blank" >https://www.prolekare.cz/casopisy/epidemiologie/2020-3-21/implementace-a-vyuziti-metody-sekvenace-celeho-genomu-wgs-v-surveillance-invazivniho-pneumokokoveho-onemocneni-ceska-republika-2017-2019-124297</a>

DOI - Digital Object Identifier

—

Result language

čeština

Original language name

Implementace a využití metody sekvenace celého genomu (WGS) v surveillance invazivního pneumokokového onemocnění, Česká republika, 2017–2019

Original language description

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.

Czech name

Implementace a využití metody sekvenace celého genomu (WGS) v surveillance invazivního pneumokokového onemocnění, Česká republika, 2017–2019

Czech description

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.

Type

J_imp - Article in a specialist periodical, which is included in the Web of Science database

CEP classification

—

OECD FORD branch

30303 - Infectious Diseases

Project

<a href="/en/project/NV17-29256A" target="_blank" >NV17-29256A: Molecular surveillance of invasive pneumococcal disease in the Czech Republic, assessment of vaccination strategy and recommendation for update</a><br>

Continuities

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Publication year

2020

Confidentiality

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Name of the periodical

Epidemiologie, mikrobiologie, imunologie

ISSN

1210-7913

e-ISSN

—

Volume of the periodical

69

Issue of the periodical within the volume

3

Country of publishing house

CZ - CZECH REPUBLIC

Number of pages

8

Pages from-to

134-141

UT code for WoS article

000584474500005

EID of the result in the Scopus database

2-s2.0-85094157311