Molecular Epidemiology of Campylobacter jejuni in the Genomic Era

Visa fullständig post

Permalink

http://urn.fi/URN:ISBN:ISBN 978-951-51-3654-1
Titel: Molecular Epidemiology of Campylobacter jejuni in the Genomic Era
Author: Kovanen, Sara
Medarbetare: Helsingfors universitet, veterinärmedicinska fakulteten
Nivå: Doktorsavhandling (sammanläggning)
Tillhör serie: Dissertationes Schola Doctoralis Scientiae Circumiectalis, Alimentariae, Biologicae - URN:ISSN:ISSN 2342-5431
Abstrakt: Campylobacter jejuni is a leading cause of human bacterial gastroenteritis worldwide. This zoonotic pathogen transmits to humans mainly indirectly, via consumption of contaminated food or drinking water or from various environmental sources. In Finland, ~4500 confirmed campylobacteriosis cases are registered annually and most of the infections occur in the summer. Poultry has been generally identified as a major reservoir and source of human campylobacteriosis. Molecular epidemiology of C. jejuni has been widely studied. Especially multilocus sequence typing (MLST), which assigns isolates to sequence types (STs) and clonal complexes (CCs), has provided valuable information about existing C. jejuni genotypes in different sources worldwide. While MLST has advantages to compare larger data worldwide, it has limitations in further distinguishing isolates within STs for epidemiological purposes. Whole-genome sequencing (WGS) enables the investigation of whole bacterial genomes instead of few selected genes. Aim of this thesis was to study C. jejuni isolates in domestic human infections, poultry and water using MLST and further whole-genome (wg) MLST. The most commonly found STs belonged to ST-45 CC, ST-21 CC, ST-283 CC and ST-677 CC. In this thesis, we further explored C. jejuni isolates within same STs, using highly discriminatory wgMLST and also considering the temporal relationship between the isolates from humans and chickens in summer 2012. We were able to recognize human isolates that were both genetically and epidemiologically related, thus most likely sharing the same infection source. We also identified the association between C. jejuni isolates from chicken slaughter batches and human patients. Although 79% of MLST types of human C. jejuni isolates overlapped with the isolates from chickens, only 24% of domestic human infections were related to chickens using both wgMLST and temporal association. Hence, the origin of more than 70% of the infections remained unidentified suggesting other potential transmission routes such as other domestic animals or environment-associated sources. In addition, we used WGS data to characterize genomic features among C. jejuni ST-677 CC isolates. We recognized several genetic characteristics, which are typical for this lineage that has been frequently detected among Finnish patients and associated also with bacteremia.Campylobacter jejuni on yleisin bakteeriperäisen suolitulehduksen aiheuttaja ihmisillä teollistuneissa maissa, kuten Suomessa. Tämä zoonoottinen bakteeri tarttuu eläimistä ihmisiin lähinnä epäsuorasti, ulosteilla saastuneiden elintarvikkeiden tai juomaveden tai ympäristön välityksellä. Suomessa rekisteröidään vuosittain n. 4500 tautitapausta ja esiintyvyys on suurinta kesäisin. Siipikarjan on tunnistettu toimivan C. jejunin merkittävänä varastona ja tautilähteenä ihmisten kampylobakterioosissa. C. jejunin molekyyliepidemiologiaa on tutkittu laajalti. Etenkin multilokus sekvenssi tyypitys (MLST), missä bakteerikannat luokitellaan sekvenssityyppeihin (ST) ja klonaalikomplekseihin (CC), on antanut arvokasta tietoa eri lähteissä esiintyvistä C. jejuni tyypeistä ympäri maailman. MLST:ssä on etunsa, mutta se on riittämätön erottelemaan bakteerikantoja saman ST:n sisällä epidemiologisissa tutkimuksissa. Kokogenomisekvensointi taas mahdollistaa kokonaisten bakteerigenomien tarkastelun muutaman valikoidun geenin sijaan. Väitöskirjatutkimukseni tavoitteena oli tutkia C. jejuni kantoja, joita esiintyy kotimaisissa potilastartunnoissa, siipikarjassa ja uimavesissä käyttäen MLST:tä sekä kokogenomi MLST:tä. Yleisimmin löydetyt sekvenssityypit kuuluivat ST-45 CC, ST-21 CC, ST-283 CC ja ST-677 CC sukulinjoihin. Tutkimme edelleen saman ST:n omaavia C. jejuni isolaatteja tarkasti erottelevan kokogenomi MLST:n avulla, huomioiden myös ajallisen yhteyden kesällä 2012 eristettyjen potilas- ja broilerikantojen välillä. Pystyimme tunnistamaan potilaskannat, jotka olivat sekä geneettisesti että ajallisesti hyvin lähellä toisiaan jakaen todennäköisesti saman tartuntalähteen sekä osoittamaan yhteyden broilereiden teuraseristä ja potilaista eristettyjen C. jejuni isolaattien välillä. Vaikka potilaskantojen MLST tyypit olivat 79% samoja kuin broilereissa, vain 24% ihmisten tartunnoista pystyttiin yhdistämään broilerikantoihin sekä kokogenomi MLST:llä että ajallisesti. Tartuntalähde jäi tunnistamatta yli 70% tautitapauksista viitaten muihin tartuntareitteihin kuten toisiin kotieläimiin tai ympäristöperäisiin lähteisiin. Lisäksi tarkastelimme ST-677 CC kuuluvien C. jejuni kantojen kokogenomisekvenssejä. Pystyimme tunnistamaan sellaisia geneettisiä piirteitä, jotka ovat ominaisia tälle Suomessa yleiselle sukulinjalle ja mikä on myös liitetty vakavampiin potilaiden verenmyrkytystapauksiin.
Permanenta länken (URI): URN:ISBN:ISBN 978-951-51-3654-1
http://hdl.handle.net/10138/216690
Datum: 2017-09-22
Subject:
Rights: Publikationen är skyddad av upphovsrätten. Den får läsas och skrivas ut för personligt bruk. Användning i kommersiellt syfte är förbjuden.


Filer under denna titel

Total number of downloads: Loading...

Filer Storlek Format Granska
Molecula.pdf 926.5Kb PDF Granska/Öppna

Detta dokument registreras i samling:

Visa fullständig post