Ежегодный научно-практический семинар компании ООО «Рош Диагностика Рус» «Секвенирование нового поколения 454: от уникальных исследований к повседневной практике» Полногеномное секвенирование в понимании стратегии адаптации условнопатогенных микроорганизмов, вызывающих внутрибольничные инфекции Воронина О.Л., Кунда М.С., Аксенова Е.И., Семенов А.А., Лунин В.Г., Гинцбург А.Л. ФГБУ «НИИЭМ им. Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России 16 апреля 2013 г. метод мультилокусного секвенирования (Multilocus Sequence Typing, MLST) Maiden M.C.J. et al., 1998 arcC aroE gtr mutS pyr 1 18 6 2 2 tpi yqiL ST 1 1 69 , ) Международные базы данных PubMLST, MLST Home Staphylococcus epidermidis Среда обитания кожа и слизистые оболочки человека и животных Pseudomonas aeruginosa естественная и техногенная окружающая среда: вода, почва, воздух, кожа человека и животных •один из 5 основных •15-20% всех внутрибольничных внтрибольничных патогенов. инфекций. • Его опасность возрастает в • Однин из основных возбудителей связи с ростом применения внутригоспитальных пневмоний. Внутрибольничные боматериалов для эндопротезов, • Вызывает треть всех поражений инфекции катетеров, мочеполовой системы у шунтов. урологических больных. •Инфицирует • 20–25% гнойных хирургических постоперационные раны и •20–25% первичных мочевыводящие пути грамотрицательных бактериемий. Staphylococcus epidermidis Pseudomonas aeruginosa Размер генома, 2,5-2,62 6,26-6,87 %GC 32,1-32,2 65,5-66,6 База данных MLST Home Pub MLST 475 1457 14 135 80.2 47.2 9.1 19.1 kb Количество генотипов (ST) в базе данных количество групп (BURST- анализ) % ST в наибольшей группе % синглетонов Частота встречаемости генотипов S. epidermidis в стационарах Москвы и Нижнего Новгорода 266 210 189 264 248 269 2 6 5 265 7 10 16 19 20 22 174 87 23 83 32 81 35 69 54 59 SeMCP216 изолирован от новорожденного c конъюнктивитом SeMCP12 - из ткани легкого умершего младенца. ATCC 12228 SeMCP216 SeMCP12 Покрытие рефересного генома 90,90% 92,05% Количество вариантов 34 50 Количество общих вариантов 14 Сервер для аннотирования RAST - Rapid Annotation using Subsystem Technology S. epidermidis ATCC 12228 -ST8 ST arcC aroE gtr mutS pyr tpi yqiL 59 2 1 1 1 2 1 1 8 2 1 7 1 1 1 1 - non-biofilm forming, non-infection associated strain SCCmec ccrA4, ccrB4 J3 bla J1 Subsystem Feature Virulence, Disease and Defense Adhesion Adhesins in Staphylococcus Streptococcus pyogenes recombinatorial zone Bacteriocins, ribosomally synthesized antibacterial peptides Bacitracin Stress Response Colicin V and Bacteriocin Production Cluster Resistance to antibiotics and toxic compounds Copper homeostasis Bile hydrolysis Cobalt-zinc-cadmium resistance Multidrug Resistance, 2-protein version Found in Gram-positive bacteria Mercuric reductase Mercury resistance operon Teicoplanin-resistance in Staphylococcus Aminoglycoside adenylyltransferases Arsenic resistance Fosfomycin resistance Resistance to fluoroquinolones Beta-lactamase Invasion and intracellular resistance Mycobacterium virulence operon involved in protein synthesis (SSU ribosomal proteins) Mycobacterium virulence operon involved in DNA transcription Mycobacterium virulence operon involved in protein synthesis (LSU ribosomal proteins) SeMCP12 79 11 10 1 14 8 6 45 6 2 6 4 2 1 3 2 9 1 6 3 9 SeMCP216 88 14 13 1 11 11 0 54 10 2 8 4 2 1 5 1 9 1 6 5 9 4 4 2 2 3 3 Rolling-Circle Replication Секвенированные штаммы Pseudomonas aeruginosa ST235 PAT23 09.2006 PAT169 12.2009 Сервер для аннотирования RAST - Rapid Annotation using Subsystem Technology ФНЦТИО Минздрава России, Pseudomonas aeruginosa ST235: 2006 -2012 гг. Интегроны класса I штаммов генотипа 235 A intI1 aacA7 blaVIM-2 dhfr aacC-A5 tniC B intI1 aac(6’)-33 blaGES-1 aacA4 blaOXA-2 qacH aadA1 sul1 orf5 qacEdelt C intI1 aaDA6 tna orfD qacE delt ISPa21 D intI1 blaGES5 A) DQ522233 - 3 107 bp - Шевченко О.В. и соавт. НИИ антимикробной химиотерапии г. Смоленска; B) GQ337064 - 6 816 bp - Viedma E. et al., госпиталь Испании; C) JN790946 - 4 870 bp; D) JN711472 - 1 847 bp - ФНЦТИО им. академика В.И. Шумакова P. aeruginosa NCGM2.S1 Miyoshi-Akiyama T. et al •ST235 •секвенирован на платформе 454 •аннотирован в RAST. •вызвал вспышку инфекции мочевыводящих путей в госпитале Miyagi Prefecture в Японии •МЛУ. •отсутствие интегрона Система/подсистема Resistance to antibiotics and toxic compounds Lysozyme inhibitors Multiple antibiotic resistance MAR locus MexC-MexD-OprJ Multidrug Efflux System Copper Homeostasis Cobalt-zink-cadmium resistance Resistance to Vancomycin Multidrug Resistance, Tripartite Systems Found in Gram Negative Bacteria Mercuric reductase Mercury resistance operon PAT23 PAT169 NCGM2.S1 124 3 83 4 127 3 1 1 1 2 19 0 15 2 16 34 1 16 1 31 1 12 1 10 7 2 9 18 1 8 Resistance to fluoroquinolones Arsenic resistance Copper Homeostasis:copper tolerance 3 10 0 8 4 6 1 0 2 Система/подсистема Invasion and intacellular resistance Mycobacterium virulence operon involved in protein synthesis (SSU ribosomal proteins) Mycobacterium virulence operon involved in DNA transcription Mycobacterium virulence operon possibly involved in quinolinate byosynthesis Mycobacterium virulence operon involved in protein synthesis (LSU ribosomal proteins) PAT23 PAT169 NCGM2.S1 14 10 0 6 5 0 2 2 0 3 0 0 3 3 0 Система/подсистема PAT23 PAT169 NCGM2.S1 32 30 5 0 0 0 0 31 9 2 3 3 26 5 4 0 0 0 0 0 Phage packaqinq machinery Phage tail proteins 2 Phage tail fiber proteins Phage capsid proteins 7 8 0 7 4 2 0 5 2 0 0 0 IbrA and IbrB: cco-activators of prophage gene expression Phage, Prophage, Transposable elements, Plasmids - no subcategory 0 2 0 1 1 0 Bacteriophage structural proteins 0 0 5 Phage, Prophage, Transposable elements, Plasmids Phage family specific subsystems Transposable elements CBSS-203122.12.peq.188 Phage, Prophages Phage tail proteins Phage replication Система/подсистема PAT23 PAT169 NCGM2.S1 Secondary metabolism 4 15 5 Bacterial cytostatics, differentiation factors and antibiotic 0 15 5 Phenazyne byosinthesis 0 10 0 Paerucumarin byosinthesis 0 5 5 Plant Hormones 4 0 0 Auxin_biosynthesis 4 0 0