Genomic DNA fingerprinting by restriction fragment end labeling.

A typing method for bacteria was developed and applied to several species, including Escherichia coli and Actinobacillus actinomycetemcomitans. Total genomic DNA was digested with a restriction endonuclease, and fragments were enabled with [alpha-32P]dATP by using the Klenow fragment of DNA polymerase and separated by electrophoresis in 6% polyacrylamide/8 M urea (sequencing gel). Depending on the restriction endonuclease and the bacterium, the method produced approximately 30-50 well-separated fragments in the size range of 100-400 nucleotides. For A. actinomycetemcomitans, all strains had bands in common. Nevertheless, many polymorphisms could be observed, and the 31 strains tested could be classified into 29 distinct types. Furthermore, serotype-specific fragments could be assigned for the three serotypes investigated. The method described is very sensitive, allowing more distinct types to be distinguished than other commonly used typing methods. When the method was applied to 10 other clinically relevant bacterial species, both species-specific bands and strain-specific bands were found. Isolates from different locations of one patient showed indistinguishable patterns. Computer-assisted analysis of the DNA fingerprints allowed the determination of similarity coefficients. It is concluded that genomic fingerprinting by restriction fragment end labeling (RFEL) is a powerful and generally applicable technique to type bacterial species.

Applicazione della spettrometria di massa MALDI-TOF in microbiologia clinica

Riassunto La spettrometria di massa (MS) nata negli anni ’70 trova oggi, grazie alla tecnologia Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization-Time of Flight (MALDI-TOF), importanti applicazioni in diversi settori: biotecnologico (per la caratterizzazione ed il controllo di qualità di proteine ricombinanti ed altre macromolecole), medico–clinico (per la diagnosi di laboratorio di malattie e per lo sviluppo di nuovi trattamenti terapeutici mirati), alimentare ed ambientale. Negli ultimi anni, questa tecnologia è diventata un potente strumento anche per la diagnosi di laboratorio in microbiologia clinica, rivoluzionando il flusso di lavoro per una rapida identificazione di batteri e funghi, sostituendo l’identificazione fenotipica convenzionale basata su saggi biochimici. Attualmente mediante MALDI-TOF MS sono possibili due diversi approcci per la caratterizzazione dei microrganismi: (1) confronto degli spettri (“mass spectra”) con banche dati contenenti profili di riferimento (“database fingerprints”) e (2) “matching” di bio-marcatori con banche dati proteomiche (“proteome database”). Recentemente, la tecnologia MALDI-TOF, oltre alla sua applicazione classica nell’identificazione di microrganismi, è stata utilizzata per individuare, indirettamente, meccanismi di resistenza agli antibiotici. Primo scopo di questo studio è stato verificare e dimostrare l’efficacia identificativa della metodica MALDI-TOF MS mediante approccio di comparazione degli spettri di differenti microrganismi di interesse medico per i quali l’identificazione risultava impossibile a causa della completa assenza o presenza limitata, di spettri di riferimento all’interno della banca dati commerciale associata allo strumento. In particolare, tale scopo è stato raggiunto per i batteri appartenenti a spirochete del genere Borrelia e Leptospira, a miceti filamentosi (dermatofiti) e protozoi (Trichomonas vaginalis). Secondo scopo di questo studio è stato valutare il secondo approccio identificativo basato sulla ricerca di specifici marcatori per differenziare parassiti intestinali di interesse medico per i quali non è disponibile una banca dati commerciale di riferimento e la sua creazione risulterebbe particolarmente difficile e complessa, a causa della complessità del materiale biologico di partenza analizzato e del terreno di coltura nei quali questi protozoi sono isolati. Terzo ed ultimo scopo di questo studio è stata la valutazione dell’applicabilità della spettrometria di massa con tecnologia MALDI-TOF per lo studio delle resistenze batteriche ai carbapenemi. In particolare, è stato messo a punto un saggio di idrolisi dei carbapenemi rilevata mediante MALDI-TOF MS in grado di determinare indirettamente la produzione di carbapenemasi in Enterobacteriaceae. L’efficacia identificativa della metodica MALDI-TOF mediante l’approccio di comparazione degli spettri è stata dimostrata in primo luogo per batteri appartenenti al genere Borrelia. La banca dati commerciale dello strumento MALDI-TOF MS in uso presso il nostro laboratorio includeva solo 3 spettri di riferimento appartenenti alle specie B. burgdorferi ss, B. spielmani e B. garinii. L’implementazione del “database” con specie diverse da quelle già presenti ha permesso di colmare le lacune identificative dovute alla mancanza di spettri di riferimento di alcune tra le specie di Borrelia più diffuse in Europa (B. afzelii) e nel mondo (come ad esempio B. hermsii, e B. japonica). Inoltre l’implementazione con spettri derivanti da ceppi di riferimento di specie già presenti nel “database” ha ulteriormente migliorato l’efficacia identificativa del sistema. Come atteso, il ceppo di isolamento clinico di B. lusitaniae (specie non presente nel “database”) è stato identificato solo a livello di genere corroborando, grazie all’assenza di mis-identificazione, la robustezza della “nuova” banca dati. I risultati ottenuti analizzando i profili proteici di ceppi di Borrelia spp. di isolamento clinico, dopo integrazione del “database” commerciale, indicano che la tecnologia MALDI-TOF potrebbe essere utilizzata come rapida, economica ed affidabile alternativa ai metodi attualmente utilizzati per identificare ceppi appartenenti a questo genere. Analogamente, per il genere Leptospira dopo la creazione ex-novo della banca dati “home-made”, costruita con i 20 spettri derivati dai 20 ceppi di riferimento utilizzati, è stata ottenuta una corretta identificazione a livello di specie degli stessi ceppi ri-analizzati in un esperimento indipendente condotto in doppio cieco. Il dendrogramma costruito con i 20 MSP-Spectra implementati nella banca dati è formato da due rami principali: il primo formato dalla specie non patogena L. biflexa e dalla specie a patogenicità intermedia L. fainei ed il secondo che raggruppa insieme le specie patogene L. interrogans, L. kirschneri, L. noguchii e L. borgpetersenii. Il secondo gruppo è ulteriormente suddiviso in due rami, contenenti rispettivamente L. borgpetersenii in uno e L. interrogans, L. kirschneri e L. noguchii nell’altro. Quest’ultimo, a sua volta, è suddiviso in due rami ulteriori: il primo comprendente la sola specie L. noguchii, il secondo le specie L. interrogans e L. kirshneri non separabili tra loro. Inoltre, il dendrogramma costruito con gli MSP-Spectra dei ceppi appartenenti ai generi Borrelia e Leptospira acquisiti in questo studio, e appartenenti al genere Brachyspira (implementati in un lavoro precedentemente condotto) mostra tre gruppi principali separati tra loro, uno per ogni genere, escludendo possibili mis-identificazioni tra i 3 differenti generi di spirochete. Un’analisi più approfondita dei profili proteici ottenuti dall’analisi ha mostrato piccole differenze per ceppi della stessa specie probabilmente dovute ai diversi pattern proteici dei distinti sierotipi, come confermato dalla successiva analisi statistica, che ha evidenziato picchi sierotipo-specifici. È stato, infatti, possibile mediante la creazione di un modello statistico dedicato ottenere un “pattern” di picchi discriminanti in grado di differenziare a livello di sierotipo sia i ceppi di L. interrogans sia i ceppi di L. borgpetersenii saggiati, rispettivamente. Tuttavia, non possiamo concludere che i picchi discriminanti da noi riportati siano universalmente in grado di identificare il sierotipo dei ceppi di L. interrogans ed L. borgpetersenii; i picchi trovati, infatti, sono il risultato di un’analisi condotta su uno specifico pannello di sierotipi. È stato quindi dimostrato che attuando piccoli cambiamenti nei parametri standardizzati come l’utilizzo di un modello statistico e di un programma dedicato applicato nella routine diagnostica è possibile utilizzare la spettrometria di massa MALDI-TOF per una rapida ed economica identificazione anche a livello di sierotipo. Questo può significativamente migliorare gli approcci correntemente utilizzati per monitorare l’insorgenza di focolai epidemici e per la sorveglianza degli agenti patogeni. Analogamente a quanto dimostrato per Borrelia e Leptospira, l’implementazione della banca dati dello spettrometro di massa con spettri di riferimento di miceti filamentosi (dermatofiti) si è rilevata di particolare importanza non solo per l’identificazione di tutte le specie circolanti nella nostra area ma anche per l’identificazione di specie la cui frequenza nel nostro Paese è in aumento a causa dei flussi migratori dalla zone endemiche (M. audouinii, T. violaceum e T. sudanense). Inoltre, l’aggiornamento del “database” ha consentito di superare la mis-identificazione dei ceppi appartenenti al complesso T. mentagrophytes (T. interdigitale e T. mentagrophytes) con T. tonsurans, riscontrata prima dell’implementazione della banca dati commerciale. Il dendrogramma ottenuto dai 24 spettri implementati appartenenti a 13 specie di dermatofiti ha rivelato raggruppamenti che riflettono quelli costruiti su base filogenetica. Sulla base dei risultati ottenuti mediante sequenziamento della porzione della regione ITS del genoma fungino non è stato possibile distinguere T. interdigitale e T. mentagrophytes, conseguentemente anche gli spettri di queste due specie presentavano picchi dello stesso peso molecoalre. Da sottolineare che il dendrogramma costruito con i 12 profili proteici già inclusi nel database commerciale e con i 24 inseriti nel nuovo database non riproduce l’albero filogenetico per alcune specie del genere Tricophyton: gli spettri MSP già presenti nel database e quelli aggiunti delle specie T. interdigitale e T. mentagrophytes raggruppano separatamente. Questo potrebbe spiegare le mis-identificazioni di T. interdigitale e T. mentagrophytes con T. tonsurans ottenute prima dell’implementazione del database. L’efficacia del sistema identificativo MALDI-TOF è stata anche dimostrata per microrganismi diversi da batteri e funghi per i quali la metodica originale è stata sviluppata. Sebbene tale sistema identificativo sia stato applicato con successo a Trichomonas vaginalis è stato necessario apportare modifiche nei parametri standard previsti per l’identificazione di batteri e funghi. Le interferenze riscontrate tra i profili proteici ottenuti per i due terreni utilizzati per la coltura di questo protozoo e per i ceppi di T. vaginalis hanno, infatti, reso necessario l’utilizzo di nuovi parametri per la creazione degli spettri di riferimento (MSP-Spectra). L’importanza dello sviluppo del nuovo metodo risiede nel fatto che è possibile identificare sulla base del profilo proteico (e non sulla base di singoli marcatori) microorganismi cresciuti su terreni complessi che potrebbero presentare picchi nell'intervallo di peso molecolare utilizzato a scopo identificativo: metaboliti, pigmenti e nutrienti presenti nel terreno possono interferire con il processo di cristallizzazione e portare ad un basso punteggio identificativo. Per T. vaginalis, in particolare, la “sottrazione” di picchi dovuti a molecole riconducibili al terreno di crescita utilizzato, è stata ottenuta escludendo dall'identificazione l'intervallo di peso molecolare compreso tra 3-6 kDa, permettendo la corretta identificazione di ceppi di isolamento clinico sulla base del profilo proteico. Tuttavia, l’elevata concentrazione di parassita richiesta (105 trofozoiti/ml) per una corretta identificazione, difficilmente ottenibile in vivo, ha impedito l’identificazione di ceppi di T. vaginalis direttamente in campioni clinici. L’approccio identificativo mediante individuazione di specifici marcatori proteici (secondo approccio identificativo) è stato provato ed adottato in questo studio per l’identificazione e la differenziazione di ceppi di Entamoeba histolytica (ameba patogena) ed Entamoeba dispar (ameba non patogena), specie morfologiacamente identiche e distinguibili solo mediante saggi molecolari (PCR) aventi come bersaglio il DNA-18S, che codifica per l’RNA della subunità ribosomiale minore. Lo sviluppo di tale applicazione ha consentito di superare l’impossibilità della creazione di una banca dati dedicata, a causa della complessità del materiale fecale di partenza e del terreno di coltura impiagato per l’isolamento, e di identificare 5 picchi proteici in grado di differenziare E. histolytica da E. dispar. In particolare, l’analisi statistica ha mostrato 2 picchi specifici per E. histolytica e 3 picchi specifici per E. dispar. L’assenza dei 5 picchi discriminanti trovati per E. histolytica e E. dispar nei profili dei 3 differenti terreni di coltura utilizzati in questo studio (terreno axenico LYI-S-2 e terreno di Robinson con e senza E. coli) permettono di considerare questi picchi buoni marcatori in grado di differenziare le due specie. La corrispondenza dei picchi con il PM di due specifiche proteine di E. histolytica depositate in letteratura (Amoebapore A e un “unknown putative protein” di E. histolytica ceppo di riferimento HM-1:IMSS-A) conferma la specificità dei picchi di E. histolytica identificati mediante analisi MALDI-TOF MS. Lo stesso riscontro non è stato possibile per i picchi di E. dispar in quanto nessuna proteina del PM di interesse è presente in GenBank. Tuttavia, va ricordato che non tutte le proteine E. dispar sono state ad oggi caratterizzate e depositate in letteratura. I 5 marcatori hanno permesso di differenziare 12 dei 13 ceppi isolati da campioni di feci e cresciuti in terreno di Robinson confermando i risultati ottenuti mediante saggio di Real-Time PCR. Per un solo ceppo di isolamento clinico di E. histolytica l’identificazione, confermata mediante sequenziamento della porzione 18S-rDNA, non è stata ottenuta mediante sistema MALDI-TOF MS in quanto non sono stati trovati né i picchi corrispondenti a E. histolytica né i picchi corrispondenti a E. dispar. Per questo ceppo è possibile ipotizzare la presenza di mutazioni geno/fenotipiche a livello delle proteine individuate come marcatori specifici per E. histolytica. Per confermare questa ipotesi sarebbe necessario analizzare un numero maggiore di ceppi di isolamento clinico con analogo profilo proteico. L’analisi condotta a diversi tempi di incubazione del campione di feci positivo per E. histolytica ed E. dipar ha mostrato il ritrovamento dei 5 picchi discriminanti solo dopo 12 ore dall’inoculo del campione nel terreno iniziale di Robinson. Questo risultato suggerisce la possibile applicazione del sistema MALDI-TOF MS per identificare ceppi di isolamento clinico di E. histolytica ed E. dipar nonostante la presenza di materiale fecale che materialmente può disturbare e rendere difficile l’interpretazione dello spettro ottenuto mediante analisi MALDI-TOF MS. Infine in questo studio è stata valutata l’applicabilità della tecnologia MALDI-TOF MS come saggio fenotipico rapido per la determinazione di ceppi produttori di carbapenemasi, verificando l'avvenuta idrolisi del meropenem (carbapeneme di riferimento utilizzato in questo studio) a contatto con i ceppi di riferimento e ceppi di isolamento clinico potenzialmente produttori di carbapenemasi dopo la messa a punto di un protocollo analitico dedicato. Il saggio di idrolisi del meropenem mediante MALDI-TOF MS ha dimostrato la presenza o l’assenza indiretta di carbapenemasi nei 3 ceppi di riferimento e nei 1219 (1185 Enterobacteriaceae e 34 non-Enterobacteriaceae) ceppi di isolamento clinico inclusi nello studio. Nessuna interferenza è stata riscontrata per i ceppi di Enterobacteriaceae variamente resistenti ai tre carbapenemi ma risultati non produttori di carbapenemasi mediante i saggi fenotipici comunemente impiegati nella diagnostica routinaria di laboratorio: nessuna idrolisi del farmaco è stata infatti osservata al saggio di idrolisi mediante MALDI-TOF MS. In un solo caso (ceppo di K. pneumoniae N°1135) è stato ottenuto un profilo anomalo in quanto presenti sia i picchi del farmaco intatto che quelli del farmaco idrolizzato. Per questo ceppo resistente ai tre carbapenemi saggiati, negativo ai saggi fenotipici per la presenza di carbapenemasi, è stata dimostrata la presenza del gene blaKPC mediante Real-Time PCR. Per questo ceppo si può ipotizzare la presenza di mutazioni a carico del gene blaKPC che sebbene non interferiscano con il suo rilevamento mediante PCR (Real-Time PCR positiva), potrebbero condizionare l’attività della proteina prodotta (Saggio di Hodge modificato e Test di Sinergia negativi) riducendone la funzionalità come dimostrato, mediante analisi MALDI-TOF MS, dalla presenza dei picchi relativi sia all’idrolisi del farmaco sia dei picchi relativi al farmaco intatto. Questa ipotesi dovrebbe essere confermata mediante sequenziamento del gene blaKPC e successiva analisi strutturale della sequenza amminoacidica deducibile. L’utilizzo della tecnologia MALDI-TOF MS per la verifica dell’avvenuta idrolisi del maropenem è risultato un saggio fenotipico indiretto in grado di distinguere, al pari del test di Hodge modificato impiegato comunemente nella routine diagnostica in microbiologia, un ceppo produttore di carbapenemasi da un ceppo non produttore sia per scopi diagnostici che per la sorveglianza epidemiologica. L’impiego del MALDI-TOF MS ha mostrato, infatti, diversi vantaggi rispetto ai metodi convenzionali (Saggio di Hodge modificato e Test di Sinergia) impiegati nella routine diagnostica di laboratorio i quali richiedono personale esperto per l’interpretazione del risultato e lunghi tempi di esecuzione e di conseguenza di refertazione. La semplicità e la facilità richieste per la preparazione dei campioni e l’immediata acquisizione dei dati rendono questa tecnica un metodo accurato e rapido. Inoltre, il metodo risulta conveniente dal punto di vista economico, con un costo totale stimato di 1,00 euro per ceppo analizzato. Tutte queste considerazioni pongono questa metodologia in posizione centrale in ambito microbiologico anche nel caso del rilevamento di ceppi produttori di carbapenemasi. Indipendentemente dall’approccio identificativo utilizzato, comparato con i metodi convenzionali il MALDI-TOF MS conferisce in molti casi un guadagno in termini di tempo di lavoro tecnico (procedura pre-analititca per la preparazione dei campioni) e di tempo di ottenimento dei risultati (procedura analitica automatizzata). Questo risparmio di tempo si accentua quando sono analizzati in contemporanea un maggior numero di isolati. Inoltre, la semplicità e la facilità richieste per la preparazione dei campioni e l’immediata acquisizione dei dati rendono questo un metodo di identificazione accurato e rapido risultando più conveniente anche dal punto di vista economico, con un costo totale di 0,50 euro (materiale consumabile) per ceppo analizzato. I risultati ottenuti dimostrano che la spettrometria di massa MALDI-TOF sta diventando uno strumento importante in microbiologia clinica e sperimentale, data l’elevata efficacia identificativa, grazie alla disponibilità sia di nuove banche dati commerciali sia di aggiornamenti delle stesse da parte di diversi utenti, e la possibilità di rilevare con successo anche se in modo indiretto le antibiotico-resistenze.

Assisting End-users in Filling Out Web Services

With the quick advance of web service technologies, end-users can conduct various on-line tasks, such as shopping on-line. Usually, end-users compose a set of services to accomplish a task, and need to enter values to services to invoke the composite services. Quite often, users re-visit websites and use services to perform re-occurring tasks. The users are required to enter the same information into various web services to accomplish such re-occurring tasks. However, repetitively typing the same information into services is a tedious job for end-users. It can negatively impact user experience when an end-user needs to type the re-occurring information repetitively into web services. Recent studies have proposed several approaches to help users fill in values to services automatically. However, prior studies mainly suffer the following drawbacks: (1) limited support of collecting and analyzing user inputs; (2) poor accuracy of filling values to services; (3) not designed for service composition. To overcome the aforementioned drawbacks, we need maximize the reuse of previous user inputs across services and end-users. In this thesis, we introduce our approaches that prevent end-users from entering the same information into repetitive on-line tasks. More specifically, we improve the process of filling out services in the following 4 aspects: First, we investigate the characteristics of input parameters. We propose an ontology-based approach to automatically categorize parameters and fill values to the categorized input parameters. Second, we propose a comprehensive framework that leverages user contexts and usage patterns into the process of filling values to services. Third, we propose an approach for maximizing the value propagation among services and end-users by linking a set of semantically related parameters together and similar end-users. Last, we propose a ranking-based framework that ranks a list of previous user inputs for an input parameter to save a user from unnecessary data entries. Our framework learns and analyzes interactions of user inputs and input parameters to rank user inputs for input parameters under different contexts.

ESTOUT: Stata module to export estimation results from estimates table

estout produces a table of regression results from one or several models for use with spreadsheets, LaTeX, HTML, or a word-processor table. eststo stores a quick copy of the active estimation results for later tabulation. esttab is a wrapper for estout. It displays a pretty looking publication-style regression table without much typing. estadd adds additional results to the e()-returns for one or several models previously fitted and stored. This package subsumes the previously circulated esto, esta, estadd, and estadd_plus. An earlier version of estout is available as estout1.

Genetic variability and limited clonality of Mycoplasma hyorhinis in pig herds

Mycoplasma hyorhinis is a common inhabitant of the upper respiratory tract and tonsils of pigs. Its role as a possible pathogen remains controversial. In order to gain more insight into the epidemiology and population structure of M. hyorhinis we genetically characterized 60 isolates by multi locus sequence typing (MLST). The M. hyorhinis strains originated from Swiss and German pig herds with knowledge on the clinical background. The MLST scheme of Tocqueville et al. (J. Clin. Microbiol. 2014) was optimized, primers for the six MLST gene fragments were newly designed to allow amplification and sequencing with a single protocol. A total of 27 ST were observed with the 60 strains, 26 of those were previously unknown types. Generally identical genotypes were observed within a farm but they differed between farms. The identical genotype was also observed in three different Swiss farms. On the other Hand different genotypes within a farm were found with three German farms. The Swiss isolates formed a distinct cluster but otherwise there was no geographical nor a clinical association with specific Clusters observed. Data shows a high variability of M. hyorhinis comparable to what is observed for Mycoplasma hyopneumoniae. Similar to this pathogen the population structure of M. hyorhinis also shows some limited clonality with predominant genotypes within an animal and a single farm but different ones between farms. The comparable population structure of M. hyopneumoniae and M. hyorhinis could indicate a similar evolution of the two species in the common pig host.

Taboo Language and Illness Online: The Use of Specific Emoticons and Graphic Signs to Talk about HIV/AIDS in South Africa

South Africa is one of the countries most affected by HIV/AIDS: According to 2014 UNAIDS data 6.8 million South Africans live with HIV/AIDS, which means a 18.9% prevalence rate among adults (15-49 years old). Despite this strong presence of HIV/AIDS in South African society it remains relatively stigmatized and is not openly talked about. The silence about HIV/AIDS maintained in everyday conversations and the superstitions associated with this illness have led to the creation of a taboo language. This study aims at shedding light on how South African users resort to specific emoticons and graphic signs to talk about HIV/AIDS online. For this purpose 368 Facebook status updates and comments concerning HIV/AIDS and its side effects were analysed. All participants, aged 14-48, lived at the moment of data collection in Cape Town, in the Cape Flats area. The online conversations investigated are mainly in English mixed with Afrikaans and/or Xhosa. The emoticons and graphic signs in most cases display a graphic depiction of the physical (and mental) effects of the illness. These linguistic and semiotic practices employed on Facebook provide insight into how Capetonian users, on the one hand, express solidarity and sympathy with people suffering from HIV/AIDS. On the other hand, the emoticons and graphic signs are used to label and position people affected by HIV/AIDS. Thus, in the South African context social network sites have become an important space and means for communicating HIV/AIDS issues.

Notes on power plant design, prepared for the use of students in the Mechanical Engineering Department of the Massachusetts Institute of Technology

Reprinted in part from various sources.

Functional recycling of C2 domains throughout evolution: A comparative study of synaptotagmin, protein kinase C and phospholipase C by sequence, structural and modelling approaches

The C2 domain is one of the most frequent and widely distributed calcium-binding motifs. Its structure comprises an eight-stranded beta-sandwich with two structural types as if the result of a circular permutation. Combining sequence, structural and modelling information, we have explored, at different levels of granularity, the functional characteristics of several families of C2 domains. At the coarsest level,the similarity correlates with key structural determinants of the C2 domain fold and, at the finest level, with the domain architecture of the proteins containing them, highlighting the functional diversity between the various subfamilies. The functional diversity appears as different conserved surface patches throughout this common fold. In some cases, these patches are related to substrate-binding sites whereas in others they correspond to interfaces of presumably permanent interaction between other domains within the same polypeptide chain. For those related to substrate-binding sites, the predictions overlap with biochemical data in addition to providing some novel observations. For those acting as protein-protein interfaces' our modelling analysis suggests that slight variations between families are a result of not only complementary adaptations in the interfaces involved but also different domain architecture. In the light of the sequence and structural genomic projects, the work presented here shows that modelling approaches along with careful sub-typing of protein families will be a powerful combination for a broader coverage in proteomics. (C) 2003 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Community-acquired methicillin-resistant Staphylococcus aureus carrying Panton-Valentine leukocidin genes: Worldwide emergence

Infections caused by community-acquired (CA)-methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) have been reported worldwide. We assessed whether any common genetic markers existed among 117 CA-MRSA isolates from the United States, France, Switzerland, Australia, New Zealand, and Western Samoa by performing polymerase chain reaction for 24 virulence factors and the methicillin-resistance determinant. The genetic background of the strain was analyzed by pulsed-field gel electrophoresis (PFGE) and multi-locus sequence typing (MLST). The CA-MRSA strains shared a type IV SCCmec cassette and the Panton-Valentine leukocidin locus, whereas the distribution of the other toxin genes was quite specific to the strains from each continent. PFGE and MLST analysis indicated distinct genetic backgrounds associated with each geographic origin, although predominantly restricted to the agr3 background. Within each continent, the genetic background of CA-MRSA strains did not correspond to that of the hospital-acquired MRSA.

A cluster of tuberculosis associated with use of a marijuana water pipe

SETTING: New cases of pulmonary tuberculosis (TB) were noted in a cluster of young Caucasian males, an unusual ethnic group for this disease in Queensland, Australia. It was noted that marijuana water pipe ('bong') smoking was common amongst cases and contacts. OBJECTIVE: To report this cluster of TB and to investigate whether shared use of a marijuana water pipe was associated with transmission of TB. DESIGN: All contacts were identified and screened according to standard protocols. Cases were asked to list contacts with whom they had shared a marijuana water pipe. RESULTS: Five cases of open pulmonary TB were identified clinically and on sputum culture, and all isolates of Mycobacterium tuberculosis were identical on typing. Of 149 contacts identified, 114 (77%) completed screening, and 57 (50%) had significant tuberculin skin test (TST) reactions on follow-up. Of 45 contacts who had shared a marijuana water pipe with a case, 29 (64%) had a significant TST reaction. CONCLUSION: Sharing a marijuana water pipe with a case of pulmonary TB was associated with transmission of TB (OR 2.22, 95% CI 0.96-5.17), although the most important risk factor for acquiring TB infection in this cluster was close household contact with a case (OR 4.91, 95% CI 1.13-20.70).

Emergence of community-acquired methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) infection in Queensland, Australia

Objectives: To investigate the incidence and epidemiology of non-multiresistant methicillin-resistant Staphylococcus aureus (nmMRSA) infection in south-east Queensland, Australia. Study design: A retrospective survey was done of hospital records of all patients who had non-multiresistant MRSA isolated at Ipswich Hospital (a 250-bed general hospital, 40 km south-west of Brisbane, Queensland, Australia) between March 2000 and June 2001. Laboratory typing of these isolates was done with antibiogram, pulsed-field gel electrophoresis, bacteriophage typing and coagulase gene typing. Results: There were 44 infections caused by nmMRSA. Seventeen infections (39%) occurred in patients from the south-west Pacific Islands (predominantly Samoa, Tonga and New Zealand). Laboratory typing showed that the isolates in Pacific Islanders were Pacific Island strains, and 16/17 of these infections were community acquired. Twenty-three infections (52%) occurred in Caucasians. Eleven of the isolates from Caucasians (48%) were a new predominantly community-acquired strain that we have termed the ‘R’ pulsotype, nine (39%) were Pacific Island strains, and three (13%) were health care institution-associated strains. Four infections occurred in patients who were not Caucasians or Pacific Islanders. Overall, 34 of all 44 infections (77%) were community' acquired. Conclusions: Non-multiresistant MRSA infection, relatively frequently observed in Pacific Islanders in south-east Queensland, is now a risk for Caucasians as well, and is usually community acquired. Clinicians should consider taking microbiological specimens for culture and antimicrobial susceptibility testing in patients with suspected staphylococcal infections who are not responding to empirical therapy with β-lactam antibiotics.

Development of lipid-core-peptide (LCP) based vaccines for the prevention of the group A streptococcal (GAS) infection

Traditional vaccines consisting of whole attenuated micro-organisms. or microbial components administered with adjuvant, have been demonstrated as one of the most cost-effective and successful public health interventions. Their use in large scale immunisation programs has lead to the eradication of smallpox, reduced morbidity and mortality from many once common diseases, and reduced strain on health services. However, problems associated with these vaccines including risk of infection. adverse effects, and the requirement for refrigerated transport and storage have led to the investigation of alternative vaccine technologies. Peptide vaccines, consisting of either whole proteins or individual peptide epitopes, have attracted much interest, as they may be synthesised to high purity and induce highly specific immune responses. However, problems including difficulties stimulating long lasting immunity. and population MHC diversity necessitating multiepitopic vaccines and/or HLA tissue typing of patients complicate their development. Furthermore, toxic adjuvants are necessary to render them immunogenic. and as such non-toxic human-compatible adjuvants need to be developed. Lipidation has been demonstrated as a human compatible adjuvant for peptide vaccines. The lipid-core-peptide (LCP) system. incorporating lipid adjuvant, carrier, and peptide epitopes, exhibits promise as a lipid-based peptide vaccine adjuvant. The studies reviewed herein investigate the use of the LCP system for developing vaccines to protect against group A streptococcal (GAS) infection. The studies demonstrate that LCP-based GAS vaccines are capable of inducing high-titres of antigen specific IgG antibodies. Furthermore. mice immunised with an LCP-based GAS vaccine were protected against challenge with 8830 strain GAS.

Rapid genotyping of Pseudomonas aeruginosa isolates harboured by adult and paediatric patients with cystic fibrosis using repetitive-element-based PCR assays

In this study, the suitability of two repetitive-element-based PCR (rep-PCR) assays, enterobacterial repetitive intergenic consensus (ERIC)-PCR and BOX-PCR, to rapidly characterize Pseudomonas aeruginosa strains isolated from patients with cystic fibrosis (CF) was examined. ERIC-PCR utilizes paired sequence-specific primers and BOX-PCR a single primer that target highly conserved repetitive elements in the P. aeruginosa genome. Using these rep-PCR assays, 163 P. aeruginosa isolates cultured from sputa collected from 50 patients attending an adult CF clinic and 50 children attending a paediatric CF clinic were typed. The results of the rep-PCR assays were compared to the results of PFGE. All three assays revealed the presence of six major clonal groups shared by multiple patients attending either of the CF clinics, with the dominant clonal group infecting 38% of all patients. This dominant clonal group was not related to the dominant clonal group detected in Sydney or Melbourne (pulsotype 1), nor was it related to the dominant groups detected in the UK. In all, PFGE and rep-PCR identified 58 distinct clonal groups, with only three of these shared between the two clinics. The results of this study showed that both ERIC-PCR and BOX-PCR are rapid, highly discriminatory and reproducible assays that proved to be powerful surveillance screening tools for the typing of clinical P. aeruginosa isolates recovered from patients with CF.

Genetic diversity among community methicillin-resistant Staphylococcus aureus strains causing outpatient infections in Australia

Increasing reports of the appearance of novel nonmultiresistant methicillin-resistant Staphylococcus aureus MRSA (MRSA) strains in the community and of the spread of hospital MRSA strains into the community are cause for public health concern. We conducted two national surveys of unique isolates of S. aureus from clinical specimens collected from nonhospitalized patients commencing in 2000 and 2002, respectively. A total of 11.7% of 2,498 isolates from 2000 and 15.4% of 2,486 isolates from 2002 were MRSA. Approximately 54% of the MRSA isolates were nonmultiresistant (resistant to less than three of nine antibiotics) in both surveys. The majority of multiresistant MRSA isolates in both surveys belonged to two strains (strains AUS-2 and AUS-3), as determined by pulsed-field gel electrophoresis (PFGE) and resistogram typing. The 3 AUS-2 isolates and 10 of the 11 AUS-3 isolates selected for multilocus sequence typing (MLST) and staphylococcal chromosomal cassette mec (SCCmec) analysis were ST239-MRSA-III (where ST is the sequence type) and thus belonged to the same clone as the eastern Australian MRSA strain of the 1980s, which spread internationally. Four predominant clones of novel nonmultiresistant MRSA were identified by PFGE, MLST, and SCCmec analysis: ST22-MRSA-IV (strain EMRSA-15), ST1-MRSA-IV (strain WA-1), ST30-MRSA-IV (strain SWP), and ST93-MRSA-IV (strain Queensland). The last three clones are associated with community acquisition. A total of 14 STs were identified in the surveys, including six unique clones of novel nonmultiresistant MRSA, namely, STs 73, 93, 129, 75, and 80sIv and a new ST. SCCmec types IV and V were present in diverse genetic backgrounds. These findings provide support for the acquisition of SCCmec by multiple lineages of S. aureus. They also confirm that both hospital and community strains of MRSA are now common in nonhospitalized patients throughout Australia.

mecA locus diversity in methicillin-resistant Staphylococcus aureus isolates in Brisbane, Australia, and the development of a novel diagnostic procedure for the Western Samoan phage pattern clone

An emerging public health phenomenon is the increasing incidence of methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) infections that are acquired outside of health care facilities. One lineage of community-acquired MRSA (CA-MRSA) is known as the Western Samoan phage pattern (WSPP) clone. The central aim of this study was to develop an efficient genotyping procedure for the identification of WSPP isolates. The approach taken was to make use of the highly variable region downstream of mecA in combination with a single nucleotide polymorphism (SNP) defined by the S. aureus multilocus sequence typing (MLST) database. The premise was that a combinatorial genotyping method that interrogated both a highly variable region and the genomic backbone would deliver a high degree of informative power relative to the number of genetic polymorphisms-interrogated. Thirty-five MRSA isolates were used for this study, and their gene contents and order downstream of mecA were determined. The CA-MRSA isolates were found to contain a truncated mecA downstream region consisting of mecA-HVR-IS431 mec-dcs-Ins117, and a PCR-based method for identifying this structure was developed. The hospital-acquired isolates were found to contain eight different mecA downstream regions, three of which were novel. The Minimum SNPs computer software program was used to mine the S. aureus MLST database, and the arcC 2726 polymorph was identified as 82% discriminatory for ST-30. A real-time PCR assay was developed to interrogate this SNP. We found that the assay for the truncated mecA downstream region in combination with the interrogation of arcC position 272 provided an unambiguous identification of WSPP isolates.