An increased risk of Crohn's disease in individuals who inherit the HLA class II DRB3*0301 allele.

The role of inflammatory T cells in Crohn's disease suggests that inherited variations in major histocompatibility complex (MHC) class II genes may be of pathogenetic importance in inflammatory bowel disease. The absence of consistent and strong associations with MHC class II genes in Caucasian patients with inflammatory bowel disease probably reflects the use of less precise typing approaches and the failure to type certain loci by any means. A PCR-sequence-specific oligonucleotide-based approach was used to type individual alleles of the HLA class II DRB1, DRB3, DRB4, and DRB5 loci in 40 patients with ulcerative colitis, 42 Crohn's disease patients, and 93 ethnically matched healthy controls. Detailed molecular typing of the above alleles has previously not been reported in patients with inflammatory bowel disease. A highly significant positive association with the HLA-DRB3*0301 allele was observed in patients with Crohn's disease (P = 0.0004) but not in patients with ulcerative colitis. The relative risk for this association was 7.04. Other less significant HLA class II associations were also noted in patients with Crohn's disease. One of these associations involved the HLA-DRB1*1302 allele, which is known to be in linkage disequilibrium with HLA-DRB3*0301. These data suggest that a single allele of an infrequently typed HLA class II locus is strongly associated with Crohn's disease and that MHC class II molecules may be important in its pathogenesis.

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.

An outbreak of Serratia marcescens on the neonatal unit:a tale of two clones

Serratia spp. are an important cause of hospital-acquired infections and outbreaks in high-risk settings. Twenty-one patients were infected or colonized over a nine-month period during 2001-2002 on a neonatal unit. Twenty-two isolates collected were examined for antibiotic susceptibility, β-lactamase production and genotype. Random-amplified polymorphic DNA polymerase chain reaction and pulsed-field gel electrophoresis revealed that two clones were present. The first clone caused invasive clinical infection in four babies, and was subsequently replaced by a non-invasive clone that affected 14 babies. Phenotypically, the two strains also differed in their prodigiosin production; the first strain was non-pigmented whereas the second strain displayed pink-red pigmentation. Clinical features suggested a difference in their pathogenicity. No environmental source was found. The outbreak terminated following enhanced compliance with infection control measures and a change of antibiotic policy. Although S. marcescens continued to be isolated occasionally for another five months of follow-up, these were sporadic isolates with distinct molecular typing patterns. © 2005 The Hospital Infection Society.

Spatial aspects of MRSA epidemiology:A case study using stochastic simulation, kernel estimation and SaTScan

The identification of disease clusters in space or space-time is of vital importance for public health policy and action. In the case of methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA), it is particularly important to distinguish between community and health care-associated infections, and to identify reservoirs of infection. 832 cases of MRSA in the West Midlands (UK) were tested for clustering and evidence of community transmission, after being geo-located to the centroids of UK unit postcodes (postal areas roughly equivalent to Zip+4 zip code areas). An age-stratified analysis was also carried out at the coarser spatial resolution of UK Census Output Areas. Stochastic simulation and kernel density estimation were combined to identify significant local clusters of MRSA (p<0.025), which were supported by SaTScan spatial and spatio-temporal scan. In order to investigate local sampling effort, a spatial 'random labelling' approach was used, with MRSA as cases and MSSA (methicillin-sensitive S. aureus) as controls. Heavy sampling in general was a response to MRSA outbreaks, which in turn appeared to be associated with medical care environments. The significance of clusters identified by kernel estimation was independently supported by information on the locations and client groups of nursing homes, and by preliminary molecular typing of isolates. In the absence of occupational/ lifestyle data on patients, the assumption was made that an individual's location and consequent risk is adequately represented by their residential postcode. The problems of this assumption are discussed, with recommendations for future data collection.

Characterisation of propionibacterium acnes

Propionibacterium acnes forms part of the normal flora of the skin, oral cavity, large intestine and the external ear. Historically, P. acnes is considered to be of low virulence; however, in recent years it has been found as the aetiological agent in various pathologies including acne vulgaris, endophthalmitis, endocarditis, osteomyelitis, sarcoidosis, prosthetic hip infections and sciatica. It currently remains unclear why this normally harmless commensal can cause infection and contribute to a number of clinically significant conditions. This thesis has sought to investigate the phenotypic, genetic and antigenic properties of P.acnes strains isolated from sciatica patients undergoing microdiscectomy, normal skin, blood cultures, prosthetic hips and acne lesions. Isolates' phenotype was examined by determining their biotype by analytical profile index, antimicrobial susceptibility, virulence factor expression and serotype. A molecular typing method for P.acnes was developed using random amplification of polymorphic DNA (RAPD). Patient serum was used to screen P.acnes strains for antigens expressed in vivo and the chemical composition determined. The serodiagnostic potential and inflammatory properties of identified antigens were assessed. The optimised and reproducible RAPD protocol classified strains into three major clusters and was found to distinguish between the serotypes I and II for a large number of clinical isolates. Molecular typing by RAPD also enabled the identification of a genotype that did not react with the type I or II monoclonal antibodies and these strains may therefore constitute a previously undiscovered subspecies of P.acnes with a genetic background different from the type I and II serotypes. A major cell associated antigen produced by all strains was identified and characterised. A serological assay based on the antigen was used to measure IgG and IgM levels in serum from patients with acne, sciatica and controls. No difference in levels of antibodies was detected. Inflammatory properties of the antigen were measured by exposing murine macrophage-like cells and measuring the release of nitric oxide and tumour necrosis factor-alpha (TNF-α). Only TNF-α was elicited in response to the antigen. The phenotypic, genotypic and antigenic properties of this organism may provide a basis for future studies on P.acnes virulence and provide an insight into its mechanisms of pathogenesis.

Spatial dynamics of bovine tuberculosis in the Autonomous Community of Madrid, Spain (2010-2012)

Progress in control of bovine tuberculosis (bTB) is often not uniform, usually due to the effect of one or more sometimes unknown epidemiological factors impairing the success of eradication programs. Use of spatial analysis can help to identify clusters of persistence of disease, leading to the identification of these factors thus allowing the implementation of targeted control measures, and may provide some insights of disease transmission, particularly when combined with molecular typing techniques. Here, the spatial dynamics of bTB in a high prevalence region of Spain were assessed during a three year period (2010-2012) using data from the eradication campaigns to detect clusters of positive bTB herds and of those infected with certain Mycobacterium bovis strains (characterized using spoligotyping and VNTR typing). In addition, the within-herd transmission coefficient (β) was estimated in infected herds and its spatial distribution and association with other potential outbreak and herd variables was evaluated. Significant clustering of positive herds was identified in the three years of the study in the same location ("high risk area"). Three spoligotypes (SB0339, SB0121 and SB1142) accounted for >70% of the outbreaks detected in the three years. VNTR subtyping revealed the presence of few but highly prevalent strains within the high risk area, suggesting maintained transmission in the area. The spatial autocorrelation found in the distribution of the estimated within-herd transmission coefficients in herds located within distances <14 km and the results of the spatial regression analysis, support the hypothesis of shared local factors affecting disease transmission in farms located at a close proximity.

Wild boar tuberculosis in Iberian Atlantic Spain: a different picture from Mediterranean habitats

BACKGROUND Infections with Mycobacterium bovis and closely related members of the Mycobacterium tuberculosis complex (MTC) are shared between livestock, wildlife and sporadically human beings. Wildlife reservoirs exist worldwide and can interfere with bovine tuberculosis (TB) eradication efforts. The Eurasian wild boar (Sus scrofa) is a MTC maintenance host in Mediterranean Iberia (Spain and Portugal). However, few systematic studies in wild boar have been carried out in Atlantic regions. We describe the prevalence, distribution, pathology and epidemiology of MTC and other mycobacteria from wild boar in Atlantic Spain. A total of 2,067 wild boar were sampled between 2008 and 2012. RESULTS The results provide insight into the current status of wild boar as MTC and Mycobacterium avium complex (MAC) hosts in temperate regions of continental Europe. The main findings were a low TB prevalence (2.6%), a low proportion of MTC infected wild boar displaying generalized TB lesions (16.7%), and a higher proportion of MAC infections (4.5%). Molecular typing revealed epidemiological links between wild boar and domestic - cattle, sheep and goat - and other wildlife - Eurasian badger (Meles meles) and red fox (Vulpes vulpes) - hosts. CONCLUSIONS This study shows that the likelihood of MTC excretion by wild boar in Atlantic habitats is much lower than in Mediterranean areas. However, wild boar provide a good indicator of MTC circulation and, given the current re-emergence of animal TB, similar large-scale surveys would be advisable in other Atlantic regions of continental Europe.

Tuberculosis in alpacas (Lama pacos) caused by Mycobacterium bovis

We report three cases of tuberculosis in alpacas from Spain caused by Mycobacterium bovis. The animals revealed two different lesional patterns. Mycobacterial culture and PCR assay yielded positive results for M. bovis. Molecular typing of the isolates identified spoligotype SB0295 and identical variable-number tandem repeat (VNTR) allele sizes.

Comparison of three molecular techniques for typing Pseudomonas aeruginosa isolates in sputum samples from patients with cystic fibrosis

Monitoring the emergence and transmission of Pseudomonas aeruginosa strains among cystic fibrosis (CF) patients is important for infection control in CF centers internationally. A recently developed multilocus sequence typing (MLST) scheme is used for epidemiologic analyses of P. aeruginosa outbreaks; however, little is known about its suitability for isolates from CF patients compared with that of pulsed-field gel electrophoresis (PFGE) and enterobacterial repetitive intergenic consensus-PCR (ERIC-PCR). As part of a prevalence study of P. aeruginosa strains in Australian CF clinics, we compared the discriminatory power and concordance of ERIC-PCR, PFGE, and MLST among 93 CF sputum and 11 control P. aeruginosa isolates. PFGE and MLST analyses were also performed on 30 paired isolates collected 85 to 354 days apart from 30 patients attending two CF centers separated by 3,600 kilometers in order to detect within-host evolution. Each of the three methods displayed high levels of concordance and discrimination; however, overall lower discrimination was seen with ERIC-PCR than with MLST and PFGE. Analysis of the 50 ERIC-PCR types yielded 54 PFGE types, which were related by ≤ 6 band differences, and 59 sequence types, which were classified into 7 BURST groups and 42 singletons. MLST also proved useful for detecting novel and known strains and for inferring relatedness among unique PFGE types. However, 47% of the paired isolates produced PFGE patterns that within 1 year differed by one to five bands, whereas with MLST all paired isolates remained identical. MLST thus represents a categorical analysis tool with resolving power similar to that of PFGE for typing P. aeruginosa. Its focus on highly conserved housekeeping genes is particularly suited for long-term clinical monitoring and detecting novel strains.

Development and evaluation of double locus sequence typing for molecular epidemiological investigations of Clostridium difficile.

Despite the development of novel typing methods based on whole genome sequencing, most laboratories still rely on classical molecular methods for outbreak investigation or surveillance. Reference methods for Clostridium difficile include ribotyping and pulsed-field gel electrophoresis, which are band-comparing methods often difficult to establish and which require reference strain collections. Here, we present the double locus sequence typing (DLST) scheme as a tool to analyse C. difficile isolates. Using a collection of clinical C. difficile isolates recovered during a 1-year period, we evaluated the performance of DLST and compared the results to multilocus sequence typing (MLST), a sequence-based method that has been used to study the structure of bacterial populations and highlight major clones. DLST had a higher discriminatory power compared to MLST (Simpson's index of diversity of 0.979 versus 0.965) and successfully identified all isolates of the study (100 % typeability). Previous studies showed that the discriminatory power of ribotyping was comparable to that of MLST; thus, DLST might be more discriminatory than ribotyping. DLST is easy to establish and provides several advantages, including absence of DNA extraction [polymerase chain reaction (PCR) is performed on colonies], no specific instrumentation, low cost and unambiguous definition of types. Moreover, the implementation of a DLST typing scheme on an Internet database, such as that previously done for Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa ( http://www.dlst.org ), will allow users to easily obtain the DLST type by submitting directly sequencing files and will avoid problems associated with multiple databases.

Molecular sex-typing in shorebirds: a review of an essential method for research in evolution, ecology and conservation

Knowing the correct sex of individuals is essential both for research in evolutionary ecology and for practical conservation. Recent molecular advances have produced cheap, quick and reliable methods for sexing birds including chicks, juveniles, immatures and adults. Shorebird researchers have not yet fully utilised these advances. Here we provide an overview of work in this area to date with two objectives: (i) to review the major applications of molecular sexing and findings of shorebird research so far, and (ii) to provide an essential guide on how to carry out molecular sexing using current methods whilst avoiding methodological pitfalls. We encourage shorebird researchers to make better use of molecular sex-typing techniques in studies of conservation, migration, foraging ecology and breeding behaviour.

Bacteriological diagnosis and molecular strain typing of Mycobacterium bovis and Mycobacterium caprae

The primary isolation of a Mycobacterium sp. of the Mycobacterium tuberculosis complex from an infected animal provides a definitive diagnosis of tuberculosis. However, as Mycobacterium bovis and Mycobacterium caprae are difficult to isolate, particularly for animals in the early stages of disease, success is dependent on the optimal performance of all aspects of the bacteriological process, from the initial choice of tissue samples at post-mortem examination or clinical samples, to the type of media and conditions used to cultivate the microorganism. Each step has its own performance characteristics, which can contribute to sensitivity and specificity of the procedure, and may need to be optimized in order to achieve the gold standard diagnosis. Having isolated the slow-growing mycobacteria, species identification and fine resolution strain typing are keys to understanding the epidemiology of the disease and to devise strategies to limit transmission of infection. New technologies have emerged that can now even discriminate different isolates from the same animal. In this review we highlight the key factors that contribute to the accuracy of bacteriological diagnosis of M. bovis and M. caprae, and describe the development of advanced genotyping techniques that are increasingly used in diagnostic laboratories for the purpose of supporting detailed epidemiological investigations.

High-resolution minisatellite-based typing as a portable approach to global analysis of Mycobacterium tuberculosis molecular epidemiology

The worldwide threat of tuberculosis to human health emphasizes the need to develop novel approaches to a global epidemiological surveillance. The current standard for Mycobacterium tuberculosis typing based on IS6110 restriction fragment length polymorphism (RFLP) suffers from the difficulty of comparing data between independent laboratories. Here, we propose a high-resolution typing method based on variable number tandem repeats (VNTRs) of genetic elements named mycobacterial interspersed repetitive units (MIRUs) in 12 human minisatellite-like regions of the M. tuberculosis genome. MIRU-VNTR profiles of 72 different M. tuberculosis isolates were established by PCR analysis of all 12 loci. From 2 to 8 MIRU-VNTR alleles were identified in the 12 regions in these strains, which corresponds to a potential of over 16 million different combinations, yielding a resolution power close to that of IS6110-RFLP. All epidemiologically related isolates tested were perfectly clustered by MIRU-VNTR typing, indicating that the stability of these MIRU-VNTRs is adequate to track outbreak episodes. The correlation between genetic relationships inferred from MIRU-VNTR and IS6110-RFLP typing was highly significant. Compared with IS6110-RFLP, high-resolution MIRU-VNTR typing has the considerable advantages of being fast, appropriate for all M. tuberculosis isolates, including strains that have a few IS6110 copies, and permitting easy and rapid comparison of results from independent laboratories. This typing method opens the way to the construction of digital global databases for molecular epidemiology studies of M. tuberculosis.