Optimization of sample preparation for next-generation sequencing with Illumina Genome Analyzer II

The growing interest for sequencing with higher throughput in the last decade has led to the development of new sequencing applications. This thesis concentrates on optimizing DNA library preparation for Illumina Genome Analyzer II sequencer. The library preparation steps that were optimized include fragmentation, PCR purification and quantification. DNA fragmentation was performed with focused sonication in different concentrations and durations. Two column based PCR purification method, gel matrix method and magnetic bead based method were compared. Quantitative PCR and gel electrophoresis in a chip were compared for DNA quantification. The magnetic bead purification was found to be the most efficient and flexible purification method. The fragmentation protocol was changed to produce longer fragments to be compatible with longer sequencing reads. Quantitative PCR correlates better with the cluster number and should thus be considered to be the default quantification method for sequencing. As a result of this study more data have been acquired from sequencing with lower costs and troubleshooting has become easier as qualification steps have been added to the protocol. New sequencing instruments and applications will create a demand for further optimizations in future.

Vastasyntyneen varsan sepsis osa II - Infektion diagnosoiminen, aiheuttajamikrobit ja mikrobilääkeresistenssi

Sepsis eli infektion aiheuttama yleistynyt tulehdusreaktio on merkittävä kuolleisuuden aiheuttaja vastasyntyneillä varsoilla. Kirjallisuuskatsauksessa on käsitelty sepsiksen patofysiologiaa ja kliinisiä oireita vastasyntyneillä varsoilla sekä sepsikselle altistavia tekijöitä. Vastasyntyneen varsan sepsiksen diagnosoimisessa kliinisten oireiden arvioinnilla on keskeinen merkitys sairauden varhaisessa tunnistamisessa ja hoidon aloittamisessa. Sairauden nopean etenemisen ja veriviljelytulosten hitaan valmistumisen vuoksi antibioottihoito joudutaan aloittamaan jo ennen viljelytulosten valmistumista. Veriviljelyllä on kuitenkin tärkeä merkitys sepsisdiagnoosin ja valitun antibioottihoidon varmistamisessa. Sairaalakohtaisten veriviljelynäytetulosten seuranta mahdollistaa ensisijaisen mikrobilääkkeen valinnan aiemmin eristettyjen aiheuttajamikrobien esiintyvyyden ja mikrobilääkeherkkyyksien perusteella. Yleisimpiä vastasyntyneen varsan sepsiksen aiheuttajia ovat kirjallisuuden mukaan suolistoperäiset gram-negatiiviset bakteerit. Escherichia colin osuus vastasyntyneiltä varsoilta otetuista veriviljelynäytteistä eristetyistä bakteerikannoista on vaihdellut eri tutkimuksissa 18,7 - 50,0 %. Pohjois-Amerikassa tehdyissä tutkimuksissa varsojen veriviljelynäytteistä eristettyjen E.coli -kantojen herkkyys yleisesti käytetylle trimetopriimi-sulfadiatsiinille on ollut huono (57–71 %). Penisilliinin ja gentamisiinin yhdistelmälle enterobakteerien herkkyyden on raportoitu olevan hyvä. Suomessa tilanteen on arvioitu olevan parempi. Tutkimuksessa kartoitettiin retrospektiivisesti veriviljelyn käyttöä varsojen sepsiksen diagnostiikassa, sepsiksen aiheuttajamikrobien esiintymistä ja mikrobilääkkeiden käyttöä Yliopistollisessa eläinsairaalassa (YES) vuosina 2004–2006. Tutkimusaineisto koostuu yhteensä 90 korkeintaan 10 päivän ikäisenä YES:aan tuodun varsan potilastiedoista. Sairaalaan saapuneista varsoista 30 % oli otettu veriviljelynäyte. Veriviljelynäytteistä positiivisia oli 62,5 %. 60 % positiivisista näytteistä kasvoi vähintään kahta bakteerilajia. Yleisin aiheuttajabakteeri oli Escherichia coli (23,1 %). Yksi eristetyistä E.coli -kannoista oli resistentti ampisilliinille, gentamisiinille ja trimetopriimi-sulfadiatsiinille. Aineiston pienen koon vuoksi tutkimus ei kuitenkaan anna luotettavaa kuvaa eristettyjen aiheuttajamikrobien mikrobilääkeherkkyydestä laajemmin. Sekakasvujen osuus oli suuri ja tyypillisten veriviljelynäytteitä kontaminoivien bakteerilajien (Streptococcus viridans sp., Micrococcus sp., koagulaasinegatiiviset stafylokokit) osuus oli yli 30 % eristetyistä bakteerikannoista. Tämä viittaa ongelmiin veriviljelynäytteenottotekniikassa riittävän aseptiikan saavuttamien osalta. Koagulaasinegatiiviset stafylokokit voivat myös aiheuttaa sepsiksen, mutta niiden merkitys vastasyntyneiden varsojen sepsiksen aiheuttajina on epäselvä.