條文本
PDF
摘要
目標淋病造成的淋病奈瑟氏菌是澳大利亞第二大最容易被通報的性傳播感染(STI)，而且這種性傳播感染的病例數量在全球範圍內不斷增加。漸進性淋球菌感染可導致播散性淋球菌感染(DGI)，在患者中發病率較高。本研究的目的是研究植物的遺傳多樣性n球菌2010年1月至2015年8月在昆士蘭州收集的分離物，並確定與昆士蘭州DGI相關的因素。
設計流行病學目的的回顧性監測研究。
設置所有淋病分離株由私人和公共病理學實驗室轉診到澳大利亞昆士蘭州奈瑟菌參考實驗室。
方法2010年1月至2015年8月，3953人n球菌昆士蘭都市和地區感染的分離株用NG-MAST (n球菌多抗原序列分型)評估菌株間的遺傳多樣性。采用全基因組測序(WGS)研究與DGI相關的菌株相關因子。
結果最常見的NG-MAST類型為ST6876，檢出率為7.6%。DGI在30歲以下女性(OR 13.02, p<0.0001)和年齡較大的30歲男性(OR 6.04, p<0.0001)中更有可能發生(OR 8.5, p<0.0001)，大多數病例來自北昆士蘭(OR 8.5, p<0.0001)。攜帶PIA級的菌株porB類型與DGI相關(OR 33.23, p<0.0001)。
結論基因分型技術，如NG-MAST和WGS，被證明在提供對種群結構的洞察方麵是有用的n球菌和發病的遺傳機製，如DGI。
- 流行病學
- 傳染病
- 分子生物學
數據可用性聲明
所有與研究相關的數據都包含在文章中或作為在線補充信息上傳。WGS原始序列文件和相關元數據已提交給歐洲核苷酸檔案館，項目登錄號為PRJEB52601。
這是一篇開放獲取的文章，按照創作共用署名非商業性(CC BY-NC 4.0)許可發布，該許可允許其他人以非商業性的方式發布、混編、改編、構建本作品，並以不同的條款授權他們的衍生作品，前提是原創作品被正確引用，給予適當的榮譽，任何更改都被注明，且使用是非商業性的。看到的:http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/．
來自Altmetric.com的統計
本研究的優勢和局限性
遺傳多樣性超過3500淋病奈瑟氏菌對分離株進行評估n球菌多抗原序列分型。
與之相關的人口因素n球菌對所有分離株的感染和播散性淋球菌感染(DGI)病例進行了檢查。
基因分型有助於識別與DGI高發病率相關的人群。
隻有少數菌株通過全基因組測序進行了進一步的特征分析，這意味著無法得出與pglA、PIA porB型和淋球菌遺傳島等遺傳標記的相關性，需要進行更大比例全基因組測序的進一步研究來解決這一問題。
簡介
播散性淋球菌感染(DGI)是由細菌性傳播引起的淋病的並發症淋病奈瑟氏菌．它通常表現為關節炎-皮炎綜合征，但在極少數情況下可導致感染性休克死亡。1DGI主要發生在無症狀、未經治療的原發性感染的個體中，多數為女性，盡管一些研究表明與男性有關。2 - 4需要早期診斷和治療，以避免嚴重的發病率。
主機和n球菌應變相關因素可誘發DGI。宿主相關的危險因素包括近期月經、妊娠和補體不足。5 - 7一些菌株相關的因素已經被提出，包括顯示精氨酸-低黃嘌呤-尿嘧啶(AHU)型，表達特殊的相變突變的菌毛糖基轉移酶A (pgtA)基因、不透明基因和含有蛋白IA (PIA)類的porB基因(與PIB相反)。8 - 14淋球菌遺傳島(GGI)是另一種推測編碼IV型分泌係統的毒力因子，在水平基因轉移中發揮作用。15然而，除PIA基因外，支持菌株相關因子的證據有限。例如，在澳大利亞的一項關於dgi引起的淋球菌的早期研究發現，沒有一種是AHU型的，而澳大利亞後來的一項研究發現與相變等位基因的無很強的關聯pgtA基因，後來被稱為pglA基因。16日17先前評估與DGI相關的染色相關因素的研究受到樣本量和/或缺乏與非DGI分離株的比較的限製。
我們試圖評估的遺傳多樣性n球菌2010年1月至2015年8月在昆士蘭州收集的分離物，並確定與昆士蘭州DGI相關的因素。此外，我們使用全基因組測序(WGS)來了解任何可能導致DGI發生的現有菌株相關因素。
方法
n球菌來自昆士蘭的隔離
從2010年到2015年，澳大利亞昆士蘭州在6年裏報告了16506例淋球菌感染，相當於每年每10萬人中平均通報60例。18約75%的病例僅通過核酸擴增試驗(NAAT)診斷，沒有可供進一步檢測的分離物。在昆士蘭州使用的診斷方法各不相同，北部昆士蘭地區80%的病例僅通過NAAT診斷，而其他地區70%的病例僅通過NAAT診斷;個別衛生服務區差異較大，介於58%至84%之間。總共3953個N．了解淋病本研究包括從2010年1月至2015年8月期間在為昆士蘭州及周邊地區提供服務的病理實驗室收集的標本中分離的分離株，隨後轉給昆士蘭州衛生法醫和科學服務處的國家參考實驗室。每個患者發作一種分離物，定義為在先前納入的菌株的1個月內未收集。為每個分離物收集的數據包括標本收集日期、年齡、性別、居住地郵政編碼和標本類型。為了確定特定年齡組的疾病流行率，將來自男性和女性的分離物分為兩組，即<30歲和≥30歲。居住郵政編碼用於分配昆士蘭和東南昆士蘭(SEQ)和其他(人口稀少的昆士蘭中部、州際或海外)的廣泛地理區域類別。DGI是指從血液培養物、關節液和/或組織中分離出的生物體。
n球菌多抗原序列分型、分型和係統發育分析
所有的原始DNA提取n球菌在研究期間收到的分離株例行進行n球菌多抗原序列分型(NG-MAST)。19這些提取物是通過煮沸400 μ L含有環路(1 μ L)純的TE緩衝液製備的n球菌在100°C培養10分鍾。NG-MAST包括部分DNA測序tbpB而且porB基因和隨後的分析，通過在線數據庫分配等位基因和序列類型(www.ng-mast.net)．的porB對NG-MAST的序列數據進行分析，確定PIA或PIB類。20.該分析基於係統發育評估，並與GenBank中先前識別的PIA和PIB序列進行比較。
WGS和生物信息分析
為了研究與DGI相關的菌株相關因素，我們從DGI中流行的8種不同NG-MAST類型中篩選出16株分離株。從每個NG-MAST中選擇兩株，包括DGI株和非DGI株。根據製造商指南，使用QIAsymphony SP，使用DSP DNA小試劑盒(Qiagen，德國)從分離株中提取DNA。在Illumina NextSeq 500平台(Illumina, California, USA)上使用NextSeq 500中輸出V2試劑盒(Illumina)和Nextera XT庫準備進行WGS。用Trimmomatic (V.0.36)對讀數進行修剪，21用鐵鍬校正和組裝(V.3.10.1) (https://github.com/ablab/spades)，22和上傳到pubMLST的集合，以確定淋球菌基因島是否存在，23並使用Ridom SeqSphere +4.10.0 (Ridom，德國)分析1649年的等位基因N．了解淋病cgMLST v1.0位點24而且奈瑟氏菌屬spp。MLST。25WGS程序集可在pubMLST上獲得，編號為52753-52768。WGS原始序列文件和相關元數據已提交給歐洲核苷酸檔案館，項目登錄號為PRJEB52601。
統計分析
使用Microsoft Excel進行描述性分析。以報告病例數為分子，以昆士蘭年度人口為分母，計算年度報告病例率。分類變量使用在GraphPad Prism V.7 (GraphPad Software, California, USA)中執行的Fischer’s exact檢驗進行檢驗。從Microsoft Excel中的邏輯回歸模型中獲得95% ci的or值，以量化自變量與結果之間的相關性。P值<0.05為差異有統計學意義。
患者和公眾的參與
該研究沒有患者或公眾參與。
結果
人口統計和n球菌隔離
總共3953個N．了解淋病本研究中2010年1月至2015年8月的分離株包括生殖器(n=3099;78.3%),入侵(n = 64;1.6%),肛門直腸的(n = 456;11.5%),口咽(n = 233;5.8%),眼部(n = 31;0.7%)和其他/未指定的(n=70;1.7%)標本類型，見在線補充數據表1．總的來說，這些分離株大多數在SEQ中報道(n=2403;60.7%)，其次是NQ (n=1193;30.1%)和其他地區(人口稀少的昆士蘭中部、州際或海外)，占總病例的9% (n=357)。分離株中73% (n=2898)來自男性(每10萬人口中62.9例)，27% (n=1055)來自女性(每10萬人口中22.9例)。進一步細分年齡組顯示，20.4% (n=808)淋球菌感染發生在30歲以下的女性中，5.9%的感染發生在30歲以上的女性中。男性也有類似趨勢，占44.3% (n=1754)n球菌感染發生在小於30歲的男性中，28.3% (n=1119)的感染發生在≥30歲的男性中。PIB類分離株占72.7% (n=2875)， PIB類分離株占27.3% (n=1078)porB類PIA。表1顯示了所有菌株按PIA/PIB、NQ/SEQ和年齡組的分解。
NG-MAST分型和係統發育分析
在3953個分離株中，574個等位基因porB基因鑒定中最常見的是4101等位基因，存在於441株(11.1%)菌株中。的tbpB基因共有250個等位基因，其中頻率最高的等位基因為29個，共檢出653株(16.5%)。的組合porB而且tbpB共823個NG-MAST型。整體而言，ST6876是最常見的NG-MAST型，共檢出302株(7.6%)。2010年和2011年也最流行，分別有126株(16.1%)和109株(14.4%)。2012年和2013年ST21流行率分別為8.6%和6.0%。2014年和2015年(截至8月)，分離株中ST4186陽性率較高，分別占7.1%和10.1%。771株STs僅以1株為代表，每年占總分離株的16.8% ~ 23.3%。表2顯示了5年來最常見的等位基因和類型的摘要。
淋球菌的感染傳播
2010年1月至2015年8月，參比實驗室共收集到與dgi相關的分離株64株，占分離株總數的1.6%;關節檢出49例(76.6%)，血液檢出15例(23.4%)。本研究僅涉及培養的淋球菌分離株，因此僅NAAT診斷的DGI病例不在此考慮。人口統計概況，porB給出了與DGI案例相關的類類型和應變類型(n=8)表3．盡管大多數淋球菌分離株來自男性，但與年輕男性相比，DGI在女性中明顯更有可能發生(OR 4.72, p<0.0001)，特別是在年齡<30歲的男性(OR 13.02, p<0.0001)和年齡為>歲的老年男性(OR 6.04, p<0.0001)。大多數DGI病例(n=50;78%)來自昆士蘭北部，來自該地區的病例與DGI相關的幾率更高(OR 8.5, p<0.0001)。在64例DGI病例中，共823例中共觀察到31例STs。PIAporB類型與DGI顯著相關(OR 33.23, p<0.0001)，占64例DGI病例的59例(92.2%)。DGI中流行的7種ng - mast (ST758, ST6886, ST6937, ST6939, ST7126, ST8712和ST10711)，均具有PIA級porB，均與DGI (表3)．然而，本研究中最常見的NG-MAST是ST6876 (n=302)，也是的PIA類porB，與DGI無相關性(n=6) (OR 1.2, p=0.6)。
全基因組測序
圖1顯示了來自8種不同NG-MAST的16株菌株的核心基因組係統發育，均為PIA型，選擇用於WGS。4株ST6886和ST6937含有相位變量pglA(NEIS0213)具有長均聚束Gs的等位基因，其餘無。這四種菌株通過cgMLST組合在一起，盡管其中一種與其他不屬於該組的菌株共享MLST譜。在測序的16株菌株中，隻有1株不具有淋球菌基因島。
16株PIA菌株的核心基因組最大似然係統發育淋病奈瑟氏菌基於cgMLST從昆士蘭。該樹以中心點為根，用菌株ID、與DGI相關的NG-MAST和由MLST和NG-MAST派生的序列類型進行注釋，相位變量存在或不存在pglA淋球菌基因島。係統發育距離用水平線的長度表示。與iTOL形象化。27DGI，播散性淋球菌感染;NG-MAST,淋病奈瑟氏菌multiantigen序列類型。
討論
這項研究調查了昆士蘭州淋球菌感染的負擔，並確定了那些最有可能發展成DGI的人。男性淋病發病率的增加可能是男男性伴侶人群中淋病發病率迅速增加的結果。另一種解釋是淋病在男性中更有症狀，因此他們更有可能尋求醫療保健。在這項研究中，我們應用了n球菌NG-MAST基因分型以大、多樣、連續收集為主n球菌在DGI並不常見的環境中分離收集，並使用WGS研究其他菌株相關因素。我們使用了包括大都市和地區人群的毒株數據集，並隨後強調了不同的DGI易感人群。我們觀察到，在NQ報道的病例中，與SEQ和攜帶PIA基因的菌株相比，女性發生DGI的可能性更高。這一發現與之前的研究結果一致，即女性占主導地位2但與澳大利亞北部地區最近的一項研究相悖，該研究沒有顯示DGI和性別之間有任何顯著聯係，26但沒有檢測菌株相關因素，如PIA/PIB。此外，我們的數據可能表明DGI與某些PIA基因陽性NG-MAST類型相關，這表明特定PIA基因型所具有的其他機製可能在發揮作用。先前有報道稱，PIA與DGI相關，因為炎症反應減弱，這增加了黏膜感染可能得不到治療的機會，從而發展為DGI。12
我們的數據確認pglA在與DGI相關的某些NG-MAST類型中存在相位變化，然而，需要進一步研究更大的應變收集多樣性，因為這一發現與Power的工作不一致等．17我們的測序工作沒有顯示任何證據表明DGI與Dillard所看到的淋球菌基因島相關等,15然而，由於我們測序的菌株數量有限，無法得出統計學意義，需要進一步的研究來證實或反駁這一點。關於DGI病例同時存在生殖道感染的數據並不一致，然而，數據集中也有DGI病例沒有生殖道感染記錄。沒有生殖器感染提示患者可能在進展到DGI之前已經清除了粘膜感染，這在女性中更可能發生無症狀感染，而在男性中更可能發生肛門直腸損傷感染。
在昆士蘭，大多數產生分離物的淋病病例是由男性代表的，他們的通報率仍然高於女性。DGI並不罕見，在1.6%的培養陽性病例中發現，年輕女性的發病率高於男性。年輕婦女的高DGI率令人擔憂，因為不孕是淋病感染未經治療的潛在後果之一，會對下遊社會和經濟產生影響。基因分型技術，如NG-MAST和WGS，被證明在提供對種群結構的洞察方麵是有用的n球菌和發病的遺傳機製，如DGI。
數據可用性聲明
所有與研究相關的數據都包含在文章中或作為在線補充信息上傳。WGS原始序列文件和相關元數據已提交給歐洲核苷酸檔案館，項目登錄號為PRJEB52601。
倫理語句
病人同意發表
倫理批準
該研究獲得了法醫和科學服務人類倫理委員會(FSS-HEC, EC00305)的批準。HEC參考編號HEC18_01。Waiver for consent was delivered by Forensic and Scientific Services Human Ethics Committee (FSS-HEC, EC00305). HEC Ref Number HEC18_01.
致謝
本刊物利用奈瑟裏亞多基因座序列分型網站(https://pubmlst.org/neisseria)由Keith Jolley開發，坐落於牛津大學。23該網站的開發由維康基金會和歐盟資助。我們感謝所有實驗室轉診本研究包括的分離株，感謝公共衛生微生物學工作人員的技術工作。
參考文獻
補充材料
-
補充數據
這個網絡僅文件已由BMJ出版集團從作者提供的電子文件生產(s)，並沒有編輯的內容。
腳注
貢獻者AJ和DMW提出了研究的概念。CJDG進行了實驗室調查。CJDG、SS、CLL、CB和ET進行形式化數據分析。所有作者都對稿件的撰寫和審閱做出了貢獻。AJ對這項研究的工作和進行承擔全部責任，有權獲得所有數據，並控製發表的決定。
資金作者們還沒有從任何公共、商業或非營利部門的資助機構為這項研究宣布具體的資助。
相互競爭的利益沒有宣布。
患者和公眾的參與患者和/或公眾未參與本研究的設計、實施、報告或傳播計劃。
來源和同行評審不是委托;外部同行評議。
補充材料本內容由作者提供。它沒有經過BMJ出版集團有限公司(BMJ)的審查，也可能沒有經過同行評審。討論的任何意見或建議僅僅是那些作者(s)和不被BMJ認可。BMJ放棄從放在內容上的任何依賴產生的所有責任和責任。如果內容包含任何翻譯材料，BMJ不保證翻譯的準確性和可靠性(包括但不限於當地法規、臨床指南、術語、藥品名稱和藥物劑量)，並且不對翻譯和改編或其他原因引起的任何錯誤和/或遺漏負責。