Advances in Clinical and Experimental Medicine

Adv Clin Exp Med
Impact Factor (IF) – 1.514
Index Copernicus (ICV 2018) – 157.72
MNiSW – 40
Average rejection rate – 84.38%
ISSN 1899–5276 (print)
ISSN 2451-2680 (online)
Periodicity – monthly

Download PDF

Advances in Clinical and Experimental Medicine

2011, vol. 20, nr 6, November-December, p. 717–720

Publication type: original article

Language: English

Differentiation Between Invasive and Non-Invasive Corynebacterium diphtheriae Isolates

Różnicowanie inwazyjnych i nieinwazyjnych szczepów Corynebacterium diphtheriae

Aleksandra A. Zasada1,, Milena Baczewska-Rej1,, Sebastian Wardak1,

1 Department of Bacteriology, National Institute of Public Health – National Institute of Hygiene, Warszawa, Poland

Abstract

Background. In countries with good diphtheria vaccination coverage, diphtheria cases are very rare. But invasive nontoxigenic C. diphtheriae infections, like bacteriemia, have been emerging during the last decade.
Objectives. The aim of the present investigation was differentiation between C. diphtheriae strains isolated from invasive and non-invasive infections.
Material and Methods. Toxigenic and nontoxigenic C. diphtheriae strains isolated from invasive and local infections and from carriers in the period of the 1960’s to 2008 were analyzed. A PCR MP technique was used for the first time for differentiation between C. diphtheriae isolates. The PCR MP results obtained were compared to PFGE and ERIC-PCR results.
Results. PCR MP differentiates the strains at a similar level as PFGE and ERIC-PCR but, opposite to PFGE and ERIC-PCR, the technique makes it possible to differentiate strains isolated from invasive infections from strains isolated from local infections.
Conclusion. This is the first work revealing genetic differences between nontoxigenic C. diphtheriae strains isolated from invasive and local infections. PCR MP is a useful method for the differentiation of C. diphtheriae. The method gives the possibility for identification of C. diphtheriae strains possessing invasive properties.

Streszczenie

Wprowadzenie. W krajach o dużym stopniu zaszczepienia populacji przeciw błonicy przypadki tej choroby zdarzają się niezwykle rzadko. W ciągu ostatniej dekady zaobserwowano jednak pojawianie się inwazyjnych zakażeń, takich jak np. bakteriemia, powodowanych przez nietoksynotwórcze szczepy C. diphtheriae.
Cel pracy. Zróżnicowanie szczepów C. diphtheriae izolowanych z zakażeń inwazyjnych od szczepów izolowanych z zakażeń miejscowych.
Materiał i metody. Badaniami objęto toksynotwórcze i nietoksynotwórcze szczepy C. diphtheriae izolowane z zakażeń inwazyjnych, miejscowych oraz od nosicieli od lat 60. XX w. do 2008 r. W badaniach po raz pierwszy zastosowano technikę PCR MP do różnicowania C. diphtheriae. Uzyskane wyniki typowania techniką PCR MP porównano z wynikami uzyskanymi technikami PFGE i ERIC-PCR.
Wyniki. Stwierdzono, że technika PCR MP różnicuje badane szczepy na podobnym poziomie jak PFGE i ERIC-PCR, ale w odróżnieniu od PFGE i ERIC-PCR pozwala na odróżnienie izolatów pochodzących z zakażeń inwazyjnych od izolatów z zakażeń miejscowych.
Wnioski. W niniejszej pracy po raz pierwszy wykazano występowanie różnic genetycznych między nietoksynotwórczymi szczepami C. diphtheriae izolowanymi z zakażeń inwazyjnych oraz szczepami izolowanymi z zakażeń miejscowych. PCR MP jest przydatną metodą różnicowania C. diphtheriae, ponieważ daje możliwość identyfikacji szczepów mających zdolności inwazyjne.

Key words

Corynebacterium diphtheriae, invasive infections, PCR MP, genetic differentiation

Słowa kluczowe

Corynebacterium diphtheriae, zakażenia inwazyjne, PCR MP, różnicowanie genetyczne

References (14)

  1. Gubler, J, Huber-Schneider C, Gruner E, Altwegg M: An outbreak of nontoxigenic Corynebacterium diphtheriae infection: single bacterial clone causing invasive infection among Swiss drug users. Clin Infect Dis 1998, 27, 1295–1298.
  2. Hirata Jr. R, Pereira GA, Filardy AA, Gomes DLR, Damasco PV, Rosa ACP, Nagao PE, Pimenta FP, MattosGuaraldi AL: Potential pathogenic role of aggregative-adhering Corynebacterium diphtheriae of different clonal groups in endocarditis. Braz J Med Biol Res 2008, 41, 986–991.
  3. Romney MG, Roscoe DL, Bernard K, Lai S, Efstratiou A, Clarke AM: Emergence of an invasive clone of nontoxigenic Corynebacterium diphtheriae in the urban poor population of Vancouver, Canada. J Clin Microbiol 2006, 5, 1625–1629.
  4. Zasada AA, Zaleska M, Podlasin RB, Seferynska I: The first case of septicemia due to nontoxigenic Corynebacterium diphtheriae in Poland: case report. Ann Clin Microbiol Antimicrob 2005, 5, 4, 8 (available from: http://www.annclinmicrob. com/content/4/1/8).
  5. Mattaiyah S, Best EJ, Freeman JT, Taylor SL, Morris AJ, Roberts SA: Corynebacterium diphtheriae endocarditis: a case series and review of the treatment approach. Int I Infect Dis 2011, 15, e584–e588.
  6. Edwards B, Hunt AC, Hoskisson PA: Recent cases of non-toxigenic Coryenbacterium diphtheriae in Scotland: justification for continued surveillance. J Med Micorbiol 2011, 60, 561–562.
  7. Krawczyk B, Samet A, Leibner J, Sledzinska A, Kur J: Evaluation of a PCR Melting Profile technique for bacterial strain differentiation. J Clin Microbiol 2006, 7, 2327–2332.
  8. Zasada AA, Baczewska-Rej M: Types of Corynebacterium diphtheriae strains isolated in Poland in 2004–2008. Med Dosw Mikrobiol 2008, 60, 183–190.
  9. Steinbruechner B, Ruberg F, Kist M: Bacterial genetic fingerprint: a reliable factor in the study of the epidemiology of human Campylobacter enteritis? J Clin Microbiol 2001, 39, 4155–4159.
  10. Sulakvelidze A, Kekelidze M, Gomelauri T, Deng Y, Khetsuriani N, Kobaidze K, De Zoysa A, Efstratiou A, Morris Jr. JG, Imnadze P: Diphtheria in the Republic of Georgia: use of molecular typing techniques for characterization of Corynebacterium diphtheriae strains. J Clin Microbiol 1999, 37, 3265–3270.
  11. Kolodkina V, Titov L, Sharapa T, Grimont F, Grimont PAD, Efstratiou A: Molecular epidemiology of C. diphtheriae strains during different phases of diphtheria epidemic in Belarus. BMC Infect Dis 2006, 6, 129 (available from: http://www.biomedcentral.com/1471–2334/6/129).
  12. Popovic T, Mazurova IK, Efstratiou A, Vuopio-Varkila J, Reeves MW, De Zoysa A, Glushkevich T, Grimont P: Molecular epidemiology of diphtheria. J Infect Dis 2000, 181, Suppl 1, S168–177.
  13. Funke G, Altwegg M, Frommelt L, von Graevenitz A: Emergence of related nontoxigenic Corynebacterium diphtheriae biotype mitis strains in Western Europe. Emerg Infect Dis 1999, 6, 640–645.
  14. Shashikala P, Vivek Reddy PV, Prashanth K, Kanungo R, Devi S, Anitha P, Rajarajeshweri N, Meenu Cherian T: Persistence of nontoxigenic Corynebacterium diphtheriae biotype gravis strains in Pondicherry, Southern India. J Clin Microbiol 2011, 49, 763–764.