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Infektionsepidemiologie und Typing
Modellstudiengang WS 07 / 08
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Was fördert ihre Verbreitung?
Bakterielle Erreger Welche sind es? Form Biochemie DNA/RNA Antigene usw Wo kommen sie her? Vom Patienten nebenan Aus dem Urlaub Was fördert ihre Verbreitung? Ein erfolgreicher Klon Multiklonal Antibiotikaresistenzen
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Mikroskopie Antonie van Leeuwenhoek , Niederlande Mikroskopie 1675: Protozoen, Bakterien Bacillen, Kokken, Spirillen
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Bakterien Formen
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Gram Färbung Hans Christian Joachim Gram , Dänemark , Friedrichshain, Berlin: Gramfärbung Gram+: Blau Gram-: Rot (Gegenfärbung Safranin)
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Gram-positiv
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Gram-negativ
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Bakterielle Zellwand
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Bakterielle Erreger
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DNA - Desoxyribonukleinsäure
1928/1944: Griffith/Avery: Transforming principle (S.pneumoniae) 1953:James Watson, Francis Crick: Doppelhelix 1978: Daniel Nathans, Hamilton Smith: Restriktionsendonukleasen 1983: Kary Mullis: Polymerase Chain Reaction (PCR) DNA Polymerase RNA Polymerase Ribosomen
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Ribosomen
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16S rRNA phylogenetic Tree
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Intermezzo - Größenverhältnisse
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Intermezzo - Nomenklatur
Griechisch für Mikrobiologen streptos: einfach zu biegen, wie eine Kette staphyle: Traube coccos: Körnchen Streptococcus pneumoniae Staphylococcus aureus Escherichia coli Klebsiella pneumoniae Pseudomonas aeruginosa Kettenkörnchen der Lungenentzündung Goldene Traubenkörnchen Darmbakterien von Theodor Escherich Edwin Klebs, Lungenentzündung Falsche Einheit, alt und faltig
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Oberflächenantigene
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Streptococcus pneumoniae Kapseltypen
Polysaccharid Kapsel 91 verschiedene Kapselstrukturen Neufeld'sche Quellungsreaktion Manche Serotypen gehäuft bei invasiven Krankheiten Manche Serotypen sind häufiger als andere
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Serotyp-Verteilung invasiver Pneumokokken Erkrankungen
bei Kindern, Deutschland ( )
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7-valenter Pneumokokken Impfstoff
IPD < 5 years Serotype coverage of PCV7 (V), vaccine-related (VR) and non-vaccine (NV) serotypes in all IPD in children <5 years
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Streptococcus pyogenes (GAS)
M-Protein (emm-Gen) M-Protein Antigen Unterteilung in Serovare Sequenzierung der Gene der M-Proteine (emm-Gene) Zur Zeit sind mehr als 150 verschiedene emm-Typen bekannt Das M-Protein hat eine antiphagozytäre Wirkung
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emm-Typisierung von 203 invasiven S
emm-Typisierung von 203 invasiven S.pyogenes Isolaten aus Deutschland emm-type n= % 1 67 33,0 28 41 20,2 3 22 10,8 12 11 5,4 89 9 4,4 others 53 26,1 203 100,0 number of isolates emm-type
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Klonale Verwandtschaft Pulsed Field Gel Electroporesis (PFGE)
Chromosomale DNA Extraktion Verdau mit Restriktionsendonuklease Auftrennung nach Größe auf Agarose-Gel
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Pulsed Field Gel Electroporesis (PFGE)
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Pulsed Field Gel Electroporesis (PFGE)
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Klonale Verwandtschaft Multilocus Sequence Typing (MLST)
DNA Sequenzierung interner Fragmente von 7 'house-keeping genes' essentielle Gene: nur wenige Mutationen werden toleriert Silent Mutations: bleiben erhalten, weil sie nicht stören Für Streptococcus pneumoniae aroE (shikimate dehydrogenase) gdh (glucose-6-phosphate dehydrogenase) gki (glucose kinase) recP (transketolase) spi (signal peptidase I) xpt (xanthine phosphoribosyltransferase) ddl (D-alanine-D-alanine ligase)
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Multilocus Sequence Typing (MLST)
PCR von 7 Genfragmenten Jede neue Sequenz erhält eine Nummer, gleiche Sequenzen erhalten gleiche Nummern Für jedes Allel eine Bibliothek von verschiedenen Varianten (Nummern) Nummern der 7 Allelen in fester Reihenfolge ergeben einen Code Jeder Code ist ein Sequence Type (eigene ST Nummer) Stämme mit gleichem Sequence Type sind klonal. Allel
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Multilocus Sequence Typing (MLST)
Beispiele ST aroE gdh gki recP spi xpt ddl 124 7 5 1 8 14 11 81 4 2 15 3 SLV15 DLV 23
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Multilocus Sequence Typing (MLST) eBURST, Clonal Complex ST124
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Klonale Verwandtschaft
Anwendungen Zwei Patienten mit gleicher Infektion. Verdacht auf gleiches Isolat. → PFGE Gleiches Isolat ergibt haargenau gleiches PFGE Muster Es ist kaum Zeit da gewesen für Punktmutationen Klonale Verwandtschaft aller Makrolid-resistenten Pneumokokken Isolate in Deutschland, und Vergleich mit internationalen Isolaten → MLST Zeigt Verwandtschaft von zeitlich auseinanderliegenden Isolaten MLST ist 'portable', PFGE nicht
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Schlussworte Typisierung von Bakterien ist enorm vielfältig Einige Beispiele wurden gezeigt in der Epidemiologie ist Typisierung sehr wichtig Manchmal Korrelation zwischen Typisierung und Krankheitsverlauf Rolle der Molekularbiologie ist groß
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