Untersuchung des SNP-Abstands von nosokomialen Pseudomonas aeruginosa- Stämmen zur Beurteilung des Nutzens eines SNP-Grenzwertes zur Unterscheidung zwischen Transmission und Mutation

Abstract

Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa) stellt im klinischen Alltag eine große klinische Herausforderung dar. Ansteigende Morbiditäts- und Mortalitätsraten von intensivpflichtigen und vorerkrankten Patienten sind vor allem seiner Anpassungsfähigkeit sowie zunehmenden Antibiotikaresistenzraten geschuldet. Das Ziel dieser Arbeit war die Erforschung von Verwandtschaftsgraden von nosokomialen P. aeruginosa-Stämmen auf Genomebene und die anschließende Bewertung des Nutzens eines sinnvollen einheitlichen Grenzwertes einer Anzahl an sogenannten Einzelnukleotid-Polymorphismen (SNPs, engl. Single Nucleotide Polymorphism) zweier Stämme, welche mit der genetischen Distanz der jeweiligen Stämme korreliert. Der Grenzwert sollte die Wahrscheinlichkeit einer Transmission festlegen können, um nachfolgend eine schnelle Identifikation von Transmissionsquellen und -routen zu ermöglichen. Dabei wurde auf Grundlage der durch Next-Generation Sequencing (NGS) ermittelten Sequenzierungsdaten diese Anzahl der Core-Genom-SNPs als Vergleichsinstrument herangezogen und der Einfluss verschiedener Faktoren auf die Größe des SNP-Abstands untersucht. Über einen Zeitraum von 54 Monaten wurden dabei 690 P. aeruginosa-Stämme von 410 Patienten sequenziert und Core-Genom-SNPs bestimmt. Von diesen wurden nach einer phylogenetischen Analyse 114 Stämme von 17 Patienten in 17 Clustern genauer betrachtet und für nachfolgende statistische Untersuchungen verwendet. Dabei konnte kein größerer SNP-Abstand zwischen Stämmen aus unterschiedlichen Probenmaterialien als jener zweier Stämme aus dem gleichen Probenmaterial nachgewiesen werden. Ferner spielte weder die Clustergröße noch der zeitliche Abstand oder die Anzahl an unterschiedlichen Probenmaterialien eines Clusters eine Rolle für den SNPAbstand zwischen zwei Isolaten. Stattdessen zeigte sich allgemein eine überraschend große Diversität in den SNP-Abständen innerhalb der Patientencluster.