Evaluation of whole-genome sequencing-based subtyping methods for the surveillance of Shigella spp. and the confounding effect of mobile genetic elements in long-term outbreaks
Notice bibliographique
Résumé
Many public health laboratories across the world have implemented whole-genome sequencing (WGS) for the surveillance and outbreak detection of foodborne pathogens. PulseNet-affiliated laboratories have determined that most single-strain foodborne outbreaks are contained within 0–10 multi-locus sequence typing (MLST)-based allele differences and/or core genome single-nucleotide variants (SNVs). In addition to being a food- and travel-associated outbreak pathogen, most Shigella spp. cases occur through continuous person-to-person transmission, predominantly involving men who have sex with men (MSM), leading to long-term and recurrent outbreaks. Continuous transmission patterns coupled to genetic evolution under antibiotic treatment pressure require an assessment of existing WGS-based subtyping methods and interpretation criteria for cluster inclusion/exclusion. An evaluation of 4 WGS-based subtyping methods [SNVPhyl, coreMLST, core genome MLST (cgMLST) and whole-genome MLST (wgMLST)] was performed on 9 foodborne-, travel- and MSM-related retrospective outbreaks from a collection of 91 Shigella flexneri and 232 Shigella sonnei isolates to determine the methods’ epidemiological concordance, discriminatory power, robustness and ability to generate stable interpretation criteria. The discriminatory powers were ranked as follows: coreMLST Shigella spp. outbreaks respect the standard 0–10 allele/SNV guideline; however, mobile genetic element (MGE)-encoded loci caused inflated genetic variation and discrepant phylogenies for prolonged MSM-related S. sonnei outbreaks via wgMLST. The S. sonnei correlation coefficients of wgMLST were also the lowest at 0.680, 0.703 and 0.712 for SNVPhyl, coreMLST and cgMLST, respectively. Plasmid maintenance, mobilization and conjugation-associated genes were found to be the main source of genetic distance inflation in addition to prophage-related genes. Duplicated alleles arising from the repeated nature of IS elements were also responsible for many false cg/wgMLST differences. The coreMLST approach was shown to be the most robust, followed by SNVPhyl and wgMLST for inter-laboratory comparability. Our results highlight the need for validating species-specific subtyping methods based on microbial genome plasticity and outbreak dynamics in addition to the importance of filtering confounding MGEs for cluster detection.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,018 | 0,018 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,003 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».