Optimerat NGS-flöde för rutintypning av bakterier

Relevanta dokument
Pilotstudie NGS: E. coli ESBL från patienter med misstänkt sepsis

Neisseria meningitidis 2014

Neisseria meningitidis 2015

Next Generation Sequencing. Anna Gréen, Klinisk Genetik, Linköping

Neisseria meningitidis 2011

Neisseria meningitidis. Årsrapport över invasiv meningokockinfektion i Sverige år 2016

DNA sekvensning Primär Immunbrist Genetik till varje pris?

Neisseria meningitidis 2012

DNA FRÅN BLOD & KINDCELLER

Molekylärgenetisk diagnostik av akut bakteriell meningit

Delrapport av projektet diagnostik av spädgrisdiarré- utveckling av en metod för att påvisa Enterococcus hirae i svabbprov från levande djur

NGS för övervakning och utbrottshantering av livsmedelsburna bakterier

Droplet Digital PCR Ny metod för identifiering och kvantifiering av HTLV

Jämförelse av BDMax, Simplexa, direktodling och in-house PCR screening för MRSA detektion

Neisseria meningitidis 2010

Generell detektion av patogen med metagenomik

Tillämpning av olika molekylärbiologiska verktyg för kloning av en gen

Molekylär diagnostik av epidemier

Cirkulerande cellfritt DNA

Mikrobiologins tekniksprång Dr. Erik Nygren SP Food and Bioscience

Meningokock-utbrott på scoutläger i Japan

Datorer och matematik hjälper oss att motverka sjukdomar

Familjär hyperkolesterolemi med NGS-analys

Datorer och matematik hjälper oss att motverka sjukdomar

Förbättrad bekämpning av HIV resistens i Afrika och Sverige. Professor Anders Sönnerborg

Next Generation (high throughput) Sequencing (NGS)

DNA-ordlista. Amplifiera: Att kopiera och på så sätt mångfaldiga en DNA-sekvens med hjälp av PCR.


FilmArray - helautomatiserad multiplex likvordiagnostik

Screening av fetalt RHD i maternell plasma. Åsa Hellberg BMA, PhD Klinisk immunologi och transfusionsmedicin Labmedicin Skåne

Next generation sequencing hur kan hygienläkare använda detta? Anders Johansson

Cirkulerande tumör-dna för cancerdiagnostik

Anrikning med Illumina Nextera XT sekvenseringsbibliotek. Jesper Aspelin

En bioinformatisk genjakt

artus EBV QS-RGQ Kit Prestandaegenskaper Maj 2012 Sample & Assay Technologies Analytisk sensitivitet plasma artus EBV QS-RGQ Kit, Version 1,

Snabb DNA extraktion för Point-of-Care sekvensering och analys

Laboration v.40 Detektion av Legionella pneumophilia med nestad PCR

MHC Centrum av Hästens Immunsystem

Snabb Resistensbestämning med disk diffusion. Emma Jonasson

Tillämpning av olika molekylärbiologiska verktyg för kloning av en gen

Smittskyddsdag Hudiksvall Gävle. Smittskydd, Vårdhygien, Kliniskt Mikrobiologiskt Laboratorium

NGS i sjukvård next generation sequencing. Jan Söderman Medicinsk diagnostik Länssjukhuset Ryhov Jönköping

Fetal RHD typning och antenatal Rh-profylax Erfarenhet från Sverige

Polymerase Chain Reaction

Neisseria gonorrhoeae 2005

KI Biobank Tjänstekatalog

Minnesanteckningar referenslaboratorier och fåtalsdiagnostik

Nr Glöm inte att betala medlemsavgiften för 2017! Foto: Klinisk mikrobiologi, Sahlgrenska Universitetssjukhuset

NGS-teknik för rutinmässig epidemiologisk typning Pilotförsök

Linköpings Universitet. Laboration i genteknik

Sample to Insight. VirusBlood200_V5_DSP-protokoll. December 2017 QIAsymphony SP -protokollblad

HUGO-projektet. Kartläggningen av det mänskliga genomet

Strategi för Genomic Medicine Center i Sydöstra sjukvårdsregionen

Projekt inom molekylär smittspårning av zoonoser, Robert Söderlund Forskare, Avd. för mikrobiologi, SVA

Rapport avseende DNA-analys av spillningsprover från järv

Isolering av bakterier Diskdiffusion E-test och utvidgad resistensbestämning Vid multiresistenta fynd - anmälning till vårdhygienen.

Typning av Legionella på Folkhälsomyndigheten

Erik Eriksson VMD Enheten för Bakteriologi

Rekommendationer för profylax kring fall av invasiv meningokockinfektion. Post-expositionsprofylax med vaccin och antibiotika

Analys av råvatten och dricksvatten vid oväntad mikrobiologisk förorening

QIAsymphony DSP DNA Kits

Neisseria gonorrhoeae 2007

TENTAMEN för KMB056 - Molekylär Bioteknik

MIKR bladet. Nr

VISK. Hur går vi tillväga för att analysera virus från. Oslo Slutkonferens VISK 19 mars vattenprover? Fredrik Nyström

DNA-ordlista. 16S: Egentligen 16S rrna. Mitokondriell gen med förhållandevis liten variation som ofta används för att artbestämma DNA från däggdjur.

Laboratoriemetod för att manuellt rena DNA från ett prov på 0,5 ml

Användning av PCR i växtodlingen. Anders Jonsson, SLU/ JTI, Skara

Snabb standardiserad resistensbestämning

EQUALIS 5 mars Analys av annat än blod på ADVIA 2120i

Från ebola i smutsiga tält till NästGenerationsSekvensering för $miljoner$ it s bioinformatics! FMS vårmöte

Prevalence of microorganisms in reindeer (Rangifer tarandus tarandus) and possible effects of climate changes.

Validering av en multiplex realtids-pcr för direkt detektion av Herpes simplex virus och Varicella zoster virus

Tomat och banan hur är de släkt?

Redeye Småbolagsdag Sheraton

Cystnjursjukdomar och genetik. Carina Frykholm Klinisk genetik Akademiska sjukhuset, Uppsala

Antibiotikaresistensövervakning

Välkomna! Camilla Norling Laboratoriemedicin Dalarna

Karbapenemasdetektion med MALDI-TOF. Martin Sundqvist MD, PhD Laboratoriemedicinska länskliniken, Klinisk Mikrobiologi Universitetssjukhuset Örebro

Vid klinisk molekylär patologi (KMP) på Sahlgrenska KLINISK MOLEKYLÄR PATOLOGI. laboratoriet i fokus

Nyheter och pågående arbete EUCAST. Jenny Åhman Erika Matuschek NordicASTs workshop 2015

Laboratoriefrågor. Karin Tegmark Wisell Avdelningschef mikrobiologi

TFKE32/TFKI09/9KEA21. Laboration i Genteknik

UPDATE HÖST DeNovix ny leverantör Spektrofotometer och fluorometer i samma instrument Sidan 3

Epidemiologiska resistensdata minimini-pricklista

Equalis kvalitetssäkringsprogram 2018

Nomenklatur för vanliga SNP-analyser Gör vi rätt?

The test can be performed on the following devices. In addition, the required cuvette and the absorption range of the photometer are indicated.

edna paradigmskifte för inventering av biologisk mångfald Micaela Hellström Johan Näslund Johan Spens

Identifiering av en genetisk markör för könsbestämning av Gasterosteus aculeatus

Landstinget Dalarna 1(5) Laboratoriemedicin, Patologi och Cytologi Nyhetsblad nr 7 SEPTEMBER 2016

GIFT Generic Integrated Forensic Toolbox for CBRN incidents

Det integrerade laboratoriet

LAB 12. Preparation och analys av plasmid-dna från E.coli

Molekylärbiologisk diagnostik av tarmparasiter

Clostridium difficile Epidemiologi virulenta och spridningsbenägna CDstammar

Expression, produktion och rening av Fatty acid binding protein (FABP) från ökenmyran Cataglyphis fortis

Maxwell 16 Viral Total Nucleic Acid Purification System BRUKSANVISNING FÖR PRODUKTEN AS1155.

Verktygslåda för fekal källspårning på laboratorium och i fält

/2013. Från Unilabs Laboratoriemedicin, Västra Götaland, - gällande fr.o.m (om inget annat datum anges)

Transkript:

Optimerat NGS-flöde för rutintypning av bakterier Paula Mölling, Molekylärbiolog, Docent Bianca Törös, Daniel Golparian, Sara Thulin Hedberg, Paula Mölling Laboratoriemedicinska länskliniken, Molekylärdiagnostik & FOU, Universitetssjukhuset Örebro

NEXT GENERATION SEQUENCING (NGS) Referensgenom massiv parallell sekvensering

MISEQ - ILLUMINA Bibl. prep 2-4 h hands-on 4-6 h MiSeq sekv 20 min hands-on 1-2 dygn Analys Helt automatiserad på MiSeq eller alt. mjukvara 1 h - 1 dygn

MISEQ - ILLUMINA Sekvenseringsteknologi Illumina

MISEQ - ILLUMINA Ex. MiSeq körning: MiSeq reagent v3.0 (600 cycle)

MISEQ - ILLUMINA Flödesschema - NexteraXT DNA extraktion Tagmentering PCR-amplifiering PCR-rening Normalisering (kulor) Normalisering (mät fluorometriskt/qpcr) Poolning MiSeq Kritiska steg för hög kvalité och jämna NGS data

MISEQ - ILLUMINA DNA extraktion: kvalité + mängd Resuspendera ¼ dels blå ögla av bakterier i 1 ml NaCl Automatisk: QIASymphony DSP Virus/pathogen MIDI kit med RNAase (Qiagen) Eluera i Tris-HCL utan EDTA Manuell: Wizard Genomic Purification Kit (Promega) Eluera i Tris-HCL utan EDTA Ev. NanoDrop: 260/280=1.8-2 och 260/230= ~2 1µL prov per extraktionsbatch på gel (1% agaros) Bra kvalité Qubit 2.0 Fluorometer (Invitrogen) Späd i två steg ner till 0,2 ng/µl i 10 mm Tris-HCl Mät mellan spädningarna: Qubit Broad range dsdna kit (Molecular Probes) 2 ng/µl Qubit - High Sensitivity dsdna kit (Molecular Probes) 0,2 ng/µl Exakt mängd enl kit: 1 ng (5µL)

MISEQ - ILLUMINA Tagmentering >1 ng DNA / kort tagmenteringsstid minskad fragmentering (för långa fragment) <1 ng DNA / lång tagmenteringstid ökad fragmentering (för korta fragment) Optimerat till: 0,75 ng DNA (istället för 1 ng) 7,5 min tagmenteringstid (istället för 5 min)

MISEQ - ILLUMINA Normalisering utan kulor 1. Kvalitetscheck av biblioteket Bioanalyzer, High Sensitivity DNA kit (Agilent) 1 µl ospätt bibliotek Figuren visar ett lyckat sekvenserat bibliotek. Ett typiskt bibliotek visar en distribution från ~250 bp till 1000 bp men även fragment upp till 1500 bp går att sekvensera.

MISEQ - ILLUMINA Normalisering av varje prov Kulbaserad normalisering qpcr Qubit

MISEQ - ILLUMINA Optimerat flödesschema - NexteraXT DNA preparation (mät fluorometriskt) QiaSymphony prep Qubit-mät exakt till 0,75 ng Tagmentering 7,5 min tagmentering PCR-amplifiering PCR-rening Normalisering (kulor) Normalisering (Bioanalyzer, mät fluorometriskt) Kolla fragmentstorlek samt Qubit-mät varje prov Poolning (mät fluorometriskt) Qubit-mät poolen MiSeq

DATA ANALYS QC kontroll: Kvalitetscheck på sekvenserna FastQC (Illumina BaseSpace App) Assembly: Lägga ihop sekvenser till contigs assembla - contigs.fasta SPAdes (Illumina BaseSpace App), CLC Genomics Workbench, Velvet Optimiser m.fl. Extrahera fintypningsdata: Databaser för typning av bakterier Meningokocker: Bacterial Isolate Genome Sequence Database, BIGSdb http://pubmlst.org/software/database/bigsdb/ S. aureus: Ridom SeqSphere+ http://ridom.com/seqsphere/ ESBL: Center for Genomic Epidemiology (ResFinder, MLST etc) http://www.genomicepidemiology.org/ 1928 Diagnostics: full resistance profile + treatment suggestions in 15 min

DATA ANALYSIS Coverage = (PF Reads x % antal reads för resp isolat x antal cycler totalt ) / genomstorlek

DATA ANALYS BIGSdb = Bacterial Isolate Genome Sequence Database http://pubmlst.org/databases/ Neisseria locus/sequence definitions database Extract finetype from whole genome data Assembled FASTQ file

Kostnadsberäkning samt användningsområden av NGS för rutindiagnostiken på vårt lab Metod Tidsåtgång Pris MLST + 4 gener Sanger ~5 veckor / år ~ 2000 kr / prov NGS ~2 veckor / år ~ 600 kr / prov Rutinmässig genetisk typing - dagligen/veckovis * NEJ, inte för tillfället Epidemiologisk övervakning 2 / år Utbrottsundersökningar omedelbart JA JA *N. meningitidis + andra bakterier: N. gonorrhoeae, MRSA (ESBL, C.diff) JA

Genome-Based Characterization of Emergent Invasive Neisseria meningitidis Serogroup Y Isolates in Sweden from 1995 to 2012 Bianca Törös, Sara T. Hedberg, Magnus Unemo, Susanne Jacobsson, Dorothea M.C. Hill, Per Olcén, Hans Fredlund, Holly B. Bratcher, Keith A. Jolley, Martin C.J. Maiden, Paula Mölling Journal of Clinical Microbiology July 2015 Volume 53 Number 7 Illumina HiSeq, Strain type YII P1.5-1,2-2,36-2; F5-8; ST-23 Oxford (cc23); University 2-55; 25; 22 1995-2012 (n=185) Subtype 1 2006-2012 Subtype 2 1995-2012 Strain type YIII Strain P1.5-1,2-2,36-2; type YI F5-8; ST-23 (cc23); P1.5-2,10-1,36-2; 3-36; 25; 1 F4-1; ST-23 (cc23); 3-36; 25; 22 NGS ger samma grova indelning som fintypning av de 12 generna YI består egentligen av två subtyper där Subtyp 1 är ansvarig för den stora ökningen av McY i sverige

SAMMANFATTNING NGS enorma möjligheter!!! Epidemiologisk typning, utbrottsutredningar, karaktärisera resistensmarkörer, identifiera okända organismer, hitta virulensgener, tumörpaneler, etc Begränsningar Dyrt, tar tid, bioinformatiskt kunnande saknas, ger enorma datamängder att hantera MEN Med optimerade biblioteksprepsprotokoll jämnare coverage per isolat - fler isolat kan poolas i samma körning billigare (inga omkörningar) Användarvänliga moln baserade mjukvaror och databaser ex BaseSpace, pubmlst.org reducerar behovet av bioinformatiskt kunnande för enklare typningsdata för klinisk diagnostik Automatiserad bibliotekspreparation: minimera hands-on och mer anpassat för rutindiagnostik!!!

Tack!