Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Molecular analysis of toxin genes and tcdC genotypes among clostridium difficile isolates in King Chulalongkorn Memorial Hospital

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

การวิเคราะห์ toxin genes และ tcdC genotypes ของเชื้อ คลอสตริเดียม ดิฟฟิไซล์ ที่แยกได้ในโรงพยาบาลจุฬาลงกรณ์

Year (A.D.)

2012

Document Type

Thesis

First Advisor

Somying Tumwasorn

Faculty/College

Graduate School (บัณฑิตวิทยาลัย)

Degree Name

Master of Science

Degree Level

Master's Degree

Degree Discipline

Medical Microbiology

DOI

10.58837/CHULA.THE.2012.1850

Abstract

Clostridium difficile, a Gram-positive, anaerobic spore-forming bacterium, is a major cause of antibiotic-associated diarrhea and pseudomembranous colitis known as C. difficile-associated disease (CDAD). Major virulence factors contributing to the diseases are toxins A (TcdA) and B (TcdB) produced by toxigenic strain. With the increased frequency and severity of CDAD, this study aimed to characterize Clostrdium difficile isolates in King Chulalongkorn Memorial hospital for the presence of genes encoding toxins A and B, binary toxin and mutation in TcdC gene. From August 2011 to September 2012, 1,114 stool samples from suspected CDAD patients were cultured anaerobically. Suspected C. difficile colonies characterized by cell morphology, odor, and fluorescence under 365-nm UV illumination were isolated from 242 samples. Toxigenic C. difficile cultures were confirmed by multiplex polymerase chain reaction (PCR) targeting a species-specific internal fragment of triose phosphate isomerase (tpi) gene, toxin A gene (tcdA) and toxin B gene (tcdB). Of 242 C. difficile culture, 235 were confirmed to be C. difficile which 149(63.40%) were toxigenic and 86(36.60%) were non-toxigenic. Of 149 toxigenic C. difficile; toxins A and B-positive (A+B+) C. difficile were found in 84 (56.38%) samples and toxin A-negative, toxin B-positive (A-B+) C. difficile were found in 65 (43.63%) samples. Toxin A- positive, toxin B- negative (A+B-) C. diffcile was not found. Binary toxin investigated by multiplex PCR targeting cdtA and cdtB revealed that binary toxin-positive C. difficile (No.38) was found in one sample. C. diffcille No.38 which also harbor TcdA and TcdB genes was subjected to tcdC sequencing and the result showed 18 bp in frame deletion resulting in the truncate peptide of 232 amino acids. Clinical data available from 176 patients revealed that toxigenic C. difficile isolates were recovered from patients aged 60 years (69.81%), corresponding with the finding that advanced age is the risk factor of toxigenic C. difficile infection. In conclusion, the prevalence of toxigenic C. difficile in suspected CDAD patients was 13.37% and the hypervirulent strain was not found in this study.

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

คลอสตริเดียม ดิฟฟิไซล์ เป็นแบคทีเรียแอนแอโรบ ชนิดแกรมบวก รูปแท่ง สามารถสร้างสปอร์ได้ เชื้อนี้เป็นสาเหตุทำให้เกิดโรคท้องเสียและลำไส้อักเสบซึ่งถูกเรียกรวมว่าโรคจาก คลอสตริเดียม ดิฟฟิไซล์ ปัจจัยก่อโรคของเชื้อที่สำคัญคือ ท็อกซิน เอ (TcdA) และ ท็อกซินบี (TcdB) ซี่งสร้างใน เชื้อที่เป็นสายพันธุ์ที่สร้างท็อกซิน (toxigenic strain) เนื่องจากมีรายงานอัตราการเกิดโรคสูงขึ้น และมีความรุนแรงมากขึ้น การศึกษาครั้งนี้จึงมุ่งศึกษาคุณลักษณะของเชื้อคลอสตริเดียม ดิฟฟิไซล์ ที่แยกได้ในโรงพยาบาลจุฬาลงกรณ์ โดยศึกษายีนที่สร้างท็อกซินเอ (toxinA) ท็อกซินบี (toxin B) ไบนาริท็อกซิน (binary toxin) และการกลายพันธุ์ของ tcdC ทำการศึกษาในช่วงเดือน สิงหาคม 2554 ถึงเดือนกันยายน 2555 โดยนำตัวอย่างอุจจาระจำนวน 1,114 ตัวอย่างจากผู้ป่วยที่สงสัยว่าเป็นโรคจาก คลอสตริเดียม ดิฟฟิไซล์ มาทำการเพาะเชื้อในสภาวะไร้อากาศ เลือกเชื้อที่สงสัยว่าเป็น C. difficile โดยใช้คุณสมบัติของเซลล์ กลิ่น และความสามารถสร้างสารเรืองแสงได้เมื่อสัมผัสกับรังสีอุลตราไวโอเลตที่ ความยาวคลื่น 365nm ผลการเพาะเชื้อพบเชื้อที่สงสัยว่าเป็นคลอสตริเดียม ดิฟฟิไซล์ ในอุจจาระจำนวน 242 ตัวอย่าง การทดสอบด้วยวิธี multiplex polymerase chain reaction เพื่อพิสูจน์เชื้อและหายีนที่สร้างท็อกซินเอ และท็อกซินบี โดยมีเป้าหมายที่ยีน triose phosphate isomerase (tpi), tcdA (toxin A) และ tcdB (toxin B) พบว่า เป็นเชื้อคลอสตริเดียม ดิฟฟิไซล์ จำนวน 235 ตัวอย่าง ซึ่งในจำนวนนี้เป็นสายพันธุ์ที่สร้างท็อกซิน จำนวน 149 (63.40%) ตัวอย่าง และ สายพันธุ์ที่ไม่สร้างท็อกซิน จำนวน 86 (36.60%) ตัวอย่าง สายพันธุ์ที่สร้างท็อกซิน จำนวน 149 ตัวอย่างเป็นสายพันธุ์ที่มียีนที่สร้างท็อกซิน เอ และ ท็อกซินบี (A+B+) จำนวน 84 (56.38%) ตัวอย่าง และเป็นสายพันธุ์ที่ไม่สร้างท็อกซิน เอ แต่มียีนที่สร้างท็อกซินบี (A-B+) จำนวน 65 (43.63%) ตัวอย่าง และไม่พบสายพันธุ์ที่มียีนที่สร้างท็อกซิน เอ แต่ไม่สร้างท็อกซินบี (A+B-) ในการศึกษาครั้งนี้ ผลการตรวจวิเคราะห์ ไบนาริท็อกซิน ด้วยวิธี multiplex polymerase chain reaction โดยหายีน cdtA และ cdtB พบคลอสตริเดียม ดิฟฟิไซล์ ที่มี ไบนาริท็อกซิน จำนวน 1 ตัวอย่าง คือ คลอสตริเดียม ดิฟฟิไซล์ No.38 ซึ่งตัวอย่างนี้พบทั้งยีนที่สร้างท็อกซินเอ และ ท็อกซินบี ด้วยเมื่อนำตัวอย่างนี้ทดสอบยีน tcdC ด้วยวิธีการหาลำดับเบส พบว่ายีน tcdC มีการขาดหายไป 18 bp และเป็น in-frame deletion ซึ่งมีผลต่อการขาดหายกรดอะมิโนจำนวน 6 โมเลกุลโดยไม่มีผลต่อตำแหน่งอื่น จากข้อมูลอายุที่สามารถหาได้ในผู้ป่วยจำนวน 176 ราย พบว่าตรวจพบคลอสตริเดียม ดิฟฟิไซล์ ได้จากผู้ป่วยกลุ่มอายุมากกว่า 60 ปีมากที่สุด (69.81%) ซึ่งสอดคล้องกับที่พบว่า กลุ่มผู้สูงอายุเป็นกลุ่มมีความเสี่ยงสูง โดยสรุปการศึกษานี้พบความชุกของคลอสตริเดียม ดิฟฟิไซล์สายพันธุ์ที่มียีนที่สร้างท็อกซินใน กลุ่มผู้ป่วยที่สงสัยว่าเป็นโรคจาก คลอสตริเดียม ดิฟฟิไซล์ คือ 13.37% และไม่พบคลอสตริเดียม ดิฟฟิไซล์ สายพันธุ์ที่มีความรุนแรงสูง

Link to Full Text

Share

COinS