| Literature DB >> 26939531 |
Yanan Li1, Xinrui Cao2, Shiming Li3, Hao Wang4, Jianlin Wei5, Peng Liu6, Jing Wang7, Zhi Zhang8, Huixia Gao9, Machao Li10, Kanglin Wan11, Erhei Dai12.
Abstract
BACKGROUND: Tuberculosis remains a major public health problem in China. The Hebei province is located in the Beijing-Tianjin-Hebei integration region; however little information about the genetic diversity of Mycobacterium tuberculosis was available in this area. This study describes the first attempt to map the molecular epidemiology of MTB strains isolated from Hebei.Entities:
Mesh:
Substances:
Year: 2016 PMID: 26939531 PMCID: PMC4778344 DOI: 10.1186/s12879-016-1441-2
Source DB: PubMed Journal: BMC Infect Dis ISSN: 1471-2334 Impact factor: 3.090
Fig. 1Map of Hebei province showing the distribution of 1017 M. tuberculosis isolates enrolled in this study. The numbers represent the population of isolates in particular regions'
Spoligotypes of Mycobacterium tuberculosis strains in this study (n = 1017)
| No. | Spoligotype | SITa | Familyb | N(%)c |
|---|---|---|---|---|
| 1 | □□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□■■■■■■■■■ | 1 | Beijing | 863(84.9) |
| 2 | □□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□■■■■■□■■■ | 190 | Beijing | 18(1.8) |
| 3 | □□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□■■■■□■■■■ | 255 | Beijing | 2(0.2) |
| 4 | □□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□■■□□■■■■■ | 260 | Beijing | 4(0.4) |
| 5 | □□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□■■□■■■■■■ | 265 | Beijing | 3(0.3) |
| 6 | □□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□■■■■■■■ | 269 | Beijing | 6(0.6) |
| 7 | □□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□■■■□■■■ | 406 | Beijing | 1(0.1) |
| 8 | □□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□■■■■■□□■■ | 541 | Beijing | 2(0.2) |
| 9 | □□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□■□■■■■■■■ | 621 | Beijing | 4(0.4) |
| 10 | □□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□■■■□■■■■■ | 632 | Beijing | 2(0.2) |
| 11 | □□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□■■■■■■□■■ | 941 | Beijing | 2(0.2) |
| 12 | □□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□■■■■■□□□□ | 1311 | Beijing | 2(0.2) |
| 13 | □□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□■■■□□■■■■ | 1364 | Beijing | 1(0.1) |
| 14 | □□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□■■■■■■■□■ | 1674 | Beijing | 1(0.1) |
| 15 | □□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□■■□□□□□□□ | 2101 | Beijing | 3(0.3) |
| 16 | □□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□■■■■■■■■□ | 2610 | Beijing | 2(0.2) |
| 17 | □□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□■■■□□□■■■ | Orphan | Beijing | 1(0.1) |
| 18 | □□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□■■■□■□■■■ | Orphan | Beijing | 1(0.1) |
| 19 | ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□■■■■■■■ | 53 | T1 | 20(2.0) |
| 20 | ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□□■■■■■■ | 240 | T1 | 1(0.1) |
| 21 | ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□□□□□□■■ | 956 | T1 | 2(0.2) |
| 22 | ■□■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□■■■■■■■ | 334 | T1 | 2(0.2) |
| 23 | ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□□□□□□□□ | 1793 | T1 | 1(0.1) |
| 24 | ■■■■■■■■■■■□■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□■■■■■■■ | 498 | T1 | 1(0.1) |
| 25 | ■■■■■■■■■■■■□□■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□■■■■■■■ | 131 | T1 | 1(0.1) |
| 26 | ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□□□■■■■■■■□□□□■■■■■■■ | 1688 | T1 | 1(0.1) |
| 27 | ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□■■■■■■■■■■■□□□□■■■■■■■ | 291 | T1 | 1(0.1) |
| 28 | ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□■■■■■□□□□■■■■■■■ | 1626 | T1 | 1(0.1) |
| 29 | ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□■■■□□□□■■■■■■■ | 462 | T1 | 1(0.1) |
| 30 | ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□■■□□□□□□□■■■■ | Orphan | T1 | 2(0.2) |
| 31 | ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□■□■■■■■ | 520 | T1 | 1(0.1) |
| 32 | ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□■■■■■■□ | 522 | T1 | 3(0.3) |
| 33 | ■■■■■■□□□□□□□□□□□□■■■■■■■■■■■■■■□□□□■■■■■■■ | 280 | T1-RUS2 | 1(0.1) |
| 34 | ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□■■■□■■■ | 52 | T2 | 9(0.9) |
| 35 | ■■■□■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□■■■□■■■ | 848 | T2 | 1(0.1) |
| 36 | □□■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□■■■□■■■ | 1613 | T2 | 1(0.1) |
| 37 | ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□□□■□■■■ | Orphan | T2 | 1(0.1) |
| 38 | ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□■■■■■■■■□□□□■■■□■■■ | Orphan | T2 | 1(0.1) |
| 39 | ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□□□■■□□□□■■■□■■■ | 233 | T2 | 2(0.2) |
| 40 | ■■■■■■■■■■■■□■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□■■■■■■■ | 37 | T3 | 2(0.2) |
| 41 | ■□■■■■■■■■■■□■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□■■■■■■■ | Orphan | T3 | 3(0.3) |
| 42 | ■■■■■■■■■■■■■■■■■■□■■■■■■■■■■■■■□□□□■■■■■■■ | 40 | T4 | 1(0.1) |
| 43 | ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□■■■■■■■■■□□□□■■■■■■■ | 44 | T5 | 1(0.1) |
| 44 | ■□□□□□■■■■■■■■■■■■■■□□□□■■■■■■■■□□□□■■■■■■■ | 961 | LAM1 | 1(0.1) |
| 45 | ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□■■■■■■■■□□□□■■■■■■■ | 42 | LAM9 | 1(0.1) |
| 46 | ■■■■■■■■■■■■■□□□□□□□□□□□■■■■■■■■□□□□■■■■■■■ | 803 | LAM9 | 1(0.1) |
| 47 | ■■■■■■■■■■■■■□□□□■□□□□□□■■■■■■■■□□□□■■■■■■■ | 2191 | LAM9 | 1(0.1) |
| 48 | ■■■■■■■■■■■□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□ | 2379 | 1(0.1) | |
| 49 | ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□■■■■■■■■■ | 54 | MANU2 | 4(0.4) |
| 50 | ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□■■□■■■■■■■■□□■■■■■■■■■ | 1523 | MANU2 | 1(0.1) |
| 51 | ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□■■■■■■■■■■■□□■■■■■■■■■ | 1192 | MANU2 | 2(0.2) |
| 52 | ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□■□□□□■■■■■■■ | 50 | H3 | 3(0.3) |
| 53 | ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□■■■■■■■■■□■□□□□■■■■■■■ | 268 | H3 | 2(0.2) |
| 54 | ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□□□□□■□□□□■■■■■■■ | 791 | H3 | 1(0.1) |
| 55 | ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□□■□□□□■■■■■■■ | 1908 | H3 | 1(0.1) |
| 56 | ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□□□□□□□□□■■■■■■■ | 602 | U | 1(0.1) |
| 57 | ■□■■■■■■■■■■□■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□■■■□■■■ | Orphan | AMBIGOUS:T3T2 | 3(0.3) |
| 58 | ■■■■■■■□■■■■■■■■□■■■□■■■■■■■■■■■□□■■■■■■■■■ | - | New | 1(0.1) |
| 59 | ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□■■■■■■□□□□□□■■■■■ | - | New | 1(0.1) |
| 60 | ■□□■■■□□■■■■■■■■■■■■■■■□□■■■□□□□□□■■□□□■□■■ | - | New | 1(0.1) |
| 61 | ■■■■□■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□□□□□□□□□□□□ | - | New | 1(0.1) |
| 62 | ■■■■■■■■■■■■□□■■■■■■■■■■■■■□■□■■□□■■■■■■■■■ | - | New | 1(0.1) |
| 63 | □□□□■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□□■■■□■■■ | - | New | 1(0.1) |
| 64 | ■■■■■■■■■■■■□■■■■■■■■■■■■■■■■□■■□□□□■■□■■■■ | - | New | 1(0.1) |
| 65 | ■□■■■■■■■■■■□■■■□■■■■■■■■■■■■■■■□□□□■■■■■■■ | - | New | 1(0.1) |
| 66 | ■□□□□□□■■■■□□■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□■■■■■■■ | - | New | 1(0.1) |
| 67 | ■□■■■■■■■■■■□□□□■■■■■■■■■■■■■■■■□□□□■■□□■■■ | - | New | 1(0.1) |
| 68 | ■□■■■■■■■■■■■■■■■■□■■□□□■■■■■■■■■■■■■■■□■■■ | - | New | 1(0.1) |
| 69 | ■■■■■■□□□■■■■■■■■■■■■■□□□□□□□□□■□□□□■■■■■■■ | - | New | 1(0.1) |
| 70 | ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■□□■■■□□□□□□□□■■■□ | - | New | 1(0.1) |
| 71 | □□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□■■■■■□■□■ | - | New | 1(0.1) |
| 72 | □□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□■■■□□□□□□ | - | New | 1(0.1) |
a SIT spoligotype international type
bSpoligotype families as assigned in SpolDB4.0
cThe number of the strains with a common SIT
Fig. 2Minimum spanning tree showing the clustering analysis of 1017 M. tuberculosis strains from Hebei by spoligotyping
Fig. 3Genotyping of 1017 M. tuberculosis strains with MIRU-VNTR and spoligotyping. From left to right: UPGMA dendrogram generated by MIRU-VNTR, spoligotyping patterns, strain numbers, genetic lineage based on SpolDB4.0
Fig. 4Minimum spanning tree showing the clustering analysis of 1017 M. tuberculosis strains from Hebei by MIRU-VNTR
HGDI scores of the MIRU-VNTR loci for all the strains
| Locus | HGDI | 95 % CI | No. of alleles |
|---|---|---|---|
| QUB11b | 0.722 | 0.714–0.730 | 12 |
| QUB26 | 0.651 | 0.638–0.665 | 16 |
| QUB4156 | 0.594 | 0.583–0.606 | 8 |
| ETRE | 0.592 | 0.579–0.605 | 10 |
| Mtub21 | 0.555 | 0.539–0.570 | 11 |
| Mtub04 | 0.554 | 0.539–0.568 | 9 |
| MIRU26 | 0.547 | 0.531–0.563 | 12 |
| MIRU10 | 0.407 | 0.391–0.424 | 8 |
| ETRA | 0.372 | 0.357–0.387 | 8 |
| MIRU40 | 0.289 | 0.272–0.306 | 9 |
| MIRU16 | 0.222 | 0.206–0.238 | 6 |
| Mtub39 | 0.207 | 0.191–0.222 | 10 |
| Mtub30 | 0.190 | 0.175–0.204 | 7 |
| ETRD | 0.171 | 0.156–0.186 | 10 |
| ETRC | 0.052 | 0.043–0.061 | 6 |
Drug susceptibility phenotypes of the Beijing and non-Beijing family strains
| DSTa |
| Beijing, | Non-Beijing, | OR (95 % CI)b |
|
|---|---|---|---|---|---|
| Total | 1017 | 920 (90.5 %) | 97 (9.5 %) | ||
| Pan sensitive | 670 (65.9 %) | 605 (90.3 %) | 65(9.7 %) | 1 (Ref.) | |
| Any resistancec | 347 (34.1 %) | 315 (90.8 %) | 32 (9.2 %) | 0.946(0.606-1.475) | 0.910 |
| Any S resistance | 253 (24.9 %) | 229 (90.5 %) | 24 (9.5 %) | 0.976(0.596-1.596) | 1.000 |
| Any H resistance | 210 (20.6 %) | 191 (91.0 %) | 19 (9.0 %) | 0.926(0.541-1.583) | 0.893 |
| Any R resistance | 182 (17.9 %) | 169 (92.9 %) | 13 (7.1 %) | 0.716(0.385-1.330) | 0.314 |
| Any E resistance | 85 (8.4 %) | 75 (88.2 %) | 10 (11.8 %) | 1.241(0.611-2.519) | 0.563 |
| MDRd | 134 (13.2 %) | 123 (91.8 %) | 11 (8.2 %) | 0.832(0.427-1.623) | 0.746 |
a DST drug susceptibility testing
b OR odds ratio, CI confidence interval
c S streptomycin, H isoniazid, R rifampicin, E ethambutol
d MDR multi-drug resistance
Drug susceptibility phenotypes of new cases and retreatments
| DSTa |
| New cases | Retreatments | OR (95 % CI)b |
|
|---|---|---|---|---|---|
| Total | 974 | 753 (77.3 %) | 221 (22.7 %) | ||
| Pan sensitive | 642 (65.9 %) | 553 (86.1 %) | 89 (13.9 %) | 1 (Ref.) | |
| Any resistancec | 332 (34.1 %) | 200 (60.2 %) | 132 (39.8 %) | 4.101 (2.996–5.613) | <0.0001 |
| Any S resistance | 240 (24.6 %) | 137 (57.1 %) | 103 (42.9 %) | 4.671 (3.325–6.562) | <0.0001 |
| Any H resistance | 201 (20.6 %) | 96 (47.8 %) | 105 (52.2 %) | 6.796 (4.760–9.703) | <0.0001 |
| Any R resistance | 173 (17.8 %) | 77 (44.5 %) | 96 (55.5 %) | 7.747 (5.328–11.26) | <0.0001 |
| Any E resistance | 84 (8.6 %) | 41 (48.8 %) | 43 (51.2 %) | 6.517 (4.020–10.56) | <0.0001 |
| MDRd | 129 (13.2 %) | 46 (35.7 %) | 83 (64.3 %) | 11.21 (7.335–17.14) | <0.0001 |
a DST drug susceptibility testing
b OR odds ratio, CI confidence interval
c S streptomycin, H isoniazid, R rifampicin, E ethambutol
d MDR multi-drug resistance
Clinical characteristics of the Beijing and non-Beijing family strains
| Characteristics | Total | Beijing family | Non-Beijing family | OR (95 % CI) |
|
|---|---|---|---|---|---|
| Age, years | |||||
| < 30 | 424 | 389 | 35 | - | 0.434 |
| 30–60 | 404 | 362 | 42 | ||
| > 60 | 189 | 168 | 21 | ||
| Gender | |||||
| Male | 705 | 632 | 73 | 1 | 0.204 |
| Female | 312 | 288 | 24 | 0.722 (0.446–1.168) | |
| Treatment history | |||||
| New case | 753 | 685 | 68 | 1 | 0.433 |
| Retreatment | 221 | 197 | 24 | 1.277 (0.751–2.007) |
Comparison of clustered and individual strains between the Beijing and non-Beijing family
| Genotyping | Genotype | Beijing family | Non-Beijing family |
|
|---|---|---|---|---|
| Spoligotyping | Individual strains, | 7 | 38 | |
| Clustered strains, | 913 | 59 | <0.0001 | |
| Clusters, | 13 | 14 | ||
| Clustering rate, % | 97.8 | 46.4 | ||
| MIRU-VNTR | Individual strains, | 669 | 93 | |
| Clustered strains, | 251 | 4 | <0.0001 | |
| Clusters, | 82 | 2 | ||
| Clustering rate, % | 18.4 | 2.1 |