Kokogenomisekvensointiin perustuvan tyypitysmenetelmän pystytys Candida auris -hiivalle | Establishment of a whole-genome sequencing-based typing method for Candida auris

Candida auris on patogeeninen, tyypillisesti monilääkeresistentti hiiva, joka uhkaa erityisesti hoitolaitosten potilaita. Se kykenee kolonisoimaan sekä ihmisen ihoa että abioottisia pintoja, kuten hoitovälineitä ja aiheuttamaan myös vakavia yleisinfektioita, joissa kuolleisuus on korkea. C. auris tunnistettiin ensimmäisen kerran Japanissa vuonna 2009, jonka jälkeen se on levinnyt nopeasti maailmalla sekä aiheuttanut laajoja epidemioita erityisesti sairaalaympäristöissä. Tällä hetkellä on tunnistettu maailmanlaajuisesti kuusi eri C. auris -sukuhaaraa, joiden virulenssiominaisuudet vaihtelevat. Suomessa C. auris on toistaiseksi ollut harvinainen, mutta mahdollisiin tuleviin epidemioihin tulee varautua. Ensimmäinen C. auris -tapaus havaittiin Suomessa vuonna 2021, ja vuoden 2024 loppuun mennessä Terveyden ja Hyvinvoinnin laitokselle (THL) on saapunut kantoja yhteensä yhdeksältä potilaalta. C. auris kyetään tunnistamaan Suomessa lajitasolle MALDI-TOF massaspektrometrian avulla. Suomessa ei kuitenkaan ole ollut käytössä kattavaan epidemiaselvitykseen tarvittavaa tyypitysmenetelmää, joka mahdollistaisi eri C. auris -kantojen erottamisen ja vertailun. Tässä työssä pystytettiin onnistuneesti THL:lle Suomeen C. auris -hiivalle kokogenomisekvensointiin perustuva tyypitysmenetelmä. THL:n asettamat vaatimukset tyypitysmenetelmälle olivat lajinvarmistus, sukuhaaran määritys sekä kantojen keskinäinen vertailu. Tyypitysmenetelmän pystytykseen käytettiin yhteensä 14 C. auris -kantaa. Työssä muokattiin QIAGEN MagAttract HMW DNA -kitti sopivaksi genomisen DNA:n eristämiseen C. auris -hiivasta. Genominen kirjasto luotiin Illumina Nextera XT DNA library preparation -kitillä ja kokogenomisekvensointi suoritettiin Illumina MiSeq-laitteella. Sekvenssidatan analyysiin valikoitui kokonaisuus, jossa lajinvarmistus toteutettiin Kraken 2 -ohjelmalla, de novo -koonti suoritettiin Shovill-ohjelmalla ja kantojen vertailun päätyökaluna toimi Pathogenwatch. Kokogenomisekvensointiin perustuva tyypitysmenetelmä mahdollistaa C. auris -kantojen geneettisen vertailun sekä, yhdistettynä muun epidemiologisen tiedon kanssa, samasta tartuntalähteestä peräisin olevien kantojen tunnistamisen. Tulokset auttavat määrittämään tartuntaketjujen ja epidemioiden laajuutta sekä vakavuutta, ja siten ohjaamaan torjuntatoimien mittakaavaa. C. auris -hiivan nopea tunnistaminen ja tyypitys ovat tärkeitä, jotta tartuntaketjut voidaan jäljittää ja katkaista ja siten ennaltaehkäistä epidemian syntymistä.

Candida auris is a pathogenic, typically multidrug-resistant yeast that is a particular threat to patients in healthcare facilities. It is capable of colonizing human skin and abiotic surfaces such as medical equipment and also cause severe infections with high mortality rates. C. auris was first identified in Japan in 2009 and has since rapidly spread worldwide, causing large outbreaks, especially in hospital settings. So far, six different clades of C. auris with varying virulence properties have been identified worldwide. In Finland, C. auris has been rare so far, but preparedness for potential future epidemics is necessary. The first C. auris case in Finland was detected in 2021, and by the end of 2024, the Finnish Institute for Health and Welfare (THL) had received strains from a total of nine patients. In Finland, C. auris can be identified at the species level using MALDI-TOF mass spectrometry. However, in Finland, a typing method required for a comprehensive outbreak detection and C. auris strain identification and comparison has not been available. In this study, a whole-genome sequencing-based typing method for C. auris yeast was successfully established at THL in Finland. The requirements set by THL for the typing method included species confirmation, clade determination, and strain comparison. A total of 14 C. auris strains were used to establish the typing method. The QIAGEN MagAttract HMW DNA kit was modified for genomic DNA extraction from C. auris yeast. The genomic library was created using the Illumina Nextera XT DNA library preparation kit, and whole-genome sequencing was performed with the Illumina MiSeq instrument. The selected sequence data analysis workflow included species confirmation with Kraken 2, de novo assembly with Shovill, and Pathogenwatch as the main tool for strain comparison. The whole-genome sequencing-based typing method enables the genetic comparison of C. auris strains and, combined with other epidemiological data, the identification of strains originating from the same source of transmission. The results help determine the extent and severity of transmission chains and epidemics, which will then serve to guide the scale of control measures. Rapid identification and typing of C. auris are crucial for tracing and breaking transmission chains and efficiently preventing the emergence of epidemics.