Published January 7, 2021 | Version v1
Publication Open

Whole genomic comparative analysis of Streptococcus pneumoniae serotype 1 isolates causing invasive and non-invasive infections among children under 5 years in Casablanca, Morocco

Creators

  • 1. University of Hassan II Casablanca
  • 2. Centre Hospitalier Universitaire Ibn Rochd
  • 3. Université Mohammed VI des Sciences de la Santé
  • 4. Institut Pasteur de Montevideo
  • 5. Malawi-Liverpool-Wellcome Trust Clinical Research Programme
  • 6. University of Liverpool
  • 7. Wellcome Sanger Institute

Description

Abstract Background Streptococcus pneumoniae serotype 1 remains a leading cause of invasive pneumococcal diseases, even in countries with PCV-10/PCV-13 vaccine implementation. The main objective of this study, which is part of the Pneumococcal African Genome project (PAGe), was to determine the phylogenetic relationships of serotype 1 isolates recovered from children patients in Casablanca (Morocco), compared to these from other African countries; and to investigate the contribution of accessory genes and recombination events to the genetic diversity of this serotype. Results The genome average size of the six-pneumococcus serotype 1 from Casablanca was 2,227,119 bp, and the average content of coding sequences was 2113, ranging from 2041 to 2161. Pangenome analysis of the 80 genomes used in this study revealed 1685 core genes and 1805 accessory genes. The phylogenetic tree based on core genes and the hierarchical bayesian clustering analysis revealed five sublineages with a phylogeographic structure by country. The Moroccan strains cluster in two different lineages, the five invasive strains clusters altogether in a divergent clade distantly related to the non-invasive strain, that cluster with all the serotype 1 genomes from Africa. Conclusions The whole genome sequencing provides increased resolution analysis of the highly virulent serotype 1 in Casablanca, Morocco. Our results are concordant with previous works, showing that the phylogeography of S. pneumoniae serotype 1 is structured by country, and despite the small size (six isolates) of the Moroccan sample, our analysis shows the genetic cohesion of the Moroccan invasive isolates.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

نبذة مختصرة يظل النمط المصلي 1 للمكورات الرئوية العقدية سببًا رئيسيًا لأمراض المكورات الرئوية الغازية، حتى في البلدان التي يتم فيها تنفيذ لقاح PCV -10/PCV -13. كان الهدف الرئيسي من هذه الدراسة، التي تعد جزءًا من مشروع الجينوم الأفريقي للمكورات الرئوية (PAGe)، هو تحديد العلاقات الوراثية لعزلات النمط المصلي 1 التي تم استردادها من الأطفال المرضى في الدار البيضاء (المغرب)، مقارنة بهذه من البلدان الأفريقية الأخرى ؛ والتحقيق في مساهمة الجينات الإضافية وأحداث إعادة التركيب في التنوع الجيني لهذا النمط المصلي. النتائج بلغ متوسط حجم الجينوم للنمط المصلي للمكورات الرئوية الستة 1 من الدار البيضاء 2227119 نقطة أساس، وكان متوسط محتوى متواليات الترميز 2113، تتراوح من 2041 إلى 2161. كشف تحليل Pangenome للجينوم 80 المستخدم في هذه الدراسة عن 1685 جينًا أساسيًا و 1805 جينًا إضافيًا. كشفت شجرة تطور السلالات القائمة على الجينات الأساسية وتحليل التجميع البيسي الهرمي عن خمس سلالات فرعية ذات بنية جغرافية نباتية حسب البلد. تتجمع السلالات المغربية في سلالتين مختلفتين، وتتجمع السلالات الغازية الخمس معًا في فرع متباعد مرتبط بعيدًا بالسلالة غير الغازية، التي تتجمع مع جميع جينومات النمط المصلي 1 من إفريقيا. الاستنتاجات يوفر تسلسل الجينوم بأكمله تحليلًا متزايد الدقة للنمط المصلي 1 شديد الضراوة في الدار البيضاء، المغرب. تتوافق نتائجنا مع الأعمال السابقة، مما يدل على أن الجغرافيا النباتية لـ S. pneumoniae serotype 1 منظمة حسب البلد، وعلى الرغم من الحجم الصغير (ستة عزلات) للعينة المغربية، فإن تحليلنا يظهر التماسك الجيني للعزلات الغازية المغربية.

Translated Description (French)

Résumé Contexte Streptococcus pneumoniae sérotype 1 reste l'une des principales causes de maladies pneumococciques invasives, même dans les pays où le vaccin PCV-10/PCV-13 est mis en œuvre. L'objectif principal de cette étude, qui fait partie du projet Pneumococcal African Genome (PAGe), était de déterminer les relations phylogénétiques des isolats de sérotype 1 récupérés chez des enfants patients à Casablanca (Maroc), par rapport à ceux d'autres pays africains ; et d'étudier la contribution des gènes accessoires et des événements de recombinaison à la diversité génétique de ce sérotype. Résultats La taille moyenne du génome du sérotype 1 de six-pneumocoques de Casablanca était de 2 227 119 pb, et la teneur moyenne en séquences codantes était de 2113, allant de 2041 à 2161. L'analyse pangénomique des 80 génomes utilisés dans cette étude a révélé 1685 gènes de base et 1805 gènes accessoires. L'arbre phylogénétique basé sur les gènes de base et l'analyse hiérarchique de regroupement bayésien ont révélé cinq sous-lignées avec une structure phylogéographique par pays. Les souches marocaines se regroupent en deux lignées différentes, les cinq souches invasives se regroupent en un clade divergent lié de loin à la souche non invasive, qui se regroupe avec tous les génomes de sérotype 1 d'Afrique. Conclusions Le séquençage du génome entier fournit une analyse de résolution accrue du sérotype 1 hautement virulent à Casablanca, au Maroc. Nos résultats sont concordants avec les travaux antérieurs, montrant que la phylogéographie de S. pneumoniae sérotype 1 est structurée par pays, et malgré la petite taille (six isolats) de l'échantillon marocain, notre analyse montre la cohésion génétique des isolats invasifs marocains.

Translated Description (Spanish)

Resumen Antecedentes Streptococcus pneumoniae serotipo 1 sigue siendo una de las principales causas de enfermedades neumocócicas invasivas, incluso en países con implementación de la vacuna PCV-10/PCV-13. El objetivo principal de este estudio, que forma parte del proyecto Pneumococcal African Genome (PAGe), fue determinar las relaciones filogenéticas de aislados del serotipo 1 recuperados de niños pacientes en Casablanca (Marruecos), en comparación con los de otros países africanos; e investigar la contribución de genes accesorios y eventos de recombinación a la diversidad genética de este serotipo. Resultados El tamaño medio del genoma del serotipo 1 de seis neumococos de Casablanca fue de 2.227.119 pb, y el contenido medio de las secuencias codificantes fue de 2113, oscilando entre 2041 y 2161. El análisis del pangenoma de los 80 genomas utilizados en este estudio reveló 1685 genes centrales y 1805 genes accesorios. El árbol filogenético basado en genes de núcleo y el análisis de agrupamiento bayesiano jerárquico revelaron cinco sublinajes con una estructura filogeográfica por país. Las cepas marroquíes se agrupan en dos linajes diferentes, las cinco cepas invasoras se agrupan en un clado divergente relacionado distantemente con la cepa no invasiva, que se agrupa con todos los genomas del serotipo 1 de África. Conclusiones La secuenciación del genoma completo proporciona un análisis de mayor resolución del serotipo 1 altamente virulento en Casablanca, Marruecos. Nuestros resultados son concordantes con trabajos anteriores, mostrando que la filogeografía de S. pneumoniae serotipo 1 está estructurada por país, y a pesar del pequeño tamaño (seis aislados) de la muestra marroquí, nuestro análisis muestra la cohesión genética de los aislados invasores marroquíes.

Files

s12864-020-07316-0.pdf

Files (1.7 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:0a8953061009a86b6c59ccb67d2fea08
1.7 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
يعزل التحليل المقارن الجيني الكامل للنمط المصلي للعقديات الرئوية 1 مسبباً التهابات باضعة وغير باضعة بين الأطفال دون سن 5 سنوات في الدار البيضاء، المغرب
Translated title (French)
Analyse comparative génomique complète des isolats de Streptococcus pneumoniae de sérotype 1 causant des infections invasives et non invasives chez les enfants de moins de 5 ans à Casablanca, Maroc
Translated title (Spanish)
Análisis genómico comparativo completo de aislados de Streptococcus pneumoniae serotipo 1 que causan infecciones invasivas y no invasivas en niños menores de 5 años en Casablanca, Marruecos

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3112222484
DOI
10.1186/s12864-020-07316-0

Is supplement to
https://openalex.org/W4394855385 (Other)
https://openalex.org/W2925355807 (Other)
https://openalex.org/W2363900734 (Other)
https://openalex.org/W2160667747 (Other)
https://openalex.org/W2159916672 (Other)
https://openalex.org/W2109370421 (Other)
https://openalex.org/W2033126492 (Other)
https://openalex.org/W1972720851 (Other)
https://openalex.org/W1954256027 (Other)
https://openalex.org/W1513923140 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Malawi

References

  • https://openalex.org/W1064010436
  • https://openalex.org/W1954112402
  • https://openalex.org/W1972145956
  • https://openalex.org/W1977601452
  • https://openalex.org/W1999620555
  • https://openalex.org/W2002459863
  • https://openalex.org/W2012457803
  • https://openalex.org/W2014064754
  • https://openalex.org/W2020249182
  • https://openalex.org/W2020534843
  • https://openalex.org/W2029274790
  • https://openalex.org/W2037687758
  • https://openalex.org/W2041257508
  • https://openalex.org/W2059514240
  • https://openalex.org/W2070563246
  • https://openalex.org/W2096093282
  • https://openalex.org/W2115888213
  • https://openalex.org/W2122606427
  • https://openalex.org/W2122673596
  • https://openalex.org/W2130492588
  • https://openalex.org/W2132049801
  • https://openalex.org/W2141052558
  • https://openalex.org/W2141323006
  • https://openalex.org/W2148585112
  • https://openalex.org/W2157552870
  • https://openalex.org/W2294357669
  • https://openalex.org/W2526009091
  • https://openalex.org/W2532968984
  • https://openalex.org/W2553354970
  • https://openalex.org/W2618936936
  • https://openalex.org/W2735841736
  • https://openalex.org/W2772238222
  • https://openalex.org/W2789269809
  • https://openalex.org/W2790974674
  • https://openalex.org/W2800993828
  • https://openalex.org/W2801656534
  • https://openalex.org/W2810880507
  • https://openalex.org/W2898788549
  • https://openalex.org/W2904424812
  • https://openalex.org/W2938160079
  • https://openalex.org/W3091731826