[Conventional and molecular diagnostics in onychomycosis-part 2 : Molecular identification of causative dermatophytes by polymerase chain reaction and sequence analysis of the internal transcribed spacer region of ribosomal DNA]
- PMID: 38095686
- DOI: 10.1007/s00105-023-05265-9
[Conventional and molecular diagnostics in onychomycosis-part 2 : Molecular identification of causative dermatophytes by polymerase chain reaction and sequence analysis of the internal transcribed spacer region of ribosomal DNA]
Abstract
Dermatophyte identification using traditional methods such as optics-based direct fluorescence microscopy and culture is nowadays supplemented by molecular biological methods. The validity of dermatophyte DNA detection with direct uniplex-polymerase chain reaction-enzyme immunoassay (PCR-EIA) in nail samples was proven by sequence analysis of the ribosomal internal transcribed spacer (ITS) region. A total of 108 dermatophytes, isolated from patients with onychomycosis, were positive for Trichophyton rubrum (TR) and Trichophyton interdigitale (TI) in culture and/or uniplex-PCR-EIA. Conventional methods for dermatophyte identification were complemented by direct uniplex-PCR-EIA and sequence analysis of the ribosomal ITS region (18S rRNA, ITS1, 5.8S rRNA, ITS2, 28S rRNA). Of 108 patients (average age 62, median age 73), 56 showed cultural growth with 31 of them being identified as TR and 23 as TI. There was high agreement with the sequence analysis. Surprisingly, the pathogen of a single nail sample was identified as T. quinckeanum (formerly T. mentagrophytes sensu stricto), a rare zoophilic dermatophyte in Germany. A single TI strain turned out to be a misidentified T. tonsurans based on the sequence analysis. In all, 34 of the 52 specimens lacking cultural growth were detected by PCR as TR, and 18 specimens could be identified as TI. The results of dermatophyte identification of culture-negative nail samples were also in agreement with the results of sequence analysis. Molecular biological methods are well applicable, and they show high reliability for direct dermatophyte identification in nail samples without prior cultivation. Especially for nail samples without cultural growth, PCR-based dermatophyte identification was highly specific and sensitive.
Die Identifizierung von Dermatophyten mit traditionellen Methoden wie direkter fluoreszenzoptischer Mikroskopie und Kultur wird heutzutage durch molekularbiologische Methoden ergänzt. Die Validität des Dermatophyten-DNA(Desoxyribonukleinsäure)-Nachweises mit einem direkten Uniplex-PCR(Polymerasekettenreaktion)-EIA (Enzymimmunoassay) in Nagelproben wurde durch Sequenzanalyse der ribosomalen ITS(„internal transcribed spacer“)-Region belegt. Es waren 108 Dermatophyten, isoliert von Patienten mit Onychomykose, in Kultur und/oder Uniplex-PCR-EIA positiv für Trichophyton (T.) rubrum (TR) und Trichophyton interdigitale (TI). Herkömmliche Methoden zur Dermatophytenidentifizierung wurden durch eine direkte Uniplex-PCR-EIA und Sequenzanalyse der ribosomalen ITS-Region (18S rRNA [ribosomale Ribonukleinsäure], ITS1, 5.8S rRNA, ITS2, 28S rRNA) ergänzt. Es zeigten 56 von 108 Patienten (Durchschnittsalter 62, Median 73) kulturelles Wachstum, 31 von ihnen wurden als TR und 23 als TI identifiziert. Es gab eine hohe Übereinstimmung mit der Sequenzanalyse. Überraschenderweise wurde der Erreger einer einzelnen Nagelprobe als T. quinckeanum (früher T. mentagrophytes sensu stricto) identifiziert, ein in Deutschland seltener zoophiler Dermatophyt. Ein einzelner TI-Stamm stellte sich aufgrund einer Sequenzanalyse als falsch identifizierter T. tonsurans heraus. Es wurden 34 der 52 Proben ohne Kulturwachstum durch PCR als TR erkannt, und 18 Proben konnten als TI bestimmt werden. Die Ergebnisse der Dermatophytenidentifizierung von kulturnegativen Nagelproben stimmten auch perfekt mit den Ergebnissen der Sequenzanalyse überein. Molekularbiologische Methoden sind gut anwendbar und zeigen eine hohe Zuverlässigkeit für den direkten Dermatophytennachweis in Nagelproben ohne vorherige Kultivierung. Insbesondere für Nagelproben ohne Kulturwachstum hat sich der PCR-basierte Dermatophytennachweis als hochspezifische und sensitive Methode erwiesen.
Keywords: Dermatophyte identification; Molecular biological methods; Mycoses verification; Nail sample; Trichophyton quinckeanum.
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References
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