Mucormycosis is a fungal infection caused by environmentally acquired molds. We investigated a cluster of cases of cutaneous mucormycosis among persons injured during the May 22, 2011, tornado in Joplin, Missouri.We defined a case as a soft-tissue infection in a person injured during the tornado, with evidence of a mucormycete on culture or immunohistochemical testing plus DNA sequencing. We conducted a case-control study by reviewing medical records and conducting interviews with case patients and hospitalized controls. DNA sequencing and whole-genome sequencing were performed on clinical specimens to identify species and assess strain-level differences, respectively.A total of 13 case patients were identified, 5 of whom (38%) died. The patients had a median of 5 wounds (range, 1 to 7); 11 patients (85%) had at least one fracture, 9 (69%) had blunt trauma, and 5 (38%) had penetrating trauma. All case patients had been located in the zone that sustained the most severe damage during the tornado. On multivariate analysis, infection was associated with penetrating trauma (adjusted odds ratio for case patients vs. controls, 8.8; 95% confidence interval [CI], 1.1 to 69.2) and an increased number of wounds (adjusted odds ratio, 2.0 for each additional wound; 95% CI, 1.2 to 3.2). Sequencing of the D1-D2 region of the 28S ribosomal DNA yielded Apophysomyces trapeziformis in all 13 case patients. Whole-genome sequencing showed that the apophysomyces isolates were four separate strains.We report a cluster of cases of cutaneous mucormycosis among Joplin tornado survivors that were associated with substantial morbidity and mortality. Increased awareness of fungi as a cause of necrotizing soft-tissue infections after a natural disaster is warranted.

Abstract West Nile Virus (WNV) has been detected annually in Maricopa County, Arizona, since 2003. With this in mind, we sought to determine if contemporary strains are established within the county or are annually imported. As part of this effort, we developed a new protocol for tiled amplicon sequencing of WNV to efficiently attain greater than 99% coverage of 14 WNV genomes collected directly from positive mosquito pools distributed throughout Maricopa County between 2014 and 2017. Bayesian phylogenetic analyses revealed that the contemporary genomes fall within two major lineages, NA/WN02 and SW/WN03. We found that all of the Arizona strains possessed a mutation known to be under positive selection (NS5-K314R), which has arisen independently four times. The SW/WN03 strains exhibited transient behavior, with at least 10 separate introductions into Arizona when considering both historical and contemporary strains. However, NA/WN02 strains are geographically differentiated and appear to be established in Arizona, with likely origins in New York. The clade of New York and Arizona strains looks to be the most ancestral extant lineage of WNV still circulating in the United States. The establishment of WNV strains in Maricopa County provides the first evidence of local overwintering by a WNV strain over the course of several years in Arizona.

We aimed to characterize SARS-CoV-2 infection in companion animals living in households with COVID-19-positive people and understand the dynamics surrounding how these animals become infected. Public health investigators contacted households with at least one confirmed, symptomatic person with COVID-19 for study recruitment. Blood, nasal, and rectal swab specimens were collected from pet dogs and cats and a questionnaire was completed. Specimens were tested for SARS-CoV-2 by RT-PCR, and for neutralizing antibodies; genomic sequencing was performed on viral-positive samples. A total of 36.4% of 110 pets enrolled had evidence of infection with SARS-CoV-2. Pets were more likely to test positive if the pet was immunocompromised, and if more than one person in the home was positive for COVID-19. Among 12 multi-pet households where at least one pet was positive, 10 had at least one other pet test positive. Whole-genome sequencing revealed the genomes of viral lineages circulating in the community during the time of sample collection. Our findings suggest a high likelihood of viral transmission in households with multiple pets and when pets had very close interactions with symptomatic humans. Further surveillance studies are needed to characterize how new variants impact animals and to understand opportunities for infection and spillover in susceptible species.

Pathogen genomic data are increasingly used to characterize global and local transmission patterns of important human pathogens and to inform public health interventions. Yet there is no current consensus on how to measure genomic variation. We investigated the effects of variant identification approaches on transmission inferences for M. tuberculosis by comparing variants identified by five different groups in the same sequence data from a clonal outbreak. We then measured the performance of commonly used variant calling approaches in recovering variation in a simulated tuberculosis outbreak and tested the effect of applying increasingly stringent filters on transmission inferences and phylogenies. We found that variant calling approaches used by different groups do not recover consistent sets of variants, often leading to conflicting transmission inferences. Further, performance in recovering true outbreak variation varied widely across approaches. Finally, stringent filters rapidly eroded the accuracy of transmission inferences and quality of phylogenies reconstructed from outbreak variation. We conclude that measurements of genetic distance and phylogenetic structure are dependent on variant calling approach. Variant calling algorithms trained upon true sequence data outperform other approaches and enable inclusion of repetitive regions typically excluded from genomic epidemiology studies, maximizing the information gleaned from outbreak genomes.

Background. Prevention of nosocomial transmission of infections is a central responsibility in the healthcare environment, and accurate identification of transmission events presents the first challenge. Phylogenetic analysis based on whole genome sequencing provides a high-resolution approach for accurately relating isolates to one another, allowing precise identification or exclusion of transmission events and sources for nearly all cases. We sequenced 24 methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) genomes to retrospectively investigate a suspected point source of three surgical site infections (SSIs) that occurred over a one-year period. The source of transmission was believed to be a surgical team member colonized with MRSA, involved in all surgeries preceding the SSI cases, who was subsequently decolonized. Genetic relatedness among isolates was determined using whole genome single nucleotide polymorphism (SNP) data. Results. Whole genome SNP typing (WGST) revealed 283 informative SNPs between the surgical team members isolate and the closest SSI isolate. The second isolate was 286 and the third was thousands of SNPs different, indicating the nasal carriage strain from the surgical team member was not the source of the SSIs. Given the mutation rates estimated for S. aureus, none of the SSI isolates share a common ancestor within the past 14 years, further discounting any common point source for these infections. The decolonization procedures and resources spent on the point source infection control could have been prevented if WGST was performed at the time of the suspected transmission, instead of retrospectively. Conclusions. Whole genome sequence analysis is an ideal method to exclude isolates involved in transmission events and nosocomial outbreaks, and coupling this method with epidemiological data can determine if a transmission event occurred. These methods promise to direct infection control resources more appropriately.

Coccidioidomycosis (or valley fever) is a fungal disease with high morbidity and mortality that affects tens of thousands of people each year. This infection is caused by two sibling species, Coccidioides immitis and C. posadasii, which are endemic to specific arid locales throughout the Western Hemisphere, particularly the desert southwest of the United States. Recent epidemiological and population genetic data suggest that the geographic range of coccidioidomycosis is expanding as new endemic clusters have been identified in the state of Washington, well outside of the established endemic range. The genetic mechanisms and epidemiological consequences of this expansion are unknown and require better understanding of the population structure and evolutionary history of these pathogens. Here we perform whole genome SNP analyses of 64 new and 18 previously published genomes. The results provide evidence of substantial population structure in C. posadasii and demonstrate presence of distinct geographic clades in central and southern Arizona as well as dispersed populations in Texas, Mexico, South America and Central America. Although a smaller number of C. immitis strains were included in the analyses, some evidence of phylogeographic structure was also detected in this species, which has been historically limited to California and Baja Mexico. SNP-based analyses indicated that C. posadasii is the more ancient of the two species and southern Arizona contains the most diverse subpopulations. We propose a southern Arizona-northern Mexico origin for C. posadasii and describe a pathway for dispersal and distribution out of this region.

ABSTRACT It is not possible to systematically screen the environment for rabies virus (RABV) using current approaches. We sought to determine under what conditions RABV is detectable from feces and other accessible samples from infected wildlife to broaden the number of biological samples that could be used to test for RABV. We employed a recently-developed quantitative RT-PCR assay called the “LN34 panlyssavirus real-time RT-PCR assay”, which is highly sensitive and specific for all variants of RABV. We harvested and tested brain tissue, fecal, and/or mouth swab samples from 25 confirmed RABV positive bats of six species. To determine if rabies RNA lasts in feces sufficiently long post-defecation to use it as a surveillance tool, we tested fecal samples from 10 bats at the time of sample collection and after 24 hours of exposure to ambient conditions, with an additional test on six bats out to 72 hours. To assess whether we could pool fecal pellets and still detect a positive, we generated dilutions of known positives at 1:1, 1:10, 1:50, and 1:200. For six individuals for which matched brain, mouth swab, and fecal samples were tested, results were positive for 100%, 67%, and 67%, respectively. For the first time test to 24 hours, 63% of feces that were positive at time 0 were still positive after 24 hours, and 50% of samples at 72 hours were positive across all three replicates. Pooling tests revealed that fecal positives were detected at 1:10 dilution, but not at 1:50 or 1:200. Our preliminary results suggest that fecal samples hold promise for a rapid and non-invasive environmental screening system.

Isoniazid-resistant tuberculosis (Hr-TB) is often overlooked in diagnostic algorithms due to reliance on first-line molecular assays testing only for rifampicin resistance.

Antimicrobial resistance (AMR) in the nosocomial pathogen, Acinetobacter baumannii, is becoming a serious public health threat. While some mechanisms of AMR have been reported, understanding novel mechanisms of resistance is critical for identifying emerging resistance. One of the first steps in identifying novel AMR mechanisms is performing genotype/phenotype association studies. However, performing genotype/phenotype association studies is complicated by the plastic nature of the A. baumannii pan-genome. In this study, we compared the antibiograms of 12 antimicrobials associated with multiple drug families for 84 A. baumannii isolates, many isolated in Arizona, USA. in silico screening of these genomes for known AMR mechanisms failed to identify clear correlations for most drugs. We then performed a genome wide association study (GWAS) looking for associations between all possible 21-mers; this approach generally failed to identify mechanisms that explained the resistance phenotype. In order to decrease the genomic noise associated with population stratification, we compared four phylogenetically-related pairs of isolates with differing susceptibility profiles. RNA-Sequencing (RNA-Seq) was performed on paired isolates and differentially expressed genes were identified. In these isolate pairs, we identified four different potential mechanisms, highlighting the difficulty of broad AMR surveillance in this species. To verify and validate differential expression, amplicon sequencing was performed. These results suggest that a diagnostic platform based on gene expression rather than genomics alone may be beneficial in certain surveillance efforts. The implementation of such advanced diagnostics coupled with increased AMR surveillance will potentially improve A. baumannii infection treatment and patient outcomes.