Mycobacterium tuberculosis drug resistance (DR) challenges effective tuberculosis disease control. Current molecular tests examine limited numbers of mutations, and although whole genome sequencing approaches could fully characterise DR, data complexity has restricted their clinical application. A library (1,325 mutations) predictive of DR for 15 anti-tuberculosis drugs was compiled and validated for 11 of them using genomic-phenotypic data from 792 strains. A rapid online 'TB-Profiler' tool was developed to report DR and strain-type profiles directly from raw sequences. Using our DR mutation library, in silico diagnostic accuracy was superior to some commercial diagnostics and alternative databases. The library will facilitate sequence-based drug-susceptibility testing.

To characterize the genetic determinants of resistance to antituberculosis drugs, we performed a genome-wide association study (GWAS) of 6,465 Mycobacterium tuberculosis clinical isolates from more than 30 countries. A GWAS approach within a mixed-regression framework was followed by a phylogenetics-based test for independent mutations. In addition to mutations in established and recently described resistance-associated genes, novel mutations were discovered for resistance to cycloserine, ethionamide and para-aminosalicylic acid. The capacity to detect mutations associated with resistance to ethionamide, pyrazinamide, capreomycin, cycloserine and para-aminosalicylic acid was enhanced by inclusion of insertions and deletions. Odds ratios for mutations within candidate genes were found to reflect levels of resistance. New epistatic relationships between candidate drug-resistance-associated genes were identified. Findings also suggest the involvement of efflux pumps (drrA and Rv2688c) in the emergence of resistance. This study will inform the design of new diagnostic tests and expedite the investigation of resistance and compensatory epistatic mechanisms. A GWAS of multi- and extensively drug-resistant tuberculosis using 6,465 Mycobacterium tuberculosis clinical isolates from more than 30 countries identifies novel mutations associated with resistance. The capacity to detect resistance in particular to ethionamide, pyrazinamide, capreomycin, cycloserine and paraaminosalicylic acid was enhanced by inclusion of insertions and deletions.

Genetic studies of autism spectrum conditions (ASC) have mostly focused on the "low functioning" severe clinical subgroup, treating it as a rare disorder. However, ASC is now thought to be relatively common ( approximately 1%), and representing one end of a quasi-normal distribution of autistic traits in the general population. Here we report a study of common genetic variation in candidate genes associated with autistic traits and Asperger syndrome (AS). We tested single nucleotide polymorphisms in 68 candidate genes in three functional groups (sex steroid synthesis/transport, neural connectivity, and social-emotional responsivity) in two experiments. These were (a) an association study of relevant behavioral traits (the Empathy Quotient (EQ), the Autism Spectrum Quotient (AQ)) in a population sample (n=349); and (b) a case-control association study on a sample of people with AS, a "high-functioning" subgroup of ASC (n=174). 27 genes showed a nominally significant association with autistic traits and/or ASC diagnosis. Of these, 19 genes showed nominally significant association with AQ/EQ. In the sex steroid group, this included ESR2 and CYP11B1. In the neural connectivity group, this included HOXA1, NTRK1, and NLGN4X. In the socio-responsivity behavior group, this included MAOB, AVPR1B, and WFS1. Fourteen genes showed nominally significant association with AS. In the sex steroid group, this included CYP17A1 and CYP19A1. In the socio-emotional behavior group, this included OXT. Six genes were nominally associated in both experiments, providing a partial replication. Eleven genes survived family wise error rate (FWER) correction using permutations across both experiments, which is greater than would be expected by chance. CYP11B1 and NTRK1 emerged as significantly associated genes in both experiments, after FWER correction (P<0.05). This is the first candidate-gene association study of AS and of autistic traits. The most promising candidate genes require independent replication and fine mapping.

Objectives

 Alemtuzumab is a newly licensed treatment of active relapsing-remitting multiple sclerosis (RRMS) in Europe, which in phase II and III studies demonstrated superior efficacy over β-interferon in reducing disability progression over 2–3 years. In this observational cohort study, we sought to describe our longer-term experience of the efficacy and safety of alemtuzumab in active RRMS. 

Methods

 Clinical and laboratory data including serial Expanded Disability Status Scale (EDSS) assessments, from all 87 patients treated with alemtuzumab on investigator-led studies in Cambridge, UK, from 1999 to 2012, were collected. The occurrence of adverse events including secondary autoimmunity, malignancy and death, and pregnancy outcomes was recorded. Baseline variables including age, disease duration and relapse rate were compared in univariate and logistic regression analyses between groups with different disability outcomes. 

Results

 Over a median 7-year follow-up (range 33–144 months), most patients (52%) required just two cycles of alemtuzumab. In the remaining patients, relapses triggered re-treatment to a total of three cycles (36%), four cycles (8%) or five cycles (1%). Using a 6-month sustained accumulation of disability definition, 59/87 (67.8%) of patients had an improved or unchanged disability compared with baseline. By an area under the curve analysis, 52/87 (59.8%) patients had an overall improvement or stabilisation of disability. Higher baseline relapse rate was associated with worse long-term disability outcomes, with trends for longer disease duration and older age at first treatment. Secondary autoimmunity was the most frequent adverse event occurring in 41/86 (47.7%) patients, most commonly involving the thyroid gland. 

Conclusions

 Alemtuzumab is associated with disease stabilisation in the majority of patients with highly active RRMS over an average seven-year follow-up. No new safety concerns arose over this extended follow-up.

Toxoplasma gondii is a zoonotic protozoan parasite which infects nearly one third of the human population and is found in an extraordinary range of vertebrate hosts. Its epidemiology depends heavily on horizontal transmission, especially between rodents and its definitive host, the cat. Neospora caninum is a recently discovered close relative of Toxoplasma, whose definitive host is the dog. Both species are tissue-dwelling Coccidia and members of the phylum Apicomplexa; they share many common features, but Neospora neither infects humans nor shares the same wide host range as Toxoplasma, rather it shows a striking preference for highly efficient vertical transmission in cattle. These species therefore provide a remarkable opportunity to investigate mechanisms of host restriction, transmission strategies, virulence and zoonotic potential. We sequenced the genome of N. caninum and transcriptomes of the invasive stage of both species, undertaking an extensive comparative genomics and transcriptomics analysis. We estimate that these organisms diverged from their common ancestor around 28 million years ago and find that both genomes and gene expression are remarkably conserved. However, in N. caninum we identified an unexpected expansion of surface antigen gene families and the divergence of secreted virulence factors, including rhoptry kinases. Specifically we show that the rhoptry kinase ROP18 is pseudogenised in N. caninum and that, as a possible consequence, Neospora is unable to phosphorylate host immunity-related GTPases, as Toxoplasma does. This defense strategy is thought to be key to virulence in Toxoplasma. We conclude that the ecological niches occupied by these species are influenced by a relatively small number of gene products which operate at the host-parasite interface and that the dominance of vertical transmission in N. caninum may be associated with the evolution of reduced virulence in this species.

An outbreak of multi-drug resistant tuberculosis has been reported on Daru Island, Papua New Guinea. The Mycobacterium tuberculosis strains driving this outbreak and the temporal accrual of drug resistance mutations have not been described. We analyzed 100 isolates using whole genome sequencing and found 95 belonged to a single modern Beijing strain cluster. Molecular dating suggested acquisition of streptomycin and isoniazid resistance in the 1960s, with virulence potentially enhanced by a mycP1 mutation. The outbreak cluster demonstrated a high degree of co-resistance between isoniazid and ethionamide (80/95; 84.2%) attributed to an inhA promoter mutation combined with inhA and ndh coding mutations. Multidrug resistance (MDR), observed in 78/95 samples, emerged with the acquisition of a typical rpoB mutation together with a compensatory rpoC mutation in the 1980s. There was independent acquisition of fluoroquinolone and aminoglycoside resistance; with evidence of local transmission of extensively-drug resistant (XDR) strains from 2009. These findings underscore the importance of whole-genome sequencing in informing an effective public health response to MDR/XDR M. tuberculosis.