Intestinal bacteria are implicated increasingly as a pivotal factor in the development of Crohn's disease, but the specific components of the complex polymicrobial enteric environment driving the inflammatory response are unresolved. This study addresses the role of the ileal mucosa-associated microflora in Crohn's disease. A combination of culture-independent analysis of bacterial diversity (16S rDNA library analysis, quantitative PCR and fluorescence in situ hybridization) and molecular characterization of cultured bacteria was used to examine the ileal mucosa-associated flora of patients with Crohn's disease involving the ileum (13), Crohn's disease restricted to the colon (CCD) (8) and healthy individuals (7). Analysis of 16S rDNA libraries constructed from ileal mucosa yielded nine clades that segregated according to their origin (P<0.0001). 16S rDNA libraries of ileitis mucosa were enriched in sequences for Escherichia coli (P<0.001), but relatively depleted in a subset of Clostridiales (P<0.05). PCR of mucosal DNA was negative for Mycobacterium avium subspecies paratuberculosis, Shigella and Listeria. The number of E. coli in situ correlated with the severity of ileal disease (rho 0.621, P<0.001) and invasive E. coli was restricted to inflamed mucosa. E. coli strains isolated from the ileum were predominantly novel in phylogeny, displayed pathogen-like behavior in vitro and harbored chromosomal and episomal elements similar to those described in extraintestinal pathogenic E. coli and pathogenic Enterobacteriaceae. These data establish that dysbiosis of the ileal mucosa-associated flora correlates with an ileal Crohn's disease (ICD) phenotype, and raise the possibility that a selective increase in a novel group of invasive E. coli is involved in the etiopathogenesis to Crohn's disease involving the ileum.

A total of 133 Listeria monocytogenes isolates were characterized by ribotyping and allelic analysis of the virulence genes hly, actA, and inlA to uncover linkages between independent phylogenetic and specific virulence markers. PCR-restriction fragment length polymorphisms revealed 8 hly, 11 inl4, and 2 actA alleles. The combination of these virulence gene alleles and ribotype patterns separated L. monocytogenes into three distinct lineages. While distinct hly and inlA alleles were generally found to cluster into these three lineages, actA alleles segregated independently. These three phylogenetic lineages were confirmed when 22 partial actA DNA sequences were analyzed. The clinical history of the L. monocytogenes strains showed evidence for differences in pathogenic potential among the three lineages. Lineage I contains all strains isolated during epidemic outbreaks of listeriosis, while no human isolates were found in lineage III. Animal isolates were found in all three lineages. We found evidence that isolates from lineages I and III have a higher plaquing efficiency than lineage II strains in a cell culture assay. Strains from lineage III also seem to form larger plaques than strains from lineage II. A distinctive ribotype fragment and unique 16S rRNA gene sequences furthermore suggest that lineage III might represent a L. monocytogenes subspecies. None of the 20 human isolates available but 11% of our animal isolates were grouped in this lineage, indicating that strains in this lineage might have reduced virulence for humans.

ABSTRACT A case-control study involving 24 case farms with at least one recent case of listeriosis and 28 matched control farms with no listeriosis cases was conducted to probe the transmission and ecology of Listeria monocytogenes on farms. A total of 528 fecal, 516 feed, and 1,012 environmental soil and water samples were cultured for L. monocytogenes . While the overall prevalence of L. monocytogenes in cattle case farms (24.4%) was similar to that in control farms (20.2%), small-ruminant (goat and sheep) farms showed a significantly ( P < 0.0001) higher prevalence in case farms (32.9%) than in control farms (5.9%). EcoRI ribotyping of clinical ( n = 17) and farm ( n = 414) isolates differentiated 51 ribotypes. L. monocytogenes ribotypes isolated from clinical cases and fecal samples were more frequent in environmental than in feed samples, indicating that infected animals may contribute to L. monocytogenes dispersal into the farm environment. Ribotype DUP-1038B was significantly ( P < 0.05) associated with fecal samples compared with farm environment and animal feedstuff samples. Ribotype DUP-1045A was significantly ( P < 0.05) associated with soil compared to feces and with control farms compared to case farms. Our data indicate that (i) the epidemiology and transmission of L. monocytogenes differ between small-ruminant and cattle farms; (ii) cattle contribute to amplification and dispersal of L. monocytogenes into the farm environment, (iii) the bovine farm ecosystem maintains a high prevalence of L. monocytogenes , including subtypes linked to human listeriosis cases and outbreaks, and (iv) L. monocytogenes subtypes may differ in their abilities to infect animals and to survive in farm environments.

Salmonella enterica serotype Dublin (S. Dublin) is a bovine-adapted serotype that can cause serious systemic infections in humans. Despite the increasing prevalence of human infections and the negative impact on agricultural processes, little is known about the population structure of the serotype. To this end, we compiled a manually curated dataset comprising of 880 S. Dublin genomes. Core genome phylogeny and ancestral state reconstruction revealed that region-specific clades dominate the global population structure of S. Dublin. Strains of S. Dublin in the UK are genomically distinct from US, Brazilian and African strains. The geographical partitioning impacts the composition of the core genome as well as the ancillary genome. Antibiotic resistance genes are almost exclusively found in US genomes and is mediated by an IncA/C2 plasmid. Phage content and the S. Dublin virulence plasmid were strongly conserved in the serotype. Comparison of S. Dublin to a closely related serotype, Salmonella enterica serotype Enteritidis, revealed that S. Dublin contains 82 serotype specific genes that are not found in S. Enteritidis. Said genes encode metabolic functions involved in the uptake and catabolism of carbohydrates and virulence genes associated with type VI secretion systems and fimbria assembly respectively.