ABSTRACT Staphylococcus aureus is the cause of serious infections in humans, including endocarditis, deep-seated abscesses, and bacteremia, which lead to toxic and septic shock syndromes. Rapid and direct identification of this bacterium specifically and ubiquitously directly from clinical specimens would be useful in improving the diagnosis of S. aureus infections in the clinical microbiology laboratory. A wide variety of kits based on biochemical characteristics efficiently identify S. aureus , but the rapidity and the accuracy of each of these methods combined with testing of clinically relevant antibiotic resistance genes need to be improved. On the basis of hybridization assays with randomly selected clones from an S. aureus genomic library, we have identified a chromosomal DNA fragment which is specific for S. aureus and which detected all 82 S. aureus isolates tested. This 442-bp fragment was sequenced and was used to design a set of PCR amplification primers. The PCR assay was also specific and ubiquitous for the identification from bacterial cultures of 195 clinical strains of S. aureus isolated from a variety of anatomical sites and obtained from hospitals throughout the world. The PCR assay that we have developed is simple and can be performed in about 1 h. This DNA-based test provides a novel diagnostic tool for the diagnosis of S. aureus infections.

ABSTRACT Clinical isolates of Staphylococcus aureus (a total of 206) and S. epidermidis (a total of 188) from various countries were tested with multiplex PCR assays to detect clinically relevant antibiotic resistance genes associated with staphylococci. The targeted genes are implicated in resistance to oxacillin ( mecA ), gentamicin [ aac (6′)- aph (2")], and erythromycin ( ermA , ermB , ermC , and msrA ). We found a nearly perfect correlation between genotypic and phenotypic analysis for most of these 394 strains, showing the following correlations: 98% for oxacillin resistance, 100% for gentamicin resistance, and 98.5% for erythromycin resistance. The discrepant results were (i) eight strains found to be positive by PCR for mecA or ermC but susceptible to the corresponding antibiotic based on disk diffusion and (ii) six strains of S. aureus found to be negative by PCR for mecA or for the four erythromycin resistance genes targeted but resistant to the corresponding antibiotic. In order to demonstrate in vitro that the eight susceptible strains harboring the resistance gene may become resistant, we subcultured the susceptible strains on media with increasing gradients of the antibiotic. We were able to select cells demonstrating a resistant phenotype for all of these eight strains carrying the resistance gene based on disk diffusion and MIC determinations. The four oxacillin-resistant strains negative for mecA were PCR positive for blaZ and had the phenotype of β-lactamase hyperproducers, which could explain their borderline oxacillin resistance phenotype. The erythromycin resistance for the two strains found to be negative by PCR is probably associated with a novel mechanism. This study reiterates the usefulness of DNA-based assays for the detection of antibiotic resistance genes associated with staphylococcal infections.

ABSTRACT Enterococci are becoming major nosocomial pathogens, and increasing resistance to vancomycin has been well documented. Conventional identification methods, which are based on culturing, require 2 to 3 days to provide results. PCR has provided a means for the culture-independent detection of enterococci in a variety of clinical specimens and is capable of yielding results in just a few hours. However, all PCR-based assays developed so far are species specific only for clinically important enterococci. We have developed a PCR-based assay which allows the detection of enterococci at the genus level by targeting the tuf gene, which encodes elongation factor EF-Tu. Initially, we compared the nucleotide sequences of the tuf gene from several bacterial species (available in public databases) and designed degenerate PCR primers derived from conserved regions. These primers were used to amplify a target region of 803 bp from four enterococcal species ( Enterococcus avium , E. faecalis , E. faecium , and E. gallinarum ). Subsequently, the complete nucleotide sequences of these amplicons were determined. The analysis of a multiple alignment of these sequences revealed regions conserved among enterococci but distinct from those of other bacteria. PCR primers complementary to these regions allowed amplification of genomic DNAs from 14 of 15 species of enterococci tested ( E. solitarius DNA could not be amplified). There was no amplification with a majority of 79 nonenterococcal bacterial species, except for 2 Abiotrophia species and several Listeria species. Furthermore, this assay efficiently amplified all 159 clinical isolates of enterococci tested (61 E. faecium , 77 E. faecalis , 9 E. gallinarum , and 12 E. casseliflavus isolates). Interestingly, the preliminary sequence comparison of the amplicons for four enterococcal species demonstrated that there were some sequence variations which may be used to generate species-specific internal probes. In conclusion, this rapid PCR-based assay is capable of detecting all clinically important enterococci and has potential for use in clinical microbiology laboratories.