Characterization of Clostridium baratii type F strains responsible for an outbreak of botulism linked to beef meat consumption in France

Introduction: a second botulism outbreak due to Clostridium baratii occurred in France in August 2015 and included three patients who had their meal in a restaurant the same day. We report the characterization of C. baratii isolates including whole genome sequencing (WGS). Methods: four C. baratii isolates collected in August 2015 from the outbreak 2 were analysed for toxin production and typing as well as for genetic characterization. WGS was done using using the NEBNext Ultra DNA Library Prep kit for Illumina (New England Biolabs) and sequenced on MiSeq machine (Illumina) in paired-end reads of 250 bases. The phylogenetic tree was generated based on the UPGMA method with genetic distances computed by using the Kimura two-parameter model. Evolutionary analyses were conducted in Bionumerics (V.6.6 Applied Maths). Results: three C. baratii isolates for patient's stools and one isolate from meat produced botulinum neurotoxin (BoNT) type F and retained a bont/F7 gene in OrfX cluster. All isolates were identical according to the WGS. However, phylogeny of the core genome showed that the four C. baratii strains were distantly related to that of the previous C. baratii outbreak in France in 2014 and from the other C. baratii strains reported in databanks. Discussion: the fact that the strains isolated from the patients and meat samples were genetically identical supports that the meat used for the Bolognese sauce was responsible for this second botulism outbreak in France. These isolates were unrelated to that from the first C. baratii outbreak in France in 2014 indicating a distinct source of contamination. WGS provided robust determination of genetic relatedness and information regarding BoNT typing and toxin gene locus genomic localization. Traduction du résumé : Un deuxième cas groupé de botulisme due à Clostridium baratii est survenu en France au mois d'août 2015 et a touché trois patients qui avaient pris leur repas dans un restaurant le même jour. Nous rapportons la caractérisation des isolats de C. baratii, y compris le séquençage complet du génome (WGS). Quatre isolats de C. baratii collectés au mois d'août 2015 pendant ce deuxième cas groupé ont été analysés pour la production de toxine et leur typage, ainsi que pour la caractérisation génétique. Le WGS a été réalisé à l'aide du kit NEBNext Ultra DNA Library Prep for Illumina (New England Biolabs) et séquencé sur la machine MiSeq (Illumina) dans des lectures " paired-end " de 250 bases. L'arbre phylogénétique a été produit sur la base de la méthode UPGMA avec des distances génétiques calculées en utilisant le modèle Kimura à deux paramètres. Des analyses évolutives ont été réalisées à l'aide du logiciel Bionumerics (V.6.6 Applied Maths). Trois isolats de C. baratii provenant des selles des patients et un isolat de la viande ont produit une neurotoxine botulique (BoNT) de type F et conservé un gène bont / F7 dans le groupe OrfX. Tous les isolats étaient identiques selon le WGS. Cependant, la phylogénie du génome central a montré que les quatre souches de C. baratii étaient éloignées de celles du précédent cas groupé de C. baratii en France en 2014 et des autres souches de C. baratii présentes dans les banques de données. Le fait que les souches isolées des échantillons des patients et de la viande étaient génétiquement identiques étaye le fait que la viande utilisée pour préparer la sauce bolognaise était responsable de ce deuxième cas groupé de botulisme en France. Ces isolats n'étaient pas liés à ceux du premier cas groupé de botulisme à C. baratii en France en 2014, indiquant une source distincte de contamination. LE SCG a fourni la détermination solide de la parenté génétique et des informations sur le typage de BoNT et la localisation génomique du locus génétique de la toxine. (Traduction effectuée par l'Unité de valorisation scientifique de la Direction de la communication et du dialogue avec la société, de Santé publique France).