الكشف الجزيئي لجينات وطفرات المقاومة
يحدد الكشف الجزيئي للمقاومة المحددات الجينية لمقاومة مضادات الميكروبات مباشرةً، بدلاً من استنتاج المقاومة من النمو في وجود الدواء. ويشمل ذلك تضخيم الحمض النووي المستهدف لجينات المقاومة المعروفة، والكشف عن الطفرات النقطية المرتبطة بالمقاومة، وتسلسل الجينوم الكامل الذي يمسح المقاومة بأكملها.
Definition
الكشف الجزيئي للمقاومة هو استخدام تضخيم الحمض النووي، أو التهجين، أو التسلسل لتحديد جينات المقاومة، أو سياقاتها الجينية المتنقلة، أو الطفرات المرتبطة بالمقاومة في الكائنات الدقيقة، مما يميز الأساس الجيني للمقاومة مباشرةً.
Scope
يغطي هذا المدخل الفحوصات الجزيئية المستهدفة لجينات المقاومة المكتسبة ولطفرات المقاومة الكروموسومية، والمنصات السريعة المتكاملة المستخدمة في نقطة الرعاية أو بالقرب منها، والتوصيف القائم على التسلسل مع قواعد بيانات جينات المقاومة المنسقة. كما يتناول كيفية ارتباط النمط الجيني بالنمط الظاهري. وهي مادة مرجعية منهجية ولا تقدم إرشادات علاجية.
Core questions
- ما هي جينات أو طفرات المقاومة التي يحملها هذا الكائن الحي؟
- كيف تختلف الفحوصات المستهدفة، والمنصات السريعة المتكاملة، وتسلسل الجينوم الكامل في النطاق والاستخدام؟
- ما مدى جودة تنبؤ النمط الجيني المكتشف بالنمط الظاهري للمقاومة؟
Key concepts
- جينات المقاومة المكتسبة والمقاومة الكلية (resistome)
- الطفرات النقطية المرتبطة بالمقاومة (مثل rpoB للريفامبيسين)
- تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) وتضخيم الحمض النووي
- المنصات السريعة المتكاملة القائمة على الخراطيش
- تسلسل الجينوم الكامل وقواعد بيانات جينات المقاومة
- العناصر الجينية المتنقلة (البلازميدات، الترانسبوزونات، الإنترونات)
- التنبؤ بالنمط الجيني-النمط الظاهري والتناقض
Mechanisms
تقوم الفحوصات الجزيئية المستهدفة بتضخيم وكشف جينات أو طفرات مقاومة محددة: يمكن لتضخيم الحمض النووي تحديد الجينات المكتسبة مثل محددات الكاربابينيماز أو مقاومة الميثيسيلين، أو الطفرات الكروموسومية مثل تغيرات rpoB التي تمنح مقاومة الريفامبيسين في المتفطرة السلية (boehme-2010). تجمع المنصات المتكاملة القائمة على الخراطيش بين الاستخلاص والتضخيم والكشف لتقديم نتائج جينية سريعة من العينات السريرية. يمسح تسلسل الجينوم الكامل المجموعة الكاملة من محددات المقاومة، والتي تُطابق مع قواعد بيانات منسقة لجينات المقاومة المكتسبة للتنبؤ بالمقاومة (zankari-2012؛ ellington-2017). نظرًا لأن العديد من جينات المقاومة توجد على عناصر جينية متنقلة مثل البلازميدات، والترانسبوزونات، والإنترونات، فإن الطرق الجزيئية تساعد أيضًا في توصيف سياقها الجيني وإمكانية انتشارها (partridge-2018؛ strahilevitz-2009). الكشف الجيني سريع ولكنه لا يتنبأ دائمًا بالنمط الظاهري، حيث يساهم وجود الجين وتعبيره وآليات إضافية (ellington-2017).
Clinical relevance
يدعم الكشف الجزيئي التعرف السريع على محددات المقاومة للمراقبة ومكافحة العدوى والإشراف، ويمكنه توصيف التفشيات والانتقال. يصف هذا المدخل هذه الطرق كمعرفة مرجعية حول كيفية الكشف عن المقاومة وتوصيفها؛ ولا يقدم توصيات تشخيصية أو وصفية فردية.
Epidemiology
أصبحت المراقبة القائمة على التسلسل لجينات المقاومة وعناصرها المتنقلة مركزية لتتبع ظهور وانتشار المقاومة على المستوى الدولي، وربط العزلات عبر البيئات والكشف عن انتشار المحددات المحمولة على البلازميدات (partridge-2018؛ strahilevitz-2009؛ ellington-2017).
History
تطور الكشف الجزيئي للمقاومة من الفحوصات القائمة على تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) للجينات الفردية في التسعينيات والعقد الأول من القرن الحادي والعشرين إلى منصات سريعة متكاملة، وبشكل متزايد، تسلسل الجينوم الكامل. كان أحد المعالم البارزة في التبني السريري هو الفحص الآلي بالخرطوشة للكشف المتزامن عن المتفطرة السلية ومقاومة الريفامبيسين، والذي أدخل الكشف الجيني السريع للمقاومة إلى الممارسة الروتينية (boehme-2010)، بينما مكنت قواعد البيانات المنسقة من التحديد المنهجي لجينات المقاومة المكتسبة من بيانات التسلسل (zankari-2012).
Debates
- هل يمكن للتسلسل أن يحل محل اختبار الحساسية الظاهرية؟
- يمكن لتسلسل الجينوم الكامل التنبؤ بالمقاومة لبعض مجموعات الكائنات الحية-الأدوية ولكن ليس بشكل موثوق لجميعها، لأن وجود الجين لا يضمن التعبير عنه وليس كل آلية يتم التقاطها بواسطة قواعد البيانات الحالية؛ لم يتم حسم مدى إمكانية استبدال النمط الجيني بالنمط الظاهري.
- تفسير التناقض بين النمط الجيني والنمط الظاهري
- جينات المقاومة المكتشفة لا يتم التعبير عنها أحيانًا ظاهريًا، والأنماط الظاهرية المقاومة تفتقر أحيانًا إلى تفسير جيني معروف، لذا فإن التوفيق بين النتائج الجزيئية والظاهرية لا يزال يمثل تحديًا منهجيًا.
Related topics
Seminal works
- boehme-2010
- zankari-2012
- ellington-2017
Frequently asked questions
- ما الفرق بين الكشف عن جين مقاومة وقياس المقاومة؟
- تكتشف الطرق الجزيئية المحدد الجيني للمقاومة مباشرةً، بينما يقيس اختبار الحساسية ما إذا كان الكائن الحي ينمو بالفعل في وجود الدواء؛ قد يكون الجين موجودًا دون أن يتم التعبير عنه، لذا يمكن أن يختلف الاثنان.
- ما الذي يمكن أن يضيفه تسلسل الجينوم الكامل إلى الكشف عن المقاومة؟
- يمكن للتسلسل مسح المجموعة الكاملة من جينات وطفرات المقاومة دفعة واحدة وتوصيف سياقها الجيني المتنقل، مما يدعم المراقبة والتحقيق في التفشيات، على الرغم من أن تنبؤه بالنمط الظاهري ليس موثوقًا بعد لكل مجموعة كائن حي-دواء.
- لماذا تعتبر العناصر الجينية المتنقلة مهمة في الكشف الجزيئي؟
- تحمل العديد من جينات المقاومة على البلازميدات، والترانسبوزونات، والإنترونات التي يمكن أن تنتقل بين البكتيريا، لذا فإن الكشف عن هذه العناصر وتوصيفها يساعد في تفسير كيفية انتشار المقاومة.