شناسایی ژن مقاومت ضدمیکروبی

شناسایی ژن مقاومت ضدمیکروبی، شناسایی مولکولی عوامل تعیین‌کننده ژنتیکی — ژن‌ها و جهش‌ها — است که به میکروارگانیسم‌ها اجازه می‌دهد در برابر عوامل ضدمیکروبی مقاومت کنند. این روش‌ها به جای اندازه‌گیری نحوه رفتار یک ارگانیسم در حضور دارو، اطلاعات مقاومت کدگذاری شده در ژنوم آن را می‌خوانند.

Definition

شناسایی ژن مقاومت ضدمیکروبی، استفاده از روش‌های مولکولی برای شناسایی ژن‌های ایجادکننده مقاومت یا جهش‌های مرتبط با مقاومت در یک میکروارگانیسم یا نمونه بالینی است که نشانه‌ای ژنوتیپی از مقاومت احتمالی را فراهم می‌کند.

Scope

این موضوع شامل شناسایی هدفمند ژن‌های مقاومت شناخته شده (به عنوان مثال با PCR)، نقش عناصر ژنتیکی متحرک در گسترش مقاومت، و رابطه بین شناسایی ژنوتیپی و حساسیت فنوتیپی است. این مبحث به عنوان یک موضوع آزمایشگاهی و مرجع ارائه شده و راهنمایی در مورد درمان یا دوز دارو ارائه نمی‌دهد.

Core questions

• کدام ژن‌ها یا جهش‌های مقاومت شناخته شده در این ارگانیسم یا نمونه وجود دارند؟
• ژنوتیپ شناسایی شده چقدر خوب فنوتیپ مشاهده شده در آزمایش حساسیت را پیش‌بینی می‌کند؟
• عوامل تعیین‌کننده مقاومت چگونه در بین ارگانیسم‌ها متحرک شده و منتشر می‌شوند؟

Key concepts

• ژن‌های مقاومت و جهش‌های مرتبط با مقاومت
• همبستگی ژنوتیپ-فنوتیپ
• عناصر ژنتیکی متحرک (پلاسمیدها، ترانسپوزون‌ها، اینتگرون‌ها)
• انتقال افقی ژن
• آزمایش‌های مولکولی هدفمند (شناسایی مبتنی بر PCR)
• مقاومت اکتسابی در مقابل مقاومت ذاتی

Mechanisms

شناسایی مولکولی، عوامل تعیین‌کننده مقاومت خاصی را هدف قرار می‌دهد — به عنوان مثال ژن‌هایی که آنزیم‌های تغییردهنده، اهداف دارویی تغییریافته، یا سیستم‌های خروجی را کد می‌کنند — با استفاده از تکثیر یا توالی‌یابی برای تأیید حضور آنها. بسیاری از ژن‌های مقاومت مهم بالینی بر روی عناصر ژنتیکی متحرک مانند پلاسمیدها، ترانسپوزون‌ها و اینتگرون‌ها قرار دارند که می‌توانند بین ارگانیسم‌ها حرکت کرده و گسترش سریع مقاومت را توضیح دهند (Partridge و همکاران، 2018). مقاومت به کینولون با واسطه پلاسمید نشان می‌دهد که چگونه یک عامل تعیین‌کننده قابل انتقال می‌تواند در جمعیت‌های باکتریایی منتشر شود (Strahilevitz و همکاران، 2009). برخی از مقاومت‌ها از طریق تاریخچه تکاملی پاتوژن‌های خاص بهتر درک می‌شوند، مانند ظهور متوالی سویه‌های مقاوم استافیلوکوکوس اورئوس (Chambers & DeLeo, 2009). از آنجایی که مقاومت اغلب به صورت کلونال گسترش می‌یابد، تایپ سویه، شناسایی ژن را در ردیابی حرکت آن تکمیل می‌کند (Tenover, 1995).

Clinical relevance

شناسایی عوامل تعیین‌کننده مقاومت، نحوه استنباط مقاومت احتمالی توسط آزمایشگاه‌ها و نحوه گسترش مقاومت را توصیف می‌کند که از نظارت، پیشگیری از عفونت و مدیریت ضدمیکروبی در سطح جمعیت حمایت می‌کند. شناسایی ژنوتیپی به خودی خود درمانی برای یک فرد تعیین نمی‌کند و این مدخل هیچ توصیه دوز یا درمانی ارائه نمی‌دهد.

Epidemiology

ژن‌های مقاومت حمل شده بر روی عناصر متحرک می‌توانند در داخل و بین گونه‌ها و در سراسر مناطق جغرافیایی گسترش یابند، که شناسایی آنها را به یک جزء کلیدی نظارت بر مقاومت تبدیل می‌کند (Partridge و همکاران، 2018؛ Strahilevitz و همکاران، 2009). گسترش کلونال سویه‌های مقاوم، همانطور که برای S. aureus مستند شده است، نیز اپیدمیولوژی مقاومت را هدایت می‌کند (Chambers & DeLeo, 2009).

Evidence & guidelines

مکانیسم‌ها و انتشار عوامل تعیین‌کننده مقاومت در ادبیات مروری به خوبی مشخص شده‌اند (Partridge و همکاران، 2018؛ Strahilevitz و همکاران، 2009؛ Chambers & DeLeo, 2009). استانداردهای تفسیری که نتایج ژنوتیپی را به گزارش‌دهی بالینی مرتبط می‌کنند توسط نهادهای حرفه‌ای و نظارتی تعیین می‌شوند و در اینجا بازتولید نشده‌اند.

History

شناسایی مولکولی مقاومت همزمان با این شناخت توسعه یافت که مقاومت اغلب توسط عناصر ژنتیکی مجزا و قابل انتقال کدگذاری می‌شود. شناسایی عوامل تعیین‌کننده با واسطه پلاسمید مانند مقاومت به کینولون (Strahilevitz و همکاران، 2009) و فهرست‌بندی گسترده‌تر عناصر متحرک حامل مقاومت (Partridge و همکاران، 2018) اهدافی را فراهم کرد که اکنون آزمایش‌های مولکولی آنها را شناسایی می‌کنند، در حالی که مطالعات ژنومی امواج تاریخی مقاومت در پاتوژن‌های اصلی را ردیابی کردند (Chambers & DeLeo, 2009).

Debates

ژنوتیپ چقدر کامل فنوتیپ را پیش‌بینی می‌کند؟

شناسایی یک ژن مقاومت نشان‌دهنده ظرفیت مقاومت است اما همیشه فنوتیپ بیان شده را پیش‌بینی نمی‌کند، زیرا بیان، تنظیم و مکانیسم‌های کشف نشده متفاوت هستند؛ بنابراین روش‌های ژنوتیپی و فنوتیپی معمولاً مکمل یکدیگر در نظر گرفته می‌شوند.

Seminal works

• partridge-2018
• strahilevitz-2009
• chambers-2009

Frequently asked questions

آیا شناسایی یک ژن مقاومت به این معنی است که ارگانیسم مقاوم است؟

شناسایی یک ژن نشان‌دهنده ظرفیت ژنتیکی برای مقاومت است، اما فنوتیپ بیان شده می‌تواند با بیان و تنظیم ژن متفاوت باشد، بنابراین نتایج ژنوتیپی در کنار آزمایش حساسیت فنوتیپی تفسیر می‌شوند، نه به عنوان جایگزین آن.

چرا عناصر ژنتیکی متحرک در شناسایی مقاومت مهم هستند؟

پلاسمیدها، ترانسپوزون‌ها و اینتگرون‌ها می‌توانند ژن‌های مقاومت را بین ارگانیسم‌ها حمل کنند، که به توضیح نحوه گسترش مقاومت و دلیل ردیابی هم خود ژن‌ها و هم عناصری که آنها را منتشر می‌کنند، کمک می‌کند.