ریخت‌شناسی قارچ‌ها و روش‌های شناسایی

ریخت‌شناسی قارچ‌ها و روش‌های شناسایی، ویژگی‌های ساختاری و تکنیک‌های آزمایشگاهی هستند که برای شناسایی قارچ‌ها و تخصیص آن‌ها به تاکسون‌های شناخته‌شده به کار می‌روند. این روش‌ها از میکروسکوپ کلاسیک هیف‌ها، هاگ‌ها و ساختارهای باردهی، از طریق خصوصیات مبتنی بر کشت تا روش‌های مولکولی مانند بارکدگذاری DNA و شناسایی مبتنی بر پروتئین با طیف‌سنجی جرمی را شامل می‌شوند.

Definition

شناسایی قارچ‌ها عبارت است از تخصیص یک جدایه به یک تاکسون شناخته‌شده با استفاده از ترکیبی از ویژگی‌های ریخت‌شناختی (میکروسکوپی و ماکروسکوپی)، ویژگی‌های کشت، و روش‌های مولکولی یا پروتئومیک، در حالی که ریخت‌شناسی قارچ‌ها مطالعه ویژگی‌های ساختاری است که بخش عمده‌ای از این شناسایی بر آن استوار است.

Scope

این موضوع به بررسی ویژگی‌های ریخت‌شناختی مورد استفاده برای توصیف و تمایز قارچ‌ها و روش‌های اصلی که با آن‌ها یک جدایه ناشناخته شناسایی می‌شود، می‌پردازد. این مبحث میکروسکوپ مستقیم و رنگ‌آمیزی‌ها، ریخت‌شناسی کشت، بارکدگذاری توالی DNA و طیف‌سنجی جرمی زمان پرواز با یونش لیزری به کمک ماتریس (MALDI-TOF) را به عنوان رویکردهای مکمل مورد بررسی قرار می‌دهد. این یک مرور کلی مرجع از روش‌شناسی است، نه یک پروتکل تشخیصی یا راهنمای درمانی.

Core questions

• کدام ساختارهای ریخت‌شناختی برای شناسایی میکروسکوپی قارچ‌ها استفاده می‌شوند؟
• روش‌های مبتنی بر کشت و معاینه مستقیم چگونه یکدیگر را تکمیل می‌کنند؟
• بارکدگذاری DNA چیست و چرا ناحیه ITS نشانگر استاندارد برای قارچ‌ها است؟
• طیف‌سنجی جرمی MALDI-TOF چگونه قارچ‌ها را شناسایی می‌کند و چه ارتباطی با روش‌های ریخت‌شناختی و مولکولی دارد؟

Key concepts

• هیف‌های دارای دیواره عرضی در مقابل هیف‌های سنوسیتی
• کونیدی، اسپورانژیوسپور و سایر انواع هاگ
• ریخت‌شناسی کلنی ماکروسکوپی
• میکروسکوپ مستقیم و رنگ‌آمیزی‌ها (به عنوان مثال KOH، کلسوفلور وایت)
• شناسایی هیستوپاتولوژیک قارچ‌ها در بافت
• بارکدگذاری DNA و ناحیه ITS
• طیف‌سنجی جرمی MALDI-TOF
• شناسایی چندفازی

Mechanisms

شناسایی ریخت‌شناختی ساختارهای تشخیصی را بررسی می‌کند: اینکه آیا هیف‌ها به طور منظم دارای دیواره عرضی هستند یا پهن و سنوسیتی هستند، شکل و آرایش هاگ‌ها، و شکل اجسام باردهی و کلنی‌ها. میکروسکوپ مستقیم و رنگ‌آمیزی‌های هیستوپاتولوژیک عناصر قارچی را در مواد بالینی آشکار می‌کنند (Guarner & Brandt, 2011). شناسایی مولکولی یک ناحیه DNA استاندارد شده، یعنی فاصله رونویسی شده داخلی (ITS)، را با پایگاه‌های داده مرجع مقایسه می‌کند و به قارچ‌ها یک بارکد جهانی می‌دهد (Schoch et al., 2012) که در طبقه‌بندی فیلوژنتیک این فرمانرو تفسیر می‌شود (Hibbett et al., 2007). طیف‌سنجی جرمی MALDI-TOF قارچ‌ها را با تطبیق طیف جرمی پروتئین‌های آن‌ها با کتابخانه‌های مرجع شناسایی می‌کند و شناسایی سریعی را فراهم می‌آورد که مکمل ریخت‌شناسی و توالی‌یابی است (Clark et al., 2013). ترکیب چندین خط شواهد، شناسایی چندفازی نامیده می‌شود.

Clinical relevance

این روش‌ها ستون فقرات قارچ‌شناسی تشخیصی هستند: میکروسکوپ و هیستوپاتولوژی قارچ‌ها را در نمونه‌ها شناسایی می‌کنند (Guarner & Brandt, 2011)، در حالی که بارکدگذاری مولکولی و طیف‌سنجی جرمی شناسایی در سطح گونه را فراهم می‌آورند (Schoch et al., 2012; Clark et al., 2013). این مدخل نحوه انجام شناسایی را توضیح می‌دهد و مبنایی برای تصمیم‌گیری‌های تشخیصی یا درمانی فردی نیست.

Evidence & guidelines

استانداردهای روش‌شناختی که در اینجا به آن‌ها اشاره شده است، بارکدگذاری ITS به عنوان نشانگر مولکولی جهانی برای قارچ‌ها (Schoch et al., 2012)، طیف‌سنجی جرمی MALDI-TOF به عنوان یک پلتفرم شناسایی روتین (Clark et al., 2013)، و شناسایی هیستوپاتولوژیک عناصر قارچی (Guarner & Brandt, 2011) هستند که در طبقه‌بندی سراسر فرمانرو Hibbett et al. (2007) تفسیر می‌شوند.

History

برای بیشتر تاریخ قارچ‌شناسی، شناسایی به ریخت‌شناسی میکروسکوپی و ماکروسکوپی و کشت بستگی داشت. از اواخر قرن بیستم، توالی‌یابی DNA یک بعد مولکولی عینی اضافه کرد که به پذیرش رسمی ناحیه ITS به عنوان بارکد جهانی قارچی منجر شد (Schoch et al., 2012). به موازات آن، طیف‌سنجی جرمی MALDI-TOF از تحقیقات به میکروبیولوژی بالینی روتین راه یافت (Clark et al., 2013)، به طوری که شناسایی معاصر معمولاً ریخت‌شناسی، توالی‌یابی و پروتئومیکس را یکپارچه می‌کند.

Key figures

• Conrad Schoch
• Keith Seifert
• Jeannette Guarner
• Donna Wolk

Seminal works

• schoch-2012
• clark-2013
• hibbett-2007

Frequently asked questions

چرا ناحیه ITS به عنوان بارکد DNA قارچی استفاده می‌شود؟

یک مقایسه بزرگ چندآزمایشگاهی نشان داد که ناحیه فاصله رونویسی شده داخلی (ITS) بهترین تعادل را بین تکثیر قابل اعتماد و تفکیک در سطح گونه در سراسر فرمانرو قارچی ارائه می‌دهد که منجر به پذیرش آن به عنوان بارکد جهانی قارچی شد.

آیا شناسایی مولکولی جایگزین ریخت‌شناسی شده است؟

خیر. ریخت‌شناسی، کشت، بارکدگذاری DNA و طیف‌سنجی جرمی مکمل یکدیگر هستند؛ بسیاری از آزمایشگاه‌ها از رویکرد چندفازی استفاده می‌کنند و ترکیبی را انتخاب می‌کنند که بهترین تناسب را با ارگانیسم و زمینه بالینی یا محیطی داشته باشد.