Identification bactérienne et typage moléculaire

L'identification bactérienne et le typage moléculaire englobent les méthodes utilisées pour déterminer l'espèce bactérienne à laquelle appartient un isolat et, au-delà de l'espèce, pour discriminer les souches à des fins d'investigation d'épidémies et de surveillance. Cela va du séquençage de gènes marqueurs conservés et de la correspondance de profils protéiques au typage de souches basé sur la restriction et le séquençage.

Definition

L'identification bactérienne attribue un isolat à un groupe taxonomique en utilisant des marqueurs moléculaires ou des profils protéiques, tandis que le typage moléculaire discrimine les isolats de la même espèce pour évaluer leur parenté à des fins épidémiologiques.

Scope

Ce sujet aborde l'identification basée sur le séquençage (notamment le séquençage du gène de l'ARNr 16S), l'identification protéomique par spectrométrie de masse MALDI-TOF, et les méthodes de typage moléculaire des souches telles que l'électrophorèse en champ pulsé et, de plus en plus, le typage par génome entier. Il est présenté comme un sujet de laboratoire et de référence, et non comme un guide de traitement.

Core questions

• À quelle espèce ou genre cet isolat appartient-il, et avec quelle confiance les marqueurs moléculaires peuvent-ils le résoudre ?
• Deux isolats ou plus sont-ils de la même souche, et quel seuil de similarité définit la parenté ?
• Quelle méthode de typage offre le pouvoir discriminant et la reproductibilité appropriés à la question ?

Key concepts

• Séquençage du gène de l'ARNr 16S
• Profilage par spectrométrie de masse MALDI-TOF
• Électrophorèse en champ pulsé (PFGE)
• Typage multilocus de séquences (MLST)
• Typage par séquençage du génome entier
• Pouvoir discriminant et reproductibilité
• Critères de parenté des souches

Mechanisms

L'identification des espèces peut reposer sur l'amplification et le séquençage du gène de l'ARNr 16S, dont les régions conservées et variables permettent le placement taxonomique de la plupart des bactéries cliniquement pertinentes, avec des limites lorsque des espèces étroitement apparentées partagent des séquences quasi identiques (Patel, 2001). La spectrométrie de masse MALDI-TOF identifie plutôt les organismes en comparant leurs spectres de masse protéiques caractéristiques à des bases de données de référence, offrant une identification rapide à partir de colonies (Greub, 2010). Pour la discrimination au niveau de la souche, l'électrophorèse en champ pulsé compare les profils de fragments de restriction chromosomiques, avec des critères standardisés définissant quand les isolats sont considérés comme indiscernables, étroitement apparentés ou distincts (Tenover, 1995). Le séquençage du génome entier permet désormais un typage à plus haute résolution et est de plus en plus utilisé pour la surveillance et la reconstruction d'épidémies (Deng et al., 2016).

Clinical relevance

L'identification et le typage précis décrivent comment les laboratoires nomment les organismes et relient les isolats apparentés, soutenant la surveillance de la prévention des infections, la détection des épidémies et la déclaration. Ce sujet explique comment ces preuves sont produites et ne fournit pas de recommandations diagnostiques ou thérapeutiques individualisées.

Epidemiology

Le typage moléculaire est central en épidémiologie moléculaire : la comparaison des souches entre patients, services ou sources alimentaires aide à déterminer si les cas partagent une source commune. Les méthodes basées sur le génome entier sont devenues un outil principal pour la surveillance et l'investigation des épidémies d'agents pathogènes d'origine alimentaire et associés aux soins de santé (Deng et al., 2016).

Evidence & guidelines

L'interprétation du typage des souches est depuis longtemps guidée par des critères standardisés, issus d'un consensus d'experts, pour la lecture des profils de restriction (Tenover, 1995). La performance de l'identification et du typage, la curation des bases de données et les normes de qualité sont établies par les organismes professionnels et les fabricants de tests et ne sont pas reproduites ici.

History

L'identification basée sur le séquençage est devenue pratique lorsque la PCR et le séquençage du gène de l'ARNr 16S ont été introduits dans les laboratoires cliniques (Patel, 2001), tandis que le typage reproductible des souches a été codifié par des critères consensuels pour l'interprétation des profils PFGE (Tenover, 1995). La spectrométrie de masse MALDI-TOF a ensuite transformé l'identification de routine en réduisant considérablement les délais (Greub, 2010), et le séquençage du génome entier a étendu le typage à une résolution d'un seul nucléotide (Deng et al., 2016).

Debates

Comment la parenté des souches doit-elle être définie ?

Les critères basés sur les profils de bandes fournissent des catégories de parenté reproductibles mais grossières, tandis que les méthodes basées sur le génome entier offrent une résolution plus fine ; le domaine continue de négocier les seuils et la manière de comparer les résultats entre les méthodes et les laboratoires.

Seminal works

• patel-2001
• tenover-1995
• greub-2010

Frequently asked questions

Quand le séquençage de l'ARNr 16S est-il le plus utile ?

Il est particulièrement utile pour les organismes difficiles à identifier par des méthodes phénotypiques ou qui se développent lentement, bien qu'il puisse ne pas distinguer des espèces très étroitement apparentées dont les séquences 16S sont presque identiques.

Pourquoi typer les bactéries au-delà de l'identification de l'espèce ?

Le typage discrimine les isolats de la même espèce pour déterminer s'ils font partie de la même chaîne de transmission, ce qui est essentiel pour l'investigation des épidémies et la surveillance du contrôle des infections.