एंटीबायोटिक प्रतिरोध का आनुवंशिक आधार

एंटीबायोटिक प्रतिरोध का आनुवंशिक आधार एक जीवाणु के डीएनए में होने वाले वंशानुगत परिवर्तनों का समूह है जो दवा के बावजूद बढ़ने की क्षमता प्रदान करते हैं। प्रतिरोध या तो गुणसूत्र में आंतरिक रूप से एन्कोड किया जाता है, चयनात्मक दबाव में सहज उत्परिवर्तन द्वारा उत्पन्न होता है, या अन्य जीवों से प्रतिरोध जीन आयात करके प्राप्त किया जाता है — और ये आनुवंशिक मूल यह निर्धारित करते हैं कि प्रतिरोध कितनी आसानी से उभरता और फैलता है।

Definition

एंटीबायोटिक प्रतिरोध का आनुवंशिक आधार गुणसूत्र संबंधी और अधिग्रहित डीएनए निर्धारकों — आंतरिक प्रतिरोध जीन, प्रतिरोध-प्रदान करने वाले उत्परिवर्तन, और आयातित प्रतिरोध जीन — को संदर्भित करता है जो प्रतिरोध फेनोटाइप को एन्कोड करते हैं और बेटी कोशिकाओं द्वारा विरासत में प्राप्त होते हैं।

Scope

यह विषय बताता है कि प्रतिरोध की जानकारी जीवाणु जीनोम में कहाँ रहती है और यह कैसे बदलती है: आंतरिक गुणसूत्र संबंधी लक्षण, बिंदु उत्परिवर्तन और उनका चयन, और उत्परिवर्तनजन्य तथा अधिग्रहित प्रतिरोध के बीच का अंतर। कोशिकाओं के बीच अधिग्रहित जीन ले जाने वाले गतिशील तत्वों को यहाँ प्रस्तुत किया गया है और प्रतिरोध जीन तथा क्षैतिज स्थानांतरण पर संबंधित विषय में विकसित किया गया है। यह उपचार सूक्ष्मजैविक और आनुवंशिक है, नैदानिक नहीं।

Core questions

• क्या एक दी गई प्रतिरोध विशेषता आंतरिक, उत्परिवर्तनजन्य, या अधिग्रहित है?
• दवा के दबाव में सहज उत्परिवर्तन प्रतिरोधी वंशों को कैसे जन्म देते हैं?
• उत्परिवर्तनजन्य प्रतिरोध को क्षैतिज रूप से अधिग्रहित प्रतिरोध जीनों से क्या अलग करता है?
• एक निर्धारक का आनुवंशिक मूल प्रतिरोध के फैलने की गति को क्यों आकार देता है?

Key concepts

• आंतरिक प्रतिरोध
• अधिग्रहित प्रतिरोध
• सहज उत्परिवर्तन और चयन
• प्रतिरोध-प्रदान करने वाले बिंदु उत्परिवर्तन
• हाइपरम्यूटेर फेनोटाइप
• फिटनेस लागत और क्षतिपूरक उत्परिवर्तन
• रेसिस्टोम

Mechanisms

प्रतिरोध को जीनोम में दो व्यापक तरीकों से लिखा जा सकता है। आंतरिक प्रतिरोध उन जीनों या संरचनात्मक विशेषताओं को दर्शाता है जो एक प्रजाति स्वाभाविक रूप से रखती है, जैसे कि कम-पारगम्यता वाली बाहरी झिल्ली या गुणसूत्र रूप से एन्कोड किया गया एंजाइम। अधिग्रहित प्रतिरोध या तो उत्परिवर्तन द्वारा उत्पन्न होता है — एक दवा लक्ष्य, एक ट्रांसपोर्टर, या एक नियामक को एन्कोड करने वाले गुणसूत्र संबंधी जीनों में सहज परिवर्तन, जिन्हें दवा मौजूद होने पर चुना जाता है — या अन्य जीवाणुओं से प्रतिरोध जीन के आयात द्वारा। उत्परिवर्तनजन्य प्रतिरोध आमतौर पर एक मौजूदा सेलुलर घटक को बदलता है, जबकि अधिग्रहित जीन अक्सर एक पूरी तरह से नया कार्य जोड़ते हैं जैसे कि एक अवक्रमित एंजाइम। प्रतिरोध उत्परिवर्तन में एक फिटनेस लागत हो सकती है जिसे बाद में क्षतिपूरक उत्परिवर्तन द्वारा ऑफसेट किया जाता है, जिससे प्रतिरोधी उपभेदों को बने रहने में मदद मिलती है (मुनिता और एरियस, 2016; ब्लेयर एट अल।, 2015)।

Clinical relevance

यह जानना कि क्या एक प्रतिरोध विशेषता आंतरिक, उत्परिवर्तनजन्य, या अधिग्रहित है, यह समझाने में मदद करता है कि कुछ जीव कुछ दवाओं के प्रति अनुमानित रूप से प्रतिरोधी क्यों होते हैं और चिकित्सा के दौरान प्रतिरोध क्यों उभर सकता है; यह संवेदनशीलता पैटर्न की व्याख्या के लिए संदर्भ ज्ञान है। यह प्रविष्टि अंतर्निहित आनुवंशिकी का वर्णन करती है और उपचार या नुस्खे संबंधी मार्गदर्शन प्रदान नहीं करती है।

Epidemiology

प्रतिरोध निर्धारक विकासवादी रूप से पुराने हैं और पर्यावरणीय तथा सहभोजी जीवाणुओं में व्यापक रूप से वितरित हैं, जो आनुवंशिक सामग्री का एक जलाशय बनाते हैं जिस पर एंटीबायोटिक उपयोग का चयन होता है। उत्परिवर्तनजन्य प्रतिरोध कई सेटिंग्स में स्वतंत्र रूप से उत्पन्न होता है, जबकि एक बार गतिशील होने के बाद वही अधिग्रहित जीन दुनिया भर में बार-बार प्रकट होते हैं, जो बार-बार उत्परिवर्तन और प्रतिरोध जीनों के साझा वंश दोनों को दर्शाता है (डेविस और डेविस, 2010)।

Evidence & guidelines

यहां संक्षेपित आनुवंशिक ढांचा प्रतिरोध तंत्र और विकास की व्यापक रूप से उद्धृत समीक्षाओं से लिया गया है (मुनिता और एरियस, 2016; डेविस और डेविस, 2010; ब्लेयर एट अल।, 2015)। यह प्रविष्टि शैक्षिक है और कोई नैदानिक दिशानिर्देश जारी नहीं करती है।

History

जैसे ही प्रत्येक एंटीबायोटिक वर्ग का उपयोग शुरू हुआ, प्रतिरोधी उपभेद दिखाई दिए, और बीसवीं सदी के मध्य से अंत तक की आनुवंशिकी ने प्रतिरोध को विशिष्ट गुणसूत्र उत्परिवर्तन और हस्तांतरणीय आनुवंशिक तत्वों तक सीमित कर दिया। बाद के काम ने प्रदर्शित किया कि प्रतिरोध जीन नैदानिक एंटीबायोटिक दवाओं से बहुत पहले के हैं, यह स्थापित करते हुए कि प्रतिरोध की आनुवंशिक क्षमता सूक्ष्मजीव जीनोम का एक प्राचीन और आंतरिक गुण है (डेविस और डेविस, 2010)।

Key figures

• Julian Davies
• Stuart B. Levy
• Cesar A. Arias
• Laura J. V. Piddock

Seminal works

• davies-davies-2010
• munita-arias-2016
• blair-2015

Frequently asked questions

आंतरिक और अधिग्रहित प्रतिरोध में क्या अंतर है?

आंतरिक प्रतिरोध एक प्रजाति का एक प्राकृतिक गुण है जो उसके अपने जीनोम में एन्कोड होता है, जबकि अधिग्रहित प्रतिरोध नए उत्परिवर्तन या अन्य जीवाणुओं से आयातित प्रतिरोध जीनों के परिणामस्वरूप होता है।

उत्परिवर्तन प्रतिरोध को कैसे जन्म देता है?

सहज उत्परिवर्तन दवा के लक्ष्य को बदल सकते हैं, उसके अवशोषण को कम कर सकते हैं, या उसके बहिर्वाह को बढ़ा सकते हैं; जब दवा मौजूद होती है, तो ऐसे उत्परिवर्तन वाले कोशिकाएं अधिमानतः जीवित रहती हैं और प्रतिरोधी वंश फैलता है।