सूक्ष्मजीवी आणविक विकृति विज्ञान

सूक्ष्मजीवी आणविक विकृति विज्ञान संक्रामक एजेंटों — बैक्टीरिया, वायरस, कवक और परजीवियों — और उनकी विषाणुता तथा प्रतिरोध को नियंत्रित करने वाले आनुवंशिक निर्धारकों का पता लगाने, उनकी पहचान करने, उनका लक्षण वर्णन करने और उन्हें ट्रैक करने के लिए न्यूक्लिक एसिड- और प्रोटीन-आधारित प्रयोगशाला विधियों का अनुप्रयोग है। यह नैदानिक सूक्ष्म जीव विज्ञान और आणविक निदान के प्रतिच्छेदन पर स्थित है, जो अनुक्रम-स्तर की जानकारी के साथ कल्चर और माइक्रोस्कोपी का पूरक है।

Definition

सूक्ष्मजीवी आणविक विकृति विज्ञान प्रयोगशाला चिकित्सा की वह शाखा है जो रोगजनकों की पहचान करने, उनके जीनोम का लक्षण वर्णन करने और महामारी विज्ञान तथा प्रतिरोध संबंधी जानकारी प्राप्त करने के लिए आणविक तकनीकों — न्यूक्लिक एसिड प्रवर्धन, अनुक्रमण, संकरण और मास स्पेक्ट्रोमेट्री-आधारित प्रोफाइलिंग — का उपयोग करती है।

Scope

यह क्षेत्र पाठक को नैदानिक सूक्ष्म जीव विज्ञान में उपयोग किए जाने वाले आणविक दृष्टिकोणों से परिचित कराता है: जीव पहचान के लिए संरक्षित मार्कर जीनों का प्रवर्धन और अनुक्रमण, प्रकोप का पता लगाने और विकास के लिए जीनोटाइपिंग और फाइलोजेनेटिक विश्लेषण, प्रतिरोध जीनों का पता लगाना, कवक और परजीवी रोगों का आणविक निदान, और कल्चर-स्वतंत्र मेटाजेनोमिक और संपूर्ण-जीनोम रणनीतियाँ। यह इन्हें प्रयोगशाला और संदर्भ विषयों के रूप में प्रस्तुत करता है न कि बिस्तर के पास प्रबंधन निर्देशों के रूप में।

Sub-topics

• रोगाणुरोधी प्रतिरोध जीन का पता लगाना
• बैक्टीरिया की पहचान और आणविक टाइपिंग
• कवक और परजीवी आणविक निदान
• मेटाजीनोमिक और संपूर्ण-जीनोम रोगजनक पहचान
• वायरल जीनोटाइपिंग और फाइलोजेनेटिक्स

Core questions

• कौन सा जीव मौजूद है, और आणविक मार्करों द्वारा इसे किस प्रजाति या स्ट्रेन में हल किया जा सकता है?
• संक्रमण में संबंधित आइसोलेट कैसे जुड़े हुए हैं, और फाइलोजेनी उनके विकास के बारे में क्या बताती है?
• कौन से प्रतिरोध और विषाणुता निर्धारक एन्कोड किए गए हैं, और वे कितने गतिशील हैं?
• लक्षित परखों की तुलना में कल्चर-स्वतंत्र (मेटाजेनोमिक या संपूर्ण-जीनोम) विधियों को कब प्राथमिकता दी जानी चाहिए?

Key concepts

• पहचान लक्ष्यों के रूप में संरक्षित मार्कर जीन (16S rRNA, ITS)
• न्यूक्लिक एसिड प्रवर्धन परीक्षण (पीसीआर और वेरिएंट)
• जीनोटाइपिंग और आणविक स्ट्रेन टाइपिंग
• फाइलोजेनेटिक अनुमान और आणविक महामारी विज्ञान
• जीनोटाइपिक प्रतिरोध का पता लगाना
• कल्चर-स्वतंत्र निदान
• संपूर्ण-जीनोम और मेटाजेनोमिक अनुक्रमण

Mechanisms

आणविक सूक्ष्म जीव विज्ञान के तरीके जीवों के बीच अनुक्रम अंतर का फायदा उठाते हैं। संरक्षित-लेकिन-परिवर्तनशील मार्कर जीन — बैक्टीरियल 16S rRNA जीन और फंगल इंटरनल ट्रांसक्राइब्ड स्पेसर (ITS) क्षेत्र — को एक आइसोलेट को टैक्सोनॉमिक रूप से रखने के लिए प्रवर्धित और अनुक्रमित किया जा सकता है (पटेल, 2001)। स्ट्रेन-स्तर का भेदभाव यह तय करने के लिए बैंडिंग या अनुक्रम-आधारित टाइपिंग का उपयोग करता है कि क्या आइसोलेट संबंधित हैं (टेनोवर, 1995)। नमूनों में अनुक्रमों की तुलना करके यह पता लगाया जा सकता है कि रोगजनक कैसे विकसित होते और फैलते हैं (पाइबस और रामबाउट, 2009)। कल्चर-स्वतंत्र मेटाजेनोमिक अनुक्रमण सीधे नैदानिक सामग्री से न्यूक्लिक एसिड को पढ़ता है, सिद्धांत रूप में यह पता लगाता है कि बिना किसी पूर्व ज्ञान के किसी भी जीव की तलाश की जा सकती है (मिलर और चिउ, 2020)।

Clinical relevance

आणविक विधियाँ बताती हैं कि आधुनिक प्रयोगशालाएँ रोगजनकों की पहचान कैसे करती हैं, प्रतिरोध निर्धारकों का पता कैसे लगाती हैं, और संचरण का पुनर्निर्माण कैसे करती हैं, जो एक प्रणाली स्तर पर नैदानिक रिपोर्टिंग, संक्रमण-रोकथाम निगरानी और रोगाणुरोधी प्रबंधन को रेखांकित करता है। यह प्रविष्टि बताती है कि ऐसे साक्ष्य कैसे उत्पन्न होते हैं और यह किसी भी व्यक्तिगत रोगी का निदान या उपचार करने के लिए एक मार्गदर्शिका नहीं है।

Evidence & guidelines

यहां संक्षेपित विधियाँ नैदानिक सूक्ष्म जीव विज्ञान में नैदानिक और पद्धतिगत साहित्य पर आधारित हैं, जिसमें स्ट्रेन-टाइपिंग पैटर्न की व्याख्या के लिए मानकीकृत मानदंड (टेनोवर, 1995) और मेटाजेनोमिक अनुक्रमण की नैदानिक भूमिका का मूल्यांकन करने वाली समीक्षाएँ (मिलर और चिउ, 2020) शामिल हैं। विशिष्ट परख प्रदर्शन और रिपोर्टिंग मानक पेशेवर और नियामक निकायों द्वारा निर्धारित किए जाते हैं और यहां पुनरुत्पादित नहीं किए गए हैं।

History

आणविक सूक्ष्म जीव विज्ञान बीसवीं शताब्दी के अंत में पीसीआर और डीएनए अनुक्रमण के प्रसार से विकसित हुआ, जिसने संरक्षित-जीन पहचान (पटेल, 2001) और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य आणविक स्ट्रेन टाइपिंग (टेनोवर, 1995) को नियमित बना दिया। उच्च-थ्रूपुट अनुक्रमण के परिपक्व होने से फिर इस क्षेत्र को संपूर्ण-जीनोम और मेटाजेनोमिक दृष्टिकोणों तक विस्तारित किया गया जो सीधे नैदानिक नमूनों से रोगजनक जीनोम को पढ़ते हैं (मिलर और चिउ, 2020)।

Seminal works

• patel-2001
• tenover-1995
• pybus-2009

Frequently asked questions

सूक्ष्मजीवी आणविक विकृति विज्ञान पारंपरिक नैदानिक सूक्ष्म जीव विज्ञान से कैसे भिन्न है?

पारंपरिक सूक्ष्म जीव विज्ञान कल्चर, माइक्रोस्कोपी और फेनोटाइपिक परीक्षणों पर निर्भर करता है, जबकि आणविक विकृति विज्ञान न्यूक्लिक एसिड- और अनुक्रम-आधारित विधियों को जोड़ता है जो जीवों की पहचान और लक्षण वर्णन कर सकते हैं, जिनमें वे भी शामिल हैं जो कल्चर में खराब या बिल्कुल नहीं बढ़ते हैं।

क्या आणविक विधियाँ कल्चर की जगह लेती हैं?

पूरी तरह से नहीं; आणविक और कल्चर-आधारित विधियाँ अक्सर पूरक होती हैं। फेनोटाइपिक संवेदनशीलता परीक्षण और आइसोलेट की पुनर्प्राप्ति के लिए कल्चर महत्वपूर्ण रहता है, जबकि आणविक विधियाँ गति, अनुक्रम-स्तर की पहचान और प्रतिरोध निर्धारकों का पता लगाने में मदद करती हैं।