प्रतिरोध जीनों और उत्परिवर्तनों का आणविक पता लगाना

प्रतिरोध का आणविक पता लगाना सीधे तौर पर रोगाणुरोधी प्रतिरोध के आनुवंशिक निर्धारकों की पहचान करता है, बजाय इसके कि दवा की उपस्थिति में वृद्धि से प्रतिरोध का अनुमान लगाया जाए। इसमें ज्ञात प्रतिरोध जीनों का लक्षित न्यूक्लिक एसिड प्रवर्धन, प्रतिरोध-संबंधी बिंदु उत्परिवर्तन का पता लगाना, और पूरे प्रतिरोधी जीनोम का सर्वेक्षण करने वाला संपूर्ण जीनोम अनुक्रमण शामिल है।

Definition

प्रतिरोध का आणविक पता लगाना एक सूक्ष्मजीव में प्रतिरोध जीनों, उनके मोबाइल आनुवंशिक संदर्भों, या प्रतिरोध-संबंधी उत्परिवर्तनों की पहचान करने के लिए न्यूक्लिक एसिड प्रवर्धन, संकरण, या अनुक्रमण का उपयोग है, जो सीधे प्रतिरोध के आनुवंशिक आधार का लक्षण वर्णन करता है।

Scope

यह प्रविष्टि अधिग्रहित प्रतिरोध जीनों और गुणसूत्र प्रतिरोध उत्परिवर्तनों के लिए लक्षित आणविक परख, देखभाल के बिंदु पर या उसके पास उपयोग किए जाने वाले एकीकृत तीव्र प्लेटफॉर्म, और क्यूरेटेड प्रतिरोध-जीन डेटाबेस के साथ अनुक्रमण-आधारित लक्षण वर्णन को कवर करती है। यह इस बात पर भी प्रकाश डालता है कि जीनोटाइप फेनोटाइप से कैसे संबंधित है। यह एक कार्यप्रणाली संदर्भ सामग्री है और उपचार मार्गदर्शन नहीं देती है।

Core questions

• यह जीव कौन से प्रतिरोध जीन या उत्परिवर्तन वहन करता है?
• लक्षित परख, एकीकृत तीव्र प्लेटफॉर्म और संपूर्ण जीनोम अनुक्रमण दायरे और उपयोग में कैसे भिन्न हैं?
• पता लगाया गया जीनोटाइप प्रतिरोध फेनोटाइप की कितनी अच्छी तरह भविष्यवाणी करता है?

Key concepts

• अधिग्रहित प्रतिरोध जीन और प्रतिरोधी जीनोम
• प्रतिरोध-संबंधी बिंदु उत्परिवर्तन (जैसे रिफाम्पिसिन के लिए rpoB)
• पॉलीमरेज़ चेन रिएक्शन (पीसीआर) और न्यूक्लिक एसिड प्रवर्धन
• एकीकृत कार्ट्रिज-आधारित तीव्र प्लेटफॉर्म
• संपूर्ण जीनोम अनुक्रमण और प्रतिरोध-जीन डेटाबेस
• मोबाइल आनुवंशिक तत्व (प्लास्मिड, ट्रांसपोसॉन, इंटीग्रॉन)
• जीनोटाइप-फेनोटाइप भविष्यवाणी और विसंगति

Mechanisms

लक्षित आणविक परख विशिष्ट प्रतिरोध जीनों या उत्परिवर्तनों को प्रवर्धित और पता लगाते हैं: न्यूक्लिक एसिड प्रवर्धन अधिग्रहित जीनों जैसे कि कार्बापेनेमेज़ या मेथिसिलिन-प्रतिरोध निर्धारकों, या गुणसूत्र उत्परिवर्तनों जैसे कि माइकोबैक्टीरियम ट्यूबरकुलोसिस में रिफाम्पिसिन प्रतिरोध प्रदान करने वाले rpoB परिवर्तनों की पहचान कर सकता है (boehme-2010)। एकीकृत कार्ट्रिज-आधारित प्लेटफॉर्म नैदानिक नमूनों से तीव्र जीनोटाइपिक परिणाम देने के लिए निष्कर्षण, प्रवर्धन और पता लगाने को जोड़ते हैं। संपूर्ण जीनोम अनुक्रमण प्रतिरोध निर्धारकों के पूर्ण सेट का सर्वेक्षण करता है, जिन्हें प्रतिरोध की भविष्यवाणी करने के लिए अधिग्रहित प्रतिरोध जीनों के क्यूरेटेड डेटाबेस के साथ मिलान किया जाता है (zankari-2012; ellington-2017)। क्योंकि कई प्रतिरोध जीन प्लास्मिड, ट्रांसपोसॉन और इंटीग्रॉन जैसे मोबाइल आनुवंशिक तत्वों पर रहते हैं, आणविक विधियाँ उनके आनुवंशिक संदर्भ और प्रसार की क्षमता को भी चिह्नित करने में मदद करती हैं (partridge-2018; strahilevitz-2009)। जीनोटाइपिक पता लगाना तीव्र होता है लेकिन हमेशा फेनोटाइप की भविष्यवाणी नहीं करता है, क्योंकि जीन की उपस्थिति, अभिव्यक्ति और अतिरिक्त तंत्र सभी योगदान करते हैं (ellington-2017)।

Clinical relevance

आणविक पता लगाना निगरानी, संक्रमण नियंत्रण और प्रबंधन के लिए प्रतिरोध निर्धारकों की तीव्र पहचान का समर्थन करता है, और प्रकोपों और संचरण को चिह्नित कर सकता है। यह प्रविष्टि इन विधियों को संदर्भ ज्ञान के रूप में वर्णित करती है कि प्रतिरोध का पता कैसे लगाया जाता है और उसका लक्षण वर्णन कैसे किया जाता है; यह व्यक्तिगत नैदानिक या नुस्खे संबंधी सिफारिशें प्रदान नहीं करती है।

Epidemiology

प्रतिरोध जीनों और उनके मोबाइल तत्वों की अनुक्रमण-आधारित निगरानी प्रतिरोध के उद्भव और अंतर्राष्ट्रीय प्रसार को ट्रैक करने, सेटिंग्स में आइसोलेट्स को जोड़ने और प्लास्मिड-जनित निर्धारकों के प्रसार को प्रकट करने के लिए केंद्रीय बन गई है (partridge-2018; strahilevitz-2009; ellington-2017)।

History

प्रतिरोध का आणविक पता लगाना 1990 और 2000 के दशक में व्यक्तिगत जीनों के लिए पीसीआर-आधारित परख से एकीकृत तीव्र प्लेटफॉर्म और, तेजी से, संपूर्ण जीनोम अनुक्रमण तक बढ़ा। नैदानिक अपनाने में एक मील का पत्थर माइकोबैक्टीरियम ट्यूबरकुलोसिस और रिफाम्पिसिन प्रतिरोध के एक साथ पता लगाने के लिए स्वचालित कार्ट्रिज परख था, जिसने तीव्र जीनोटाइपिक प्रतिरोध का पता लगाने को नियमित अभ्यास में लाया (boehme-2010), जबकि क्यूरेटेड डेटाबेस ने अनुक्रम डेटा से अधिग्रहित प्रतिरोध जीनों की व्यवस्थित पहचान को सक्षम किया (zankari-2012)।

Debates

क्या अनुक्रमण फेनोटाइपिक संवेदनशीलता परीक्षण की जगह ले सकता है?

संपूर्ण जीनोम अनुक्रमण कुछ जीव-दवा संयोजनों के लिए प्रतिरोध की भविष्यवाणी कर सकता है लेकिन सभी के लिए विश्वसनीय रूप से नहीं, क्योंकि जीन की उपस्थिति अभिव्यक्ति की गारंटी नहीं देती है और हर तंत्र वर्तमान डेटाबेस द्वारा कैप्चर नहीं किया जाता है; जीनोटाइप फेनोटाइप को कितनी दूर तक प्रतिस्थापित कर सकता है, यह अनसुलझा है।

जीनोटाइप-फेनोटाइप विसंगति की व्याख्या करना

पता लगाए गए प्रतिरोध जीन कभी-कभी फेनोटाइपिक रूप से व्यक्त नहीं होते हैं, और प्रतिरोधी फेनोटाइप में कभी-कभी ज्ञात आनुवंशिक व्याख्या की कमी होती है, इसलिए आणविक और फेनोटाइपिक परिणामों को समेटना एक कार्यप्रणाली चुनौती बनी हुई है।

Seminal works

• boehme-2010
• zankari-2012
• ellington-2017

Frequently asked questions

प्रतिरोध जीन का पता लगाने और प्रतिरोध को मापने में क्या अंतर है?

आणविक विधियाँ सीधे प्रतिरोध के आनुवंशिक निर्धारक का पता लगाती हैं, जबकि संवेदनशीलता परीक्षण यह मापता है कि क्या जीव वास्तव में दवा की उपस्थिति में बढ़ता है; एक जीन मौजूद हो सकता है लेकिन व्यक्त नहीं हो सकता है, इसलिए दोनों असहमत हो सकते हैं।

संपूर्ण जीनोम अनुक्रमण प्रतिरोध का पता लगाने में क्या जोड़ सकता है?

अनुक्रमण एक साथ प्रतिरोध जीनों और उत्परिवर्तनों के पूरे सेट का सर्वेक्षण कर सकता है और उनके मोबाइल आनुवंशिक संदर्भ को चिह्नित कर सकता है, निगरानी और प्रकोप जांच का समर्थन करता है, हालांकि फेनोटाइप की इसकी भविष्यवाणी अभी तक हर जीव-दवा संयोजन के लिए विश्वसनीय नहीं है।

आणविक पता लगाने में मोबाइल आनुवंशिक तत्व क्यों महत्वपूर्ण हैं?

कई प्रतिरोध जीन प्लास्मिड, ट्रांसपोसॉन और इंटीग्रॉन पर होते हैं जो बैक्टीरिया के बीच घूम सकते हैं, इसलिए इन तत्वों का पता लगाना और उन्हें चिह्नित करना यह समझाने में मदद करता है कि प्रतिरोध कैसे फैलता है।