Молекулярная диагностика грибковых и паразитарных инфекций

Молекулярная диагностика грибковых и паразитарных инфекций применяет методы, основанные на нуклеиновых кислотах, для обнаружения и идентификации грибов и паразитов, которые часто медленно растут, трудно культивируются или сложно распознаются с помощью микроскопии. Маркеры последовательностей и амплификационные анализы расширяют диагностические возможности там, где традиционные методы ограничены.

Definition

Молекулярная диагностика грибковых и паразитарных инфекций — это использование молекулярных методов (амплификация, гибридизация и секвенирование маркерных областей) для обнаружения и идентификации грибов и паразитов в клинических образцах или изолятах.

Scope

Тема охватывает ДНК-баркодирование грибов (в частности, область внутреннего транскрибируемого спейсера), ПЦР-опосредованное обнаружение грибковых и паразитарных патогенов, а также сильные стороны и ограничения этих методов по сравнению с культивированием и микроскопией. Она рассматривается как лабораторная и справочная тема без рекомендаций по лечению или дозированию.

Core questions

• Какой грибковый или паразитарный организм присутствует и какая маркерная область лучше всего его идентифицирует?
• Как молекулярные методы сравниваются с микроскопией и культивированием по чувствительности и специфичности?
• Когда молекулярные анализы, не зависящие от культивирования, добавляют диагностическую ценность?

Key concepts

• Область ITS как маркер грибкового баркода
• ПЦР-опосредованное обнаружение патогенов
• ДНК-зонды
• Мультиплексные молекулярные панели
• Диагностика, не зависящая от культивирования
• Выбор маркеров и референсные базы данных

Mechanisms

Для грибов ядерная рибосомная область внутреннего транскрибируемого спейсера (ITS) служит широко используемым универсальным баркодом, который при секвенировании и сопоставлении с референсными базами данных идентифицирует большинство грибов до уровня рода или вида (Schoch et al., 2012). ПЦР-анализы амплифицируют специфичные для организма мишени для прямого обнаружения грибов в клиническом материале, что может быть ценным при инвазивных заболеваниях, когда культивирование является медленным или нечувствительным, хотя их клиническая готовность варьируется в зависимости от условий (Nguyen & Clancy, 2018). Для паразитов ДНК-зонды и ПЦР были рано признаны более чувствительными альтернативами некоторым традиционным методам (Weiss, 1995), и в настоящее время ПЦР-опосредованные и мультиплексные анализы применяются для обнаружения и дифференциации кишечных и других паразитов в клинической лаборатории (Verweij & Stensvold, 2014).

Clinical relevance

Молекулярная диагностика грибковых и паразитарных инфекций описывает, как лаборатории обнаруживают и идентифицируют организмы, которые могут быть пропущены при культивировании и микроскопии, что влияет на диагностические отчеты и эпиднадзор. Тема объясняет, как генерируются эти данные, и не является основанием для индивидуальных диагностических или лечебных решений.

Epidemiology

Молекулярное обнаружение улучшило распознавание и дифференциацию грибковых и паразитарных инфекций, особенно для организмов, которые трудно культивировать или морфологически различить, что способствует более точной оценке их распространенности на уровне популяции (Verweij & Stensvold, 2014; Weiss, 1995).

Evidence & guidelines

Идентификация грибов на основе маркеров опирается на консорциумную работу, установившую область ITS в качестве универсального баркода (Schoch et al., 2012), в то время как обзоры суммируют клиническую эффективность и ограничения ПЦР-опосредованных анализов грибов и паразитов (Nguyen & Clancy, 2018; Verweij & Stensvold, 2014). Стандарты для конкретных анализов устанавливаются профессиональными организациями и производителями и здесь не воспроизводятся.

History

Молекулярные методы вошли в микологию и паразитологию, когда ПЦР и зондовое обнаружение продемонстрировали большую чувствительность, чем некоторые традиционные методы (Weiss, 1995). Официальное принятие области ITS в качестве универсального грибкового баркода стандартизировало молекулярную идентификацию грибов (Schoch et al., 2012), а ПЦР-опосредованные паразитологические анализы постепенно вошли в рутинные клинические лаборатории (Verweij & Stensvold, 2014).

Debates

Готовы ли молекулярные анализы грибов заменить традиционную диагностику?

ПЦР-опосредованные анализы грибов могут повысить чувствительность и скорость при инвазивных заболеваниях, но изменчивость в стандартизации и клинической валидации означает, что они часто используются для дополнения, а не замены культивирования и тестирования антигенов.

Seminal works

• schoch-2012
• weiss-1995
• verweij-2014

Frequently asked questions

Почему область ITS используется для идентификации грибов?

Область внутреннего транскрибируемого спейсера сочетает в себе достаточную консервативность для амплификации у разных грибов с достаточной изменчивостью для различения многих видов, что привело к ее принятию в качестве универсального ДНК-баркода грибов.

Заменяют ли молекулярные методы микроскопию и культивирование для паразитов?

Молекулярные методы часто повышают чувствительность и способность дифференцировать виды, но они обычно используются наряду с микроскопией и другими методами, а не в качестве полной замены, в зависимости от организма и клинического контекста.