Bakteriyel Tanımlama ve Moleküler Tiplendirme
Bakteriyel tanımlama ve moleküler tiplendirme, bir izolatın hangi bakteri türüne ait olduğunu belirlemek ve türün ötesinde, salgın araştırması ve sürveyans için suşları ayırt etmek amacıyla kullanılan yöntemleri kapsamaktadır. Bu yöntemler, korunmuş belirteç genlerinin dizilenmesinden ve protein profili eşleştirmesinden, restriksiyon ve dizi tabanlı suş tiplendirmesine kadar uzanmaktadır.
Tanım
Bakteriyel tanımlama, moleküler belirteçler veya protein profilleri kullanarak bir izolatı taksonomik bir gruba atamaktadır; moleküler tiplendirme ise epidemiyolojik amaçlarla akrabalıklarını değerlendirmek üzere aynı türün izolatları arasında ayrım yapmaktadır.
Kapsam
Bu konu, dizi tabanlı tanımlamayı (özellikle 16S rRNA gen dizilemesi), MALDI-TOF kütle spektrometrisi ile proteomik tanımlamayı ve darbeli alan jel elektroforezi (pulsed-field gel electrophoresis) gibi moleküler suş tiplendirme yöntemlerini ve giderek artan bir şekilde tüm genom tiplendirmesini ele almaktadır. Konu, bir laboratuvar ve referans konusu olarak sunulmakta olup, tedavi rehberliği niteliği taşımamaktadır.
Temel sorular
- Bu izolat hangi türe veya cinse aittir ve moleküler belirteçler bunu ne kadar güvenle çözebilir?
- İki veya daha fazla izolat aynı suş mudur ve benzerlik eşiği akrabalığı nasıl tanımlamaktadır?
- Hangi tiplendirme yöntemi, soruya uygun ayırt edici gücü ve tekrarlanabilirliği sunmaktadır?
Anahtar kavramlar
- 16S rRNA gen dizilemesi
- MALDI-TOF kütle spektrometrisi profillemesi
- Darbeli alan jel elektroforezi (PFGE)
- Çok lokuslu dizi tiplendirmesi (MLST)
- Tüm genom dizi tiplendirmesi
- Ayırt edici güç ve tekrarlanabilirlik
- Suş akrabalık kriterleri
Mekanizmalar
Tür tanımlaması, korunmuş ve değişken bölgeleri çoğu klinik olarak ilgili bakterinin taksonomik yerleşimine olanak tanıyan 16S rRNA geninin amplifikasyonuna ve dizilenmesine dayanabilmektedir; ancak yakın akraba türlerin neredeyse aynı dizileri paylaştığı durumlarda sınırlamalar bulunmaktadır (Patel, 2001). MALDI-TOF kütle spektrometrisi ise organizmaları karakteristik protein kütle spektrumlarını referans veri tabanlarıyla eşleştirerek tanımlamakta ve kolonilerden hızlı tanımlama sağlamaktadır (Greub, 2010). Suş düzeyinde ayrım için, darbeli alan jel elektroforezi (pulsed-field gel electrophoresis) kromozomal restriksiyon fragman paternlerini karşılaştırmakta olup, izolatların ne zaman ayırt edilemez, yakın akraba veya farklı kabul edildiğini tanımlayan standartlaştırılmış kriterler bulunmaktadır (Tenover, 1995). Tüm genom dizilemesi (whole-genome sequencing) artık daha yüksek çözünürlüklü tiplendirmeye olanak tanımakta ve sürveyans ile salgın rekonstrüksiyonu için giderek daha fazla kullanılmaktadır (Deng et al., 2016).
Klinik önem
Doğru tanımlama ve tiplendirme, laboratuvarların organizmaları nasıl adlandırdığını ve ilişkili izolatları nasıl bağladığını açıklamakta, enfeksiyon önleme sürveyansını, salgın tespitini ve raporlamayı desteklemektedir. Bu konu, söz konusu kanıtın nasıl üretildiğini açıklamakta olup, kişiselleştirilmiş tanı veya tedavi önerileri sunmamaktadır.
Epidemiyoloji
Moleküler tiplendirme, moleküler epidemiyolojinin merkezinde yer almaktadır: hastalar, servisler veya gıda kaynakları arasındaki suşları karşılaştırmak, vakaların ortak bir kaynağı paylaşıp paylaşmadığını belirlemeye yardımcı olmaktadır. Tüm genom tabanlı yöntemler, gıda kaynaklı ve sağlık hizmetleriyle ilişkili patojenlerin sürveyansı ve salgın araştırması için birincil araç haline gelmiştir (Deng et al., 2016).
Kanıt ve kılavuzlar
Suş tiplendirme yorumlaması, restriksiyon paternlerini okumak için standartlaştırılmış, uzman konsensüsüne dayalı kriterler tarafından uzun süredir yönlendirilmektedir (Tenover, 1995). Tanımlama ve tiplendirme performansı, veri tabanı kürasyonu ve kalite standartları, profesyonel kuruluşlar ve test üreticileri tarafından belirlenmekte olup, burada tekrar edilmemektedir.
Tarihçe
Dizi tabanlı tanımlama, PCR ve 16S rRNA geninin dizilenmesi klinik laboratuvarlara girdikçe pratik hale gelmiştir (Patel, 2001); tekrarlanabilir suş tiplendirmesi ise PFGE paternlerini yorumlamak için konsensüs kriterleri aracılığıyla kodifiye edilmiştir (Tenover, 1995). MALDI-TOF kütle spektrometrisi daha sonra rutin tanımlamayı, geri dönüş süresini büyük ölçüde kısaltarak dönüştürmüştür (Greub, 2010) ve tüm genom dizilemesi (whole-genome sequencing) tiplendirmeyi tek nükleotit çözünürlüğüne kadar genişletmiştir (Deng et al., 2016).
Tartışmalar
- Suş akrabalığı nasıl tanımlanmalıdır?
- Bantlama patern kriterleri tekrarlanabilir ancak kaba akrabalık kategorileri sağlamaktayken, tüm genom yöntemleri daha ince çözünürlük sunmaktadır; alan, eşikleri ve yöntemler ile laboratuvarlar arası sonuçların nasıl karşılaştırılacağını müzakere etmeye devam etmektedir.
İlgili konular
Temel eserler
- patel-2001
- tenover-1995
- greub-2010
Sıkça sorulan sorular
- 16S rRNA dizilemesi en çok ne zaman faydalıdır?
- Fenotipik yöntemlerle tanımlanması zor olan veya yavaş büyüyen organizmalar için özellikle faydalı olmaktadır; ancak 16S dizileri neredeyse aynı olan çok yakın akraba türleri ayırt edemeyebilmektedir.
- Bakterileri tür düzeyinde tanımlamanın ötesinde neden tiplendirme yapılmaktadır?
- Tiplendirme, aynı türün izolatları arasında ayrım yaparak, bunların aynı bulaşma zincirinin bir parçası olup olmadığını belirlemektedir; bu da salgın araştırması ve enfeksiyon kontrol sürveyansı için temel önem taşımaktadır.