يستخدم البروتوكول أخذ عينات غير جراحية من البراز جنبا إلى جنب مع تفاعل متسلسل كمي للبوليميراز لتقديم طريقة تشخيص مريحة وسريعة لعدوى هيليكوباكتر بيلوري ومقاومتها للكلاريثرومايسين والكينولونات.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
* These authors contributed equally
يستخدم البروتوكول أخذ عينات غير جراحية من البراز جنبا إلى جنب مع تفاعل متسلسل كمي للبوليميراز لتقديم طريقة تشخيص مريحة وسريعة لعدوى هيليكوباكتر بيلوري ومقاومتها للكلاريثرومايسين والكينولونات.
تنتشر بكتيريا الملوية البوابية على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم، حيث أن ما يقرب من 50٪ من سكان العالم لديهم تاريخ من الإصابة بعدوى الملوية البوابية. في الصين ، يتراوح معدل الإصابة من 40٪ إلى 70٪. ترتبط الملوية البوابية بشكل أساسي بأمراض الجهاز الهضمي مثل التهاب المعدة المزمن وقرحة المعدة وقرحة الاثني عشر. حاليا ، يتضمن العلاج السريري لعدوى الملوية البوابية إما العلاج الثلاثي أو الرباعي. ومع ذلك ، أدى الاستخدام المكثف للمضادات الحيوية إلى تطوير مقاومة المضادات الحيوية في بكتيريا الملوية البوابية. لذلك ، يعد اكتشاف كل من الملوية البوابية ومقاومتها للمضادات الحيوية أمرا بالغ الأهمية لتوجيه العلاج السريري.
تشمل طرق تشخيص الملوية البوابية اختبار تنفس اليوريا (UBT) ، واختبار المستضد ، واختبار الأجسام المضادة المصلية ، والتنظير الداخلي ، واختبار اليورياز السريع (RUT) ، والثقافة البكتيرية. في حين أن الطرق الثلاث الأولى غير جراحية ، إلا أنها لا تسمح بالتعافي البكتيري ، وبالتالي لا يمكن استخدامها لاختبار المقاومة. الطرق الثلاث الأخيرة غازية ومكلفة وتتطلب خبرة فنية عالية وقد تسبب ضررا للمرضى.
لذلك، فإن الطريقة السريعة غير الغازية للكشف المتزامن عن عدوى الملوية البوابية ومقاومة المضادات الحيوية لها أهمية سريرية قصوى للاستئصال الفعال للملوية البوابية. تهدف هذه الورقة إلى تقديم بروتوكول محدد يجمع بين تفاعل البوليميراز المتسلسل الكمي (qPCR) وتقنية مسبار الفلورسنت TaqMan للكشف السريع عن عدوى الملوية البوابية ومقاومة المضادات الحيوية. توفر هذه الطريقة طريقة مريحة وسريعة وغير جراحية لتشخيص عدوى الملوية البوابية ومقاومتها ، على عكس الثقافة البكتيرية التقليدية والتقنيات الأخرى. يستخدم qPCR لتحديد العدوى واكتشاف الطفرات في جينات 23S rRNA و gyrA ، والتي ترتبط بمقاومة الكلاريثرومايسين والكينولونات ، على التوالي. بالمقارنة مع تقنيات الاستزراع التقليدية ، يوفر هذا النهج طريقة غير جراحية وفعالة من حيث التكلفة وفعالة من حيث الوقت للكشف عن عدوى هيليكوباكتر بيلوري وتحديد مقاومتها للمضادات الحيوية.
هيليكوباكتر بيلوري هي بكتيريا سالبة الجرام حلزونية الشكل يمكن أن تصيب ظهارة المعدة البشرية1 باستمرار. في عام 1994 ، صنفت منظمة الصحة العالمية الملوية البوابية على أنها مادة مسرطنة من المجموعة 1 لسرطان المعدة ، مع ~ 3٪ من الأفراد المصابين في النهاية يصابون بالمرض2. أشارت مراجعة منهجية نشرت مؤخرا إلى أن اتجاها عاما لزيادة معدل مقاومة الملوية البوابية للمضادات الحيوية لوحظ في العقد الماضي ، والذي وصل إلى مستويات مقلقة في جميع أنحاء العالم ، وخاصة مقاومة الكلاريثرومايسين3. في الصين ، أظهرت أحدث بيانات المسح أن الانتشار الكلي لبكتيريا الملوية البوابية بين سكان المناطق الحضرية الصينيين يبلغ 27.08٪. وبلغت معدلات مقاومة كلاريثرومايسين والليفوفلوكساسين 50.83٪ و47.17٪4، وهي أعلى من الولايات المتحدة (ليفوفلوكساسين 37.6٪، كلاريثرومايسين 31.5٪)5وأوروبا (ليفوفلوكساسين 15.8٪ وكلاريثرومايسين 21.4٪)6. وبالتالي ، فإن التشخيص والعلاج المبكر والدقيق أمر بالغ الأهمية. ومع ذلك، فإن المقاومة المتزايدة للمضادات الحيوية للملوية البوابية تقلل بشكل كبير من فعالية العلاج، مما يسلط الضوء على الحاجة الملحة لإجراء بحوث مستمرة في تشخيصها وعلاجها.
تصنف طرق تشخيص الملوية البوابية إلى تقنيات جراحية وغيرجراحية 7. تشمل الطرق الغازية الفحص النسيجي المرضي واختبار اليورياز السريع (RUT) والثقافةالبكتيرية 8. يعتمد الفحص النسيجي المرضي على المعالجة والمراقبة المجهرية لعينات الخزعة ، مع دقة محدودة بالتحضير النسيجي والخبرة في علم الأمراض9. يكتشف RUT الملوية البوابية من خلال نشاط اليورياز ، الذي يحلل اليوريا لإنتاج الأمونيا ، مما يؤدي إلى تحول قلوي في الكاشف ، مما يشير إلى وجود البكتيريا9. إنه بسيط وفعال من حيث التكلفة. غالبا ما يكون للثقافة البكتيرية ، التي تعتبر "المعيار الذهبي" ، معدل نجاح أقل من 50٪ بسبب الخصائص الفسيولوجية الفريدة ل H. pylori10.
تشمل الطرق غير الغازية اختبار تنفس اليوريا 13C / 14C (UBT) ، والتشخيص المصلي ، واختبار مستضد البراز (SAT) 11. يعمل اختبار التنفس على مبدأ مشابه لمبدأ RUT ، حيث يكتشف ثاني أكسيد الكربونالمسمى نظائريا في هواء الزفير لتأكيد العدوى12. يكشف التشخيص المصلي عن الأجسام المضادة التي قد تستمر بعد الاستئصال البكتيري ، مما يجعل من الصعب تقييم فعالية العلاج13. يكتشف اختبار مستضد البراز مستضدات خاصة بالملوية البوابية في عينات البراز ، مما يوفر طريقة موثوقة غير جراحية مع معدل أقل من الإيجابيات الكاذبة ودقة جيدة لتشخيص العدوى النشطة14.
كل طريقة تشخيص لها مزاياهاوقيودها 15. بصرف النظر عن الاستزراع البكتيري ، تكافح الطرق الأخرى للكشف عن مقاومة المضادات الحيوية ، بينما تعوق معدلات النجاح المنخفضة16. في الآونة الأخيرة ، تم تطبيق طرق التشخيص الجزيئي مثل تفاعل البوليميراز المتسلسل الكمي في الوقت الفعلي (qPCR) على نطاق واسع للكشف عن الميكروبات17. يمكن ل qPCR اكتشاف الملوية البوابية بدقة وتحليل الطفرات الجينية المقاومة ، مما يوفر رؤية أكثر شمولا للعدوى18.
تم تصميم مجسات الفلورسنت للارتباط على وجه التحديد بتسلسل مستهدف في الحمض النووي أثناء عملية qPCR. عادة ما يتم تصنيف هذه المجسات بصبغة فلورية ، والتي تصدر إشارة عندما يرتبط المسبار بهدفه ويتم شقه بواسطة البوليميراز أثناء التضخيم. يوفر هذا قياسا في الوقت الفعلي لعملية تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR). تشتهر مجسات الفلورسنت بخصوصيتها العالية نظرا للتصميم الفريد للمسبار ، والذي يضمن اكتشاف تسلسل الحمض النووي المستهدف فقط ، مما يقلل من فرص الارتباط غير المحدد ويحسن خصوصية الفحص. هذا يجعل تقنية مسبار الفلورسنت مفيدة بشكل خاص للكشف عن الأهداف منخفضة الوفرة ، مثل الحمض النووي لبكتيريا الملوية البوابية في عينات البراز. في حين أن SYBR Green هي صبغة ملزمة للحمض النووي شائعة الاستخدام في تفاعل البوليميراز المتسلسل ، إلا أنها يمكن أن ترتبط بأي حمض نووي مزدوج الشريطة ، مما قد يؤدي إلى تضخيم غير محدد وإيجابيات خاطئة.
لا يوفر زراعة هيليكوباكتر بيلوري من العينات السريرية بيانات مقاومة المضادات الحيوية مباشرة. في المقابل ، فإن qPCR القائم على مسبار الفلورسنت أسرع وأكثر ملاءمة ويمكن تكييفه للكشف المتزامن عن الملوية البوابية وعلامات مقاومة المضادات الحيوية. لا تقدم هذه الطريقة نتائج أسرع من طرق الاستزراع التقليدية فحسب ، بل تسمح أيضا بالكشف المتزامن عن جينات مقاومة المضادات الحيوية ، مما يعزز بشكل كبير من كفاءة الكشف والراحة. توفر هذه الطريقة طريقة مريحة وسريعة وغير جراحية لتشخيص عدوى الملوية البوابية ومقاومتها ، على عكس الثقافة البكتيرية التقليدية والتقنيات الأخرى.
هناك مسألتان حاسمتان يجب مراعاتهما لمقاومة الملوية البوابية للمضادات الحيوية: 1) اتساق النمط الجيني والنمط الظاهري ، 2) مقاومة الأدوية المتعددة. وجدت دراسة واسعة النطاق متعددة المراكز في الصين أن أنماط المقاومة المزدوجة للكلاريثرومايسين / ليفوفلوكساسين كانت 26.1٪. أظهرت الأنماط الظاهرية والأنماط الجينية للبكتيريا البوابية المقاومة للكلاريثرومايسين والليفوفلوكساسين اتفاقا مرضيا (معامل كابا = 0.810 و 0.782 ، على التوالي)19. لذلك ، من الممكن استخدام طريقة qPCR للكشف عن عدوى الملوية البوابية ومقاومة الأدوية. يتم استخدام طرق اختبار مستضد البراز (SAT) و qPCR بشكل متزايد بسبب سهولة أخذ العينات. حساسية وخصوصية ودقة طرق الكشف عن الملوية البوابية هي كما يلي: qPCR > UBT > SAT > RUT> CagA IgG > الثقافة20. جميع الطرق غير الغازية مناسبة للفحص الأولي. نظرا لأن qPCR يمكنه أيضا اكتشاف جينات مقاومة الأدوية ، فإن qPCR والثقافة سيكونان أكثر ملاءمة لتوجيه العلاج.
تظهر الأساليب المبتكرة الأخرى ، مثل خوارزميات الذكاء الاصطناعي (الذكاء الاصطناعي) جنبا إلى جنب مع الصور بالمنظار21 ، والموائع الدقيقةالرقمية 22 ، و RPA-CRISPR / Cas12a23 ، من الناحية النظرية كفاءة تشخيصية جيدة وآفاق تطبيق واعدة. ومع ذلك، فإن qPCR هي حاليا أكثر تقنيات البيولوجيا الجزيئية تطورا مع القدرة على توفير حل متميز لتشخيص وعلاج عدوى الملوية البوابية .
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تلتزم هذه الدراسة بالمبادئ التوجيهية الأخلاقية التي وضعتها لجنة الأخلاقيات في مستشفى الشعب بمقاطعة قوانغدونغ ، الجامعة الطبية الجنوبية ، قوانغتشو ، الصين (رقم الموافقة: KY2024-445-01). يمكن العثور على معلومات مفصلة حول المواد المستخدمة في هذا البحث (الكواشف والمواد الكيميائية والمعدات والبرامج) في جدول المواد.
1. اختيار المشاركين
2. جمع عينات البراز
ملاحظة: قدم القسم 2 كتعليمات للمشاركين.
3. استخراج الحمض النووي
ملاحظة: أكمل جميع الإجراءات داخل خزانة السلامة الحيوية لتجنب التلوث.
4. qPCR الكشف عن الأحماض النووية الملوية البوابية وطفرات مقاومة الكلاريثرومايسين والكينولونات
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تطبيق qPCR للكشف عن عدوى هيليكوباكتر بيلوري ومقاومة المضادات الحيوية في عينات البراز
قمنا بتصميم بادئات ومجسات بناء على الطفرات النقطية في الجينات المحفوظة ل Helicobacter pylori ، وكذلك في جين 23S rRNA وجين gyrA . تم تصنيف هذه البادئات والمجسات بأصباغ فلورية مختلفة ثم استخدمت للكشف عن qPCR. كانت نتائج مراقبة الجودة لتجارب qPCR ضمن النطاق الموصى به ، مما يشير إلى نتائج اكتشاف موثوقة (الشك...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
في السنوات الأخيرة ، تم تطبيق طرق الكشف الجزيئي على نطاق واسع في مجال علم الأحياء الدقيقة ، مما أدى إلى تغيير كبير في الإدارة السريرية للعديد من الأمراض المعدية. تعمل هذه الطرق على المستوى الجيني ، مما يسمح ليس فقط بتأكيد وجود البكتيريا ولكن أيضا باختبار التصنيف الجيني ومقاومة المضادات الحيوية. يفضل بشكل متزايد تفاعل البوليميراز المتسلسل الكمي في الوقت الفعلي (qPCR) بسبب وقت المعالجة القصير والحساسية العالية والدقة وانخفاض مخاطر التلوث المتبادل. لقد أصبح يستخدم على نطاق واسع في المختبرات...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ويعلن أصحاب البلاغ أنه ليس لديهم مصالح متنافسة.
تم تمويل هذه الدراسة من قبل مؤسسة أبحاث المواهب المتقدمة التابعة لمستشفى مقاطعة قوانغدونغ الشعبية [رقم المنحة. KY012023293]. تم دعم هذا العمل من قبل شركة Jiangsu Mole Bioscience Co. لم يكن للممولين أي دور في تصميم الدراسة أو جمع البيانات وتحليلها أو قرار النشر أو إعداد المخطوطة.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| BSC-1500IIA2-X | BIOBASE | SEDA | خزانة السلامة الحيوية |
| جمع البراز القابل للتصرف وأنبوب التخزين | الخلد | جمع عينات البراز | |
| E-Centrifuge | WEALTEC | الطرد المركزي السائل المتبقي من جدار الأنبوب | |
| هيليكوباكتر بيلوري الحمض النووي والكلاريثرومايسين ومجموعة الكشف عن طفرات مقاومة الكينولون | الخلد | الكشف عن عدوى هيليكوباكتر بيلوري ومقاومة المضادات الحيوية ؛ كاشف الملوية البوابية المجففة بالتجميد (يحتوي على بادئات ، مجسات ، بوليميراز Taq ، إنزيم UNG ، dNTPs ، إلخ) ، تحكم إيجابي في بكتيريا الملوية البوابية (التي تحتوي على جينات هيليكوباكتر بيلوري وجينات مستهدفة بشرية بيتا) ، وتحكم سلبي في الملوية البوابية (تحتوي على جينات مستهدفة بشرية بيتا ؛ أكتين) | |
| مستخرج الحمض النووي الآلي Mole 96M | لاستخراج | ||
| طقم استخراج الحمض النووي | Mole | لاستخراج الحمض النووي ؛ يحتوي على محلول التحلل (ملح الجوانيدين ، تريس هيدروكسي ميثيل أمينوميثان ، توين 20 ، كلوريد الصوديوم) ، Wash Buffer 1 (كلوريد الصوديوم) ، Wash Buffer 2 (tris hydroxymethyl aminomethane ، Tween-20) ، Wash Buffer 3 (الخرز المغناطيسي ، Tween-20) ، Wash Buffer 4 (ماء خال من النوكلياز) ، و Elution Buffer (tris hydroxymethyl aminomethane) ، جنبا إلى جنب مع رف مغناطيسي | |
| SLAN نظام تحليل PCR الطبي الأوتوماتيكي بالكامل | HONGSHI | تحليل البيانات | |
| SLAN-96S آلة PCR في الوقت الحقيقي | HONGSHI | تضخيم PCR الكمي | |
| الفلورسنت المجمدات ذات درجة الحرارة المنخفضة للغاية (DW-YL450) | MELING | SEDA | 20172220091-20 & deg ؛ C لتخزين الكواشف |
| Vortex-5 | Kylin-bell | لخلط الكاشف |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.