هنا ، نقدم بروتوكولا للكشف عن أربعة طفيليات معوية حيوانية المنشأ من مصادر متعددة في وقت واحد بناء على مزيج من نظام الكشف الجزيئي المتكامل القائم على تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR).
مقالة منهجية
هنا ، نقدم بروتوكولا للكشف عن أربعة طفيليات معوية حيوانية المنشأ من مصادر متعددة في وقت واحد بناء على مزيج من نظام الكشف الجزيئي المتكامل القائم على تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR).
الأمراض المعدية هي عوامل حاسمة تؤثر على صحة الإنسان والتنمية الاقتصادية والاستقرار الاجتماعي. من بينها ، أصبحت الأمراض الطفيلية المعوية الحيوانية المنشأ بشكل متزايد محط قلق عالمي مثل الأمراض المعدية الناشئة والمعاودة للظهور ، ولا سيما Cryptosporidium و Enterocytozoon bieneusi و Blastocystis و Giardia. تم نشر عدد قليل فقط من الدراسات حول وبائيات الطفيليات المذكورة أعلاه ، مصحوبة بقضايا مثل أهداف الكشف الفردية ، ومعدلات الكشف المنخفضة ، ومعدلات الكشف المفقودة المرتفعة. تهدف هذه الدراسة إلى إنشاء نظام متكامل للكشف الجزيئي يعتمد على مجموعة من اختبارات تفاعل البوليميراز المتسلسل للكشف المتزامن عن الطفيليات المعوية الحيوانية المنشأ الأربعة المذكورة أعلاه في عينات تم جمعها من الفئران البرية الأليفة المصاحبة والماشية (الأبقار والأغنام) ، من أجل توفير دعم تقني فعال للكشف الروتيني عن الطفيليات في سيناريوهات متعددة ، بما في ذلك الواجهات بين والبيئة خاصة في مرافق المراقبة المحلية.
في هذه الدراسة ، مع الأخذ في الاعتبار الكشف عن Enterocytozoon bieneusi في البراز من 95 فأرا بريا و 30 قطة (25 من القطط و 5 من) كاختبار أولي ، عندما تم استخدام مجموعتين من البادئات لتضخيم جين ITS ، كانت النتائج الإيجابية لكل تفاعل البوليميراز المتسلسل هي نفسها تماما (5.26٪) ، لكن الجمع بين مجموعتين من اختبارات تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) أدى إلى معدل إيجابي أعلى (6.32٪) ل Enterocytozoon bieneusi. بالنسبة للجيارديا ، تم اكتشاف 9 عينات إيجابية باستخدام جين بيتا جياردين (BG) ، بينما لم يتم اكتشاف أي إيجابيات باستخدام جينات نازعة هيدروجين الغلوتامات (GDH) وثلاثي فوسفات إيزوميراز (TPI). أظهرت النتائج المذكورة أعلاه أن مجموعة من اختبارات تفاعل البوليميراز المتسلسل لأجزاء وراثية مستهدفة متعددة عززت القدرة على الكشف عن مسببات الأمراض المحددة ، مقارنة بأي اختبار تفاعل البوليميراز المتسلسل الفردي. تم تأكيد التسلسلات المستهدفة من خلال تسلسل سانجر. تم تصميم هذا النظام لتعزيز وتسهيل مراقبة حالة العدوى وتوزيعها وتطور النشوء والتطور الوثني للطفيليات المعوية الحيوانية المنشأ من مصادر متعددة ، مما يوفر أساسا لتحذيرات دقيقة وحساسة في مرحلة مبكرة. يهدف هذا إلى بناء جسر تقني لتحقيق هدف الصحة الواحدة عبر واجهات الإنسان والبيئة.
تعتبر Cryptosporidium و Enterocytozoon bieneusi و Blastocystis و Giardia من مسببات الأمراض الأولية الشائعة التي يمكن إهمالها بسهولة مع انتشار عالمي. في السنوات الأخيرة ، نظرا لعوامل مثل الاستصلاح والتطفل على المنافذ البيئية للبؤر الطبيعية ، وشعبية تربية المصاحبة ، وتطوير تربية الماشية والدواجن ، أصبح انتشار الأمراض الطفيلية المعوية الحيوانية المنشأ متعددة المصادر في القوارض المصاحبة (القطط) والماشية (الأبقار والأغنام) محط تركيز الظهور بشكل متزايد ، تفشي الأمراض المعدية وعودة ظهورها في المناطق المحلية والريفية ، مما يعرض صحة الإنسان وأمن الصحة العامة العالمي للخطر بشكل خطير1،2،3،4.
هذه الطفيليات لها أنواع معقدة داخل الجنيسات وقدرة واسعة على التكيف مع المضيف. يمكن أن تصيب ليس فقط القوارض المصاحبة المجترة الحيوانية والدواجن والطيور ، ولكن أيضا الأنواع الحيوانية المنشأ ، والتي يمكن أن تصيب البشر ، مما يسبب أعراضا سريرية مثل آلام البطن والإسهال والقيء. هم معرضون بشكل خاص بين الأطفال وكبار السن والنساء الحوامل والسكان الذين يعانون من نقص المناعة ، ويمكن أن ينتقلوا عن طريق الماء والغذاء والهواء ، مما يشكل مخاطر كبيرة على الصحة العامة الحيوانية المنشأ3،5،6.
حاليا ، يعتمد تحديد الطفيليات الأربعة المذكورة أعلاه بشكل أساسي على التشكل ، والذي يكون عرضة لسوء التحديد بسبب أوجه التشابه المورفولوجية داخل الأجناس والعوامل الذاتية ، لا سيما في التمييز بين الأنواع والأنماط الجينية. تم استخدام تقنيات البيولوجيا الجزيئية على نطاق واسع لتحديد الأنواع والأجناس والأنماط الجينية لهذه الطفيليات. بالنسبة إلى Blastocystis و Cryptosporidium ، يركز الكشف بشكل أساسي على الوحدة الفرعية الصغيرة للحمض النووي الريبوزي الريبوزومي (SSU rRNA) الجين3،7،8 ؛ ل Enterocytozoon bieneusi ، الجين 4،9 ، المباعد الداخلي المنسوخ (ITS) ؛ وبالنسبة للجيارديا ، فإن جينات بيتا جياردين (BG) ، ونازعة هيدروجين الغلوتامات (GDH) ، وإيزوميراز فوسفات ثلاثي (TPI)10،11. على الرغم من أن تفاعل البوليميراز المتسلسل التقليدي المتداخل (PCR) قد حسن بشكل كبير من قدرات التعرف والكتابة لهذه الطفيليات الأربعة ، إلا أنه غير كاف في اكتشاف الحالات الفائتة وتحديد الأنواع أو أشباه الأنواع الجديدة ذات الخصائص الوراثية الهامة. غالبا ما يؤثر هذا على كفاءة التحقيق الوبائي وانتقال العدوى ومكافحة الأمراض لدى البشر والمضيفين الآخرين ، مما يشكل تحديات كبيرة لأمن الصحة العامة لدى البشر والبيئة.
نظرا لأوجه التشابه في الأعراض وطرق الانتقال ونطاق المضيف لهذه الطفيليات الأربعة ، لا يوجد حتى الآن أي نظام جزيئي متكامل للكشف الفعال مع تجنب الاكتشاف المفقود وتحديد الأنواع الجديدة أو أشباه الأنواع بدقة ذات الاختلافات الجينية الكبيرة. أنشأت هذه الدراسة نظاما متكاملا للكشف الجزيئي ناضجا يعتمد على تقنية التسلسل عالية الإنتاجية PCR من خلال مراجعة الأدبيات ، للكشف المتزامن عن الطفيليات المعوية الحيوانية المنشأ الأربعة في عينات متعددة المصادر (الفئران البرية المصاحبة والماشية والأغنام). وبالاقتران مع تحليل المعلوماتية الحيوية، تم تطبيق هذا النظام لتحديد الطفيليات المعوية الحيوانية المنشأ متعددة المصادر، ورصد العوامل الوبائية مثل توزيع العدوى وتطور النشوء والتطور، والإنذار المبكر بالعدوى البشرية والحيوانية والتلوث البيئي.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تمت الموافقة على الدراسة وأجريتها من قبل لجنة أخلاقيات التابعة لمركز مقاطعة جيانغسو لمكافحة الأمراض والوقاية منها. أجريت هذه الدراسة وفقا لإصدار 2020 من إرشادات الجمعية الطبية البيطرية الأمريكية بشأن القتل الرحيم للحيوانات ، والمبادئ التوجيهية للوائح إدارة التجارب (الأمر رقم 2 الصادر عن لجنة الدولة للعلوم والتكنولوجيا في جمهورية الصين الشعبية ، 1988) ، والمبادئ التوجيهية للمعاملة الإنسانية للحيوانات الصادرة عن وزارة العلوم والتكنولوجيا في جمهورية الصين الشعبية.
1. تحضير البراز الطازج من الفئران البرية المصاحبة والماشية (الأبقار والأغنام)
2. استخراج الحمض النووي الكلي من البراز الطازج للفئران البرية المصاحبة والماشية (الأبقار والأغنام)
3. الكشف عن تفاعل البوليميراز المتسلسل التقليدي المتداخل ل Cryptosporidium و Blastocystis الذي يستهدف الحمض النووي الريبوزي الريبوزومي الصغير (SSU rRNA)
ملاحظة: تم استخدام Dream Taq Green PCR Mix لهذه الخطوة.
| مسببات الأمراض | حجم المنتج المتوقع (نقطة أساس) | تسلسلات التمهيدي (5′-3′) | مراجع | ||
| كريبتوسبوريديوم | 830 | F1: CCATTTCCTTCGAAACAGGA | 1 | ||
| R1: TTCTAGAGCTAATACATGCG | |||||
| F2: AAGGAGTAAGGAACAACCTCCA | |||||
| R2: GGAAGGGTTGTATTTATTAGATAAAG | |||||
| 607 | F-1: GACATATCATTCAAGTTTCTGACC | 8,11 | |||
| R1-1: CTGAAGGAGTAAGGAACAC | |||||
| R2-1: TCTAAGAATTTCACCTCTGACTG | |||||
| المتبرعمة الكيسية | 600 | F1: GGGATCCTGATCCTTCCGCAGGTTCACCTAC | 3 | ||
| R1: GGAAGC TTATCTGGTTGATCCTGCCAGTA | |||||
| F2: ATCTGGTTGATCCTGCCAGT | |||||
| R2: GAGCTTTTTTTAACTGCAACAACG | |||||
| 460 | F1-1: TGCTTTCGCACTTGTTCATC | 3,12 | |||
| F2-1: GATTTATTGTCACTACCTCC | |||||
| R-1: ATCTGGTTGATCCTGCCAGT | |||||
الجدول 1: تسلسل التمهيدي ل SSU rRNA من Cryptosporidium و Blastocystis.
4. الكشف التقليدي المتداخل عن تفاعل البوليميراز المتسلسل لجين Enterocytozoon bieneusi ITS ، وجينات Giardia BG و GDH و TPI
ملاحظة: تم استخدام Dream Taq Green PCR Mix لهذه الخطوة.
| مسببات الأمراض | حجم المنتج المتوقع (نقطة أساس) | تسلسلات التمهيدي (5′-3′) | مراجع | ||
| Enterocytozoon bieneusi | 390 | F1: GGTCATAGGGATGAAGAG | 9 | ||
| R1: TTCGAGTTCTCTCTCGCGCTC | |||||
| F2: GCTCTGAATATCTGGCT | |||||
| R2: ATCGCCGACGGATCCAAGTG | |||||
| 390 | F1-1: GATGGTCATAGGGATGAAGAGCTT | 2 | |||
| R1-1: TATGCTTAAGTCCAGGGAG | |||||
| F2-1: AGGGATGAAGAGCTTCGGCTCTG | |||||
| R2-1: AGTGATCCTGTATGGATTT | |||||
| الجيارديا | 511 | BG-F1: AAGCCCGACGACCTCACCCGCAGTGC | 2,10 | ||
| BG-R1: GAGGCCGCCCTGGATCTTCGAGAGAC | |||||
| BG-F2: GAACGAACGAGAGAGGTCCG | |||||
| BG-R2: CTCGACGAGCTTCGTGTT | |||||
| 530 | GDH-F1: TTCCGTRTYCAGTACAACTC | 2,10 | |||
| GDH-R1: ACCTCGTTCTGRGTGGCGCA | |||||
| GDH-F2: ATGACYGAGCTYCAGAGGCACGT | |||||
| GDH-R2: GTGGCGCARGGCATGATGCA | |||||
| 530 | TPI-F1: AAATIATGCCTGCTCGTCG | 2,10 | |||
| TPI-R1: CAAACCTTITCCGCAAACC | |||||
| TPI-F2: CCCTTCATCGGIGGTAACTT | |||||
| TPI-R2: GTGGCCACCACICCCGTGCC | |||||
الجدول 2: تسلسل التمهيدي ل Enterocytozoon bieneusi ITS الجين ، وجينات Giardia BG و GDH و TPI.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الفئران Cryptosporidium ، جين Blastocystis SSU rRNA ، جين Enterocytozoon bieneusi ITS ، ونتائج اختبار تفاعل البوليميراز المتسلسل الجيني Giardia BG
تم اختبار جميع عينات براز المستقيم البالغ عددها 95 عينة من الفئران بحثا عن جين ITS الخاص ب Enterocytozoon bieneusi باستخدام مجموعتين من البادئات ، مما أدى إلى 5 عينات إيجابية ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ال Cryptosporidium و Enterocytozoon bieneusi و Blastocystis و Giardia هي طفيليات معوية حيوانية المنشأ شائعة. تم تصنيف الأولين على أنهما مسببات الأمراض البيولوجية من الفئة ب من قبل المعاهد الوطنية الأمريكية للصحة (NIH) ، وتم إدراج الأربعة جميعا من قبل منظمة الصحة العالمية (WHO) على أنها 24 من أهم الطفيليات التي تنقلها الأغذية في جميع أنحاء العالم. يمكن أن تصيب البشر وتلوث البيئة ، مما قد يتسبب في تفشي الأمراض ويؤثر بشكل كبير على أمن الصحة العامة
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.
تم دعم هذه الدراسة من قبل لجنة الصحة الإقليمية لمقاطعة جيانغسو (رقم المنح. Ym2023024) ، مشروع البحوث الطبية البلدية في Yancheng (رقم المنحة. YK2023085) ، والصندوق المفتوح للمختبر الرئيسي لعلم الأحياء الدقيقة المسببة للأمراض المسببة للأمراض المعدية الناشئة والمستمرة (مركز مقاطعة جيانغسو لمكافحة الأمراض والوقاية منها) (PM202402).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| أغاروز | تشينغكه تك | TSJ001 | |
| مجموعة استخراج جل Qiaquick | Qiagen | 28704 | مجموعة استخراج جل الحمض النووي |
| سلم 100 نقطة أساس زائد للحمض النووي | TransGen التكنولوجيا الحيويه | BM311 | سلم الحمض النووي |
| صبغة 4S Green Plus Nucleic Acid | BBI | A616696-0500 | صبغة الحمض النووي |
| 10×؛ مخزن TBE | سولاربيولوجيا | T1051 | مخزن الرحلان الكهربائي |
| الكيوبت 4.0 | الحراريه | https://www.thermofisher.com/in/en/home /صناعي/طيافية-عنصرية -تحليل نظير/مطيافية جزيئية/ fluorometers/qubit/models/qubit-4.html? ef_id=:G:s& s_kwcid=AL!3652!10!77515 785702067!!!! 77516061528018!! 380468 453!1240249321530142& cid=bid_pca_ aqb_r01_co_cp1359_pjt0000_bid 00000_0se_bng_bt_pur_con | جهاز الفلورة الكمي |
| ميني سبيس 1000 | تانون | http://en.biotanon.com/PRODUCT/ PRODUCTLIST?ID=3040& النوع = التفاصيل | كاميرا الجل |
| مجموعة صغيرة سريعة لبراز الحمض النووي لاستخراج الحمض النووي | كياغين | 51604 | مجموعة استخراج الأحماض النووية |
| قاعدة بروفليكس | الحراريه | https://www.thermofisher.com/ in/en/home/life-science/PCR/ thermal-cyclers-realtime- instruments/thermal-cyclers /proflex-pcr-system.html | PCR |
| مزيج دريم تاك الأخضر PCR | الحراريه | K1082 | تضخيم PCR |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن