הפרוטוקול משתמש בדגימת צואה לא פולשנית בשילוב עם תגובת שרשרת פולימראז כמותית כדי להציע שיטת אבחון נוחה ומהירה לזיהום הליקובקטר פילורי ועמידותו בפני קלריתרומיצין וקינולונים.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
הפרוטוקול משתמש בדגימת צואה לא פולשנית בשילוב עם תגובת שרשרת פולימראז כמותית כדי להציע שיטת אבחון נוחה ומהירה לזיהום הליקובקטר פילורי ועמידותו בפני קלריתרומיצין וקינולונים.
הליקובקטר פילורי (H. pylori) נפוץ מאוד ברחבי העולם, כאשר לכ-50% מאוכלוסיית העולם יש היסטוריה של זיהום בהליקובקטר פילורי. בסין, שיעור ההדבקה נע בין 40% ל-70%. הליקובקטר פילורי קשור בעיקר למחלות במערכת העיכול כמו דלקת קיבה כרונית, כיבי קיבה וכיבים בתריסריון. נכון לעכשיו, הטיפול הקליני בזיהום הליקובקטר פילורי כולל טיפול משולש או מרובע. עם זאת, השימוש הנרחב באנטיביוטיקה הוביל להתפתחות עמידות לאנטיביוטיקה בהליקובקטר פילורי. לכן, זיהוי הן של הליקובקטר פילורי והן של עמידותו לאנטיביוטיקה הוא חיוני להנחיית הטיפול הקליני.
שיטות האבחון להליקובקטר פילורי כוללות בדיקת נשימה אוריאה (UBT), בדיקת אנטיגן, בדיקת נוגדנים סרולוגיים, אנדוסקופיה, בדיקת אוראז מהירה (RUT) ותרבית חיידקים. בעוד ששלוש השיטות הראשונות אינן פולשניות, הן אינן מאפשרות התאוששות חיידקים ולכן לא ניתן להשתמש בהן לבדיקת עמידות. שלוש השיטות האחרונות הן פולשניות, יקרות, דורשות מומחיות טכנית גבוהה ועלולות לגרום נזק לחולים.
לכן, שיטה לא פולשנית ומהירה לזיהוי בו-זמני של זיהום בהליקובקטר פילורי ועמידות לאנטיביוטיקה היא בעלת חשיבות קלינית עליונה למיגור יעיל של הליקובקטר פילורי. מאמר זה נועד להציג פרוטוקול ספציפי המשלב תגובת שרשרת פולימראז כמותית (qPCR) עם טכנולוגיית בדיקה פלואורסצנטית של TaqMan כדי לזהות במהירות זיהום בהליקובקטר פילורי ועמידות לאנטיביוטיקה. שיטה זו מספקת דרך נוחה, מהירה ולא פולשנית לאבחון זיהום ועמידות להליקובקטר פילורי , בניגוד לתרבית חיידקים מסורתית וטכניקות אחרות. qPCR משמש לזיהוי הזיהום וזיהוי מוטציות בגנים 23S rRNA ו-gyrA , הקשורים לעמידות לקלריתרומיצין וקווינולונים, בהתאמה. בהשוואה לטכניקות תרבית קונבנציונליות, גישה זו מציעה שיטה לא פולשנית, חסכונית וחסכונית בזמן לאיתור זיהום הליקובקטר פילורי וקביעת עמידותו לאנטיביוטיקה.
הליקובקטר פילורי הוא חיידק גרם שלילי בצורת ספירלה שיכול להדביק באופן מתמשך את אפיתל הקיבה האנושי1. בשנת 1994, ארגון הבריאות העולמי סיווג את הליקובקטר פילורי כמסרטן מקבוצה 1 לסרטן הקיבה, כאשר ~3% מהאנשים שנדבקו פיתחו בסופו של דבר את המחלה2. סקירה שיטתית שפורסמה לאחרונה הצביעה על מגמה כללית של עלייה בשיעור העמידות לאנטיביוטיקה של הליקובקטר פילורי בעשור האחרון, שהגיעה לרמות מדאיגות ברחבי העולם, במיוחד עמידות לקלריתרומיצין3. בסין, נתוני הסקר האחרונים הראו כי השכיחות המצטברת של הליקובקטר פילורי בקרב סינים עירוניים היא 27.08%; שיעורי העמידות לקלריתרומיצין ולבופלוקסצין היו 50.83% ו-47.17%4, שהם גבוהים יותר מארה"ב (לבופלוקסצין 37.6%, קלריתרומיצין 31.5%)5ואירופה (לבופלוקסצין 15.8% וקלריתרומיצין 21.4%)6. כתוצאה מכך, אבחון וטיפול מוקדמים ומדויקים הם קריטיים. עם זאת, העמידות הגוברת לאנטיביוטיקה של הליקובקטר פילורי מפחיתה במידה ניכרת את יעילות הטיפול, מה שמדגיש את הצורך הדחוף במחקר מתמשך לאבחון ולטיפול בה.
שיטות האבחון של הליקובקטר פילורי מסווגות לטכניקות פולשניות ולא פולשניות7. שיטות פולשניות כוללות בדיקה היסטופתולוגית, בדיקת אוראז מהירה (RUT) ותרבית חיידקים8. בדיקה היסטופתולוגית מסתמכת על עיבוד ותצפית מיקרוסקופית של דגימות ביופסיה, עם דיוק מוגבל על ידי הכנה היסטולוגית ומומחיות בפתולוגיה9. RUT מזהה הליקובקטר פילורי באמצעות פעילות של אוראז, אשר מבצע הידרוליזה של אוריאה לייצור אמוניה, וכתוצאה מכך שינוי אלקליין במגיב, ובכך מצביע על נוכחות החיידק9. זה פשוט וחסכוני. לתרבית חיידקים, הנחשבת ל"תקן הזהב", יש לעתים קרובות שיעור הצלחה מתחת ל-50% בשל המאפיינים הפיזיולוגיים הייחודיים של הליקובקטר פילורי10.
שיטות לא פולשניות כוללות בדיקת נשימה אוריאה 13C/14C (UBT), אבחון סרולוגי ובדיקת אנטיגן צואה (SAT)11. בדיקת הנשימה פועלת על פי עיקרון דומה לזה של RUT, ומזהה CO2 מסומן איזוטופית באוויר נשוף כדי לאשר זיהום12. אבחון סרולוגי מזהה נוגדנים, שעלולים להימשך לאחר מיגור חיידקים, מה שמקשה על הערכת יעילות הטיפול13. בדיקת אנטיגן צואה מזהה אנטיגנים ספציפיים להליקובקטר פילורי בדגימות צואה, ומספקת שיטה אמינה ולא פולשנית עם שיעור נמוך יותר של תוצאות חיוביות כוזבות ודיוק טוב לאבחון זיהומים פעילים14.
לכל שיטת אבחון יש את היתרונות והמגבלות שלה15. מלבד תרבית חיידקים, שיטות אחרות מתקשות באיתור עמידות לאנטיביוטיקה, בעוד שתרבית נפגעת על ידי שיעורי הצלחה נמוכים16. לאחרונה, שיטות אבחון מולקולאריות כגון PCR כמותי בזמן אמת (qPCR) יושמו באופן נרחב לזיהוי מיקרוביאלי17. qPCR יכול לזהות במדויק את הליקובקטר פילורי ולנתח מוטציות בגנים עמידים, ומציע מבט מקיף יותר על הזיהום18.
בדיקות פלואורסצנטיות נועדו להיקשר במיוחד לרצף מטרה ב-DNA במהלך תהליך ה-qPCR. בדיקות אלה מסומנות בדרך כלל בצבע פלואורסצנטי, הפולט אות כאשר הגשושית נקשרת למטרה שלה ונבקעת על ידי הפולימראז במהלך ההגברה. זה מספק מדידה בזמן אמת של תהליך ה-PCR. בדיקות פלואורסצנטיות ידועות בספציפיות הגבוהה שלהן בשל העיצוב הייחודי של הגשושית, המבטיח שרק רצף ה-DNA של המטרה מזוהה, מה שמפחית את הסיכוי לקשירה לא ספציפית ומשפר את ספציפיות הבדיקה. זה הופך את טכנולוגיית הבדיקה הפלואורסצנטית לשימושית במיוחד לאיתור מטרות בשפע נמוך, כגון DNA הליקובקטר פילורי בדגימות צואה. בעוד ש-SYBR Green הוא צבע קושר DNA נפוץ ב-PCR, הוא יכול להיקשר לכל DNA דו-גדילי, מה שעלול לגרום להגברה לא ספציפית ולתוצאות חיוביות כוזבות.
תרבית הליקובקטר פילורי מדגימות קליניות אינה מספקת נתוני עמידות לאנטיביוטיקה ישירות. לעומת זאת, qPCR מבוסס בדיקה פלואורסצנטית הוא מהיר יותר, נוח יותר וניתן להתאים אותו לזיהוי בו-זמני של הליקובקטר פילורי וסמני עמידות לאנטיביוטיקה. שיטה זו לא רק מספקת תוצאות מהירות יותר משיטות תרבות מסורתיות, אלא גם מאפשרת זיהוי בו זמנית של גנים עמידים לאנטיביוטיקה, מה שמשפר מאוד את יעילות הזיהוי והנוחות. שיטה זו מספקת דרך נוחה, מהירה ולא פולשנית לאבחון זיהום ועמידות להליקובקטר פילורי , בניגוד לתרבית חיידקים מסורתית וטכניקות אחרות.
ישנן שתי סוגיות מכריעות שיש לקחת בחשבון עבור עמידות לאנטיביוטיקה של הליקובקטר פילורי : 1) העקביות של הגנוטיפ והפנוטיפ, 2) העמידות לתרופות מרובות. מחקר רב-מרכזי רחב היקף בסין מצא כי דפוסי העמידות הכפולה לקלריתרומיצין/לבופלוקסצין היו 26.1%. פנוטיפים וגנוטיפים של H pylori עמידים לקלריתרומיצין ולבופלוקסאצין הראו הסכמה משביעת רצון (מקדם קאפה = 0.810 ו-0.782, בהתאמה)19. לכן, ניתן להשתמש בשיטת qPCR לאיתור זיהום בהליקובקטר פילורי ועמידות לתרופות. שיטות בדיקת אנטיגן צואה (SAT) ו-qPCR נמצאות בשימוש יותר ויותר בשל נוחות הדגימה. הרגישות, הספציפיות והדיוק של השיטות לזיהוי הליקובקטר פילורי הם כדלקמן: qPCR > UBT > SAT > RUT> CagA IgG > תרבית20. כל השיטות הלא פולשניות מתאימות לבדיקה ראשונית. מכיוון ש-qPCR יכול לזהות בנוסף גנים עמידים לתרופות, qPCR ותרבית יתאימו יותר להנחיית הטיפול.
גישות חדשניות אחרות, כגון אלגוריתמים של בינה מלאכותית (AI) בשילוב עם תמונות אנדוסקופיות21, מיקרופלואידיקה דיגיטלית22 ו-RPA-CRISPR/Cas12a23, מראות תיאורטית יעילות אבחון טובה וסיכויי יישום מבטיחים. עם זאת, qPCR היא כיום הטכניקה המתוחכמת ביותר לביולוגיה מולקולרית עם פוטנציאל לספק פתרון מעולה לאבחון וטיפול בזיהומי הליקובקטר פילורי .
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מחקר זה מקפיד על ההנחיות האתיות שנקבעו על ידי ועדת האתיקה של בית החולים העממי המחוזי גואנגדונג, האוניברסיטה הרפואית הדרומית, גואנגג'ואו, סין (מס' אישור: KY2024-445-01). מידע מפורט לגבי החומרים המשמשים במחקר זה (ריאגנטים, כימיקלים, ציוד ותוכנה) ניתן למצוא בטבלת החומרים.
1. בחירת משתתפים
2. איסוף דגימות צואה
הערה: ספק את סעיף 2 כהוראות למשתתפים.
3. מיצוי חומצות גרעין
הערה: השלם את כל ההליכים בתוך ארון בטיחות ביולוגית כדי למנוע זיהום.
4. qPCR איתור חומצות גרעין הליקובקטר פילורי ומוטציות עמידות לקלריתרומיצין וקינולונים
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
יישום qPCR לזיהוי זיהום הליקובקטר פילורי ועמידות לאנטיביוטיקה בדגימות צואה
עיצבנו פריימרים ובדיקות המבוססים על מוטציות נקודתיות בגנים השמורים של הליקובקטר פילורי, כמו גם בגן 23S rRNA ובגן gyrA . פריימרים ובדיקות אלה סומנו בצבעי פלורסנט שונים ולאחר מכן שימשו לזיהוי qPCR. תוצאות בקרת האיכות עבור ניסויי ה-qPCR היו בטווח המומלץ, מה שמצביע על תוצאות זיהוי אמינות (איור 1). במחקר זה, ב...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בשנים האחרונות, שיטות זיהוי מולקולאריות יושמו באופן נרחב בתחום המיקרוביולוגיה, ושינו באופן משמעותי את הניהול הקליני של מספר מחלות זיהומיות. שיטות אלו פועלות ברמה הגנטית, ומאפשרות לא רק אישור נוכחות חיידקים אלא גם בדיקת סוג גנים ועמידות לאנטיביוטיקה. PCR כמותי פלואורסצנטי בזמן אמת (qPCR) מועדף יותר ויותר בשל זמן העיבוד הקצר שלו, הרגישות והדיוק הגבוהים והסיכון הנמוך לזיהום צולב. הוא הפך לשימוש נרחב במעבדות קליניות לאבחון זיהומי הליקובקטר פילורי .
שילוב ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים שאין להם אינטרסים מתחרים.
מחקר זה מומן על ידי קרן המחקר לכישרונות מתקדמים של בית החולים העממי של מחוז גואנגדונג [מענק מס. KY012023293]. עבודה זו נתמכה על ידי Jiangsu Mole Bioscience Co. למממנים לא היה כל תפקיד בתכנון המחקר, באיסוף הנתונים ובניתוחם, בהחלטה לפרסם או בהכנת כתב היד.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| BSC-1500IIA2-X | BIOBASE | SEDA | ארון בטיחות ביולוגית |
| צינור איסוף ואחסון צואה חד פעמי | שומה | לאסוף דגימות צואה | |
| צנטריפוגה E-צנטריפוגה | WEALTEC | הנוזל השיורי מדופן הצינור | |
| חומצת גרעין הליקובקטר פילורי, קלריתרומיצין וערכת זיהוי מוטציות עמידות לקווינולון | שומה | איתור זיהום הליקובקטר פילורי ועמידות לאנטיביוטיקה; מגיב הליקובקטר פילורי מיובש בהקפאה (המכיל פריימרים, בדיקות, Taq פולימראז, אנזים UNG, dNTPs וכו'), בקרה חיובית להליקובקטר פילורי (המכיל הליקובקטר פילורי וגני מטרה אנושיים &בטא;-אקטין), ובקרה שלילית להליקובקטר פילורי (המכיל גנים מטרה אנושיים ובטא;-אקטין) | |
| שומה 96M אוטומטית מחלץ חומצות גרעין | שומה | למיצוי | |
| DNAערכת מיצוי חומצות גרעין | שומה | לחילוץ חומצת גרעין; מכיל מאגר ליזה (מלח גואנידין, טריס הידרוקסימתיל אמינומתאן, טווין-20, נתרן כלורי), מאגר כביסה 1 (נתרן כלורי), מאגר כביסה 2 (טריס הידרוקסימתיל אמינומתאן, טווין-20), מאגר כביסה 3 (חרוזים מגנטיים, Tween-20), מאגר כביסה 4 (מים ללא נוקלאז) ומאגר אלוטיון (טריס הידרוקסימתיל אמינומתאן), יחד עם מתלה מגנטי | |
| SLAN מערכת ניתוח PCR רפואית אוטומטית לחלוטין | ניתוח נתונים | HONGSHI | |
| SLAN-96S מכונת PCR בזמן אמת | HONGSHI | הגברת PCR כמותית פלואורסצנטית | |
| מקפיאים בטמפרטורה נמוכה במיוחד (DW-YL450) | MELING | SEDA | 20172220091-20 ° C לאחסון ריאגנטים |
| Vortex-5 | Kylin-bell | לערבוב מגיב |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.