本研究は、カンジダ glabrataで抗真菌薬耐性遺伝子で突然変異の分析の全ゲノム配列を実装します。カプソファンギン、アゾールと 5-フルシトシン、耐性菌のC. glabrataは、方法論を説明するために配列されました。菌株の感受性プロファイルは、遺伝子に特定の変異パターンの有無と相関。
このコンテンツを表示するには、JoVEへの購読が必要です。 または、無料トライアルをお申し込みください。
方法論記事
* These authors contributed equally
本研究は、カンジダ glabrataで抗真菌薬耐性遺伝子で突然変異の分析の全ゲノム配列を実装します。カプソファンギン、アゾールと 5-フルシトシン、耐性菌のC. glabrataは、方法論を説明するために配列されました。菌株の感受性プロファイルは、遺伝子に特定の変異パターンの有無と相関。
カンジダ glabrata も急速に薬剤耐性、特にアゾールやカプソファンギンにつながる変異を取得できます。抵抗は体外臨床的障害にしばしば関連付けることが検出されると、遺伝の突然変異の同定が不可欠です。C. glabrata抗真菌薬抵抗性のゲノム広い分析の全ゲノム配列 (WGS) を使用しての可能性を検討しました。目的はめざしイネーブラーをされ、実装 WG の障壁とその効果を測定します。このペーパーは、重要品質管理チェックポイントと抗真菌薬に対する感受性の低下と関連する遺伝マーカーを検討する WG 方法論の重要なコンポーネントを説明します。また、データ分析の正確性とテストの時間の周りのターンを見積もっています。
12 臨床表現型の感受性とC. glabrata ATCC 株の 1 つは、抗真菌薬感受性試験により決定されました。これらの含まれている 3 つは、薬剤の最小発育阻止濃度の上昇を開発する 3 つの患者からのペアを分離します。2 つのペアで 2 番目はカプソファンギンに各開発ペア抵抗の分離します。3 番目のペアの 2 番目の分離 5 フルシトシンへの抵抗を開発しました。残りは菌株の感受性およびアゾール耐性で構成。5 フルシトシン、アゾール系 echinocandin 抵抗性遺伝子の一塩基多型 (SNPs) は、次世代シーケンシングによる WG による耐性菌で確認されました。 FKS1、 FKS2 CgPDR1、CgCDR1 、 FCY2などの遺伝子を同定した抗真菌薬抵抗性の非同義の SNPs。全体的にみて、約 75-fold の読み取りの深さカバレッジを参照ゲノムにマップされるC. glabrata分離株の WGS 読み取りの 98% の平均。納期も費用もサンガーに匹敵するシーケンス。
結論としては、 C. glabrataの WGS は複数 PCR/DNA シーケンシング反応を必要とせずに別の抗真菌薬クラスに耐性に関与する臨床的に重大な遺伝子変異を明らかに可能だった。これは薬剤耐性授与置換の同時検出法の臨床検査室で WGS 能力を確立に向けた前向きな一歩を表します。
カンジダ glabrataは、抵抗、アゾールおよびもっと最近、カプソファンギン1,2,3種としての重要性をますます発生病原体です。異なり、二倍体のc. アルビカンス、 C. glabrataの半数体のゲノム変異を取得し、多剤耐性をより簡単に開発することができます。両方の薬剤クラスでも共同の抵抗は、4を報告しました。したがって、抗真菌薬感受性の初期評価とC. glabrataの薬剤耐性の検出は抗菌薬耐性1のドライバーを制限する抗真菌薬の管理のコンテキストのように正しい、ターゲットを絞った治療も重要,5,6。 耐性菌の抵抗性バイオ マーカーにリンクされている確証的突然変異の存在がまた処方を改善するための意思決定を迅速に検出する効率的なワークフローと臨床転帰を確立します。
抗真菌薬感受性は通常薬物のない成長と比較して微生物の成長に大幅な削減結果最低薬物濃度として定義されている最小発育阻止濃度 (MIC) を測定することによって評価されます。コントロール。臨床と研究室の標準研究所 (CLSI) 欧州委員会抗菌薬の感受性テスト (EUCAST) に感受性のマイクの決定を行うために試験方法を標準化してより正確で一貫性のある7、 8。ただし、抗真菌のマイクのユーティリティはカプソファンギン、特に限られている特に厚生比較に関して、様々 な方法論と条件が使用される9。また echinocandin 治療、WT を区別することができないに応答にマイクの不確かな相関関係がある (または影響を受けやすい) FKS 変異 (echinocandin 耐性菌)10,11をかくまっているそれらから分離されました。験の単一遺伝子 Pcr とサンガーの可用性も薬剤耐性マーカーのシーケンスを設定して、結果の実現は頻繁により遅れている複数抵抗マーカー5,12の同時検出の欠如。したがって、全ゲノム シーケンスに基づく解析により、ゲノム内の異なる場所での耐性付与突然変異の同時検出は、現在の方法より重要な利点を提供しています。
全ゲノム シーケンス (WGS) は、流行中の病気の感染だけでなく、ゲノム全体のリスク評価と薬剤耐性細菌やウイルスの13のテストのアプローチを追跡する正常に実装されています。核酸塩基配列決定技術の最近の進歩した全ゲノム配列 (WGS) 病原体の臨床的に実用的な時間の周りのターンで技術的、経済的に可能。DNA の配列では、病原体の同定および微生物学研究所14,,1516で採用の他の方法上の重要な利点を提供しています。まず、高スループット、スピードと品質で普遍的なソリューションを提供します。シーケンスは、微生物のいずれかに適用することができ、ローカルまたは地域研究所で規模の経済を可能します。第二に、国家および国際レベルで比較に従う '将来' 形式のデータが生成されます。最後に、医学の WGS の潜在的な有用性は、追加の臨床的および疫学的メタデータ17 を含む同等のデータ基地にリンクすることができます参照ゲノムを含むパブリック データ基盤の急速な成長によって補強されています、18。
最近の調査はCandida sppの臨床分離株の薬剤耐性マーカーの同定の WGS の有用性を示した。10,19,20します。 これは主に高スループット ベンチトップ シーケンサー、確立されたバイオインフォマティクス パイプラインおよび21,22のシーケンス処理のコストが低下の可用性。真菌 WGS のシーケンスは WGS が 1 回の実行で複数ゲノムのシーケンスをことができますサンガー優位。さらに、カンジダゲノムの WGS は特定の薬剤標的変異解析、遺伝的進化と臨床的に関連するシーケンス タイプ20,22,23の出現を追跡できます。最も重要なことは、本質的な耐性菌の場合は WGS は治療選択22,24前に耐性付与突然変異の早期発見に役立ちます。
ここでは、抗真菌剤の異なるクラスに薬剤耐性に関連する変異の WGS が有効なスクリーニングの可能性を調べた。エンドユーザーと診断真菌学研究室展望から WGS の実装のための方法論を提案します。我々 は、この分析の 3 つの分離を体外でカプソファンギンと 5 フルシトシンへの抵抗は次の抗真菌治療時間をかけて開発 3 つの独立した臨床例から培養のペアに含まれて。
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
この研究のために必要な倫理的な承認がありませんでした。
1. サブカルチャーと菌カンジダ glabrataに備えて
2. 抗真菌薬感受性の決定
3. シークエンシングのためゲノム DNA の抽出
4. ゲノム DNA の定量化
5. DNA ライブラリの準備
注: ライブラリの準備とシーケンスを製造元のプロトコルおよび会社 (図 1A) から提供されたガイドラインに従って行った (材料の表を参照してください)。
6. ライブラリのプールとベンチトップ シーケンサーの開始シーケンス
7. データのシーケンスの web サイトからダウンロードします。
8. シーケンス データ解析
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
13 C. glabrata C. glabrata 90030 と 12 ATCC 由来 (CMRL12 に CMRL1 を隔離集団) 臨床真菌参照実験室を含む、ウエストミード病院、シドニーを調べた (表 1)。これらは分離株 CMRL-1/CMRL-2, CMRL-3/CMRL-4 と CMRL-5/CMRL-6 間に疫学的リンクのない抗真菌治療前後の 3 つのペアが含まれている24 (表 1)。
9 抗真菌剤すなわち、アムホテリシン (AMB)、Anidulafungin (ANI)、ミカファンギン (MIF)、CLSI 解釈ブレークポイントを使用して、マイクを求めたキャスポファンギン (CAS)、5 フルシトシン (5 FC)、ポサコナゾール (POS)、ボリコナゾール (VRC)、イトラコナゾール (ITR) やフルコナゾール (FLC)。カンジダ ...
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
本研究には、可能性、おおよそタイムライン、 C. glabrataの薬剤耐性の WGS 誘導検出精度が決定されます。ライブラリの準備とシーケンスのターンアラウンド ・ タイム (TAT) は 4 日、ワンツー日数分析結果報告だったこれは少なくとも同じような量 TAT 培養皿サンガーから感受性試金のための比較サンプル数の大幅増加によるシーケンスします。約 30-90 C. glabrataゲノム シーケンス シーケンス率 80-100% のフローセル容量に基づいてシーケンス処理できます。本研究ではコスト/リソース要件はサンガーの現在のコストに相当するシーケンスは、社内の WGS 研究室セットアップで実行された、サンプルあたり 80-100 (aud) の推定コストは、順序付けとプローブ ベースの試金。すべての菌株の感受性は視覚的に読書ミラーを使用して読まれた商業アッセイ キットにより決定しました。文化成長が青から比色成長指標の変化によって示されたピンク色に。ピンク (成長) のシリーズがすなわち、井戸後マイクはよく最初の青として読まれた成長を大幅に阻害する抗真菌剤の最低濃度。WG の genomic D...
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
著者があるない競合する金銭的な利益とない利益相反を開示します。
この作品は、感染症・微生物学・公衆衛生学の中心によって支えられました。著者は、この研究のため他の資金を受信していません。著者は、専門家のアドバイスと支援全ゲノム シーケンス実験 Drs アリシア アーノット、ネイサン バッハマンと Ranjeeta メノンをありがとうございます。
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| DensiCHECK Plus | BioMérieux Inc | K083536 | McFarlandの測定値に使用される濃度計 |
| Sensititre YeastOne | TREK Diagnostic Systems, Thermo Scientific | YO10 | 標準的な抗真菌薬を含む商用感受性アッセイプレート。 |
| Fisherbrandの使い捨て接種ループと針 | フィッシャーサイエンティフィック、サーモフィッシャーサイエンティフィック | 22-363-605 | 使い捨てプラスチックループは、パッケージから直接使用できます。炎上は必要ありません。 |
| エッペンドルフのSafe-Lock微量遠心チューブ | Sigma Aldrich, Merck | T2795 | 容量 2.0 mL、natural |
| MP Biomedicals, LLC | のZYMOLYASE 20T | 8320921 | 真菌分離物の細胞壁溶解に使用 before DNA 抽出 |
| ウィザード ゲノム DNA 精製キット | プロメガ | A1120 | Does 100 DNA extractions |
| Quant-iT PicoGreen dsDNA Assay Kit | サーモフィッシャーサイエンティフィック | P7589 | プロトコルでは蛍光色素と呼ばれるPicogreen試薬. ラムダDNA標準とアッセイ用のpicogreen試薬が含まれています。 |
| Nextera XT DNAサンプル調製キット | Illumina | FC-131-1096 | Box 1およびBox 2を含む 96サンプル用試薬 |
| Nextera XTインデックスキットv2 | Illumina | FC-131-2001, FC-131-2002, FC-131-2003, FC-131-2004 | インデックスセット A インデックスセット B インデックスセット C インデックスセットD |
| NextSeq 500/550 High Output Kit v2 | イルミナ | FC-404-2004 | 300 サイクル、キットあたり 250 サンプル以上 |
| NextSeq 500 ミッド アウトプット v2 キット | イルミナ | FC-404-2003 | 300 サイクル、キットあたり 130 サンプル以上 |
| PhiX コントロール キット | イルミナ | FC-110-3001 | インデックス キットからインデックスを順番に並べ替えるには |
| TruSeq インデックス プレート フィクスチャ キット | FC-130-1005 | 2 フィクスチャー | |
| KAPA ライブラリ 定量化キット 次世代シーケンシング用 | KAPA Biosystems | KK4824 | 既製の標準液、プライマー、MasterMix |
| Janus NGS Express リキッドハンドリングシステムが含まれています | PerkinElmer | YJS4NGS | シーケンシング中のDNA希釈に使用されます |
| 0.8 mL 保存プレート | Thermo Scientific | AB0765B | MIDI プレート DNA ライブラリのクリーンアップおよび 標準化用 |
| Agencourt AMPure XP | Beckman Coulter | A63881 | ライブラリ精製用溶液中の磁気ビーズ |
| Magnetic Stand-96 | Thermo Fisher Scientific | AM10027 | 磁気ビーズベースのDNA精製に使用 |
| OrbiShaker MP | Benchmark Scientific | BT1502 | 96ウェルプレートシェーカー、4プラットフォーム |
| ハードシェルPCRプレート | BioRad | HSP9601 | 薄壁、96ウェル |
| LightCycler 480 Instrument II | ロシュ | 5015278001 | 96ウェルプレート |
| マイクロシール 'B' PCRプレート シーリングフィルム、接着剤、光学 | バイオラッド | MSB1001 | クリア96ウェルプレートシーラー |
| CLC Genomics Workbench | Qiagen | CLCBio | データ解析用ソフトウェア、バージョン8 |
| NextSeq500 instrument | Illumina | イルミナ | 次世代シーケンシングに使用されるベンチトップシーケンサー |
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。