Sejtmentes DNS: A nem kultúrán alapuló mikrobiológia jövője

A Klinikai Kémia szaklapban megjelent perspektivikus cikk megvitatta a keringő sejtmentes (cf) mikrobiális DNS alkalmazásának lehetőségét a tenyésztéstől független mikrobiológiában. Ez a cikk kifejezetten áttekinti a Karius tesztet olyan kórokozók kimutatására, amelyek gyorsabbak, mint a hagyományos vizsgálatok.

Mi a Karius teszt?

A Karius-teszt egy vérvizsgálat, amely szekvenciázza a mikrobiális sejtmentes DNS-t. Nagyobb diagnosztikai hozamot és gyorsabb időt kínál a hagyományos vizsgálatokhoz képest az ismeretlen invazivitás diagnosztizálása érdekében.

Metagenomika: a mikrobiológiai jellemzés jövője

A metagenomic az epidemiológia és az emberi mikrobiom vizsgálatok jövőbeni irányát képviseli. Konkrétan, a metagenomikus következő generációs szekvenálás (mNGS) elengedhetetlen az oksági kórokozó azonosításában, amely továbbra is kihívást jelent a klinikai környezetben.

Más körülmények között plazmasejt-mentes DNS (cfDNS) szekvenálást használtak a prenatális szűréshez, valamint a rák diagnosztikájához.

A plazma cfDNS mNGS megvalósításakor a vizsgálatok mikrobiális DNS-szekvenciákat azonosítottak, amelyek nem tulajdoníthatók a szennyező szervezeteknek. Úgy gondolják, hogy ezek az emberi mikrobiom összetevőit képviselik. További munkák során nem jellemzett vírusgenetikai anyagot (viróm) és> 1000 új baktériumot tártak fel.

Ez bebizonyította, hogy a plazma cfDNS mNGS képes jellemezni a mikrobákból a vérbe kerülő DNS-t a környező szövetekben élő szervezetekből. Ez a fertőző betegség diagnosztizálásának eszköze, amelyet a Karius teszt (Nature Microbiology) ismertet.

Következő generációs szekvenálási teszt sejtmentes DNS felhasználásával

A Karius teszt munkafolyamatát összefoglalhatjuk plazma szétválasztásként, a cfDNS kivonásakor, a minta és a könyvtár előkészítésében, az alap-pár szekvenálásban, a mikrobiális szekvencia adatbázis összehasonlításában és jelentésben. Ez a vizsgálat 1250 kórokozó jellemzésére képes (molekula/mikroliter (MPM)), és a munkafolyamat eredményeket hozhat klinikailag releváns időkeretben.

A Karius-teszt analitikai érvényességének értékelése

A gyakorlatban a Karius-tesztet alkalmazták a betegek vérmérgezésére. A teszt validálását 13 organizmussal végeztük, amelyeket a mintákhoz adtunk. Azonban nem minden szervezet képviseltette magát, és a jelentés mennyiségi volt.

Ez a korlátozott érvényesítési adatkészlet a számszerűsítéssel együtt kihívást jelent a tesztértelmezés számára; különösen, mivel a különböző betegpopulációk torzítják a mikroorganizmus DNS arányát, amely befolyásolja mind a teszt specifitását, mind a kimutatási határértéket.

Sőt, a Karius-teszt vezérlőszekvenciákat ad a mintákhoz az MPM-érték normalizálása érdekében. A kórokozók és a nem kórokozók megkülönböztetéséhez azonban nincsenek egyértelmű határok, ezért a mikrobiális cfDNS kvantitatív mérése nem sikeres. Ez megakadályozza a mintában a legrelevánsabb kórokozó azonosítását.

Kapcsolódó történetek

További kérdés az RNS vírusok (enterovírusok, hepatitis vírusok, vérzéses láz vírusok és légzőszervi vírusok) kimutatásának képtelensége. Az RNS-vírusok klinikailag fontosak, olyan állapotokban fordulnak elő, mint a meningoencephalitis és a szepszis, valamint a megmagyarázhatatlan betegségben szenvedők. A kórokozók mögöttes molekuláris biológiáját ritkán veszik figyelembe a türelem differenciált diagnosztizálásakor.

A Karius-teszt polimikrobiális fertőzésekben

A Karius teszt kimutatták, hogy a betegek több mint 50% -ában képes kimutatni egy valószínű kórokozót. Sok betegnek azonban azonosítottak több mikrobát, és kimutatták azokat vagy mikroorganizmusokat, amelyek tartalmazzák az emberi mikrobiomot. Ez nem meglepő, tekintettel a plazma cfDNS alkalmazására.

Fontos szempont, hogy a szöveti alapú fertőzések gyakran polimikrobiálisak, és nem minden szervezet képes egyedileg azonosítani. A többszörös mikrobiális detektálás tehát azt a tényt tükrözi, hogy a fertőzések polimikrobiális természetűek. E mikrobák helyének meghatározatlansága azonban megnehezíti a klinikai értelmezést; ez különösen fontos azoknál a betegeknél, akiknél fennáll a nyálkahártya gátjának megzavarásának veszélye.

Az antimikrobiális terápia spektrumának és időtartamának meghatározása

Nem lehet megkerülni a polimikrobák kérdését úgy, hogy antibiotikumot adunk a betegeknek, mielőtt a mintákat megkapnánk. Bár ezek az elpusztított baktériumfajok nem osztódnak, folytathatják a Karius-teszt által kimutatott cfDNS kibocsátását.

A Karius-teszt nem fedi fel az antimikrobiális érzékenységet (annak meghatározása, hogy melyik antimikrobiális terápia sikeres lesz bakteriális/gombás fertőzésben szenvedő betegeknél), ugyanakkor pozitív maradhat a tenyészetek antibiotikumokkal történő kezelése után. Ez a megállapítás megmagyarázza, hogy a közösség által szerzett tüdőgyulladást okozó kórokozókat miért nem támasztják alá kultúrátesztek.

Ennek terápiája általában az oksági kórokozókat veszi figyelembe. Azonban a szöveti alapú fertőzésekben a kórokozók azonosításának képtelensége elhúzódó széles spektrumú antibiotikum-kezelést írhat elő.

A közösség által szerzett tüdőgyulladást okozó kórokozó azonosításával tájékoztatást lehet kapni a terápia időtartamáról és spektrumáról egyaránt.

A hagyományos terápiák által elmulasztott okozati kórokozók leleplezése

A Karius-teszt hagyományos módszerekkel képes azonosítani azokat a kórokozókat, amelyek valószínűleg hiányoznak. Ide tartoznak a mikobakteriális és gombás fertőzések. A plazma cfDNS mNGS szintén segíti az invazív fertőzések diagnosztizálását olyan betegeknél, akik immunhiányosak vagy nem hajlandók invazív tesztelésre. Ezek a betegek általában antibakteriális terápiát kapnak.

Az antimikotikus vagy antimikobakteriális terápia megkezdéséhez azonban klinikai döntéshozatalra van szükség, amelyet az optimálisnál alacsonyabb teljesítményt szenvedő laboratóriumi tesztek támogatnak. Ezen terápiák szükségességének teljes értékelése invazív mintavételt igényel.

A kórokozó azonosításával tájékoztatják a klinikai döntéshozatalt, és elkerülik az invazív mintavétel és a kiterjesztett inkubáció negatív eredményeinek kockázatát.

A Karius-teszt nem kultúrán alapuló vizsgálat, amely az irodai cfDNS mNGS-t használja a fertőző betegségek diagnosztizálására. Más lehetőségek állnak rendelkezésre, és a klinikusok leginkább a prioritásokat értékelik, hogy meghatározzák a nem kultúrán alapuló vizsgálati módszerek legjobb módját.

A vizsgálatok költségei szintén fontos szempontok a klinikusok számára. A Karius teszt ára általában meghaladja a 2000 dollárt. E rendkívül összetett kereskedelmi tesztek forgalmazása egyre inkább olyan szolgáltatók számára történik, akik nem rendelkeznek a szükséges laboratóriumi szakértelemmel. Mint ilyen, a potenciális kritika értékelése szükséges, mielőtt az érdekeltek megalapozott döntéseket hoznának a végrehajtásáról.

A betegek kórokozó mikroorganizmusainak számos, nem kultúrán alapuló értékelése létezik. Míg a Karius-teszt egy ígéretes módszert képvisel, az összes módszert alaposan ki kell értékelni, mielőtt a fertőző betegség diagnosztikájának tömör megközelítését alkotnánk, ideértve az mNGS módszerek beépítését is.

Források

Peaper, DT és Durant, TS (2020) A sejt nélküli mikrobiális DNS keringése eljuttathat-e minket a kultúra jövőjébe a független mikrobiológiába? Klinikai kémia. doi: 10.1373/clinchem.2019.304220

Blauwkamp TA és mtsai. A fertőző betegség mikrobiális sejtmentes DNS-szekvenálási tesztjének analitikai és klinikai validálása. Nat Microbiol. doi: 10.1038/s41564-018-0349-6

További irodalom

Hidaya Aliouche

Hidaya tudományos kommunikációs rajongó, aki nemrég diplomát szerzett, és a tudományos és orvosi szövegírás terén kezd karriert. BSc-vel rendelkezik. biokémiában a Manchesteri Egyetemen. Szenvedélyes az írás iránt, és különösen érdekli a mikrobiológia, az immunológia és a biokémia.

Idézetek

Kérjük, használja a következő formátumok egyikét, hogy idézze ezt a cikket esszéjében, dolgozatában vagy jelentésében:

Aliouche, Hidaya. (2020. március 10.). Sejtmentes DNS: A nem kultúrán alapuló mikrobiológia jövője. News-Medical. Letöltve 2020. december 14-én a https://www.news-medical.net/life-sciences/Cell-Free-DNA-The-Future-of-Non-Culture-Based-Microbiology.aspx oldalról.

Aliouche, Hidaya. "Sejtmentes DNS: A nem kultúrán alapuló mikrobiológia jövője". News-Medical. 2020. december 14. .

Aliouche, Hidaya. "Sejtmentes DNS: A nem kultúrán alapuló mikrobiológia jövője". News-Medical. https://www.news-medical.net/life-sciences/Cell-Free-DNA-The-Future-of-Non-Culture-Based-Microbiology.aspx. (megtekintés: 2020. december 14.).

Aliouche, Hidaya. 2020. Sejtmentes DNS: A nem kultúrán alapuló mikrobiológia jövője. News-Medical, megtekintve 2020. december 14-én, https://www.news-medical.net/life-sciences/Cell-Free-DNA-The-Future-of-Non-Culture-Based-Microbiology.aspx.

A News-Medical.Net ezt az orvosi információs szolgáltatást a jelen feltételeknek megfelelően nyújtja. Felhívjuk figyelmét, hogy az ezen a weboldalon található orvosi információk célja a beteg és az orvos/orvos közötti kapcsolat és az általuk nyújtott orvosi tanácsadás támogatása, nem pedig annak helyettesítése.

News-Medical.net - AZoNetwork webhely