| تعداد نشریات | 44 |
| تعداد شمارهها | 1,877 |
| تعداد مقالات | 15,278 |
| تعداد مشاهده مقاله | 43,730,756 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 17,563,103 |
تشخیص مقاومت به افلوکساسین با روش مولکولی سریع Allele Specific PCR در مایکوباکتریوم توبرکلوزیس | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| زیست شناسی میکروبی | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| مقاله 4، دوره 3، شماره 9، خرداد 1393، صفحه 21-34 اصل مقاله (500.66 K) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| نویسندگان | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| وحیده وحیدی1؛ محمدرضا ذوالفقاری2؛ اعظم احمدی3؛ مانا شجاع پور4؛ سید رضا مودب5؛ محمد ارجمندزادگان* 6 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1دانشجوی کارشناسی ارشد میکروبیولوژی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد قم، گروه میکروبیولوژی، قم، ایران | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2استادیار میکروبیولوژی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد قم، گروه میکروبیولوژی، قم، ایران | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3دانشجوی دکتری تخصصی ژنتیک مولکولی، دانشگاه تربیت مدرس و مرکز تحقیقات سل و عفونی کودکان، علوم پزشکی اراک،ایران | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 4دانشجوی دکتری تخصصی پزشکی مولکولی، مرکز تحقیقات پزشکی و مولکولی، دانشگاه علوم پزشکی اراک، ایران | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 5استادیار مرکز تحقیقات سل و ریه، دانشگاه علوم پزشکی تبریز، ایران | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 6استادیار باکتری شناسی پزشکی، مرکز تحقیقات سل و عفونی کودکان، دانشگاه علوم پزشکی اراک، ایران | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| چکیده | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| مقدمه : مقاومت به فلوروکینولونها در بیماری سل رو به گسترش است. تشخیص مقاومت به روش کشت خلط دو ماه به طول میانجامد. مطالعه حاضر، به منظور طراحی روشی برای تشخیص سریع مقاومت سویه ها ی کلینیکی مایکوباکتریوم توبرکلوزیس به افلوکساسین انجام شد. مواد و روشها: در این مطالعه، DNA های استخراج شده از 41 سویه کلینیکی مایکوباکتریوم توبرکلوزیس حساس و مقاوم به افلوکساسین موجود در بانک DNA مرکز تحقیقات سل و بیماریهای عفونی با دو روش مولکولیآلل اسپسیفیک پی سی آر ( AS-PCR ) و تعیین ترادف (سکوئنس)، برای تعیین موتاسیون در منطقه مرتبط با مقاومت ژن gyrA با هم مقایسه شدند. پرایمرهای داخلی برای تشخیص موتاسیونهای مرتبط با مقاومت طراحی و شرایط PCR تعیین شد. قطعه مورد نظر درتعدادی از نمونهها تعیین ترادف شده و بهعنوان استاندارد طلایی با روشهای ارائه شده مقایسه شد. نتایج: روش AS-PCR به خوبی قادر به تشخیص موتاسیون با تشکیل یا عدم تشکیل باند داخلی شد که نشان دهنده طراحی صحیح پرایمرها بود. روش AS-PCR اجرا و با توجه به نتایج بسیار خوب به عنوان روش عادی استفاده شد. در مجموع، از 41 سویه کلونیکی مایکوباکتریوم توبرکلوزیس مطالعه شده، 37 سویه از نظر فنوتیپی (به روش کشت proportion ) مقاوم به افلوکساسین و 4 سویه حساس به این دارو بودند. از 37 سویه مقاوم از نظر فنوتیپی، 32سویه با روش AS-PCR مقاوم به افلوکساسین و 5 نمونه حساس تعیین شدند. نتایج تعیین ترادف، با نتایج روشهای استفاده شده انطباق داشت. حساسیت و ویژگی روش به ترتیب معادل 11/86 درصد و 100 درصد به دست آمد. بحث و نتیجهگیری: نتایج مطالعه حاضر نشان میدهد که روش AS-PCR طراحی شده میتواند به عنوان یک روش ساده و سریع برای تعیین حساسیت و مقاومت به افلوکساسین در سویههای مایکوباکتریوم توبرکلوزیس استفاده شود. این روش تا کنون در منابع علمی گزارش نشده است. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| کلیدواژهها | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| افلوکساسین؛ مایکوباکتریوم توبرکلوزیس؛ Allele Specific –PCR | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| اصل مقاله | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
مقدمه امروزه یکی از بزرگترین مسائل بهداشتی جهان، بیماری سل است. حدس زده میشود که از هر سه نفر جمعیت جهان، یک نفر به باسیل سل آلوده بوده و در هر ثانیه یک نفر به تعداد آنان افزوده میشود. طبق برآوردهای موجود، 50 میلیون نفر از این افراد، به باسیل سل مقاوم به چند دارو (MDR-TB) آلوده هستند و این مساله به شدت نگران کننده است (1). در سالهای اخیر بروز گسترش سل مقاوم به دارو و همچنین، مقاومت به فلوروکینولونها و البته مقاومت به یکی از داروهای تزریقی نگرانیهای زیادی در کنترل سل به وجود آورده است (4). درمان نامناسب بیماران TB، به موتاسیون در سویههای مایکوباکتریوم توبرکلوزیس منجر خواهد شد که سببب مقاومت دارویی میشود (5). تجمع موتاسیون در ژنهای هدف سبب ایجاد سویههای MDR-TB و XDR-TB میشود (2). از این رو تشخیص سریع مقاومت نکته کلیدی در کنترل و درمان سل است (1). هدف سلولی فلوروکینولونها در مایکوباکتریوم توبرکلوزیس، آنزیم DNAgyrase است که پیچش DNA را هنگام همانندسازی باز میکند تا همانندسازی DNA انجام گیرد (5 و 6). این آنزیم شامل دو زیر واحد آلفا و بتا است که زیر واحد آلفا توسط ژن gyrA و زیرواحد بتا توسط ژن gyrB کد میشوند. با توجه به مطالعاتی که تاکنون بر روی مقاومت به فلوروکینولونها در مایکوباکتریوم توبرکلوزیس انجام شده، مشخص شده که مقاومت به این دارو وابسته به موتاسیون در یکی از کدونهای منطقه QRDR، ژن gyrA کد کننده زیر واحد آلفای آنزیم DNAgyrase است (5- 7) تحلیل ناحیه QRDR به تنهایی از طریق آزمایشهای ژنوتایپینگ انجام میشود که این آزمایشها به عنوان آزمایشهای سریع شناسایی، شناخته شده اند. تا کنون برای تعیین رخداد جهشها در ناحیه QRDR از کدون 89 تا 94 از روشهای تعیین ترادف، real-time PCR و SSCP استفاده شده است (5، 6، 8-10). حالت وحشی[1] به عنوان شاخص در نظر گرفته شده و هر گونه حالت غیر طبیعی به عنوان موتان در نظر گرفته میشود. به این ترتیب فارغ از نوع موتاسیون و تبدیل اسید آمینه ASP به هر اسید آمینه دیگردر کدون 94 پرایمرهایی برای حالت وحشی طراحی شده که تمام انواع موتاسیونهای احتمالی شناخته شده یا نشده را پوششش میدهد. از آنجایی که افلوکساسین، یکی از داروهای رده دوم درمان سل است که امروزه به شکل گسترده برای درمان سل مقاوم به چند دارو استفاده میشود، متاسفانه به علت مصرف فراوان و نامنظم دارو، مقاومت اکتسابی به این دارو، رو به افزایش است. بنابراین، پیدا کردن روش سریع برای تشخیص مقاومت فرد مبتلا به این دارو، بسیار مهم است. روش AS-PCR یک تکنیک مناسب برای تشخیص موتاسیونهای نقطه ای یا حذفهای کوچک است. این روش نوعی از PCR است که در آن علاوه بر پرایمرهای رفت و برگشت، یک پرایمر داخلی نیز استفاده میشود. طراحی این پرایمر داخلی کاملا اختصاصی بوده و مبتنی بر شناخت موتاسیونهای احتمالی در سایت مورد نظر است. با این توضیح که منطقه ای از پرایمر که باید کاملامنطبق با الگو باشد، انتهای 3′ است. پرایمر از قسمت 3′ به محل اختصاصی خود در الگو متصل شده و طویل شدن پرایمر (تشکیل رشته جدید) از همین بخش توسط DNA پلیمراز انجام میشود. پرایمر به گونهای طراحی میشود که محل موتاسیون احتمالی در محل اتصال 3′پرایمر به الگو باشد. بدین ترتیب در صورت رخداد موتاسیون در این نقطه، پرایمر متصل نشده و باند تشکیل نمیشود. این تحقیق، با هدف دستیابی به روشی ساده به منظور تشخیص مقاومت سویههای کلینیکی مایکوباکتریوم توبرکلوزیس به فلوروکینولونها، بدون نیاز به دستگاههای پیشرفته و روشهای زمانبر انجام شده است. مواد و روشها در این تحقیق، DNAهای استخراج شده از 41 سویه کلینیکی مایکوباکتریوم توبرکلوزیس حساس و مقاوم به افلوکساسین موجود در بانک DNA مرکز تحقیقات سل و بیماریهای عفونی با دو روش مولکولی بدین منظور از Gene Blast و نرم افزارهای Mega و Integrated DNA Technology استفاده شد (جدول2). انجام PCR به منظور بررسی وجود موتاسیون در ژن gyrA و به منظور تکثیر قطعه 194bp، DNA استخراج شده به همراه پرایمرهای اختصاصی F و R (جدول 2) در واکنش PCR وارد شده و تکثیر بخش مورد نظر از ژن یاد شده در دستگاه ترموسایکلر انجام شد. واکنش PCR با تغییر دمای اتصال پرایمرها Annealing و غلظت آنها بهینه شد (جدول 1).
جدول1- برنامه واکنش زنجیره ای پلیمراز برای تکثیر ژن gyrA
جدول 2- ویژگیهای پرایمرهای طراحی شده
روشهای مولکولی برای تعیین موتاسیون در این تحقیق، دو روش مولکولی AS-PCR و تعیین ترادف به شرح زیر برای تعیین موتاسیون در منطقه QRDR بررسی مقایسه ای شدند. روش AS-PCR روشی برای تشخیص SNP است. در این تکنیک طراحی دقیق پرایمرهای داخلی مهم است، به گونه ای که موتاسیونهای احتمالی در ناحیه 3′ آنها شناسایی شود. پرایمرهای اختصاصی برای تکنیک AS-PCR برای کدنهای 90، 91 و دو آلل کدن 94 (تحت عنوان پرایمرهای داخلی) طراحی و ساخته شدند (جدول 4) پرایمرهای انتخاب شده به شرح 1 و ترکیب پرایمرها و روش AS-PCR مورد استفاده برای شناسایی موتاسیونهای موجود در ژن gyrA، به منظور تشخیص سویههای حساس از سویههای مقاوم به افلوکساسین، طبق پروتکل زیر (جدول 3) و در حجم نهایی 25 میکرولیتر انجام شد.
شکل 1 - محل قرارگیری پرایمرهای طراحی شده برای MultiplexAllele specific-PCRبا کمک برنامه MEGA
جدول3- مقدار ترکیبات استفاده شده در مخلوط واکنشAllele Specific-PCR
میکروتیوبها در دستگاه ترمال سایکلر قرار داده و طبق برنامه داده شده به دستگاه PCR انجام شد. سپس، الکتروفورز روی ژل آگاروز 8/1درصد انجام و ژل، برای بررسی نتایج با دستگاه ترانس لومیناتور با اشعه U. V مشاهده شد. در پایان انطباق فنوتیپی و ژنوتیپی انجام شد. انجام تعیین ترادف[2] برای ارزیابی روش تعیین موتاسیون با کمک
نتایج نتایج PCR انجام PCR ساده ژن gyrA روی تمامی 41 نمونه مطالعه شده، باند bp 194را ارائه کرد که نشان دهنده انتخاب صحیح پرایمرها و تعیین برنامه مناسب تکثیر بود. محصول PCR در شکل 1 برای 4 نمونه نشان داده شده است.
شکل2- باند 194bp حاصل از تکثیر ژن gyrA با استفاده از پرایمرهای f و r در 4 نمونه 12x, 668, 2n, 1511
نتایج AS-PCR پرایمرهای اختصاصی برای تکنیک پرایمرهای طراحی شده در این تحقیق برای حالت وحشی (بدون موتاسیون)، باندهای مناسبی در حالت
شکل3- تصویر الکتروفورز دو نمونه حساس 73 و e 35: باندهای اصلی و داخلی تکثیر شده که نشانگر عدم موتاسیون و حساسیت نمونهها به افلوکساسین است.
جدول 4- الگوهای متفاوت ایجاد شده در روی ژل توسط پرایمرهای طراحی شده در این مطالعه
در شکل 4 محصولات PCR زیر الکتروفورز شدهاند: ستونA تکثیر نمونه 111 با استفاده از پرایمرهای ستونB تکثیر نمونه 111 با استفاده از پرایمرهای ستون C تکثیر نمونه 111 با استفاده از پرایمرهای ستون D تکثیر نمونه 111 با استفاده از پرایمرهای ستونE تکثیر نمونه111 با استفاده از پرایمرهای علاوه بر این، تحلیل ژنتیکی سویه 1511 نیز در شکل 3 ارائه شده است. ستون A تکثیر نمونه 1511 با استفاده از پرایمرهای ستونB تکثیر نمونه 1511 با استفاده از پرایمرهای ستون C تکثیر نمونه 1511 با استفاده از پرایمرهای ستون D تکثیر نمونه 1511 با استفاده از پرایمرهای ستونE تکثیر نمونه1511 با استفاده از پرایمرهای
شکل 4- تصویر الکتروفورز محصولات AS-PCR دو نمونه XDR 1511 و 111 نمونه 290 که در شکل 4 مشاهده میشود، در کدن 90 دچار جهش است (ستونB شامل: محصول PCR با پرایمرهای f,r,90) زیرا باند داخلی مربوط به این کدن که 88 جفت بازی است تشکیل نشده است و تنها باند
شکل 5- تصویر الکتروفورز نمونه290 مقاوم به افلوکساسین با موتاسیون در کدن 90 (ستون B)
جدول 5- نتایج AS-PCR و تعیین توالی
جدول نتایج AS-PCR و تعیین توالی در جدول 5، همه 41 سویه به همراه نتیجه آزمایش AS-PCR آنها آورده شده است. همانطور که در این جدول مشاهده میشود با استفاده از روش یاد شده مشخص شده که هر یک از سویهها در کدام کدن خود دچار موتاسون شده و در نتیجه به افلوکساسین مقاومت نشان داده اند. نتایج به دست آمده به شکل تصادفی در مورد برخی نمونهها با نتایج تعیین ترادف مقایسه شده است. تطابق بین نتایج نشان دهنده دقت روش یاد شده است. همانگونه که در جدول مشاهده میشود 41 نمونه آزمایش شده اند که از بین آنها به لحظ فنوتیپی 31 نمونه مقاوم و 10 نمونه حساس بودند. با انجام آزمایش AS-PCR بر روی آنها مشخص شد که همه 31 نمونه به لحاظ ژنوتیپی هم مقاوماند. 10 نمونه به لحاظ فنوتیپی حساس بودند که به لحاظ ژنوتیپی و از طریق روش AS-PCR هم حساس شناسایی شدند. از 31 نمونه مقاوم 5 سویه به علت رخ دادن موتاسیون در کدن 90 9، سویه به علت رخداد موتاسیون در کدن 91، 9 سویه به علت رخداد موتاسیون در کدون 94-M1، و13 سویه به علت رخداد موتاسیون در کدن 94-M2 خود، ویژگی مقاومت نسبت به افلوکساسین را به دست آورده اند. تعداد 5 سویه نیز از 31 سویه مقاوم، در دو کدن خود دارای موتاسیون و مقاومت به افلوکساسین بودند. روش مولکولی استاندارد تعیین ترادف است. که روی 16 سویه (10 نمونه حساس و 6 سویه مقاوم) انجام شد. از این تعداد، 8 سویه حساس و 6 سویه مقاوم تعیین شدند. بدین ترتیب حساسیت روش AS-PCR در مقایسه با روش فنوتیپی 100 و ویژگی روش نیز 100 درصد است. در مقایسه با روش تعیین ترادف حساسیت و ویژگی به ترتیب 75 و 100 درصد است. بررسی نتایج تعیین ترادف نتایج تعیین ترادف نشان میدهد که کدن 90 دارای توالی GCG است که کدکننده اسید آمینه آلانین است. موتاسیون در این کدن سبب جانشینی T به جای C میشود و در نتیجه توالی به GTG تغییر مییابد که کد کننده اسید آمینه والین است. کدن 91 دارای توالی TCG است که کدکننده اسید آمینه سرین است. موتاسیون در این کدن سبب جانشینیC به جای T میشود و در نتیجه توالی به CCG تغییر مییابد که کد کننده اسید آمینه پرولین است. همچنین، این نتایج نشان میدهد که کدن 94 دارای توالی GAC است که کد کننده اسید آمینه آسپارژین است. اما موتاسیونهای متعدد در این کدن سبب انواع جانشینی میشود. از جمله G به جای A قرار گرفته و توالی GGC تشکیل میشود که گلایسین را کد میکند. حالت دیگر آن است که C به جای A قرار گرفته، توالی GCG تشکیل میشود که کد کننده آلانین است. در حالت سوم A جایگزین G میشود و توالی AAC تشکیل میشود که کدکننده آسپارژین است. و در حالت دیگر دو T به جای G و A قرار گرفته و توالی TTC شکل میگیرد که اسید آمینه فنیل آلانین را کد میکند. بحث و نتیجهگیری فلوروکینولونها، ترکیبات تازه تولید شده ای مثل موکزی فلوکساسین، گاتی فلوکساسین، افلوکساسین و آمینوگلیکوزیدهای تزریقی (کانامایسین و آمیکاسین) و پپتیدهای حلقوی کاپرئومایسین، همگی فعالیت آنتیباکتریال خوبی بر ضد مایکوباکتریوم توبرکلوزیس دارند که البته متاسفانه به علت افزایش رنج جهش یافتههای منجر به مقاومت به این آنتیبیوتیکها، سویههای XDR-TB و حتی TDR-TB ایجاد شده اند که درمان بسیار سخت و پر هزینه ای دارند و حتی ممکن است بیمار درمان نشود و ضمن رها بودن در جامعه، میتواند افراد بیشماری را بیمار کند که بیماری آنها نیز از همان ابتدا به شکل XDR یا هدف سلولی فلوروکینولونها در مایکوباکتریوم توبرکلوزیس، آنزیم DNAgyrase است. این آنزیم شامل دو زیر واحد آلفا و بتا است که زیر واحد آلفا توسط ژن gyrA و زیرواحد بتا توسط ژن gyrB کد میشوند. جهشها در ناحیه کوچک gyrAانجام میشود که ناحیه معین مقاوم به کینولونها (QRDR) نامیده میشود. در تعداد کمتری از سویههای مایکوباکتریوم توبرکلوزیس، مکانیسم اولیه مقاومت به فلوروکینولونها، با رخداد جهش در ژن gyrB دیده شده است (11) تحلیل ناحیه QRDR به تنهایی از طریق آزمایشهای ژنوتایپینگ انجام میشود. این آزمایشها به عنوان آزمایشهای سریع شناسایی، شناخته شدهاند. در حدود 90 تا 95 درصد سویههای مقاوم به یک یا بیش از یک داروی تزریقی شامل موتاسیونهایی در نزدیکی حالت وحشی به عنوان شاخص و هرگونه حالت غیرطبیعی به عنوان موتان در نظر گرفته میشود. به این ترتیب فارغ از نوع موتاسیون و تبدیل ASP به هر اسیدآمینه دیگر در کدون 94 پرایمرهایی برای حالت وحشی طراحی شده و که تمام انواع موتاسیونهای احتمالی شناخته شده یا نشده را پوششش میدهد. اطلاعات به دست آمده نشان داده اند که تمرکز موتاسیونها در کدون 90-91 و 94 و البته به شکل پراکنده در کدونهای 74 و87 است. در این مطالعات روی این سه کدون اصلی 90-91 و 94 تمرکز شد. موتاسیون در کدون 90 به شکل Ala-90-Val و در مطالعاتی که در کشور کویت انجام شده مشخص شده که اگرچه فلوروکینولونها، برای شیمی درمانی سل و آزمایشهای حساسیت دارویی برای داروهای خط دوم استفاده نمیشوند اما در 7درصد از سویههای MDR-TB موتاسیون در ژن gyrAوجود دارد. و بنابراین، آزمایشهای حساسیت دارویی عادی برای این داروی مهم خط دوم نیاز هستند. (13). اهمیت تعیین موتاسیونهای منطقه QRDRژن gyrA بدین دلیل است که موتاسیون در هر یک از کدونهای 91، 90 و 94 باعث مقاومت به هر یک از فلوروکینولونها میشود (11 و 12). علاوه بر آن، براساس تعریف WHO و CDC اثبات موتاسیون در فلوروکینولونها به همراه موتاسیون در ژن rrs، در یک سویهMDR، بیانگر سویه XDR است (14). این مطالعه روی 3 کدون اصلی 90- 91 و94 تمرکز شد. موتاسیون در کدون 90 به شکل Ala-90-Val و Ser-91-Pro انجام میشود. اما در 94 در هر دو جایگاه 1و 2 به شکل کاملا متنوع رخ میدهد. علت انتخاب کدونهای 90-91 و 94 بر اساس بررسی متون و رخداد موتاسیون در این کدونها در سویههای مقاوم بوده است. بدین معنی که سویههای مقاوم به فلوروکینولونها، بیشتر در کدون 94 با فراوانی بسیار زیاد (بیش از 70 درصد) در کدون 91 با فراوانی 10 تا 15درصد و در کدون 90 با فراوانی 5 درصد دچار جهش شده اند. موتاسیون در سایر کدونها در ناحیه QRDR با فراوانی کمتر از 2 درصد رخ میدهد (11) علت مولکولی انتخاب این کدونها این است که کدون 94، اسید آمینه ای را کد میکند که در محل پیچش DNA به دور پروتئین، قرار میگیرد. بنابراین، هر گونه تغییر در این اسید آمینه باعث نقص در عملکرد زیرواحد آلفای آنزیم DNAgyrase میشود. به همین دلیل موتاسیون در کدون 95، که اسید آمینه کد شده توسط آن، ارتباط ساختاری با DNA ندارد، هیچگونه تاثیری در بروز مقاومت ندارد و بنابراین، این کدون، کدون پلی مورفیسم محسوب میشود (15). تشخیص مقاومت به فلوروکینولونها، اهمیت ویژهای در همه گیری بیماری سل در جامعه دارد. استفاده از کیتها، بیشتر نیاز به تامین دستگاههای پرهزینه همراه داشته و وابستگی همیشگی آزمایشگاه به کیت را بهدنبال دارند. ضمن اینکه هزینه اجرای آزمایش را نیز بسیار افزایش میدهند. این روشها پرهزینه و وقت گیر بوده و امکان استفاده از آن به شکل عادی وجود ندارد. بنابراین، روشهای سادهتر در استفاده عادی ترجیح داده میشوند (4) در اجرای عادی، روشهای موسوم به In-house، که شامل انواع روشهای PCR هستند، مناسبتر به نظر میرسند (16) در جدول7، از تعیین توالی به عنوان استاندارد طلایی مولکولی استفاده به شده است. نتایج به دست آمده، انطباق قابل قبولی به لحاظ حساسیت و ویژگی، بین نتایج یاد شده را نشان میدهد که اثبات کننده کارایی روش در استفاده عادی است. روش اصلی برای بررسی موتاسیون در ژنهای مرتبط با مقاومت، تعیین موتاسیونهای احتمالی با کمک تعیین توالی است (5 و 9 و 10 و17). این روش هزینه بر و پر زحمت بوده و با توجه به عدم امکان خرید دستگاه و تامین کارکنان متخصص در تمام مراکز، لازم است به مراکز خاص ارسال شود که زمان بیشتری میبرد. از این روش نمیتوان در اجرای عادی استفاده نمود (4). SSCP، روش دیگری است که در چند تحقیق برای بررسی رخداد موتاسیون به ویژه در کدون 94 استفاده شده است (18). این روش به خطای آزمایشگر بسیار حساس بوده و بنابراین، هر گونه بی دقتی آزمایشگر به تشخیص اشتباه مقاومت منجر میشود. به ویژه در تشابه الگوی به دست آمده از موتاسیون در کدون 94 (وابسته به مقاومت) و 95 (غیر مرتبط با مقاومت) میشود. با توجه به نتایج این تحقیق، روش As-PCR ارائه شده میتواند به عنوان یک روش ساده و سریع برای تعیین مقاومت به افلوکساسین در سویههای مایکوباکتریوم توبرکلوزیس استفاده شود. کوششها در برای دستیابی به روش RFLP و یافتن آنزیمهای اندونوکلئازی که قادر به برش منطقه 94 باشد، به جایی نرسیده است. بنابراین، در این تحقیق از روش آلل اسپسیفیک پی سی آر (AS-PCR)[3] استفاده شد. به این منظور پرایمرهای اختصاصی طراحی شدند. این پرایمرها برای شناسایی حالت وحشی در جایگاه شماره 2 در 90، 1 در 91، 1 و 2 در 94 تحت عنوان از میان 41 سویه ای که نتیجه آزمایش AS-PCR آنها موتاسیون و مقاومت را نشان داد: 5 سویه به علت رخ دادن موتاسیون در کدن 90، 8 سویه به علت رخداد موتاسیون در کدن 91، 8 سویه به علت رخداد موتاسیون در کدون 94-M1، و 12سویه به علت رخداد موتاسیون در کدن 94-M2 خود، ویژگی مقاومت نسبت به افلوکساسین را به دست آورده اند. تعداد 5 سویه نیز از 41 سویه آزمایش شده نیز، در دو کدن خود دارای موتاسیون و مقاومت به افلوکساسین بودند. همچنین، از این تعداد سویه آزمایش شده، 5 سویه حساسیت به افلوکساسین را نشان دادند. از 4 سویه حساس فنوتیپی هم به عنوان شاهد در انجام آزمایشها استفاده شد.
جدول 6- پیشینه بررسی موتاسیون در ژن gyrA به روشهای متفاوت درسالها و کشورهای مختلف
همانگونه که در جدول 6 مشاهده میشود، روشهای مولکولی مورد استفاده تاکنون، برای تشخیص موتاسیون در منطقه QRDR، بیشتر مبتنی بر روش تعیین توالی است. این روش، کارایی مناسبی دارد اما با توجه به هزینه و زمان بر بودن اجرای این روش در آزمایشگاههای عادی، امکان استفاده از آن وجود ندارد. چنگ[iv] در سال 2004 و هوارد[v] در سال 1994، از روش sscp استفاده کرده اند. این روش که بر مبنای ژن خالص شده و بررسی مقایسه ای الگوی باندهای به دست آمده، در سویههای حساس و مقاوم است، بیشتر با احتمال بالای خطای کارکنان همراه است، که در استفاده عادی و حجم بالا، پاسخهای منفی و مثبت کاذب را افزایش میدهد. بر اساس جدول ذکر شده در بیشتر مطالعات، کدن 89 به عنوان کدن مرتبط با مقاومت مطرح نشده است. بنابراین، در مطالعه حاضر، با هدف سادهسازی روش، این کدن مطالعه نشده است. ضمن آنکه بررسی نتایج تعیین توالی نمونهها، هیچگونه موتاسیونی را در این کدن نشان ندادند. در داخل کشور مطالعه ای روی این ژن در سویههای کلونیکی مایکوباکتریوم توبرکلوزیس با کمک روش AS-PCR یافت نشد. در خارج کشور نیز مطالعات انجام شده با کمک روش پرهزینه و وقت گیر تعیین ترادف بوده و در هیچ مطالعه ای استفاده از روش AS-PCR مشاهده نشد. همانطور که ذکر شد مطالعات انجام شده در کشورهای مختلف به این شکل بوده که به منظور انجام تعیین ترادف یکPCR با حجم نهایی 50 یا 100 میکرولیتری انجام میشده و سپس نمونهها تعیین ترادف میشدند که این روشی وقتگیر و برای بیماران پر هزینه است و نیاز به کارکنانی با مهارت و امکانات آزمایشگاهی در آزمایشگاههای عادی دارد. از جمله این مطالعات میتوان به موارد زیر اشاره کرد: روش AS-PCR برای تعیین موتاسیون در ژن gyrA در سویههای مقاوم به داروی افلوکساسین مایکوباکتریوم توبرکلوزیس روشی سریع و در دسترس و همچنین با قدرت تشخیصی و دقت بالا است. نتایج این تحقیق نشان میدهد که AS-PCR میتواند به عنوان یک روش سریع و عادی در تشخیص مقاومت مایکوباکتریوم توبرکلوزیس به افلوکساسین در آزمایشگاههای تشخیص طبی استفاده شود. این روش برای تشخیص سریع و در دسترس سویههای مقاوم باکتری و درمان به موقع بیماران مبتلا و جلوگیری از افزایش هزینه بیماران انجام شد. استفاده از این روش میتواند به حذف سریعتر یک عامل انتشار بیماری به دنبال تشخیص به موقع یک بیمار مقاوم به دارو و درمان آن منجر شود که این مساله ازدیدگاه همهگیر شدن بیماری بسیار دارای اهمیت است. از آنجایی که روش ارائه شده در این تحقیق، هیچگونه وابستگی به کیت، دستگاه ویژه و یا مواد ویژه و اختصاصی برای آزمایشگاه عادی به دنبال ندارد و نیز هزینه برای روش، در حد یک PCR کاملا معمولی بوده و هیچگونه هزینه اضافی به آزمایشگاه تحمیل نمیکند همچنین، سرعت عمل روش قابل قبول است. بنابراین، امکان اجرای آن، به عنوان آزمایش عادی آزمایشگاهی، حتی در آزمایشگاههایی که تعداد نمونههای مورد پذیرش بالایی به شکل روزانه دارند، وجود دارد و پیشنهاد میشود که این روش جایگزین روشهای سخت و پر هزینه در آزمایشگاههای عادی و مراکز تحقیقاتی شود. تشکر و قدردانی این پژوهش بخشی از طرح تحقیقاتی مصوب دانشگاه علوم پزشکی اراک و همچنین، قسمتی از پایاننامه دانشجویی خانم وحیده وحیدی دانشجوی دوره کارشناسی ارشد است. بنابراین، بدینوسیله از معاونت پژوهشی این دانشگاه تشکر و قدردانی میشود.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| مراجع | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
References (1) Mardani,m. multi-drug resistant TB: a global problem. Researchin Medicine, Shahid Beheshti University of Medical Sciences. 2008; 31 (4): 299- 301. (2) Pakzad I, Azizi Jalilian F. Drug resistance mechanism towards Isoniazide in Mycobacterium Tuberculosis considering molecular genetics. Scientific Journal of Ilam University of Medical Sciences 2001; 9 (31): 41-6. (3) Lawn, SD, Zumla, AI. Tuberculosis. Lancet 2011; 378: (9785): 57–72. (4) H. E. Takiff, “Tuberculosis 2007,” in From Basic Science to Patient Care. Tuberculosis Textbook. Com, J. C. Palomino, S. C. Leão, and V. Ritacco, Eds. pp. 207- 262, 1st edition,. (5) Pitaksajjakul P, Worakhunpiset S, Chaiprasert A, Boonyasopun J, Ramasoota P. gyrA and gyrB mutations in ofloxacin-resistant Mycobacterium tuberculosis clinical isolates in Thailand. Southeast Asian J Trop Med Public Health. 2011; 42 (5):1163-7. (6) Chakravorty S, Aladegbami B, Thoms K, Lee JS, Lee EG, Rajan V, Cho EJ, et al. Rapid detection of fluoroquinolone-resistant and heteroresistant Mycobacterium tuberculosis by use of sloppy molecular beacons and dual melting-temperature codes in a real- time PCR assay. J Clin Microbiol. 2011; 49 (3): 932-40. (7) Von Groll A, Martin A, Jureen P, Hoffner S, Vandamme P, Portaels F, et al. Fluoroquinolone resistance in Mycobacterium tuberculosis and mutations in gyrA and gyrB. Antimicrob Agents Chemother. 2009; 53 (10): 4498-500. (8) M. Rathore1, Girish Pai1, T. K. Jayalakshmi 2 and D. S. Joshi1 rapid detection of multidrug-resistant mycobacterium tuberculosis by real-time PCR based assay in indian population, 1mgm institute of health sciences, kamothe sec-18, navi mumbai 2jayalakshmi clinic, govandi, mumbai. recent research in science and technology. 2011, 3 (3): 58-62. (9) Shi R, Zhang J, Li C, Kazumi Y, Sugawara I. Emergence of ofloxacin resistance in Mycobacterium tuberculosis clinical isolates from China as determined by gyrA mutation analysis using denaturing high-pressure liquid chromatography and DNA sequencing. J Clin Microbiol. 2006; 44 (12): 4566-8. (10) Perdigão J, Macedo R, João I, Fernandes E, Brum L, Portugal I. Multidrug- resistant tuberculosis in Lisbon, Portugal: a molecular epidemiological perspective. Microb Drug Resist. 2008; 14 (2): 133-43. (11) Cui Z, Wang J, Lu J, Huang X, Hu Z. Association of mutation patterns in gyrA/B genes and ofloxacin resistance levels in Mycobacterium tuberculosis isolates from East China in 2009. BMC Infect Dis. 2011 29; 11: 78. (12) Aubry A, Veziris N, Cambau E, Truffot- Pernot C, Jarlier V, Fisher LM. Novel gyrase mutations in quinolone-resistant and - hypersusceptible clinical isolates of Mycobacterium tuberculosis: functional analysis of mutant enzymes.Antimicrob Agents Chemother. 2006; 50 (1): 104-12. (13) Al- Mutairi NM, Ahmad S, Mokaddas E. First report of molecular detection of fluoroquinolone resistance- associated gyrA mutations in multidrug-resistant clinical Mycobacterium tuberculosis isolates in Kuwait. BMC Res Notes. 2011;14(4): 123. (14) World Health Organization, Laboratory Services in Tuberculosis Control: Culture, chapter3, Geneva, 1998 (WHO/TB/98). (15) Lari N, Rindi L, Sola C, Bonanni D, Rastogi N, Tortoli E, Garzelli C. Genetic diversity, determined on the basis of katG463 and gyrA95 polymorphisms, Spoligotyping, and IS6110 typing, of Mycobacterium tuberculosis complex isolates from Italy. J Clin Microbiol. 2005; 43 (4): 1617- 24. (16) Soini H, Musser JM. Molecular diagnosis of mycobacteria. Clin Chem. 2001; 47 (5): 809- 14. (17) Mitarati. S, M Kafwabulula. L. Tropical medicine and health Mycobacterium tuberculosis and gyrA variation in Zambia. Trop Med Health. 2005; 33 (2): 91-4. (18) Takiff HE, Salazar L, Guerrero C, Philipp W, Huang WM, Kreiswirth B, et al. Mycobacterium tuberculosis gyrA and gyrB genes and detection of quinolone resistance mutations. Antimicrob Agents Chemother 1994; 38 (4): 773-80.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 2,207 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 784 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||