В перспективна статия, публикувана в „Клинична химия“, се обсъжда възможността за използване на циркулираща безклетъчна (cf) микробна ДНК в независима от културата микробиология. Тази статия разглежда специално теста на Кариус за откриване на патогени, който има по-бързи темпове от конвенционалните тестове.

новини-медицински

Какво представлява тестът на Кариус?

Тестът на Кариус е кръвен тест, който прави последователност на микробна безклетъчна ДНК. Той предлага по-висок диагностичен добив и по-бързо време в сравнение с конвенционалните тестове, за да се диагностицира неизвестна инвазивност.

Метагеномика: бъдещето на микробната характеристика

Metagenomic представлява бъдещата насока за епидемиология и изследвания на човешки микробиоми. По-конкретно, метагеномното секвениране от следващо поколение (mNGS) е от съществено значение за идентифицирането на причинния патоген, което остава предизвикателство в клиничната обстановка.

В други настройки бе използвано секвениране без ДНК на плазмени клетки (cfDNA) за пренатален скрининг, както и за диагностика на рак.

При прилагане на mNGS на cfDNA в плазмата, проучванията идентифицират микробни ДНК последователности, които не могат да бъдат отнесени към замърсители. Смята се, че те представляват компоненти на човешкия микробиом. По-нататъшна работа разкри нехарактеризиран вирусен генетичен материал (virome) и> 1000 нови бактерии.

Това демонстрира, че плазмените cfDNA mNGS могат да характеризират ДНК от микроби в кръвния поток от организми, обитаващи околната тъкан. Това представлява средство за диагностициране на инфекциозно заболяване, както е описано от теста на Кариус (Nature Microbiology).

Тестване за секвениране от следващо поколение с използване на клетъчна свободна ДНК

Работният процес на теста на Кариус може да бъде обобщен като плазмено разделяне, извличане на cfDNA, подготовка на пробата и библиотека, секвениране на базови двойки, сравнение на базата данни на микробна последователност и докладване. Този анализ има потенциала да характеризира 1250 патогени (количествено изразени като молекули на микролитър (MPM) и работният процес може да генерира резултати в клинично значима времева рамка.

Оценка на аналитичната валидност на теста на Кариус

На практика тестът на Кариус се прилага за тестване на пациенти за сепсис. Валидирането на този тест беше извършено с 13 организма, които бяха добавени към пробите. Не всички организми обаче бяха представени и докладването беше количествено.

Този ограничен набор от данни за валидиране, заедно с количественото определяне прави тълкуването на теста предизвикателно; особено когато различните популации пациенти изкривяват съотношението на ДНК на микроорганизми, което влияе както на специфичността на теста, така и на границата на откриване.

Нещо повече, тестът на Кариус добавя контролни последователности към образците, за да нормализира MPM стойността. Няма обаче ясни граници за диференциране на патогени от непатогени и затова количественото измерване на микробната cfDNA не е успешно. Това предотвратява идентифицирането на най-подходящия патоген в пробата.

Свързани истории

Допълнителен проблем е невъзможността за откриване на РНК вируси (ентеровируси, вируси на хепатит, вируси на хеморагична треска и респираторни вируси). РНК вирусите са клинично важни, проявяващи се при състояния като менингоенцефалит и сепсис, както и пътници с необясними заболявания. Основната молекулярна биология на патогените рядко се разглежда при диференцирано диагностициране на търпението.

Тестът на Кариус при полимикробни инфекции

Показано е, че тестът на Кариус може да открие вероятния патоген в над 50% от случаите на пациентите. Въпреки това, при много пациенти са идентифицирани няколко микроба, както и тези, открити или микроорганизми, които включват човешкия микробиом. Това не е изненадващо, като се има предвид използването на плазмен cfDNA.

Важно съображение е, че тъканните инфекции често са полимикробни и не всички организми имат способността да бъдат индивидуално идентифицирани. Следователно множество микробни открития отразяват факта, че инфекциите са полимикробни по природа. Невъзможността обаче да се определи местоположението на тези микроби затруднява клиничните интерпретации; това е особено важно при пациенти, които са изложени на риск от нарушаване на лигавичната бариера.

Идентифициране на спектъра и продължителността на антимикробната терапия

Не е възможно да се заобиколи въпросът с полимикробите чрез прилагане на антибиотици на пациенти, преди да бъдат взети проби. Въпреки че тези убити бактериални видове не се делят, те могат да продължат да отделят cfDNA, която се открива от теста на Кариус.

Тестът на Кариус не разкрива антимикробна чувствителност (процесът на определяне коя антимикробна терапия ще бъде успешна при пациенти, страдащи от бактериална/гъбична инфекция), но може да остане положителен, след като културите бъдат третирани с антибиотици. Това откритие обяснява защо патогените, които причиняват пневмония, придобита в обществото, не се потвърждават от тестване на култура.

Обикновено терапията за това разглежда причинно-следствените патогени. Въпреки това, невъзможността за идентифициране на патогени при тъканни инфекции може да доведе до продължително предписване на широкоспектърно антибиотично лечение.

Чрез идентифициране на патоген, причиняващ пневмония, придобита в обществото, може да се информира вземането на решения както за продължителността, така и за спектъра на терапията.

Разкриване на причинители на патогени, пропуснати от конвенционалните терапии

Тестът на Кариус може да идентифицира патогени, които вероятно ще бъдат пропуснати с конвенционалните методи. Те включват микобактериални и гъбични инфекции. MNGS на плазмата cfDNA също помага при диагностицирането на инвазивни инфекции при пациенти, които са имунокомпрометирани или не подлежат на инвазивно тестване. Тези пациенти обикновено получават антибактериална терапия.

Решението за започване на противогъбична или антимикобактериална терапия изисква вземане на клинично решение, което се подкрепя от лабораторното тестване, което страда от неоптимална ефективност. Пълната оценка на необходимостта от тези терапии изисква инвазивно вземане на проби.

Чрез идентифициране на патоген се информира вземането на клинични решения и се избягва рискът от отрицателни резултати от инвазивно вземане на проби и продължителна инкубация.

Тестът на Кариус е не-културен анализ, който използва cfDNA mNGS за диагностика на инфекциозно заболяване. Предлагат се други възможности за избор и клиницистите най-много оценяват приоритетите, за да определят най-добрите начини за използване на некултурен анализ.

Цената на анализите също е важно съображение за клиницистите. Тестът на Кариус обикновено струва над 2000 долара. Все по-често се извършва маркетинг на тези изключително сложни търговски тестове на доставчици, които не притежават необходимия лабораторен опит. Като такава е необходима оценка на потенциалната критика, преди заинтересованите страни да вземат информирани решения за нейното прилагане.

Има няколко не-културни оценки на причинителите на болестни микроорганизми при пациенти. Докато тестът на Кариус представлява един обещаващ метод, има нужда от задълбочена оценка на всички методи, преди да се изгради кратък подход към диагностиката на инфекциозните болести, включително включването на mNGS методи.

Източници

Peaper, DT & Durant, TS (2020) Може ли циркулиращата безклетъчна микробна ДНК да ни отведе в бъдещето на независимата от културата микробиология? Клинична химия. doi: 10.1373/Clinchem.2019.304220

Blauwkamp TA et al. Аналитично и клинично валидиране на тест за секвениране на ДНК без микробни клетки за инфекциозно заболяване. Nat Microbiol. doi: 10.1038/s41564-018-0349-6

Допълнителна информация

Хидая Алиуче

Хидая е ентусиаст в областта на научните комуникации, който наскоро е завършил и започва кариера в областта на науката и медицината. Тя е бакалавър по биохимия от Университета в Манчестър. Тя е запалена по писането и се интересува особено от микробиология, имунология и биохимия.

Цитати

Моля, използвайте един от следните формати, за да цитирате тази статия във вашето есе, доклад или доклад:

Алиуче, Хидая. (2020 г., 10 март). Безклетъчна ДНК: бъдещето на некултурната микробиология. Новини-Медицински. Получено на 14 декември 2020 г. от https://www.news-medical.net/life-sciences/Cell-Free-DNA-The-Future-of-Non-Culture-Based-Microbiology.aspx.

Алиуче, Хидая. "Безклетъчна ДНК: бъдещето на некултурната микробиология". Новини-Медицински. 14 декември 2020 г. .

Алиуче, Хидая. "Безклетъчна ДНК: бъдещето на некултурната микробиология". Новини-Медицински. https://www.news-medical.net/life-sciences/Cell-Free-DNA-The-Future-of-Non-Culture-Based-Microbiology.aspx. (достъп до 14 декември 2020 г.).

Алиуче, Хидая. 2020. Безклетъчна ДНК: бъдещето на некултурната микробиология. News-Medical, гледано на 14 декември 2020 г., https://www.news-medical.net/life-sciences/Cell-Free-DNA-The-Future-of-Non-Culture-Based-Microbiology.aspx.

News-Medical.Net предоставя тази медицинска информационна услуга в съответствие с тези условия. Моля, обърнете внимание, че медицинската информация, която се намира на този уебсайт, е предназначена да подкрепя, а не да замества връзката между пациент и лекар/лекар и медицинските съвети, които те могат да предоставят.

News-Medical.net - сайт на AZoNetwork