online ISSN 2415-3176
print ISSN 1609-6371
logoExperimental and Clinical Physiology and Biochemistry
  • 7 of 13
Up
ECPB 2014, 68(4): 40–48
Clinical physiology and biochemistry

Genomics of bacterial transmission

SINTCHENKO V.
Abstract

Цільові та своєчасні інтервенції громадської охорони здоров’я залишаються найбільш ефективною стратегією для зниження ризику інфекційних захворювань та їх поширення серед уразливих груп населення. Повне секвенування всього генома (whole genome sequecing, WGS) дає змогу виміряти його мікробну еволюцію протягом тривалого часу в природному контексті інфекції та дослідити передачу інфекційних захворювань від пацієнта до пацієнта. Мета нашого дослідження – проаналізувати сучасну літературу щодо геноміки бактеріальних інфекцій, що обґрунтовує методику та висновки визначення подій передачі бактеріальних захворювань, а також оцінити потенційний та доказовий вплив WGS бактерій на можливості контролю й епідеміо- логію інфекцій.

Англомовна література з використання WGS для лабораторного нагляду за громадською охороною здоров’я, накопичена у NCBI PubMed (США) і опублікована в період між 2007 і 2013 роками, була систематично розглянута та проаналізована. Нещодавній досвід секвенування бактеріальних патогенів переконливо свідчить про значні переваги WGS порівняно з традиційними методами, такими як Sanger- секвенування чи полімеразна ланцюгова реакція. Спостереження з використанням WGS дають змогу виявити непередбачувані фактори ризику для подальшої передачі інфекції та ідентифікувати суперпоширювачів. Вони також дають змогу оцінити вирогідність існування недіагностованих випадків інфекції, що діють як проміжні сполуки у ланцюгах передачі хвороби, та вирахувати потенційну спрямованість передачі інфекції з геномних послідовностей, отриманих від WGS бактерій, виділених від хворих, що пов’язані зі спалахами інфекційних хвороб. Переваги WGS – це масштабованість, відносна простота виконання, потужніша продуктивність ДНК-полімерази і висо- ка швидкість. Наявність WGS-аналізаторів, що малі за розміром та влаштовують діагностичні лабораторії, уможливила глобальну уніфікацію епідеміологічних і еволюційних підходів у боротьбі з епідемічними інфекціями. Філогеноміка, або вивчення спорідненості серед гомологічних геномних послідовностей, забезпечила основу, на якій гіпотези про еволюцію мікробних геномів під час паразитизму та передачі інфекції можуть бути перевірені. Застосування молекулярних годинників, поінформованих завдяки філогеномним моделям, дає змогу виявити найбільш йомовірного недавнього предка й оцінити можливий час передачі інфекції від одного хворого до іншого. Наш огляд літератури також визначив пріоритетні прогалини в лабораторній інфраструктурі й забезпечення якості підготовки кадрів. Особливо важливим є те, як WGS застосо- вують у державному санітарному нагляді і яким шляхом досягають стандартизації показників якості секвенування генома. Ці показники передбачають стандарти для калібрування та перевірки якості порівняльного аналізу бактеріальних геномів, а також біоінформатичної обробки даних.

Таким чином, нагромаджений досвід засвідчив додану вартість WGS у лабораторній підтримці державного санітарного нагляду. Геномні зміни патогенів з епідемічним потенціалом дають змогу швидко реконструювати найбільш ймовірні шляхи передачі інфекцій і визначити точки докладання зусиль, спрямованих на обмеження поширення хвороб. Обмежені можливості лабораторій у біоінформатиці залишаються найбільшою перешкодою для реалізації WGS потенціалу у клінічній практиці та практиці суспільної охорони здоров’я й вимагають термінових інвестицій у діагностичну інфраструктуру.

Keywords: інфекційні хвороби; молекулярна епідеміологія; передача інфекційних хвороб; геном бактерій; секвенування всього генома

Full text: PDF (Eng) 1.80M


Програмування - Roman.im