جلد 29، شماره 1 - ( 1-1401 )                   جلد 29 شماره 1 صفحات 27-23 | برگشت به فهرست نسخه ها

XML English Abstract Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Hamidi V, Zeynali P, Behboudi E. Next Generation Sequencing for Diagnosis of SARS-CoV-2 Infection. RJMS 2022; 29 (1) :23-27
URL: http://rjms.iums.ac.ir/article-1-7269-fa.html
حمیدی وحیده، زینالی پریسا، بهبودی عماد. توالی یابی نسل جدید برای تشخیص عفونت SARS-CoV-2. مجله علوم پزشکی رازی. 1401; 29 (1) :23-27

URL: http://rjms.iums.ac.ir/article-1-7269-fa.html


دانشجوی دکتری تخصصی ویروس‌شناسی پزشکی، گروه میکروب‌شناسی، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی گلستان، گرگان، ایران ، emadbehboudi69@gmail.com
چکیده:   (1310 مشاهده)
توالی یابی نسل جدید (NGS) یک فناوری توالی یابی موازی انبوه است که توان عملیاتی، مقیاس پذیری و سرعت فوق العاده بالایی را ارائه می‌دهد. این فناوری برای تعیین ترتیب نوکلئوتیدها در کل ژنوم یا مناطق هدف DNA یا RNA استفاده می شود. NGS علوم زیستی را متحول کرده است و به آزمایشگاه‌ها اجازه می‌دهد تا کارهای متنوعی را انجام دهند و سیستم‌های بیولوژیکی را در سطحی که قبلاً ممکن نبوده مطالعه کنند. تکنولوژی توالی یابی نسل جدید در بسیاری از آزمایشگاه‌ها در سرتاسر جهان برای بررسی‌های ساختمان ژنتیکی به کار می‌رود اما تاکنون این تکنولوژی در تشخیص بیماری‌های عفونی به ندرت مورد استفاده قرارگرفته است. اکثر روش‌های توالی یابی نسل جدید مبتنی بر فرآیند خاتمه زنجیره هستند. بدین ترتیب که با اضافه کردن دی دئوکسی نوکلئوتید لیبل شده با فلوئورسانت واکنش PCR خاتمه می‌یابد و خوانش توالی صورت می‌گیرد (1). این تکنولوژی امکان نقشه برداری کل ژنوم را با هزینه مقرون به صرفه ارائه می‌دهد. در حال حاضر پاندمی کووید 19 و ویروس سارس کروناویروس 2 عامل این بیماری که دارای تغییرات ژنومی زیاد است و باعث رخداد‌های غیر معمول در بالین می‌شود بیش از پیش توجه دانشمندان را به سمت سطوح بالاتری از بررسی‌های ژنتیکی جلب نموده است (2، 3). تکنیک توالی یابی نسل جدید در به دست آوردن اطلاعات ضروری در مورد یک پاتوژن در ابتدای شیوع عفونی مفید است و می‌تواند به عنوان یک روش تشخیصی برای عفونت کووید 19 استفاده شود (4) و همچنین می‌تواند در شناسایی دقیق عفونت همزمان در بیماران کووید 19 مفید واقع شود. اپیدمیولوژی ژنومی سارس کوروناویروس 2 منجر به شناسایی چندین جهش از سویه اصلی ووهان-سارس کوروناویروس 2 شده است. در طول بهار سال 2020، یک جهش غیر مترادف که منجر به جایگزینی پروتئین D614G در اسپایک ویروس می‌شود در توالی‌های گزارش‌شده غالب شد و در نتیجه میل ترکیبی بالاتر برای گیرنده ACE2، تکثیر ویروسی را تقویت کرد. از تابستان 2020، ظهور انواع اصلی ویروسی مشاهده شده است (5). مشخص شده است که این گونه‌ها مسئول اپیدمی‌های متوالی در مناطق مختلف جغرافیایی هستند. موارد عفونت مجدد با ژنوتیپ‌های سارس کوروناویروس 2 متفاوت از ژنوتیپ هایی که برای اولین بار بیماران را آلوده کرده‌اند نیز ثبت شده است (6). به منظور ردیابی تکامل ویروس در طول زمان، بسیاری از آزمایشگاه‌ها ژنوتیپ ویروس را بررسی کرده‌اند. آزمایشگاه‌های مجهز به قابلیت توالی یابی کل ژنوم، تعداد زیادی جهش را گزارش کرده‌اند که در طول زمان افزایش یافته است. با این حال، تفاوت‌های قابل توجهی بین کشورها وجود دارد و در برخی موارد هیچ پایگاه داده‌ای در مورد ویروس‌های در گردش وجود ندارد (7). تجزیه و تحلیل جهش‌های سارس کوروناویروس 2 به ویژه زمانی که اپی‌توپ‌های دخیل در القای پاسخ‌های ایمنی میزبان را تحت تأثیر قرار می‌دهند بسیار مهم است، زیرا ممکن است منجر به فرار ایمنی، با پیامدهای بالقوه برای اثربخشی واکسن (و ایمونوتراپی) شود. چنین رویدادی می تواند برای یک منطقه جغرافیایی مشخص، شاهدی از افزایش انتقال مرتبط با یک سری جهش‌های مرتبط با عملکرد باشد. گونه‌های سارس کوروناویورس 2 با داشتن مجموعه‌ای از جهش‌های مرتبط با پاتوژنز ویروس تعریف می‌شوند و بسیاری از گونه‌های آن اکنون توسط سازمان جهانی بهداشت و سایر آژانس‌های بهداشت عمومی در سراسر جهان به دقت تحت نظارت هستند (6). واریانت‌ها ممکن است مستقیماً با دودمان مطابقت داشته باشند زیرا با شرایط یکسان گسترش می‌یابند، اما برخی از گونه‌ها اینطور نیستند (مثلاً B.1.1.7 - E484K یک واریانت است، اما با یک اصل و نسب خاص مطابقت ندارد زیرا بارها به طور مستقل تکثیر شده است). تعدادی از انواع نگران کننده  (VOCs) توسط WHO ثبت شده است، که میتوان به واریانت آلفا (B.1.1.7)، با 23 جهش (13 جهش غیر مترادف، چهار حذف و شش جهش مترادف)، و با قابلیت انتقال بیشتر و افزایش مرگ و میر ؛ و واریانت بتا (B.1.351)، گاما، دلتا و امیکرون BA-1 و BA-2 با 30 جهش در اسپایک اشاره نمود. برخی از همین جهش‌ها اخیراً نیز با اثربخشی کم واکسن مرتبط دانسته شده‌اند. همچنین از انواع واریانت‌های مورد توجه (VOIs) میتوان به مو و لامبدا اشاره کرد. رخداد عفونت‌های همزمان باکتریایی و ویروسی مرسوم است و شناخت عفونت همزمان در به کار گیری پروسه درمان مناسب برای غلبه به بیماری می‌تواند کمک کننده باشد. توالی یابی نسل جدید شامل تکنیک های مختلفی میباشد که می توان به ,Illumina ,Ion torrent ,Target enrichment ,Nanopore Metagenomics Shotgun Metagenomic اشاره کرد. این تکنیک‌ها به‌عنوان رویکردی جدید در تشخیص کرونا ویروس‌ها محسوب می‌شوند (1). اما قابل ذکر است که هر یک از آنها مزایای متفاوتی در فرآیند تشخیص دارند. به عنوان مثال Shotgun Metagenomics می‌تواند حضور پاتوژن جدیدی که شناخته شده نیست، را تایید کند و بر این اساس آنالیزهای ژنوتایپینک و آنالیز واریانتهای مختلف روی عامل پاتوژن جدید قابل انجام خواهد بود (8). این در حالیست که Target enrichment با شناسایی وجود ویروس کرونا و سایر ویروس‌های تنفسی کلیدی در یک نمونه با استفاده از پنل ویروس‌های تنفسی، نمونه هدف را مورد ارزیابی قرار می‌دهد (9). در این بین Nanopore assay روشی است که برای تصحیح خطا مورد استفاده قرار می‌گیرد بدین ترتیب که با مقایسه نسخه‌های ژنوم متعدد ترکیب شده در یک ترکیب واحد و با تجزیه و تحلیل خوانش ‌های تولید شده از رشته‌های مثبت و منفی نرخ خطای هر خوانش را کاهش ‌می دهد. Ion torrent از دیگر روش‌های توالی یابی است که نوعی فناوری توالی یابی نیمه هادی محسوب می شود و دارای تراشه‌ای است که خاصیت pH متری حساسی دارد و یون‌های هیدروژن آزاد شده طی ردیف شدن نوکلئوتیدها جهت سنتز زنجیره ژنومی را شناسایی می‌کند. با اینحال روش‌های اشاره شده از برخی جنبه‌های دیگر از یکدیگر متمایز هستند، یکی از پارامترهایی که در روش‌های بیان شده متفاوت است، آستانه حد تشخیص می‌باشد که تحت عنوان (LOD) نیز شناخته می‌شود (10). به طوری که در روش Illumina پارامتر حد تشخیص، کمتر از 500 کپی در هر میلی لیتر بیان شده است و درtorrent  Ion و Nanopore assay میزان حد تشخیص بیان شده به ترتیب 20 کپی و 10 کپی در هر واکنش می باشد. همه‌گیری کووید-19 باعث تلاش‌های بی‌سابقه‌ای برای کشورها شده است. توسعه استراتژی‌های نظارتی مؤثر بر اساس تعیین توالی ژنوم عامل ایجاد کننده کووید 19 با بیش از 100000 ژنوم کامل در مخازن اختصاصی مانند EpiCov سپرده شده است و دانشمندان این داده‌ها را پرورش داده‌اند. مطالعات در مورد پویایی تکاملی ویروس، و شناسایی انواع مرتبط بالینی با تکنیک‌ها و تجهیزات مختلف انجام شده است و بر این اساس میتوان بدین نتیجه رسید که روشهای بیان شده دارای حساسیت‌های تشخیصی متفاوتی هستند که بسته به هدف انجام مطالعات محققان می‌توانند به انتخاب یکی از روش‌های اشاره شده بپردازند. اگر چه در گذشته NGS برای تشخیص موتاسیونهای بیماری اختلال مادرزادی گلیکوزیلاسیون کاملا موفق گزارش نشده است ولی با وجود موارد اشاره شده و به واسطه‌ی شناخت پتانسیل عظیم کاربردهای توالی یابی نسل جدید این احتمال وجود دارد که تکنیک های مختلف ذکر شده‌ی توالی یابی نسل جدید به زودی به اولین رویکرد تشخیصی در آزمایشگاه‌های بالینی تبدیل شوند و از آنجایی که با پاندمی کووید19 مواجه هستیم تکنیک توالی یابی نسل جدید می‌تواند به عنوان رهیافت تشخیصی امیدوار کننده‌ای مبدل شود.
متن کامل [PDF 458 kb]   (312 دریافت)    
نوع مطالعه: نامه به سردبیر | موضوع مقاله: میکروبیولوژی

ارسال نظر درباره این مقاله : نام کاربری یا پست الکترونیک شما:
CAPTCHA

ارسال پیام به نویسنده مسئول


بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.

کلیه حقوق این وب سایت متعلق به مجله علوم پزشکی رازی می باشد.

طراحی و برنامه نویسی : یکتاوب افزار شرق

© 2024 CC BY-NC 4.0 | Razi Journal of Medical Sciences

Designed & Developed by : Yektaweb