تعداد نشریات | 418 |
تعداد شمارهها | 10,005 |
تعداد مقالات | 83,618 |
تعداد مشاهده مقاله | 78,303,028 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 55,356,222 |
شناسایی ژنهای blaTEM، blaSHV و blaOXA در جدایههای اشریشیا کلی جمعآوری شده از کلیباسیلوز طیور با استفاده از روشMultiplex-PCR | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
آسیبشناسی درمانگاهی دامپزشکی | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
مقاله 8، دوره 10، 1 (37) بهار، خرداد 1395، صفحه 81-89 اصل مقاله (781.15 K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
نویسندگان | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
زهره مهرانی فر1؛ میترا صالحی* 2؛ کیومرث امینی3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1دانش آموخته کارشناسی ارشد، گروه میکروبیولوژی، واحد سیرجان، دانشگاه آزاد اسلامی، سیرجان، ایران. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2استادیار گروه میکروب شناسی، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3استادیار گروه میکروبیولوژی، دانشکده علوم پایه، واحد ساوه، دانشگاه آزاد اسلامی، ساوه، ایران. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
چکیده | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
چکیده مقاومت ضدمیکروبی ایجاد شده بهواسطه تولید آنزیمهای بتالاکتاماز وسیعالطیف (ESBLs) در اشریشیا کلی یک تهدید اساسی در کلیباسیلوزیس ماکیان محسوب میشود. مطالعه حاضر به شناسایی ژنهای blaTEM، blaSHVو blaOXAدر جدایههای اشریشیا کلی بهدست آمده از کلیباسیلوزیس طیور با استفاده از روش MPCR میپردازد. در مجموع، 60 جدایه اشریشیا کلیاز طیور استان کرمان بهدست آمد. DNA سلولی با استفاده از کیت DNA-سیناژن (Cell culture, Tissues, Gram negative Bacteria and CSF) استخراج و PCR چندگانه به منظور شناسایی ژنهای OXA،SHVو TEMانجام شد. نتایج تست CDT نشان داد که 45 جدایه (75 درصد) مولد ESBLs بودند. تعداد 19 و 13 جدایه (6/31 درصد و 6/21 درصد) بهترتیب برای ژنهایbla OXA و bla aada مثبت بودند. تعداد 7 جدایه (6/11 درصد) بهطور همزمان ژنهای OXA و aada را حمل میکردند. تمام ایزولهها برای ژنهای TEM و SHV منفی بودند. نتایج نشان داد، با اینکه روشدیسکدیفیوژنبرایشناسایی ESBLs روشیبسیارکاربردیو مقرونبهصرفهمیباشد، ولی روش جدید طراحیشده Multiplex-PCR در این مطالعه میتواند به صورت روزمره در آزمایشگاه تشخیصی دامپزشکی برای شناسایی انتروباکتریاسه مولد بتالاکتاماز وسیع الطیف (ESBLs) بهکار رود. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
کلیدواژهها | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ژنهای بتالاکتاماز وسیع الطیف؛ اشریشیا کلی؛ Multiplex-PCR؛ کلی باسیلوزیس | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
اصل مقاله | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
مقدمه اشریشیا کلی (Escherichia coli) یکی از اعضای فلور میکروبی در قسمتهای انتهایی روده پستاندران و پرندگان محسوب میشود. اکثر جدایههای این باکتری بیماریزا نیستند، اما برخی از سروتیپهای آن در پرندگان بیماریهایی نظیر سپتیسمی، عفونت کیسه زرده، تورم صفاق، تورم مجرای تخم، التهاب غشای مفاصل، تورم ناف، آبسه کف پا و تورم کیسههای هوایی را ایجاد میکنند. این بیماریها را در مجموع کلیباسیلوزیس مینامند (Lutful Kabir, 2010). این بیماری بیشتر در جوجههای گوشتی بروز میکند، اما ماکیان و بوقلمونها ممکن است دچار سپتیسمی شوند. سپتیسمی شدیدترین حالت کلیباسیلوزیس در پرندگان بهشمار میآید (Haider et al., 2004). این بیماری به طروق مختلف ازجمله مدفوع، استنشاق، انتقال عمودی (تخمدان یا همان مادر به جوجه) و گوارش منتقل میشود. این بیماری تلفات زیادی را در صنعت دامپروری ایجاد میکند و در نتیجه سبب خسارات فراوان اقتصادی میگردد (Caudry and Stanisich, 1979). برای جلوگیری از بروز چنین بیماری بهکارگیری بهترین شرایط پرورش و رعایت معیارهای بهداشتی به منظور به حداقل رساندن آلودگی تخممرغ ضروری می باشد. در اغلب حالات درمان علائم با استفاده از مایعات و پادزهرها صورت میگیرد. همچنین از آنتیبیوتیکهای مختلفی نظیر تتراسایکلین، کلرامفنیکل و بتالاکتامها جهت جلوگیری از کاهش تلفات ناشی از کلیباسیلوزیس استفاده میشود (Linton et al., 1977). در سال های اخیر افزودن آنتیبیوتیک به زنجیره غذایی دامها، استفاده غیر اصولی، بیش از حد و خودسرانه از آنتیبیوتیکها سبب بروز جدایههای مقاوم از میکروبها شده که مشکلات اساسی را در دامپزشکی و همچنین پزشکی ایجاد کردهاند، بهطوریکه معضل اصلی در این خصوص ظهور جدایههایی با مقاومت چند گانه (MDR) میباشد (Al-Jasser, 2006). بتالاکتامها بهدلیل قدرت سمیت پایین برای سلولهای یوکاریوتی، طیف اثر گسترده و اثر ضد میکروبی قوی، از پرمصرفترین گروه آنتیبیوتیکی محسوب میشوند. بتالاکتامازها آنزیمهایی هستند که با هیدرولیز هسته مرکزی حلقه بتالاکتام سبب غیرفعال شدن این آنتیبیوتیکها میشوند. یکی از مهمترین مکانیسمهای مقاومت نسبت به این آنتیبیوتیکها تولید آنزیمهایی تحت عنوان بتالاکتامازهای وسیعالطیف (ESBLs) میباشد که این عوامل به طور عمده روی پلاسمیدها قرار دارند و این امر سبب تسهیل در گسترش این عوامل میگردد (Schwaber et al., 2005). در سال 1980 آمبلر این آنزیمها را بر اساس توالی آمینواسیدی به 4 گروه (A-D) تقسیمبندی نمود که نوع B دارای جایگاه فعال روی (Zn2+) بوده و یک متالوبتالاکتاماز (MBLs) میباشد (مهاجری و همکاران، 1390). نوع A همان بتالاکتامازهای وسیعالطیف (ESBL) با جایگاه فعال سِرین و نوع C همان سفالوسپوریناز (AmpC) با جایگاه فعال سِرینی هستند. TEM و SHV سردسته آنزیمهای ESBLs (Extended spectrum beta-lactamase)، میباشند که در گروه A از طبقهبندی بتالاکتامازی آمبلر و کلاس be2 و b2 از طبقهبندی بوش قرار دارند و از تغییر در سکانس یک یا چند اسیدآمینه در دو آنزیم فوق، دیگر آنزیمها حاصل میشوند به گونهای که تا کنون 174 تحتگونه از TEM و 119 تحتگونه از SHV از سراسر جهان گزارش شده اند. این تغییرات سبب گرایش این دسته آنزیمها به سوبستراهای اختصاصی نظیر سفالوسپورینهای نسل سوم و چهارم بهویژه سفوتاکسیم، سفتریاکسون و سفتازیدیم میگردند (مهاجری و همکاران، 1390). شایعترین نوع ESBLs در نمونههای کلینیکی، نوع SHV میباشد که ژن کدکننده آن پلاسمیدی بوده و بنابراین به راحتی در میان سویه جدایههای باکتریایی منتشر میشود (Al-Tawfiq, 2006). اولین SHV-1 در سال 1972 توسط پیتون کشف و تحت عنوان PIT-2 نامگذاری شد که طبق تقسیمبندی بوش در کلاس A قرار گرفت (Pitton, 1972). بتالاکتامازهای SHV توسط کلاولانیک اسید مهار، اما توسط EDTA مهار نمیشوند. اولین ESBL شناسایی شده، TEM میباشد و انواع مختلفی از بتالاکتاماز نوع TEM با جابهجایی در توالی اسیدهای آمینه از TEM-1 بهوجود آمدهاند. TEM-1 به عنوان اولین بتالاکتاماز کد شده بهوسیله پلاسمید در انتروباکتریاسهها بود که سایر باکتریها از قبیل پسودوموناس آئروژینوزا نیز قادر به تولید آن هستند. بتالاکتامازهای نوع OXA در کلاس D مولکولی قرار میگیرند و قادر به غیرفعال کردن اگزازولیل پنیسیلینها مانند دیکلوگزاسیلین، کلوگزاسیلین و اگزاسیلین هستند (Duttaroy and Mehta, 2005). به طور خلاصه مطالعات و گزارشهای متعدد حاکی از شیوع پراکنش این نوع مقاومت در اقصی نقاط دنیا بوده و موید یک مشکل جهانی است. بنابراین، هدف از مطالعه حاضر شناسایی ژنهای TEM، SHV و OXA در جدایههای اشریشیا کلی بهدست آمده از کلیباسیلوزیس طیور با استفاده از روشMPCR میباشد.
موارد و روشها جمعآوری نمونه و ایزولاسیون باکتری در این مطالعه تجربی، به مدت 12 ماه و در طول سال 1393 تعداد 60 نمونه از مدفوع طیور (ماکیان) با علایم مشکوک به کلیباسیلوزیس از دانشکده دامپزشکی استان کرمان گردآوری شد. پس از هموژن کردن نمونههای مدفوعی با محلول فسفات بافر (PBS)، جداسازی ذرات جامد و مواد خشک موجود در مدفوع، با استفاده از سانتریفیوژ با سرعت 3000 دور در دقیقه به مدت 5 دقیقه رسوب داده و فاز رویی (Supernatant) در ظروف استریل دیگری در دمای 4 درجه سانتیگراد جمعآوری گردید. سپس نمونه ها روی محیط معمول از قبیل مککانگی آگار، گزیلوز لیزین دزوکسی کولات (XLD)، سالمونلا شیگلا آگار (SSA) و تیوسولفات سیترات نمک صفرا سوکروز (TCBS) (مرک، آلمان) کشت و به مدت 24 ساعت در 37 درجه سانتیگراد گرمخانهگذاری شدند. به منظور شناسایی کلنیهای مشکوک به اشریشیا کلی با استفاده از تستهای استاندارد بیوشیمیایی و استاندارد نظیر MCA، EMB، ECC،E. coli Chrome Agar، کاتالاز، اکسیداز و استفاده از محیطهای افتراقی مانند TSI، SIM، MR-VP، سیمون سیترات، اوره آگار، نیترات آگار و تستهای تکمیلی بیوشیمیایی مانند تخمیر قندها و استفاده از آمینواسیدها مورد استفاده قرار گرفت. بعد از تعیین گونههای باکتری E.coli، با آزمونهای بیوشیمیایی، جهت انجام آزمون آنتیبیوگرام از روش دیسک دیفیوژن (Disk diffusion) به روش کربی بائر و بر طبق دستورالعمل CLSI (Clinical and Laboratory Standards institute) استفاده گردید. تعدادی از کلونی باکتری را بوسیله آنس برداشته و در سرم فیزیولوژی استریل حل نموده تا برابر با کدورت استاندارد نیم مکفارلند گردد. سپس بر روی محیط مولر هینتون آگار کشت داده ودیسک های آنتیبیوتیک با فاصله استاندارد بر روی محیط کشت قرار داده و در دمای 37 درجه انکوبه گردیده و بعد از 24 ساعت نتایج قرائت گردید (Cockerill, 2011). Multiplex-PCR به منظور شناسایی ژنهای بتالاکتامازی، DNA ژنومی جدایهها با استفاده از کیت DNA-سیناژن (Cell culture, Tissues, Gram negative Bacteria and CSF) استخراج گردید. MPCR برای شناسایی ژنهای بتالاکتامازیSHV ، TEM وOXA با استفاده از پرایمرهای اختصاصی انجام شد (جدول 1) (Maynard et al., 2003). در نهایت، واکنش M-PCR به حجم نهایی25 میکرولیتر شامل 3/6 میکرولیتر PCR master mix 5X (سیناکلون، ایران) حاوی Taq DNA polymerase (0.05 U/µl)، MgCl2 (3 mM) وdNTPs (0.4 mM)، 9/0 میکرولیتر از هر یک از پرایمرها به غلظت 8/0 میکرومولار، 8/0 میکرولیتر از DNA الگو (10 نانوگرم) و 5/12 میکرولیتر آب دیونیزه استریل با استفاده از گرادیانت ترموسایکلر (اپندورف، آلمان) برای 35 سیکل بهصورت زیر انجام گرفت: یک سیکل 15 دقیقه در 95 درجه سانتیگراد (دناتوراسیون اولیه)، سپس 30 سیکل شامل مرحله واسرشت شدن 30 ثانیه در 94 درجه سانتیگراد، مرحله اتصال 25 ثانیه در 59 درجه سانتیگراد و مرحله طویل شدن 60 ثانیه در 72 درجه سانتیگراد و نهایتاً یک سیکل 10 دقیقه در 72 درجه سانتیگراد. محصولات PCR از نظر حضور ژنهای مورد نظر روی ژل آگارز 1 درصد الکتروفورز شده و در نهایت با استفاده از اتیدیوم بروماید رنگآمیزی و با دستگاه UV لومیناتور با اشعه ماوراء بنفش بررسی، عکسبرداری و ضبط گردیدند. برای تمامی موارد، از سویه اشریشیا کلی استاندارد ATCC 25922 استفاده شد. تحلیل آماری دادهها دادههای آماری با نرمافزار SPSS نسخه 19 و با استفاده از آزمونهای آماری توصیفی مورد تحلیل قرار گرفت.
جدول 1- توالی اولیگونوکلئوتیدی پرایمرهای اختصاصی مورد استفاده Multiplex-PCR
یافتهها جدایههای باکتریایی و تست حساسیت آنتیبیوتیکی بر اساس روشهای بیوشیمیایی و میکروبیولوژیکی استاندارد، در مجموع تعداد 60 سویه اشریشیا کلی از طیور دارای علایم اسهال و مشکوک به کلی باسیلوزیس جمعآوری گردید. به منظور شناسایی جدایههای مولد ESBLs از روش CDT استفاده شد که 45 ایزوله (75%) داراری فنوتیپ ESBLs مثبت بودند (جدول 2). همچنین در تعدادی از جدایههای تحت بررسی فنوتیپ مقاومت به چند آنتی بیوتیک (MDR) مشاهده شد (جدول 2).
جدول 2- تعداد (درصد) فراوانی جدایههای اشریشیا کلی مقاوم به چند دارو (MDR)
شناسایی ژنهای بتالاکتامازی از میان 60 جدایه E. coli، 32 جدایه از لحاظ تولید آنزیمهای بتالاکتامازی وسیع الطیف مثبت بودند، که 19 سویه (6/31%) حامل ژن bla OXA، 13 جدایه (6/21%) دارای ژن بتالاکتاماز bla aadaبودند. در این مطالعه ژنهایbal TEM و bla SHV در هیچکدام از نمونه ها (0/0%) شناسایی نشد (شکل 1).
شکل 1- نتایج آزمون M-PCR از چپ به راست: Ladder 100bp – C+؛ کنترل مثبت- C- ؛ کنترل منفی- باند bp 198 بتالاکتاماز OXA، باند bp 284 بتالاکتاماز aada.
بحث و نتیجهگیری شیوع بالای بیماریهای تنفسی پرندگان همه ساله خسارات قابل توجهی را به صنعت پرورش طیور کشور وارد میکند که بیماریهای باکتریایی و در رأس آنها عفونتهای ناشی از باکتری اشریشیا کلی سهم عمدهای در بروز این مشکل دارند (Turtura et al., 1990). عبدالهی خیرآبادی و همکاران در سال 1391 نشان دادند که ایمیپنم و سیپروفلوکساسین از جمله داروهای شاخص در درمان عفونتهای ناشی از اشریشیا کلی هستند (عبدالهی خیرآبادی و همکاران، 1391). بنابراین، این آنتیبیوتیک را میتوان به عنوان آنتیبیوتیک انتخابی (Therapeutic Choices) معرفی نمود، اما تفاوت در نتایج تست حساسیت آنتیبیوتیکی میتواند به علت تفاوت در نوع نمونه (نمونه انسانی در مقایسه با نمونه دامی و اندیکاسیون دارو در این نمونهها) باشد (امیری و همکاران، 1394؛ بابایی و همکاران، 1391). همچنین به منظور شناسایی جدایههای مولد ESBLs از روش CDT استفاده شد که 45 ایزوله (75%) دارای فنوتیپ ESBLs مثبت بودند. این یافته با نتایج مطالعه اسلامی و نجار پیراهه همخوانی دارد (اسلامی و نجارپیرایه، 1391). آنالیز مولکولی ژنهای بتالاکتامازی نشان داد که 32 سویه (3/53%) دارای ژن بتالاکتاماز بودند. بیشترین و کمترین فراوانی ژنهای بتالاکتامازی تحت مطالعه به ترتیب مربوط به bla OXA(19 جدایه، 6/31%) و bla aada (13 جدایه، 6/21%) میباشد. همچنین در 7 جدایه (6/11%) حضور همزمان دو ژن bla OXAو bla aadaبه اثبات رسید. در این مطالعه ژنهای bla TEMوbla SHV در هیچکدام از نمونهها ردیابی نشد. مطالعات فراوانی روی ژنهای مقاومت آنتیبیوتیکی انجام شده که بهعنوان مثال میتوان به فراوانی ژن TEM در ترکیه (72%) و هند (30%) اشاره کرد (Rawat and Nair, 2010; Baiget al., 2014 ). مسجدیان جزی و همکاران در سال 1386 در اصفهان، فراوانی ژن TEMرا 84/6% گزارش کردند (مسجدیان جزی و همکاران، 1386)، که در مطالعه حاضر این ژن در جدایههای اشرشیا کلی شناسایی نشد. برادفورد و همکاران نـشان دادند کـه بیـشترین فراوانـی آنـزیمهـای ESBLsدر ایــالات متحــده، مربــوط بــه خــانواده TEM بتالاکتامــاز میباشد (Bradford, 2001). قنبرپور و همکاران، 100 سویه اشریشیا کلی بهدست آمده از پریکارد جوجههای گوشتی مبتلا به کلیباسیلوزیس در استان ایلام را جهت حضور ژنهای bla TEM و bla SHVمورد بررسی قرار دادند. ایشان نشان دادند که 10 جدایه (10%) واجد ژن bla TEM و 2 جدایه (2%) واجد ژن bla SHV بود (قنبرپور و همتی، 1391). در مطالعه ما این ژنهای مقاومت شناسایی نشد. هو و همکاران طی مطالعهای در سوئد از میان 87 جدایه اشرشیا کلی بهدست آمده از طیور، 63% ژنوتیپ TEM بتالاکتاماز را نشان دادند (Ho et al., 2008)، که با نتایج مطالعه حاضر مغایرت دارد. بنابراین، میتوان نتیجه گرفت که فراوانی ژنهای bla TEMو bla SHV در خارج از کشور بیشتر از داخل میباشد. تفاوت در آمار نوع بیماری، تنوع تغذیه طیور، تفاوت در سن، ژنتیک طیور، تفاوت در سطح بهداشت و شرایط نگهداری ماکیان و همچنین شرایط جغرافیایی و اقلیمی گوناگون کشورمان میتواند از دلایل اختلاف سطح مقاومت و در نتیجه توزیع ژنهای مقاومتی باشد. در مطالعه شاهی و همکاران تعداد 15 سویه از 16 جدایه اشریشیا کلی بهدست آمده از زخم پای دیابتیکهای دارای فنوتیپ ESBLs مثبت بودند و فراوانی ژنهای TEM-1 و OXA-1 در 9 سویه و SHV-1 در 8 سویه مثبت بود (Shahi et al., 2013). صرفنظر از نتایج شیوع TEM و SHV، نتایج شیوع OXA در مطالعه ایشان با یافتههای مطالعه پیشرو همخوانی دارد. بـهطورکلی، در این تحقیقات کمتر به یک خانواده بتالاکتامـازی توجه شده و اغلب، روی کـلاسهـای محـدودی از هـر خانواده مطالعه صورت گرفته است. بنابراین، شناسایی سریع جدایههای تولیدکننده ESBLs در آزمایشگاههای میکروبشناسی بسیار مهم و ضروری است. استفاده از MPCR باعث صرفهجویی در مواد لازمPCR میشود. این روش دارای ویژگی و حساسیت بالا با کاهش زمان بررسیهای ژنتیکی و الگوهای مورد نیاز با چند جفت آغازگر به صورت عمومی و اختصاصی بوده و دارای قابلیت اعتماد و سرعت بالا در شناسایی ژنها میباشد.
سپاسگزاری بدینوسیله نویسندگان مقاله بر خود لازم میدانند تا از مدیریت و پرسنل محترم آزمایشگاه پاسارگاد تقدیر نمایند. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
مراجع | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
منابع
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 2,954 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,187 |