耐药基因型检测
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抗生素耐药性相关基因识别方法与策略抗生素耐药性是当今世界面临的医疗挑战之一。
随着抗生素使用的广泛和滥用,许多微生物已经进化出耐受各种抗生素的能力,导致难以治疗的细菌感染的出现。
因此,开发准确的方法来识别抗生素耐药性相关基因是至关重要的。
本文将介绍一些常用的抗生素耐药性相关基因识别方法和策略。
一、基因组测序和比对方法基因组测序技术的发展为抗生素耐药性相关基因的识别提供了强有力的工具。
基因组测序可以获取细菌的完整基因组序列,从而准确地鉴定抗生素耐药性相关基因。
其中,全基因组测序可以提供详细的基因组信息,帮助鉴定各种耐药性相关基因。
而目标基因组测序则可以有选择地鉴定特定的抗生素耐药性相关基因。
基因组比对是一种常用的基因识别方法。
通过将受检样品的基因组序列与已知的抗生素耐药性相关基因序列进行比对,可以发现可能存在的耐药性相关基因。
这种方法可以快速有效地检测多个基因,并且可以对已有的数据库进行实时更新,增加了检测的准确性和敏感性。
二、PCR和RT-PCR方法聚合酶链式反应(PCR)和逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR)是常用的基因识别方法。
这两种方法可以在短时间内扩增和检测特定的基因序列。
PCR方法通过特异的引物和DNA聚合酶对DNA模板进行扩增,可以快速鉴定特定的抗生素耐药性相关基因。
RT-PCR方法则可以将RNA转录成cDNA,从而对转录后的基因进行检测和定量。
三、测序技术结合PCR测序技术的不断发展为PCR方法提供了更加准确和高通量的检测手段。
现代测序技术可以对PCR扩增的目标序列进行高效、高通量的测序,从而提高抗生素耐药性相关基因的检测灵敏度和准确性。
此外,测序技术结合PCR方法还可以对抗生素耐药性相关基因进行复杂的分型和定量分析。
四、质谱方法质谱技术是一种高效、高分辨率的蛋白质分析方法,可以用于鉴定抗生素耐药性相关基因编码的蛋白质产物。
质谱技术可以检测并分析蛋白质质量、结构和功能信息,从而判断其是否与抗生素耐药性相关。
细菌耐药性检测方法传统检测方法主要包括药敏试验和漏斗法。
药敏试验通过将不同的抗生素与待检细菌进行共培养,观察细菌的生长情况,可以确定细菌对不同抗生素的敏感性。
漏斗法又称为浓度梯度法,将一系列不同浓度的抗生素加入含有细菌的琼脂平板培养基中,观察细菌生长的情况,通过最小抑菌浓度(MIC)来确定细菌的耐药性。
然而,传统的检测方法有一些不足之处,包括需要较长的检测时间、操作复杂、耗时耗力、存在人为误差等。
因此,近年来,分子检测方法逐渐应用于细菌耐药性的检测。
分子检测方法主要包括PCR技术、基因芯片技术和下一代测序技术。
PCR技术(聚合酶链式反应)是一种快速、高效、敏感的检测技术,通过扩增特定基因片段来判定细菌的耐药性。
该技术可以快速检测出是否存在耐药基因,并可通过测序等方法进一步确定具体基因型。
基因芯片技术则可以同时检测多个耐药相关基因,具有高通量、快速、精确度高的优点。
而下一代测序技术则可以对细菌的基因组进行全面分析,包括基因序列、变异信息等,对于耐药性的研究提供了更多的信息。
传统检测方法和分子检测方法在细菌耐药性检测中都具有一定的适用性,可以根据具体的实验要求和资源情况选择合适的方法。
对于临床应用而言,传统检测方法的优势在于成熟、经济、稳定,但无法提供细菌的详细基因型信息;而分子检测方法则具有高通量、高灵敏度、高特异性的优势,但需要较复杂的实验设备和操作技术。
细菌耐药性的检测方法在临床、食品安全、环境监测等领域具有重要的应用价值。
通过检测细菌的耐药性,可以指导临床合理使用抗生素,减少抗生素滥用,避免耐药细菌的产生和传播;在食品安全领域,可以掌握食品中耐药细菌的情况,保障食品的质量安全;在环境监测领域,可以及时发现环境中的耐药菌,为环境卫生管理提供参考依据。
综上所述,细菌耐药性的检测方法既有传统的药敏试验和漏斗法,也有分子检测的PCR技术、基因芯片技术和下一代测序技术。
各种方法各有优缺点,可以根据具体实验需求和资源条件选择合适的方法。
hcv耐药标准HCV耐药标准是针对丙型肝炎病毒(HCV)对抗病毒药物产生耐药性的评估和判断标准。
HCV耐药主要涉及对直接抗病毒药物(DAA)的耐药,这些药物是针对HCV基因型的特定药物,如索非布韦、达卡他韦、阿扎那韦等。
以下是HCV 耐药标准的主要内容:1.耐药基因型:HCV对DAA产生耐药性的基因型主要是NS5A、NS5B和NS3/4A等。
这些基因型的突变可能导致病毒对特定药物的敏感性降低或丧失。
世界卫生组织(WHO)推荐的HCV耐药基因型检测方法包括基因序列分析、基因芯片和基于下一代测序的技术等。
2.耐药阈值:当HCV对某种DAA的耐药基因型达到一定比例时,病毒对该药物的敏感性将显著降低,导致治疗失败。
这个比例称为耐药阈值。
不同的DAA和基因型具有不同的耐药阈值。
例如,NS5A基因的Q30K突变可能导致索非布韦的耐药性,而NS5B基因的C316N突变可能导致达卡他韦的耐药性。
3.交叉耐药:当HCV对一种DAA产生耐药性后,可能对其他同类或不同类的DAA也产生交叉耐药。
交叉耐药可能导致治疗选择减少,增加治疗失败的风险。
因此,在选择抗病毒治疗方案时,应考虑交叉耐药的可能性,并避免使用已经产生交叉耐药的同类药物。
4.临床耐药:在抗病毒治疗过程中,如果HCV RNA水平持续升高或在治疗结束后复发,可能提示病毒已经对当前治疗方案产生了耐药性。
此外,肝脏病理学检查发现炎症活动加剧、纤维化进展或肝癌的发生也可能与病毒耐药相关。
临床耐药是评估抗病毒治疗效果和调整治疗方案的重要依据。
5.监测时间点:为了及时发现HCV耐药,建议在治疗过程中和治疗结束后进行病毒负荷和基因型的监测。
通常建议在治疗开始后12周、24周和治疗结束后的12周进行HCV RNA定量检测,以评估治疗效果和监测耐药情况。
如果发现病毒负荷持续升高或复发,应考虑病毒耐药的的可能性,并根据基因型检测结果调整治疗方案。
6.耐药风险管理:为了降低HCV耐药的发病率和传播率,应采取以下风险管理措施:加强HCV筛查和诊断,提高抗病毒治疗的可及性和依从性;根据患者基因型和耐药监测结果制定个体化治疗方案;避免不合理的药物组合和滥用抗生素;加强医疗体系建设和抗病毒治疗的监测与评估。
药物耐药基因诊断及靶向治疗实验技术综述引言:随着人口老龄化和慢性疾病的增加,药物耐药性已经成为临床治疗中的重要问题。
为了解决这个问题,科学家们开始关注药物耐药基因诊断及靶向治疗技术。
本文将综述药物耐药基因的诊断方法以及靶向治疗的实验技术。
1.药物耐药基因诊断技术:1.1 基因测序技术基因测序技术是一种分析基因组DNA序列的方法,对于药物耐药基因的诊断具有重要意义。
包括Sanger测序和新一代测序技术(例如Illumina HiSeq和Ion Torrent)等。
这些技术可以准确地识别出基因组中的突变,并确定药物耐药基因的存在。
1.2 单倍体分型技术单倍体分型技术是一种通过检测DNA序列中的单个核苷酸多态性来识别药物耐药基因的方法。
其中包括限制片段长度多态性分析(RFLP)、聚合酶链式反应(PCR)和测序等。
这些技术可以快速、准确地鉴定出药物耐药基因。
1.3 扩增引物长度多态性技术(Amplicon Length Polymorphism)扩增引物长度多态性技术是一种由PCR衍生的方法,它通过检测DNA扩增产物的长度变异来确定药物耐药基因。
这种方法具有高度敏感性和特异性,并可识别出具体的基因突变。
2.靶向治疗实验技术:2.1 基因编辑技术基因编辑技术包括CRISPR-Cas9、TALEN和ZFN等,它们被广泛应用于细胞系和动物模型中的药物耐药性研究。
这些技术可以精确地编辑基因组,使其表达产生特定的突变,从而研究药物对耐药基因的作用。
2.2 RNA干扰技术RNA干扰技术通过特异性抑制目标基因的mRNA来实现基因特异性沉默。
这种技术可以用于研究药物耐药基因的功能,并测试其在药物靶标上的作用。
2.3 组织培养与动物模型组织培养和动物模型是用于研究药物耐药基因的重要实验手段。
通过在体外或体内构建药物耐药模型,科学家们可以评估特定药物在不同基因型中的疗效,并研究耐药机制。
2.4 蛋白质相互作用与信号通路研究通过研究药物耐药基因在蛋白质相互作用和信号通路中的角色,可以深入了解耐药机制,并为靶向治疗提供新的思路。
耐万古霉素肠球菌耐药表型检测和基因型分析张侠家;沈继录;贾伟华【摘要】Objective To research the resistant characteristics, genotype and prevalence of vancomycin-resistant Enterococci( VRE) . Methods K-B disc diffusion method was used to determine the susceptibility, minimum inhibi-tory concentration ( MIC) for vancomycin of VRE was detected by E-test method;VRE was then subjected to PCR for resistance related genes;6 strains sequencing results of PCR product were contrastively analyzed the amino acid sequence by BLAST. Results 6 VREFm strains were found from 193 strains enterococci;6 VREFm strains were completely resistant to high unit gentamicin, ampicillin, ciprofloxacin, teicoplanin,but were sensitive to linezolid and macrodantin,MIC for vancomycin was more than 256mg/L;Genotypes were vanA;Amino acids in vanA gene have changed with Asn83→Asp( AAC→GAC) . Conclusion VRE in our hospital is mostly multi-drug resistant , which bringS difficulty in clinical treatment for its infection. So the hospital should strengthen the prevention and monitoring, to prevent the spread of VRE strains in the hospital and popular.%目的研究某院耐万古霉素肠球菌( VRE)的耐药特性、基因型及流行情况。
抗生素耐药性基因的检测与监测方法探索抗生素耐药性是当今全球医疗领域面临的一大挑战。
随着过度使用和滥用抗生素,耐药菌株的出现日益普遍,已成为公共卫生领域的一种全球性威胁。
因此,开发有效的抗生素耐药性基因检测与监测方法成为了当前科研工作者关注的焦点。
一、抗生素耐药性基因检测技术1.1 PCR技术聚合酶链反应(PCR)是最常用的无标记方法来进行抗生素耐药性基因检测。
通过设计特异引物,可以扩增目标基因片段,并通过电泳等手段判断阳性样品。
1.2 DNA芯片技术DNA芯片技术是近年来快速发展的高通量平行分析方法之一,可实现对多个基因和目标序列同时进行筛查。
这种技术能够准确鉴定不同类型的抗生素耐药性相关基因。
1.3 循环延伸反应(CET)循环延伸反应(CET)通过将靶向DNA引物连续循环和鉴定分子结构中可变区域组合起来进行多重分析,可快速而准确地检测抗生素耐药性基因。
二、抗生素耐药性基因监测方法2.1 宏基因组学宏基因组学是通过构建宏基因组图谱以鉴定和比较个体或环境中微生物及其功能基因的一个高通量技术。
利用这种方法,研究人员可以检测和监测不同样本中抗生素耐药性相关基因的存在和表达。
2.2 PCR扩增与限制性片段长度多态性(PCR-RFLP)PCR-RFLP结合了两种技术的优点,不仅可以扩增目标序列,还可以通过限制酶切产物的长度差异来区分不同的抗生素耐药性基因。
2.3 基于下一代测序技术的元转录组学研究利用下一代测序技术(NGS)对元转录组进行全面分析,并结合计算机算法将获得的数据进行筛选和分类,可以确定与抗生素耐药性相关的新型基因。
三、未来发展方向随着科学技术的进步和世界范围内对抗生素耐药性问题的关注日益加深,对于抗生素耐药性基因的检测和监测方法也将不断改进和发展。
3.1 快速便携式设备未来研究人员希望开发出手持式、快速便捷的抗生素耐药基因检测设备,使得在实验室以外的环境中也能进行检测,加快诊断和治疗的速度。
HIV-1基因型耐药检测及质量保证指南(2013年版)Guideline for HIV-1genotyping drug resistance testing and qualityassurance中国疾病预防控制中心2013年3月20日前言随着我国艾滋病抗病毒治疗工作的日益深化,HIV-1基因型耐药检测显示出越来越重要的作用,开展耐药检测的实验室也日益增多。
截至2012年底,共有30余家实验室从事HIV-1基因型耐药检测,未来还将有更多的实验室参与其中。
HIV-1基因型耐药检测是对操作人员、实验室环境和设备有很高要求的分子生物学技术,为了对开展该项检测工作的实验室进行系统的技术和质量控制指导,保证检测结果的准确性和可靠性,特制定《HIV-1基因型耐药检测及质量保证指南》(以下简称《指南》)。
本指南自2011年12月开始编写,参与编写的人员为我国实验室检测、抗病毒治疗领域的专家和有富有实践经验的检测人员,同时聘请WHO和美国疾病预防控制中心的专家作为技术顾问,并参考了大量国内外相关学术文献及技术指导手册。
经过编写组多次修订、补充和审定,于2013年3月完成《指南》终稿。
《指南》分为八章,包括:HIV-1基因型耐药检测的人员要求、实验室环境与设置、样品管理、检测技术、质量控制和生物安全。
本《指南》起草单位:中国疾病预防控制中心性病艾滋病预防控制中心。
本《指南》参加编写单位:中国医科大学,中国人民解放军军事医学科学院微生物流行病研究所,上海市疾病预防控制中心,复旦大学公共卫生中心,云南省疾病预防控制中心,云南省传染病医院艾滋病关爱中心,北京出入境检验检疫局。
本《指南》编写主持人:蒋岩本《指南》编写组人员:姚均、邢辉、尚红、李敬云、钟平、徐建青、马艳玲、杨绍敏、韩晓旭、张旻、潘品良、蒋岩、汪宁、康来仪、朱红、邢文革、肖瑶、邱茂锋、吴亚松。
本《指南》技术顾问:美国疾病预防控制中心杨春富、GAP北京办公室Chin-Yih Ou,齐明山。
耐药基因型检测操作规程作业指导书1目的本操作规程是关于使用in-house方法进行耐药性检测过程标准操作和结果分析保存的规程。
2适用范围适用于HIV-1耐药基因型测定。
3职责在使用in-house方法进行耐药性检测过程中,研究人员必须依照本标准操作规程进行操作。
4作业程序4.1核酸提取:推荐使用QIAGEN公司QIAamp Viral RNA Mini Kit 提取RNA。
4.2引物4.2.1 扩增引物第一轮PCR:外侧上游引物MAW 26:5’-TTGGAAATGTGGAAAGGAAGGAC-3’; HXB2 2028-2050 外侧下游引物RT21:5’-CTGTA TTTCTGCTA TTAAGTCTTTTGA TGGG-3’; HXB2 3509-3539第二轮PCR:内侧上游引物PRO-1 :5’-CAGAGCCAACAGCCCCACCA-3’; HXB2 2147-2166内侧下游引物RT20 :5’-CTGCCAGTTCTAGCTCTGCTTC-3’; HXB2 3441-34624.2.2 测序引物正向测序引物:PROS3 :5’-GCCAACAGCCCCACCA-3’RTAS :5’-CTCAGA TTGGTTGCAC-3’RTBS :5’-CCTAGTATAAACAATGAGACAC-3’; HXB2 2946-2967反向测序引物:PROC1S :5’-GCTGGGTGTGGTA TTCC-3’RT20S3 :5’-GTTCTAGCTCTGCTTC-3’参照国际标准株HXB2株(全基因1-9719bp)POL基因序列(2253-5096bp),其中蛋白酶(2253-2549bp),逆转录酶基因(2250-4229bp),整合酶基因(4230-5096bp)。
我们所使用的方法扩增产物长度为1.3kb,包括蛋白酶基因全长(1-99 codon)和逆转录酶基因前300个氨基酸(1-300 codon)。
4.3准备RT-PCR(逆转录及第一轮PCR)反应体系:在PCR准备间安全柜内进行,注意配置过程应在冰上进行。
推荐使用Takara One Step RNA PCR Kit(AMV),总体系25μl,见下表:4.3.1将除酶以外的试剂取出置于室温,待其溶化后震荡混匀5秒钟,短暂离心后置于冰上备用。
4.3.2酶及逆转录酶抑制剂取出置于冰上,使用后立即放回-20℃保存。
4.3.3准备PCR管,管身标记清楚编号,置于冰上备用。
4.2.4使用1.5ml离心管配制RT-PCR反应体系(单位μl),按每管20μl将配制好的反应体系分装至PCR管中,注意将液体加至管底。
4.4RT-PCR(逆转录及第一轮PCR)4.4.1将分装好的PCR管拿到加样间,分别将样本RNA、阳性对照样本RNA及阴性对照样本RNA各5μl加入相应PCR管中。
注意不要发生交叉污染。
4.42 将混合物混匀并短暂离心后放入PCR仪中,设定程序:50℃ 30分钟;94℃ 5分钟;94℃ 30秒,55℃ 30秒,72℃ 2分30秒,30 cycles;72℃ 10分钟,4℃保温。
运行程序。
4.5 第二轮PCR4.5.1 在PCR准备区配制反应体系,注意配置过程应在冰上进行。
推荐使用TakaraPerfectshot TM Ex Taq Mix,总体系50μl,见下表:4.5.2 反应体系的配制同RT-PCR。
体系配制完成后,按照每管45μl将配制好的反应体系分装到PCR管中。
4.5.3将分装好的PCR管拿到加样间,将第一轮反应产物各5μl加入相应的PCR管中,将混合物混匀并短暂离心后放入PCR仪,设定反应程序:94℃ 5分钟;94℃ 30秒,63℃ 30秒,72℃ 2分钟30秒,30 cycles;72℃ 10分钟,4℃保温。
运行程序。
4.6 PCR扩增产物电泳鉴定4.6.1于三角烧瓶中称取1g琼脂糖,加入100ml 1×TAE溶液,配成1%的胶溶液,置于微波炉中,中火加热3分钟,冷却到60℃左右时加入5ul 1%的EB溶液混匀。
4.6.2洗净的电泳板和梳子擦干,倒入溶胶液,使胶的厚度达到0.5cm左右。
室温下放置至少40分钟以上,使胶彻底凝固。
4.6.3待胶凝好后缓慢拔出梳子,放入电泳槽,倒入1×TAE,使液面高出胶平面1mm左右。
4.6.4取第二轮PCR产物5ul缓慢加入电泳孔中。
(若反应体系中不含Loading Buffer则于玻璃纸上滴点10×上样缓冲液,每滴约1ul,取第二轮PCR产物5ul 与10×上样缓冲液液滴混匀后缓慢加入电泳孔中。
)同时在电泳孔中加入 5 ul分子量为2000的Marker,判断PCR扩增产物的正确位置。
4.6.5电泳仪电压设量为100v,恒压电泳,40分钟左右观察结果。
4.6.6将电泳后的胶从胶板上取下,置于紫外透射反射仪上观察电泳胶中期望的PCR产物条带并拍照。
4.6.7挑取PCR阳性样本用于扩增产物的纯化回收,同时应该暂时保存第一轮PCR产物(-20C)以备必要时进行再次扩增。
4.7 PCR扩增产物纯化此步骤用于将PCR产物纯化并回收,用于回收的样品应经电泳检测无明显拖尾,并且有足够的浓度,回收的样品DNA也应符合无明显拖尾、杂带的标准才可用于测序。
4.7.1方法如上配置2%的琼脂糖凝胶,使胶的厚度达到1cm左右.室温下放置至少40分钟以上, 待胶彻底凝固后将剩余45ul PCR产物全部加入电泳孔中。
(于剩余45ul PCR产物的PCR管中加入10×上样缓冲液5ul, 混匀后将第二轮PCR产物全部加入电泳孔中。
)4.7.2 PCR产物2%琼脂糖凝胶电泳, 恒压100v 1小时(具体电泳时间以将目的条带和其它混杂条带分开为准)。
4.7.3 用干净的手术刀将含有PCR产物的琼脂糖凝胶切下置于1.5mlPCR管中,胶块重量控制在0.1克左右。
注意在切胶时应在胶下铺一层PE手套,以防止刀片损坏紫外灯。
4.7.4 称量胶块的重量,然后依据QIAquick Gel Extraction试剂盒操作说明进行纯化。
4.8 测序4..9 序列结果贴网分析(Stanford HIV Drug Resistance Database使用规程)4.9.1 直接进入Stanford Hiv Drug Resistance Database(),图1。
点击HIVdb ,进入下一界面(图2)。
图1图24.9.2 点击左上角Analyze a sequence ,进入下一界面(图3)。
图34.9.3 点击Choose a file to upload from your computer using the file selection box below 标题下的浏览框选择所要分析的序列所在文件夹,选中文件名,点击打开或者将测序好的序列(文本格式)粘贴在此界面下方text box 里,点击Analyze 进入下一界面(图4)。
图4在此界面会出现一个表格,表明是Sequence Quality Assessment ,上表对所测得序列PR基因包含1-99个密码子和RT基因包含1-248个密码子的序列进行三个方面的质量评估:4.9.3.1Stop Codons(终止密码子)和Frame Shifts(移码突变);4.9.3.2 B,D,H,V,N::如果产生在耐药位点,用GCG 软件包或Bioedit软件进行序列比对分析,对照测序胶图比较是否在此位点出现重叠峰,这有可能是体内野生株和突变株共存;4.9.3.2Unusual Residues(非正常碱基)。
4.9.4 续上图(图5),此界面显示一个PI Drug resistance interpretation和PRComments。
此界面说明了产生的针对蛋白酶抑制剂相关耐药位点和耐药的程度。
例如:该序列分析结果说明这个病人接受了抗蛋白酶抑制剂(PI)的治疗,产生蛋白酶抑制剂主要耐药突变(PI Major Resistance Mutations),有三个突变位点,分别是I54V、V82A 和L90M。
产生蛋白酶抑制剂次要耐药突变(PI Minor Resistance Mutations),有五个突变位点,分别是L10I、D60E、L63P、A71V、I93L。
图54.9.5 续上图(图6),此界面显示一个NRTI and NNRTI Drug resistance interpretation和RT Comments.此界面说明了产生的针对逆转录酶抑制剂相关耐药位点和耐药的程度。
例如,序列分析结果说明这个病人同时也接受了抗逆转录酶抑制剂的治疗,产生核苷类逆转录酶抑制剂的耐药突变(NRTI Resistance Mutations),有四个突变位点,分别是D67N、K70R、T215F、K219Q。
未产生非核苷类逆转录酶抑制剂的耐药突变(NNRTI Resistance Mutations)。
图64.9.6 续上图(图7),此表显示一个Mutation Scoring, 它主要根据耐药突变位点得到关于每个药物的一个分值,分值累积得到这种药物的Total Scoreing,按照总分值来判断耐药的程度。
图74.9.7 五种类型耐药突变判断标准:4.9.7 .1 Susceptible (score 0-9): virus isolates of this type have not shown reducedsusceptibility to the drug4.9.7 .2 Potential low-level resistance (score 10-14): virus isolates of this type havemutations which by themselves may not cause drug resistance, yet indicatethe possibility of previous drug selection.4.9.7 .3 Low-level resistance (score 15-29): virus isolates of this type have reducedin vitro susceptibility to the drug and/or patients with viruses of this genotypemay have a suboptimal virologic response to treatment4.9.7 .4 Intermediate resistance (score 30-59): the genotype suggests a degree ofdrug resistance greater than low-level resistance but lower than high-levelresistance4.9.7 .5 High-level resistance (score >60): the genotype is similar to that of isolateswith the highest levels of in vitro drug resistance and/or patients infected withisolates having similar genotypes generally have little or no virologicresponse to treatment五、实验室数据汇总各实验室将测得数据整理成下表形式,汇总至国家CDC性艾中心,性艾中心将根据全国调查结果,撰写一份综合报告,并将报告发给各省CDC,各省可以利用本身的数据信息,在性艾中心人员的帮助下,撰写有关报告。