Идентификация некультивируемых легионелл с помощью секвенированияИдентификация некультивируемых легионелл с помощью секвенирования
Болезнь Легионеров (БЛ) - это тяжелый и потенциально смертельный тип пневмонии, возникающих при вдыхании загрязненных аэрозолей из искусственных систем водоснабжения или охлаждения.
Вид Legionella pneumophila ответственен за более чем 90% случаев БЛ во всем мире. БЛ представляет серьезную опасность для людей старше 50 лет, курильщиков, людей с ослабленной иммунной системой или уже существующими заболеваниями дыхательных путей. Большинство пациентов с БЛ выздоравливают при лечении антибиотиками, но около 10% умирают от этой инфекции.
БЛ остается в значительной степени гиподиагностированным заболеванием, поскольку это редкая форма пневмонии, и ее диагностика зависит от того, запрашивает ли врач анализ на легионеллы. Кроме того, получить клинические образцы нижних дыхательных путей от больных легионеллезом довольно сложно, а при их получении для культивирования требуются специализированные среды и условия роста, которые доступны не во всех микробиологических лабораториях. По всем этим причинам часто бывает трудно связать случаи заболевания с источником вспышки, что препятствует выявлению и устранению источников вспышки. Поэтому постоянно предпринимаются усилия по разработке и использованию новых методов геномного тестирования легионелл.
С тех пор как первые случаи БЛ были описаны более 45 лет назад, тестирование на наличие легионелл быстро развивалось. Усовершенствования включали в себя уточненные алгоритмы тестирования, методы культивирования, ПЦР в реальном времени, импульсно-полевой гель-электрофорез, а в последнее время - секвенирование всего генома (WGS), разновидность секвенирования следующего поколения (NGS). В последние годы WGS стал важным методом для расследования вспышек БЛ благодаря своей высокой дискриминационной способности. Однако бактериальные изоляты не всегда доступны.
В журнале Journal of Clinical Microbiology исследователи из Департамента здравоохранения штата Нью-Йорк описали эффективный подход к использованию секвенирования всего генома для идентификации L. pneumophila, который не требует культивирования. По словам исследователей, этот метод может быть использован для лучшего анализа имеющихся образцов и более тщательного наблюдения за вспышками БЛ, особенно в тех местах или случаях, когда культивирование затруднено.
"Когда происходит вспышка, у нас есть образцы, но мы не можем получить культивированный изолят, - рассказывает Кимберли Мюссер, руководитель отдела бактериальных заболеваний Департамента здравоохранения штата Нью-Йорк. По ее словам, новый метод не требует получения этого изолята. "Мы работаем только с образцом".
Ранее авторы разработали метод обогащения геномной ДНК Escherichia coli, продуцирующей токсин Шига (STEC), непосредственно из образцов стула путем гибридного захвата. Этот метод был разработан для обеспечения надзора за заболеваниями в сфере общественного здравоохранения в связи с растущим использованием независимых от культуры диагностических тестов. В настоящем исследовании был разработан аналогичный и усовершенствованный метод гибридного захвата L. pneumophila с помощью РНК-приманок, который позволил получить достаточное разрешение генома из ПЦР-положительных клинических образцов L. pneumophila серогруппы 1 (LPSG1).
Одна из самых серьезных вспышек БЛ в истории США произошла в 2015 году в Нью-Йорке. В результате вспышки погибли 16 человек, еще более 100 были госпитализированы. В новой работе Мюссер и ее коллеги использовали гибридизационный захват для изучения образцов, полученных при вскрытии тел жертв вспышки 2015 года и смогли определить источник вспышки. "Образцы, взятые при вскрытии, зачастую труднее всего культивировать, поэтому наличие метода, который мы можем использовать для секвенирования этих образцов, очень ценно", - поясняет Мюссер. "Мы хотели иметь возможность использовать новый метод без необходимости иметь культивированный изолят. Мы извлекаем только ту информацию, которая нам нужна. Это действительно дает нам те кусочки головоломки, которых у нас раньше не было".
Ученые проверили дискриминационную способность гибридного захвата L. pneumophila на не изученных образцах аутопсий и определили источник вспышки. Этот новый метод предлагает дополнительный инструмент для наблюдения за будущими вспышками БЛ, когда выделение легионелл невозможно, и может помочь решить вопросы, на которые ранее не было ответов в ходе прошлых расследований вспышек БЛ.
