توالی ژنوم کامل

CDC با استفاده از فناوری پیشرفته برای یافتن و متوقف کردن شیوع و مبارزه با میکروب های مقاوم در برابر ضد میکروبی ، در حال ردیابی و طبقه بندی بیماری است.

در این صفحه

• تحقیقات شیوع غذا
• داستان های موفقیت

• فراتر از شیوع مواد غذایی
• مقاومت در برابر آنتی بیوتیکی

میکروبیولوژیست که یک توالی ژنوم را برای اهداف کنترل کیفیت ارزیابی می کند.

توالی ژنوم کامل (WGS) اطلاعات ژنتیکی مفصلی در مورد باکتری ها و سایر میکروب ها را که افراد را بیمار می کند ، ارائه می دهد. بخش بیماری های ناشی از مواد غذایی ، آب و آب و محیط زیست CDC از این اطلاعات برای بهبود تلاش برای یافتن ، بررسی و جلوگیری از بیماری های ناشی از باکتری ها ، قارچ ها و انگل ها استفاده می کند. این امر به ویژه در جستجوی منبع شیوع یا پیش بینی مقاومت ضد میکروبی در باکتری ها و قارچ ها بسیار مهم است. WGS اطلاعات بسیار مفصلی و به موقع ارائه می دهد که به CDC و سایر سازمان های دولتی کمک می کند تا از سلامت عمومی محافظت کنند.

چکار میکند

میکروبیولوژیست ها تنظیم توالی ژنوم کل باکتریایی DNA را در یک دستگاه توالی ژنوم کامل اجرا می کنند.

مانند افراد ، باکتری ها و میکروب های دیگر DNA دارند. WGS به دانشمندان این امکان را می دهد تا با نگاه به اثر انگشت DNA خود با دقت شدید ، این میکروب ها را مطالعه کنند. چقدر دقیق؟تصور کنید کسی برای مقایسه به شما دو کتاب داده است ، و شما از ابزاری استفاده کرده اید که نشان می دهد آیا هر حرف از هر کلمه در هر دو کتاب یکسان است. WGS دقیق است. با مقایسه کل توالی ژنوم میکروب ها ، دانشمندان می توانند تعیین کنند که آیا آنها از نزدیک با یکدیگر ارتباط دارند (بسیار مشابه) ، که نشان می دهد این میکروب ها احتمالاً از همان منبع آمده اند.

WGS خواندن تقریباً میلیون ها واحد که DNA میکروب را تشکیل می دهند ، ارائه می دهد. دانشمندان با دانستن اینکه این واحدها در چه نظمی قرار دارند ، می توانند نوع جوانه را شناسایی کرده و در مورد ژن ها و جهش های آن که باعث مقاومت ضد میکروبی می شوند ، اطلاعات بیشتری کسب کنند. این اطلاعات دقیق همچنین به محققان شیوع این امکان را می دهد تا موارد بیماری و عفونت را با اعتماد به نفس بیشتر از روشهای قبلی اثر انگشت DNA پیوند دهند. اطلاعات مربوط به WGS می تواند به شناسایی مکان جوانه کمک کند - به عنوان مثال ، از یک مرکز پردازش مواد غذایی یا یک رستوران.

تحقیقات شیوع غذا

داستان های موفقیت

بیاموزید که چگونه CDC از WGS برای تبدیل بیماری ، بررسی و پیشگیری از بیماری استفاده می کند.

WGS برای اولین بار برای بررسی شیوع بیماری های ناشی از غذا در سال 2013 برای مطالعه بیماری های لیستریا مورد استفاده قرار گرفت. از آن زمان ، WGS به دانشمندان کمک کرده است تا شیوع بیشتری را تشخیص دهند ، آنها را در حالی که کوچکتر هستند ، حل کنند و منابع غذایی جدیدی را برای باکتری هایی که افراد را بیمار می کنند شناسایی کنند.

اطلاعات WGS به دانشمندان CDC کمک کرد تا Cryptonet ، یک سیستم اثر انگشت DNA را برای Cryptosporidium ، انگل ای که در خاک ، غذا ، آشامیدنی یا آب تفریحی یا سطوح یافت می شود ، به روز کنند.

در سال 2018 ، دو شیوع مختلف بیماری E. coli O157 با کاهو رومین مرتبط بود. WGS به دانشمندان CDC و FDA اجازه داد تا شیوع آن را به آب آبیاری آلوده در منطقه رشد ساحلی مرکزی کالیفرنیا و در آن پیوند دهند. در نتیجه ، FDA این نسخه را منتشر کرد که راهنمایی در مورد بازرسی ها ، نمونه برداری ، به اشتراک گذاری داده ها و ریشه های اصلی برای کمک به محافظت از سلامت عمومی و جلوگیری از شیوع آینده ارائه می دهد.

دانشمندان CDC از WGS برای جلوگیری از شیوع بیماری های قارچی استفاده کرده اند. در سال 2021 ، CDC Funginet را راه اندازی کرد - یک شبکه جدید با استفاده از داده های WGS برای ردیابی بیماری ناشی از قارچ ها. یکی از اهداف آن استفاده از داده های WGS برای تشخیص سریعتر شیوع بیماری های قارچی ، پیگیری گسترش بیماری و تأیید منابع احتمالی برای شیوع آن است.

نتایج حاصل از WGS به محققان کمک می کند تا با مقایسه دقیق DNA باکتری های ناشی از غذا ، مردم را به بیمار تبدیل کنند.

CDC با استفاده از WGS برای بررسی شیوع بیماری های ناشی از غذا در سال 2013 با لیستریا - یک باکتری که می تواند باعث بیماری شدید شود ، در 1 از هر 6 مورد می تواند ایجاد کند. CDC اکنون از WGS برای بررسی شیوع ناشی از همه باکتری های اصلی ناشی از مواد غذایی استفاده می کند. CDC و شرکای آن در هر 50 ایالت از روش ها و فناوری WGS یکسان برای شناسایی ، بررسی ، حل و متوقف کردن شیوع مواد غذایی استفاده می کنند.

محققان شیوع داده های WGS را با اطلاعات مربوط به مصاحبه با افراد بیمار ترکیب می کنند ، مانند آنچه قبل از بیمار شدن می خورند و حیوانات در محیط خود بودند. محققان از این اطلاعات استفاده می کنند:

• موارد پیوند: با مقایسه اثر انگشت DNA باکتری های گرفته شده از افراد بیمار ، دانشمندان می توانند تعیین کنند که آیا باکتری ها از نزدیک با یکدیگر ارتباط دارند یا خیر. در این صورت ، این رابطه ژنتیکی نزدیک شواهدی را ارائه می دهد که نشان می دهد افراد از همان منبع مانند یک غذای آلوده بیمار شده اند.
• این منبع را پیدا کنید: دانشمندان ادارات بهداشت و درمان ایالتی ، CDC ، سازمان غذا و داروی ایالات متحده و سرویس ایمنی و بازرسی مواد غذایی وزارت کشاورزی ایالات متحده ، DNA باکتری های گرفته شده از منابع احتمالی شیوع را تجزیه و تحلیل می کنند. اگر باکتری هایی که در یک غذا ، یک محیط تولید مواد غذایی یا یک محیط حیوانات یافت می شوند دارای اثر انگشت DNA هستند که شبیه به باکتری های افراد بیمار است ، محققان اطمینان بیشتری دارند که مردم از آن منبع بیمار شده اند.

داده های WGS همچنین به شکل دادن به سیاست های ایمنی مواد غذایی دولت و شیوه های صنایع غذایی که به امنیت مواد غذایی و نجات جان خود کمک می کند ، کمک می کند. به عنوان مثال ، داده های WGS به شناسایی شیوع عفونت های سالمونلا مرتبط با گوشت گاو در سال 2018 کمک کرده است. آژانس های فدرال از WGS برای تشخیص و بررسی شیوع بیماری های ناشی از غذا از طریق دو شبکه استفاده می کنند:

• Pulsenet ، یک شبکه آزمایشگاهی که توسط CDC اداره می شود. روی باکتری های افراد بیمار تمرکز دارد.
• Genometrakr ، یک بانک اطلاعاتی از باکتری های ناشی از مواد غذایی که توسط FDA اداره می شود. تمرکز روی میکروب های حاصل از محصولات غذایی و محیط زیست است.

اثر انگشت DNA تولید شده توسط آزمایشگاههای شرکت کننده در پالسنت و ژنومتراک از طریق مرکز ملی اطلاعات بیوتکنولوژی در دسترس عموم است.

فراتر از شیوع مواد غذایی

دانشمندان به طور مرتب نمونه های میکروب های جمع آوری شده از افراد بیمار را تجزیه و تحلیل می کنند تا درک کنند که چگونه بیماری ها در سراسر جهان گسترش می یابد ، برای کشف روند انتقال بیماری و مقاومت ضد میکروبی و کشف منابع جدید یا ناشناخته عفونت ها. اطلاعات جمع آوری شده از طریق توالی ژنوم می تواند به ما در مبارزه با این بیماری ها به طور مؤثرتر کمک کند. برخی از فعالیت های توالی عبارتند از:

• ردیابی موارد ایالات متحده کاندیدا اوریس ، که به محققان کمک می کند تا چگونگی معرفی و گسترش این قارچ مقاوم به چند دارو را در مراکز مراقبت های بهداشتی ایالات متحده و در سراسر جهان تعیین کنند.
• بررسی دامنه جغرافیایی در حال گسترش تب دره [PDF-2 صفحه] ، که به محققان کمک کرد تا کشف کنند که قارچ های ساکن خاک در بخش جدیدی از کشور وجود داشته است.
• نشان می دهد که Cryptococcus gattii علاوه بر شمال غربی اقیانوس آرام در جنوب شرقی ایالات متحده حضور داشت. این یافته پزشکان را به نیاز به در نظر گرفتن عفونت با این قارچ هنگام معالجه بیماران هشدار داد.
• شناسایی و مقایسه پروفایل های انگل cryptosporidium ("رمزنگاری") در سیستم ردیابی رمزنگاری ، برای پشتیبانی از تحقیقات شیوع و بهبود استراتژی های پیشگیری.
• مقایسه سویه های "Ameba در حال خوردن مغز" ، Naegleria Fowleri ، از بیماران و محیط زیست. این کار به توسعه روشهای جدید برای تشخیص این عفونتهای نادر اما معمولاً کشنده و شناسایی مکان در معرض آمب کمک می کند.

مقاومت در برابر آنتی بیوتیکی

توالی ژنوم کامل می تواند به ما بگوید که آیا باکتریها و قارچ ها ژنهایی دارند که آنها را مقاوم به ضد میکروبی می کند. مقاومت ضد میکروبی زمانی اتفاق می افتد که میکروب هایی مانند باکتری ها و قارچ ها توانایی شکست داروهای طراحی شده برای کشتن آنها را ایجاد می کنند. این بدان معناست که میکروب ها کشته نشده و به رشد خود ادامه می دهند.

با استفاده از WGS ، دانشمندان می توانند بهتر درک کنند که چگونه میکروب ها مقاوم می شوند و چگونه مقاومت گسترش می یابد. این اطلاعات به یافتن راه هایی برای جلوگیری از شیوع عفونت های مقاوم به ضد میکروبی کمک می کند. در مورد چگونگی استفاده از سیستم نظارت بر مقاومت ملی CDC از WGS برای مطالعه مقاومت ضد میکروبی در باکتری ها بیشتر بدانید.< SPAN> مقایسه گونه های "Ameba در حال مغز" ، Naegleria Fowleri ، از بیماران و محیط زیست. این کار به توسعه روشهای جدید برای تشخیص این عفونتهای نادر اما معمولاً کشنده و شناسایی مکان در معرض آمب کمک می کند.