Фаготипирование
Типирование фага — это фенотипический используются бактериофаги (сокращенно «фаги») для обнаружения и идентификации отдельных штаммов бактерий метод, в котором . [1] бактериальных клеток Фаги – это вирусы, которые инфицируют бактерии и могут привести к лизису . [2] Бактериальному штамму присваивают тип в зависимости от характера его лизиса. [3] Типирование фага использовалось для отслеживания источника инфекционных вспышек на протяжении 1900-х годов, но его заменили генотипические методы, такие как полногеномное секвенирование для эпидемиологической характеристики. [1]
Принцип
[ редактировать ]Фаготипирование основано на специфическом связывании фагов с антигенами и рецепторами на поверхности бактерий и возникающем в результате лизисе бактерий или его отсутствии. [4] Процесс связывания известен как адсорбция. [5] Как только фаг адсорбируется на поверхности бактерии, он может подвергаться либо литическому, либо лизогенному циклу. [6]
Вирулентные фаги вступают в литический цикл, где они реплицируются и лизуют бактериальную клетку. [7] Вирулентные фаги могут различать разные виды бактерий на основе их специфического литического действия. [8] Лизис произойдет только в том случае, если вирулентный фаг адсорбируется на поверхности бактерий, определяя видовую специфичность фагов. [5]
Умеренные фаги вступают в лизогенный цикл и не лизируют клетку сразу. [7] Вместо этого фаг интегрируется в бактериальный геном в качестве профага во время лизогенизации, что защищает клетку от лизиса фагами, которые серологически идентичны или родственны. [9] Поскольку профаг включен в геном, он также передается потомству бактерий. [7] Бактериальный штамм, несущий профаг, известен как лизогенный штамм. [9] Лизогенизация штаммоспецифична, поэтому позволяет дифференцировать разные штаммы бактерий одного и того же вида. [10] Профаг можно химически или физически побудить вернуться к литическому пути. [6]
Метод
[ редактировать ]Бактериальный штамм, который необходимо охарактеризовать, культивируют на чашке Петри с агаром и высушивают. [11] После высыхания на основе рисуется сетка или другой узнаваемый узор, чтобы обозначить различные области. [11] Каждую область инокулируют различным фагом в стандартном тестовом разведении, а затем инкубируют в течение 5-48 часов. [11] Восприимчивые области фага будут иметь просветы на месте лизиса бактерий, и это используется для дифференциации. [12] Размер, морфология и структура лизированной области являются важными критериями для дифференциации видов и штаммов бактерий. [13] Их сравнивают со стандартной схемой лизиса, чтобы определить тип штамма. [14]
Рутинное разбавление теста (RTD)
[ редактировать ]Рутинное тестовое разведение (RTD) обычно определяется как наименьшее разведение фага, которое все еще приводит к лизису его хозяина. [11] Этот метод предотвращает явление, известное как «лизиз извне», который представляет собой лизис бактерий, вызванный адсорбцией фага с высокой множественностью, а не репликацией фага. [15]
История
[ редактировать ]Первое сообщение об использовании бактериофагов для идентификации бактерий было в 1925 году, когда Зонненшейн использовал брюшнотифозные и паратифозные фаги для диагностики брюшного тифа. [16] В 1934 году было обнаружено, что некоторые штаммы Salmonella typhi имеют на поверхности Vi-антигены. [17] Это привело к выделению фагов Vi, способных лизировать штаммы брюшнотифозных бактерий, но только в том случае, если они содержат антиген Vi. [18] позволяющая дифференцировать виды брюшного тифа, экспрессирующие антиген Vi, и те, которые этого не делают.
В 1938 году Крейги и Йен адаптировали фаги Vi путем селективного размножения и использовали их в критических тестовых разведениях для дифференциации 11 типов B. typhosus . [19] В 1943 году Феликс и Кэллоу распространили этот метод на Salmonella paratyphi B. в 1943 г. и дифференцировал 12 типов с помощью 11 фагов. [20] Международный комитет по типированию кишечных фагов был основан в 1947 году, и эти методы типирования фагов вскоре были стандартизированы. [21]
В течение следующих нескольких десятилетий были внесены улучшения в специфичность схем типирования фагов. В 1959 году Кэллоу усовершенствовала свою первоначальную схему, чтобы дифференцировать 34 типа Salmonella typhimurium с помощью 29 фагов. [22] В 1977 году Андерсон в энтеросолюбильной справочной лаборатории в Лондоне расширил это число до 207 типов. [22] С тех пор схемы фагового типирования были разработаны для Salmonella typhi , Salmonella paratyphi B. , Salmonella typhimurium , Shigella sonnei , Staphylococcus aureus и Escherichia coli , и это лишь некоторые из них. [23] [24]
Ограничения
[ редактировать ]Типирование фагов требует использования полного количества фагов, поэтому его обычно используют только в справочных лабораториях. [25] Он также основан на интерпретации индивидуальной картины лизиса и сравнении со стандартом, что в прошлом приводило к противоречивым результатам, полученным в разных лабораториях. [26] Кроме того, бактериофаги мутируют, поэтому необходимо сохранять эталонные фаги. [25]
Выделение фагов
[ редактировать ]Фаги, используемые для фагового типирования, обычно выделяют из естественной среды обитания бактериального штамма-хозяина. [27] Это могут быть сточные воды, фекалии, почва и вода. [27] Умеренные фаги могут быть выделены из самой бактерии, поскольку они включаются в бактериальный геном во время лизогенизации. [27]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б Баггесен Д.Л., Соренсен Г., Нильсен Э.М., Вегенер Х.К. (2010). «Фаготипирование Salmonella Typhimurium – остается ли оно полезным инструментом для надзора и расследования вспышек?» . Евронадзор . 15 (4): 19471. doi : 10.2807/ese.15.04.19471-en . ПМИД 20122382 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ «Бактериофаг | Определение, жизненный цикл и исследования | Британника» . www.britanica.com . Проверено 20 ноября 2021 г.
- ^ «Энциклопедия вирусологии | ScienceDirect» . www.sciencedirect.com . Проверено 15 ноября 2021 г.
- ^ Феликс, А.; Кэллоу, БР (31 июля 1943 г.). «Типирование бацилл паратифа B с помощью бактериофага Vi» . Британский медицинский журнал . 2 (4308): 127–130. дои : 10.1136/bmj.2.4308.127 . ISSN 0007-1447 . ПМК 2284669 . ПМИД 20784954 .
- ^ Перейти обратно: а б Бертоцци Силва, Джулиано; Стормс, Закари; Соважо, Доминик (01 февраля 2016 г.). «Рецепторы хозяина для адсорбции бактериофагов» . Письма FEMS по микробиологии . 363 (4): fnw002. дои : 10.1093/femsle/fnw002 . ISSN 0378-1097 . ПМИД 26755501 .
- ^ Перейти обратно: а б Кропински, Эндрю М (2006). «Фаготерапия – все старое снова новое» . Канадский журнал инфекционных заболеваний и медицинской микробиологии . 17 (5): 297–306. дои : 10.1155/2006/329465 . ISSN 1712-9532 . ПМК 2095089 . ПМИД 18382643 .
- ^ Перейти обратно: а б с «21.2B: Литические и лизогенные циклы бактериофагов» . Свободные тексты по биологии . 14 июля 2018 г. Проверено 31 октября 2021 г.
- ^ Коскелла, Бритт; Миден, Шон (11 марта 2013 г.). «Понимание специфичности бактериофагов в природных микробных сообществах» . Вирусы . 5 (3): 806–823. дои : 10.3390/v5030806 . ISSN 1999-4915 . ПМЦ 3705297 . ПМИД 23478639 .
- ^ Перейти обратно: а б Бойд, JSK (21 июля 1956 г.). «Иммунитет лизогенных бактерий» . Природа . 178 (4525): 141. Бибкод : 1956Natur.178..141B . дои : 10.1038/178141a0 . ISSN 1476-4687 . ПМИД 13348647 . S2CID 4162932 .
- ^ «Энциклопедия вирусологии | ScienceDirect» . www.sciencedirect.com . Проверено 15 ноября 2021 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д «Энциклопедия вирусологии | ScienceDirect» . www.sciencedirect.com . Проверено 15 ноября 2021 г.
- ^ Турбадкар С.Д., Гадж Д.П., Патил С., Чоудхари А.С., Бхарадвадж Р. (апрель 2007 г.). «Циркулирующий фаговый тип Vibrio cholerae в Мумбаи» . Индийский журнал медицинской микробиологии . 25 (2): 177–8. дои : 10.4103/0255-0857.49436 . hdl : 1807/53709 . ПМИД 17582202 .
- ^ Шофилд, Дэвид А.; Шарп, Наташа Дж.; Вестуотер, Кэролайн (01 апреля 2012 г.). «Фаговые платформы для клинического обнаружения бактериальных патогенов человека» . Бактериофаг . 2 (2): 105–283. дои : 10.4161/bact.19274 . ISSN 2159-7073 . ПМЦ 3442824 . ПМИД 23050221 .
- ^ Баггесен Д.Л., Соренсен Г., Нильсен Э.М., Вегенер Х.К. (2010). «Фаготипирование Salmonella Typhimurium – остается ли оно полезным инструментом для надзора и расследования вспышек?» . Евронадзор . 15 (4): 19471. doi : 10.2807/ese.15.04.19471-en . ПМИД 20122382 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Абедон, Стивен Т. (2011). «Лисий извне» . Бактериофаг . 1 (1): 46–49. дои : 10.4161/bact.1.1.13980 . ISSN 2159-7073 . ПМК 3109453 . ПМИД 21687534 .
- ^ Брэндис, Хеннинг (1957), Кикут, В.; Мейер, К.Ф.; Наук, Э.Г.; Паппенгеймер А.М. (ред.), «Использование фагов в бактериологической диагностике с особым учетом типирования брюшнотифозных и паратифозных бактерий В, а также стафилококков» , Результаты микробиологии, исследований иммунитета и экспериментальной терапии: Продолжение результатов гигиены. , бактериология, иммунологические исследования и экспериментальная терапия (на немецком языке), Берлин, Гейдельберг: Springer, стр. 96–159, doi : 10.1007/978-3-662-25832-3_3 , ISBN 978-3-662-25832-3 , получено 15 ноября 2021 г.
- ^ Робертсон, RC; Ю, Х. (1936). «Антиген Vi B. typhosus» . Журнал патологии и бактериологии . 43 (1): 191–196. дои : 10.1002/путь.1700430120 . ISSN 1555-2039 .
- ^ Шолтенс, Р.Т. (1937). «Адсорбция бактериофагов vi тифозными бациллами и штаммами паратифа С» . Журнал гигиены . 37 (2): 315–317. дои : 10.1017/S0022172400035026 . ISSN 0022-1724 . JSTOR 3859853 . ПМК 2199419 . ПМИД 20475383 .
- ^ КРЕЙГИ, ДЖЕЙМС; ЙЕН, ЧУН ХУЙ (1938). «Демонстрация типов B. Typhosus с помощью препаратов фага VI типа II: I. Принципы и методика» . Канадский журнал общественного здравоохранения . 29 (9): 448–463. ISSN 0319-2652 . JSTOR 41977832 .
- ^ Феликс, А.; Кэллоу, БР (31 июля 1943 г.). «Типирование бацилл паратифа B с помощью бактериофага Vi» . Британский медицинский журнал . 2 (4308): 127–130. дои : 10.1136/bmj.2.4308.127 . ISSN 0007-1447 . ПМК 2284669 . ПМИД 20784954 .
- ^ «Международная федерация типирования кишечных фагов | Профиль ежегодника МАУ | Союз международных ассоциаций» . ua.org . Проверено 15 ноября 2021 г.
- ^ Перейти обратно: а б Андерсон, ЕС; Уорд, Линда Р.; де Сакс, Морин Дж.; де Са, JDH (1977). «Обозначения типирования бактериофагов Salmonella typhimurium» . Журнал гигиены . 78 (2): 297–300. дои : 10.1017/S0022172400056187 . ISSN 0022-1724 . JSTOR 3861882 . ПМК 2129838 . ПМИД 321679 .
- ^ Андерсон, ЕС; Уильямс, Р.Э. (1 мая 1956 г.). «Бактериофаговое типирование кишечных возбудителей и стафилококков и его использование в эпидемиологии» . Журнал клинической патологии . 9 (2): 94–127. дои : 10.1136/jcp.9.2.94 . ISSN 0021-9746 . ПМЦ 1023924 . ПМИД 13332068 .
- ^ Гершман, М.; Меррилл, Синтия Э.; Хантер, Жаклин (1 декабря 1981 г.). «Набор фагового типирования для дифференциации Escherichia coli» . Журнал молочной науки . 64 (12): 2392–2400. doi : 10.3168/jds.S0022-0302(81)82862-7 . ISSN 0022-0302 . ПМИД 7042781 .
- ^ Перейти обратно: а б «Метод фагового типирования: принцип, процедура, результаты • Microbe Online» . Микроб Онлайн . 05.03.2020 . Проверено 20 ноября 2021 г.
- ^ Баггесен Д.Л., Соренсен Г., Нильсен Э.М., Вегенер Х.К. (2010). «Фаготипирование Salmonella Typhimurium – остается ли оно полезным инструментом для надзора и расследования вспышек?» . Евронадзор . 15 (4): 19471. doi : 10.2807/ese.15.04.19471-en . ПМИД 20122382 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Перейти обратно: а б с «Энциклопедия вирусологии | ScienceDirect» . www.sciencedirect.com . Проверено 15 ноября 2021 г.