المسح البيئي

هذا يؤكد أن تحليل ميكروبات الأمعاء يُعدّ هدفًا هامًا للتشخيصات العلمية. حاليًا، أكثر أنواع العينات شيوعًا هي عينات البراز والخزعات المخاطية. ولأن طريقة أخذ العينات وتخزينها ومعالجتها تؤثر على تحليل ميكروبات الأمعاء، فإن لكل نوع من العينات حدوده الخاصة. يجب أن يكون نوع العينة المثالي للاستخدام في التشخيصات الروتينية سهل الحصول عليه بطريقة موحدة دون التأثير على ميكروبات الأمعاء. قد تفي مسحات المستقيم بهذه المعايير، ولكن لا يُعرف الكثير عن تحليل ميكروبات الأمعاء على هذه الأنواع من العينات.

ما عليك سوى الحصول على نمط بيئي وضغط المصباح الموجود أعلى الجهاز لإطلاق 1 مل من الوسائط في العينة. توضح هذه الورقة البحثية كشف RT-LAMP لعينة فيروس SARS-CoV-2 باستخدام نظام تشخيصي بسيط ومحمول يعتمد على خرطوشة ثلاثية الأبعاد مصنعة بشكل إضافي وقارئ بصري يعمل على الهاتف الذكي.

نُظهر نظام التشخيص المُخصص للرعاية الصحية من خلال الكشف عن فيروس كورونا المستجد (SARS-CoV-2) في 10 عينات علمية من وسط نقل فيروسي، دون استخدام أي معدات خارجية أخرى لخلط النمط/الكاشف، أو التضخيم، أو القراءة. كما نُقدم وصفًا مُفصلًا لنمو الاختبار باستخدام تقنية VTM، ومحاليل أنفية مُحسَّنة اصطناعيًا، وتحليل عينات VTM العلمية من المرضى. ختامًا، من المهم جدًا تحديد متطلبات أخذ عينات دقيقة وقابلة للتكرار من ميكروبات الأمعاء، والتي يُمكن تطبيقها في الروتين السريري. وجدنا أن مسحات المستقيم كانت طريقة فعالة لأخذ عينات من ميكروبات الأمعاء البشرية. كانت العينات المُجمعة تُشبه ميكروبات البراز، وأظهرت نمطًا قابلًا للتكرار بدرجة عالية، سواء جُمعت في المنزل من قِبل المرضى أو من قِبل الأطباء في العيادات الخارجية.

وبالتالي، عادةً ما يكون عمق التسلسل الفيروسي محدودًا في عينات الكتلة الحيوية المنخفضة، مما يُعيق المعالجة المعلوماتية الحيوية اللاحقة لتجميع الجينومات المتجاورة، وتلخيص الجوار، والتعليق التوضيحي المفيد. بالإضافة إلى ذلك، لا يُمكن استخدام أخذ عينات الميتاجينوم الكامل للتمييز بين القراءات المرتبطة بالجسيمات الشبيهة بالفيروسات وتلك المرتبطة بالعاثيات المُحلِّلة المُدمجة في جينومات مُضيفيها كطلائعيات. طُوِّرت ووُصِّفت طرق لتنقية VLP من عينات الكتلة الحيوية العالية مثل البراز، أو جُمعت من كميات هائلة من العينات المُخففة، مثل مياه البحر.

في الدراسة الحالية، بحثنا في مدى إمكانية استخدام مسحات المستقيم لتقييم ميكروبات الأمعاء في سياق علمي روتيني. حللنا تأثير ظروف التخزين والمعالجة على إمكانية إعادة إنتاج النتائج، وقارنا بين السمات الميكروبية من خلال مسحات المستقيم وعينات البراز والأغشية المخاطية. أظهرت نتائجنا أن مسحات المستقيم مناسبة تمامًا لأخذ عينات روتينية منتظمة وفعالة من ميكروبات الأمعاء. تُستخدم لجمع ونقل وتخزين عينات الحمض النووي الريبوزي/الحمض النووي الريبوزي الفيروسي (DNA/RNA) الفيروسي.

أيضًا، تتطلب معظم استراتيجيات تنقية VLP نمطًا منفصلاً للاستخدام لتوصيف الجزء البكتيري، مما يُدخل مصدرًا للتباين في التقييم إذا كان المرء بحاجة إلى توصيف الفيروم في وقت واحد مع الجزء البكتيري. يمكن أن تعيق السيناريوهات السريرية أيضًا تشكيلة عينات التكرار المتعددة. لذلك، في حين أنه يمكن تطبيق هذه الأساليب على عينات ميكروبيوم الجلد، فقد تكون هناك حاجة مع ذلك إلى تطوير وتوصيف بروتوكولات مبسطة تزيد من إنتاج الحمض النووي من VLPs التي تم الحصول عليها من عينات الجلد والجروح السريرية النموذجية. يُظهر الشكل 5 تقييم 10 عينات سريرية باستخدام نظام POC القائم على RT-LAMP، والذي يُقدم تسوية كاملة مع قياسات RT-PCR. قدمت منصتنا صور تضخيم الفلورسنت في الوقت الفعلي، دون الحاجة إلى أي معدات خارجية أخرى.

هذا المنتج مناسب لحفظ مسحات البلعوم، ومسحات الأنف، أو عينات الأنسجة في مكونات محددة بعد أخذ العينات. يمكن استخدام العينات المحفوظة في التجارب السريرية اللاحقة، مثل استخلاص/تنقية الأحماض النووية، وتجارب تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR)، وتسلسل التكنولوجيا المتقدمة. على الرغم من هذا التقدم، لم يُنجز سوى القليل نسبيًا من العمل لتحسين استعادة الحمض النووي من جزء العاثيات في ميكروبيوم الجلد، مما يُمثل تحديات فريدة. يتطلب تسلسل الفيروم تسلسلًا عشوائيًا لتحضيرات الحمض النووي الجينومي نظرًا لنقص الجينات المحفوظة. على الرغم من أن العاثيات تفوق البكتيريا عددًا من حيث عدد الجسيمات، إلا أن صغر حجم جينوماتها يعني أن نسبة صغيرة فقط من الحمض النووي في نمط معين تُمثل جينومات العاثيات.

في هذه الدراسة، بحثنا في خصائص مسحات المستقيم وإمكانية تطبيقها في تحديد ميكروبات الأمعاء في سياق طبي روتيني لدى المرضى الذين يعانون من اضطرابات معوية متعددة. ووجدنا أن مسحات المستقيم تُعدّ وسيلةً ملائمةً لأخذ عينات من ميكروبات الأمعاء البشرية. وتُستخدم العديد من تقنيات جمع ونقل العينات القائمة على المسحات لجمع العينات ونقلها إلى مختبر الأحياء الدقيقة لاستعادة البكتيريا. ويُستخدم نظام Q-Swab، وهو نظام جاهز للاستخدام لجمع العينات وتوصيلها، لأخذ عينات من الأسطح البيئية.