بررسی ژن‌های خانه‌دار در سویه واکسینال بوردتلا پرتوسیس با تکنیک تایپینگ توالی چندلوکوسی

نویسندگان

1 گروه تولید و تحقیق واکسن‌های باکتریایی پزشکی، موسسه تحقیقات واکسن و سرم‌سازی رازی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

2 گروه زیست‌شناسی سلولی و ملکولی، دانشکده علوم، واحد بروجرد، دانشگاه آزاد اسلامی، بروجرد، ایران

3 گروه زیست‌شناسی، دانشکده علوم، واحد بروجرد، دانشگاه آزاد اسلامی، بروجرد، ایران

چکیده
اهداف: بوردتلا پرتوسیس باکتری گرم‌منفی و هوازی اجباری است که عامل بیماری سیاه‌سرفه و پاتوژن انحصاری انسان است. سیاه‌سرفه یک عفونت حاد تنفسی است و در نوزادان منجر به مرگ می‌شود. هدف این پژوهش، بررسی ژن‌های خانه‌دار در سویه واکسینال بوردتلا پرتوسیس با تکنیک تایپینگ توالی چندلوکوسی (MLST) بود.

مواد و روش‌ها: در پژوهش تجربی حاضر، چهار نمونه سویه واکسینال بوردتلا پرتوسیس ۱۳۴ و ۵۰۹ و دو نمونه استاندارد Tohama I و ۱۸۳۲۳ جمع‌آوری شدند. بعد از انجام آزمایش‌های بیوشیمیایی، کشت و جداسازی آنها، تخلیص DNA ژنومی با روش فنل- کلروفرم و آنالیز توسط روش MLST انجام شد. بعد از تعیین توالی، تجزیه و تحلیل توسط نرم‌‌افزارهای استاندارد Clustalw ۲، MEGA ۵.۰۴ و DNASIS Max ۳ صورت گرفت. شباهت توالی نوکلئوتیدهای ژن ۱۶S rDNA سویه‌ها به کمک نرم‌افزار BLAST با توالی‌های ثبت‌شده در پایگاه اطلاعاتی ژنومی GenBank برای مقایسه و تعیین میزان تشابه توالی‌ها انجام شد.

یافته‌ها: با توجه به باندهای ایجادشده و همچنین ترادف بازی حاصله، ژن‌های خانه‌دار سویه‌های واکسینال بوردتلا پرتوسیس مورد تایید قرار گرفت. نتایج واکنش PCR برای ژن‌های Pgm، Icd، Gly A و Tyr B نشان داد که همه نمونه‌ها دارای ژن‌های خانه‌دار با وزن ملکولی حدود ۵۰۰جفت‌باز بودند.

نتیجه‌گیری: در بررسی ژن‌های خانه‌دار سویه واکسینال بوردتلا پرتوسیس با تکنیک MLST، سویه‌های واکسن سیاه‌سرفه (موسسه رازی؛ ایران) با سری‌های استاندارد جهانی مطابقت دارد و هیچ گونه تغییر یا انحرافی در ژن‌های مورد مطالعه رخ نداده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


Edwards KM, Decker MD. Challenges for licensure of new diphtheria, tetanus toxoid, acellular pertussis (DTaP) combination vaccines: counterpoint. pediatr Infect Dis J. 1996;15(12):1070-3. [Link] [DOI:10.1097/00006454-199612000-00003]
Mooi FR, Van Loo IHM, Van Gent M, He Q, Bart MJ, Heuvelman KJ, et al. Bordetella pertussis strains with increased toxin production associated with pertussis resurgence. Emerg Infect Dis. 2009;15(8):1206-13. [Link] [DOI:10.3201/eid1508.081511]
Smith AM, Guzmán CA, Walker MJ. The virulence factors of Bordetella pertussis: A matter of control. FEMS Microbiol Rev. 2001;25(3):309-33. [Link] [DOI:10.1111/j.1574-6976.2001.tb00580.x]
Broutin H, Guégan JF, Elguero E, Simondon F, Cazelles B. Large-scale comparative analysis of pertussis population dynamics: Periodicity, synchrony, and impact of vaccination. Am J Epidemiol;161(12):1159-67. [Link] [DOI:10.1093/aje/kwi141]
De Melker HE, Conyn-van Spaendonck MA, Rümke HC, Van Wijngaarden JK., Mooi FR, Schellekens JF. Pertussis in the Netherlands: An outbreak despite high levels of immunization with whole-cell vaccine. Emerg Infect Dis. 1997;3(2):175-8. [Link] [DOI:10.3201/eid0302.970211]
Mooi FR, Van Loo IH, King AJ. Adaptation of Bordetella pertussis to vaccination: A cause for its reemergence?. Emerg Infect Dis. 2001;7(Suppl 3):526-8. [Link] [DOI:10.3201/eid0707.017708]
World Health Organization. Pertussis vaccines: position paper. Wkly Epidemiol Rec. 2005;80(4):385-400. [Link]
Pebody RG, Gay NJ, Giammanco A, Baron S, Schellekens J, Tischer A, et al. The seroepidemiology of Bordetella pertussis infection in Western Europe. Epidemiol Infect. 2005;133(1):159-71. [] [DOI:10.1017/S0950268804003012]
Fry NK, Neal S, Harrison TG, Miller E, Matthews R, George RC. Genotypic variation in the Bordetella pertussis virulence factors pertactin and pertussis toxin in historical and recent clinical isolates in the United Kingdom. Infect Immun. 2001;69(9):5520-8. [Link] [DOI:10.1128/IAI.69.9.5520-5528.2001]
Van Loo IH, Heuvelman KJ, King AJ, Mooi FR. Multilocus sequence typing of Bordetella pertussis based on surface protein genes. J Clin Microbiol. 2002;40(6):1994-2001. [Link] [DOI:10.1128/JCM.40.6.1994-2001.2002]
Larsen MV, Cosentino S, Rasmussen S, Friis C, Hasman H, Marvig RL, et al. Multilocus sequence typing of total-genome-sequenced bacteria. J Clin Microbiol .2012;50(4):1355-61. [Link] [DOI:10.1128/JCM.06094-11]
Shapiro-Shapin CG. Pearl kendrick, grace eldering, and the pertussis vaccine. Emerg Infect Dis. 2010;16(8):1273-5. [Link] [DOI:10.3201/eid1608.100288]
Packard ER, Parton R, Coote JG, Fry NK. Sequence variation and conservation in virulence-related genes of Bordetella pertussis isolates from the UK. J Med Microbiol. 2004;53(Pt 5):355-65. [Link] [DOI:10.1099/jmm.0.05515-0]
Xiao X, Zhang J, Zhang Q, Wang L, Tan Y, Guo Z, et al. Two methods for extraction of high-purity genomic DNA from mucoid Gram-negative bacteria. Afr J Microbiol Res. 2011;5(23):4013-8. [Link] [DOI:10.5897/AJMR11.785]
Bottero D, Gaillard ME, Fingermann M, Weltman G, Fernández J, Sisti F, et al. Pulsed-field gel electrophoresis, pertactin, pertussis toxin S1 subunit polymorphisms, and surfaceome analysis of vaccine and clinical Bordetella pertussis strains. Clin Vaccine Immunol. 2007;14(11):1490-8. [Link] [DOI:10.1128/CVI.00177-07]
Jung SO, Moon YM, Kim SH, Sung HY, Kwon SJ, Kang YH, et al. Multilocus sequence analysis of housekeeping genes and antigenic determinant genes in Bordetella pertussis strains isolated in Korea. Osong Public Health Res Perspect. 2011;2(2):115-26. [Link] [DOI:10.1016/j.phrp.2011.08.003]
André P, Caro V, Njamkepo E, Wendelboe AM, Van Rie A, Guiso N. Comparison of serological and real-time PCR assays to diagnose Bordetella pertussis infection in 2007. J Clin Microbiol. 2008;46(5):1672-7. [Link] [DOI:10.1128/JCM.02187-07]
Jolley KA, Maiden MC. BIGSdb: Scalable analysis of bacterial genome variation at the population level. BMC Bioinformatics. 2010;11:595. [Link] [DOI:10.1186/1471-2105-11-595]
Van Der Zee A, Mooi F, Van Embden J, Musser J. Molecular evolution and host adaptation of Bordetella spp.: Phylogenetic analysis using multilocus enzyme electrophoresis and typing with three insertion sequences. J Bacteriol. 1997;179(21):6609-17. [Link] [DOI:10.1128/jb.179.21.6609-6617.1997]
Guiso N. Bordetella pertussis and pertussis vaccines. Clin Infect Dis. 2009;49(10):1565-9. [Link] [DOI:10.1086/644733]
Fry NK, Duncan J, Wagner K, Tzivra O, Doshi N, Litt DJ, et al. Role of PCR in the diagnosis of pertussis infection in infants: 5 years' experience of provision of a same-day real-time PCR service in England and Wales from 2002 to 2007. J Med Microbiol. 2009;58(Pt 8):1023-9. [Link] [DOI:10.1099/jmm.0.009878-0]
Cassiday P, Sanden G, Heuvelman K, Mooi F, Bisgard KM, Popovic T. Polymorphism in Bordetella pertussis pertactin and pertussis toxin virulence factors in the United States, 1935-1999. J Infect Dis. 2000;182(5):1402-8. [Link] [DOI:10.1086/315881]
Mooi FR, Van Oirschot H, Heuvelman K, Van Der Heide HG, Gaastra W, Willems RJ. Polymorphism in the Bordetella pertussis virulence factors p.69/pertactin and pertussis toxin in the Netherlands: Temporal trends and evidence for vaccine-driven evolution. 1998;66(2):670-5. [Link]
Mastrantonio P, Spigaglia P, van Oirschot H, van der Heide HG, Heuvelman K, Stefanelli P, et al. Antigenic variants in Bordetella pertussis strains isolated from vaccinated and unvaccinated children. Microbiology. 1999;145(Pt 8):2069-75. [Link] [DOI:10.1099/13500872-145-8-2069]
Nikbin VS, Jannesar Ahmadi N, Hosseinpour M, Nakhost Lotfi M, Shooraj F, Sadeghpour F, et al. Virulence factors variation among Bordetella pertussis isolates in Iran. Int J Mol Cell Med. 2015;4(2):138-42. [Link]
Bisgard KM, Christie CD, Reising SF, Sanden GN, Cassiday PK, Gomersall C, et al. Molecular epidemiology of Bordetella pertussis by pulsed-field gel electrophoresis profile: Cincinnati, 1989-1996. J Infect Dis. 2001;183(9):1360-7. [Link] [DOI:10.1086/319858]