Design of Primers for Pertussis Diagnosis by Real Time-PCR and … · ناریا یکشزپ...

8
Majallah-i mīkrub/shināsī-i pizishkī-i Īrān. م ایرانکروب شناسی پزشکی جله میDesign of Primers for Pertussis Diagnosis by Real Time-PCR and Determination of its Sensitivity and Specificity in Comparison with Commercial Kits. Hamidreza Monavari 1 , Samile Nourbakhsh 2 , Mitra Barati 2 , Anahita Izadi 2 , Seyed Ali Mosavi 2 , Shima Javadi nia 2 1. Department of Virology and Anti-Microbial Resistance Research Center, Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran. 2. Pediatric Infectious Research Center, IRAN medical university, Tehran, Iran Article Information Abstract Article history: Received:2013/07/01 Accepted:2013/10/01 Available online:2014/05/05 article subject: Molecular Microbiology IJMM 1392; 7(3): P 1-7 Background and Aim: Pertussis vaccination in this country has been going on for many years and active infection or vaccination will provide immunity in 85% of cases. However, every 2-5 years outbreaks in unprotected adults creates an epidemic for children and infants. Based on conserved genomic sequences, Real time PCR could be an easy, cost- benefit, fast and highly sensitive method for pertussis detection. Materials and Methods: A total of 170 nasopharyngeal swabs of infants with history of cough for more than 2 weeks were collected. In the first stage, Bordetella pertussis bacteria detection was performed by culture and followed by Real time PCR using a commercial kit and then repeated with newly designed primers. Results: Performance of our home made primers for detecting pertussis using Real Time PCR in comparison with those by commercial kit was acceptable based on diagnostic classical guidance (WHO) and the (CDC). Conclusions: Real time PCR test with new primers in comparison with culture techniques is more suitable, high sensitivity and can provide more informative values for pertussis detection. Copyright © 2014 Iranian journal of medical microbiology. All rights reserved. Corresponding author at: Dr. Hamidreza Monavari Department of Virology and Anti- Microbial Resistance Research Center, Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran. Email: [email protected] How to cite this article: Iranian Journal of Medical Microbiology Iranian J Med Microbiology: Volume 7, Number 3 (12-2013( www.ijmm.ir Journal homepage: Orginal Article Monavari H, Nourbakhsh S, Barati M, Izadi A, Mosavi S, Javadi nia S. Design of primers for pertussis diagnosis by Real Time PCR and determination of its sensitivity and specificity in comparison with commercial kits.. Iranian J Med Microbiology. 2013; 7 (3) 7 (3):1-7

Transcript of Design of Primers for Pertussis Diagnosis by Real Time-PCR and … · ناریا یکشزپ...

Page 1: Design of Primers for Pertussis Diagnosis by Real Time-PCR and … · ناریا یکشزپ یسانش بورکیم هلجم Majallah-i mīkrub/shināsī-i pizishkī-i Īrān. Iranian

Majallah-i mīkrub/shināsī-i pizishkī-i Īrān. جله میکروب شناسی پزشکی ایرانم

Design of Primers for Pertussis Diagnosis by Real Time-PCR and

Determination of its Sensitivity and Specificity in Comparison with

Commercial Kits.

Hamidreza Monavari1, Samile Nourbakhsh2, Mitra Barati2, Anahita Izadi2, Seyed Ali

Mosavi2, Shima Javadi nia2

1. Department of Virology and Anti-Microbial Resistance Research Center, Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran.

2. Pediatric Infectious Research Center, IRAN medical university, Tehran, Iran

Article Information

Abstract

Article history: Received:2013/07/01 Accepted:2013/10/01

Available online:2014/05/05

article subject:

Molecular Microbiology

IJMM 1392; 7(3): P 1-7

Background and Aim: Pertussis vaccination in this country has been going on for

many years and active infection or vaccination will provide immunity in 85% of cases.

However, every 2-5 years outbreaks in unprotected adults creates an epidemic for

children and infants. Based on conserved genomic sequences, Real time PCR could be

an easy, cost- benefit, fast and highly sensitive method for pertussis detection.

Materials and Methods: A total of 170 nasopharyngeal swabs of infants with

history of cough for more than 2 weeks were collected. In the first stage, Bordetella

pertussis bacteria detection was performed by culture and followed by Real time PCR

using a commercial kit and then repeated with newly designed primers.

Results: Performance of our home made primers for detecting pertussis using Real

Time PCR in comparison with those by commercial kit was acceptable based on

diagnostic classical guidance (WHO) and the (CDC).

Conclusions: Real time PCR test with new primers in comparison with culture

techniques is more suitable, high sensitivity and can provide more informative values

for pertussis detection.

Copyright © 2014 Iranian journal of medical microbiology. All rights reserved.

Corresponding author at:

Dr. Hamidreza Monavari Department of Virology and Anti-

Microbial Resistance Research

Center, Tehran University of

Medical Sciences, Tehran, Iran.

Email: [email protected]

How to cite this article:

Iranian Journal of Medical Microbiology

Iranian J Med Microbiology: Volume 7, Number 3 (12-2013(

www.ijmm.irJournal homepage:

Orginal

Article

Monavari H, Nourbakhsh S, Barati M, Izadi A, Mosavi S, Javadi nia S. Design of primers for

pertussis diagnosis by Real Time PCR and determination of its sensitivity and specificity in

comparison with commercial kits.. Iranian J Med Microbiology. 2013; 7 (3) 7 (3):1-7

Page 2: Design of Primers for Pertussis Diagnosis by Real Time-PCR and … · ناریا یکشزپ یسانش بورکیم هلجم Majallah-i mīkrub/shināsī-i pizishkī-i Īrān. Iranian

2932تابستان ▐ 2 شماره 7سال ▐مجله میکروب شناسی پزشکی ایران

2

Real-time PCR با استفاده از تکنیک پرتوسیس بوردتال اختصاصي طراحي پرايمرهاي

ها با کیت تجاريحساسیت و ويژگي آن يسهو مقا

،2 شیما جوادی نیا، 2، سید علی جواد موسوی2، آناهیتا ایزدی2، میترا براتی2، ثمیله نوبخش 1یدرضا منوریحمسید

1یدرضا مالئیحم، 1مریم اسقائی

، تهران، ایرانپزشکی ایران علوم دانشگاه پزشکی دانشکده شناسییروسو گروه .2

، تهران، ایرانپزشکی ایران علوم دانشگاه اطفال عفونی تحقیقات مركز .2

اطالعات مقاله

چکیده

تاریخچه مقاله

11/14/1932:دریافت

11/17/1932پذیرش:

11/12/1939:یننالآانتشار

موضوع:

یمولکول یسشناکروبیم

IJMM 1392; 7(3): P 1-7

موارد %58 و در شودیهاست که انجام مسال سرفهاهيدر کشور ما واکسيناسيون س :زمینه و اهداف

2-8هاي يريگلذا همه ؛ايمنی کامل به وسيله واکسيناسيون و يا احياناً ابتال به بيماري ايجاد گرديده است

. شودیکه سبب ابتال کودکان و شيرخواران م استساالن غير ايمن ساله ناشی از شيوع مجدد در بزرگ

شده و ميزان اختصاصيت پرايمر مورد استفاده با توجه به نواحی ژنومی محافظت Real-time PCRروش

يک روش جايگزين آسان، ارزان، سريع و با حساسيت باال باشد. تواندیم

آب نازوفارنژيال از کودکان شيرخوار باسابقه سو 071در يک مطالعه کاربردي مواد و روش کار:

با روش کشت و بوردتال پرتوسيسهفته به دست آورديم. در اولين مرحله تشخيص باکتري 2سرفه بيش از

Real-time PCR آزمايش شدهیبا استفاده از کيت خارجی انجام شد و سپس با پرايمرهاي جديد طراح ،

تکرار گرديد.

کيت يهاافتهيبر اساس سرفهاهيمرهاي مذکور به منظور تشخيص بيماري سعملکرد پراي: هايافته

قبول است. در اين پروژه نتايج حاصل از کيت ( قابلCDC( و )WHOتجاري و راهنماي کالسيک تشخيصی )

در copies/ml 01 در اين روش صيتشخمطابقت داشته و حداقل کپی قابل شدهیتجاري با روش طراح

%011در اين روش حساسيت و ويژگی . همچنينبود بدست آمد copies/ml 21 تجاري کهمقايسه با کيت

.بدست آمد

يديآزمون تائ ،با پرايمرهاي جديد، در مقايسه با روش کشت Real-time PCRآزمون: گیريیجهنت

با اين روش براي تشخيص بيماري است. ترويژگی و ارزش هاي اخباري باال، تر, با حساسيتمناسب

.بيماران و درمان آنها پرداخت و از ساير عوارض بيماري جلوگيري کرد ترعيبه تشخيص سر توانیم

.Real-time PCRبوردتال پرتوسيس، کلیدي کلمات

پزشکی ايران محفوظ است. شناسیيکروبمبراي مجله اين مقاله و استفاده علمی از نشر حق چاپ، :© رايتیکپ

:نویسنده مسئول یمنور یدرضاحم دیدکتر س

دانشکده شناسییروسگروه و

یدانشگاه علوم پزشک یپزشک

یرانتهران، ا یران،ا 12200212218: نتلف

پست الکترونیک:[email protected]

مهمقد

Bordetellaپرتوسیس ) بوردتال سرفهیاهسعامل بیماري pertussis) كه مخزن آن استباسیل گرم منفی هوازي یک كوكو

تمام كه كندیمایجاد يانسان بوده و بیماري بسیار واگیردار

و تریعلی در كودكان شاو ؛دهدیت تأثیر قرار مسنین را تح

به اختالل جرمن تواندیسرفه مسیاه .(1،2) استتر خطرناک

ابتال به بیماري بیماري مغزي و مرگ گردد. ندرتاًتشنج و خواب،

(. 9) كندیمموارد ایمنی كامل ایجاد %08یا واكسیناسیون در

یجبه تدرا مبتال شده سطح ایمونوگلوبولین در بدن فرد واكسینه ی

گونهیچهسال دیگر 21به طوري كه بعد از یافتهكاهش

محافظتی نخواهد داشت و لذا به همین دلیل سطح آنتی بادي

هاي مادري جهت محافظت جنین و نوزاد كافی نخواهد بود.

این بیماري نسبت به گذشته یريگهمهچشمگیري در تغییرات

كه استافزایش شمار مبتالیان آمده است كه همراه با به وجود

اینمجدد در افراد واكسینه یا قبالً مبتال شده سبب بیشتر ابتال

پزشکی ایران یشناسکروبیممجله

1932 پاییز – 9شماره – 7سال

www.ijmm.irJournal homepage:

مقاله

پژوهشی

Page 3: Design of Primers for Pertussis Diagnosis by Real Time-PCR and … · ناریا یکشزپ یسانش بورکیم هلجم Majallah-i mīkrub/shināsī-i pizishkī-i Īrān. Iranian

2932 پاییز▐ 9 شماره 7 سال▐مجله میکروب شناسی پزشکی ایران

2

این یريگهمه منجر بهكه باشدیتغییرات اپیدمیولوژیک م

(. پرتوسیس در 4شود )یمسال در سطح جهان 8-2بیماري هر

. این سن طلبدیمرا ايیژهوماه توجه 2كمتر از یرخوارانش

و شدت بیماري در دهدیممیزان مبتالیان را تشکیل ترینیشب

بستري و مرگ ناشی از بیماري در تعداداست. این افراد بیشتر

. در ضمن این كودكان سن كمی جهت است یشترباین سن

هنوز چرا كهمحافظت با واكسیناسیون علیه بیماري را دارند،

علت مرگ ینتریعشا(. 1است )كامل نشده هاآنواكسیناسیون

پنومونی است كه ممکن ،ناشی از پرتوسیس در شیرخواران جوان

(. 6باشد )عارضه دار همراه فالوپاتیاست با آپنه، تشنج و انس

كندیمواكسیناسیون پرتوسیس در نقاط مختلف جهان فرق

)یک ونیم ماهگی( هفتگی 2قبل از يامنطقهدر هیچ ولیکن

اسیون پرتوسیس را در سن واكسین WHO (.4شود )ینمتوصیه

(. در حال حاضر 7) كندیمهفتگی بیشتر پیشنهاد 21و 21، 2

كه محافظت ایمنی در ییهاگروهپرتوسیس در دارعالمتعفونت

8سال و كمتر از 21آنها كامل نیست مثل كودكان باالي سن

تربزرگ يهابچهو ساالنبزرگ .(8شود )یماه بیشتر دیده م

لذا تشخیص ؛(3باشند )یمونت براي شیرخواران منبع عمده عف

سریع و قطعی بیماري براي درمان دقیق و پیشگیري از انتشار

در آزمایشگاه سرفهیاهبیماري ضروري است. تشخیص بیماري س

ولی كشت حساسیت باشدیكشت )استاندارد طالیی( م بر اساس

ارد. روز زمان جهت ارائه نتایج نیاز د 1كمی داشته و حداقل

ها، انتقال سریع و همچنین نتیجه كشت به كیفیت و كمیت نمونه

(. به همین دلیل 11) آزمایشگاه بستگی دارد ینتکنستجربه

مولکولی جهت تشخیص سریع يهاروشامروزه استفاده از

تنفسی هايیماريب یجادكنندهابوردتال پرتوسیس و سایر عوامل

Real-time PCR، تکنیک (. در این بین11) بسیار زیاد شده است

. استآن ییشناسایک روش مناسب و سریع و اختصاصی جهت

تحت اثر زنده بودن Real-time PCRبرخالف كشت نتایج

(. لذا 19 ,12) گیردینمقرار سازيیرهذخباكتري در طی انتقال یا

به عنوان روش حساس و با Real-time PCRاخیر يهاسالدر

هاي در نمونه بوردتال پرتوسیسشخیص اختصاصیت باال براي ت

(. در این 14, 8, 7, 4بالینی مورد استفاده قرار گرفته است )

هاي در نمونه بوردتال پرتوسیستشخیص وجود جهتمطالعه

با Real-time PCRبه روش كشت و ییهاآزمون ،نازفارنکس

داخلی انجام شدهیكاربرد دو نوع پرایمر تجاري وارداتی و طراح

ت. هدف اصلی در این پژوهش مقایسه و ارزیابی حساسیت و گرف

.باشدیویژگی سه آزمون فوق م

:هاروشمواد و

هابیماران و نمونه

يهاماه كه سرفه 2كودک شیرخوار زیر 271در این مطالعه

به درمانگاه عفونی 31تا مهر 03هفته داشتند و از مهر 2بیش از

اكرم )ص( مراجعه كرده بیمارستان دانشگاهی حضرت رسول

و نامهیتبودند، انتخاب شدند. پس از پذیرش و اخذ رضا

آنها توسط فوق تخصص عفونی رافیکاطالعات دموگ يآورجمع

ه مورد بررسی قرارگرفته و با توجه ب ینیكودكان از نظر عالئم بال

شده، آسم و عدم وجود جسم خارجی، ریفالكس، سینوزیت ثابت

عدد سواپ داكرون براي هر بیمار، از 2 فاده ازبا است ،یا برونشیت

. سواپ اول به یدانجام گرد یريگناحیه نازوفارنژیال آنها نمونه

صورت سترون جهت كشت باكتري به آزمایشگاه ارسال شد و

شده تهیه RNase و DNaseبدون كه از آب PBSسواپ دوم در

رج گردید. بود، قرار داده شد و پس از چند بار چرخاندن سواپ خا

همه نمونه تا قبل از یمولکول هايیشدر آزمایشگاه جهت آزما

درجه نگهداري شدند.سلسیوس -01در DNAاستخراج

بوردتال پرتوسیسبالینی از نظر باکتری یهانمونه کشت

و بوردتال پرتوسیسدر این مطالعه جهت بررسی حضور

ید. براي جداسازي باكتري در نمونه از روش كشت استفاده گرد

خون – زمینییب)آگار س Bordet-Gengouكشت اولیه از محیط

داراي شاركول حاوي محیط و G سیلین پنی همراه( گلیسرول –

ستفادهو بدون سفالکسین ا (μg/ml 11) سفالکسین یستپادز

در محیط C °92در دماي روز 22تا 21مدت به شد و سپس

اعت اولیه، روزانه س 21مرطوب انکوبه گردید. بعد از گذشت

بدین گونه كه از كلنی هاي .ها مورد بررسی قرار گرفتندكشت

گرم و یزيآمكردن و رنگ یتمشکوک الم تهیه و پس از تثب

از قبیل تکمیلی يهاشیمشاهده كوكوباسیل هاي گرم منفی آزما

ست حركت بر روي ، اوره آز، كاتاالز و تآزمایش اكسیداز، نیترات

.آنها انجام گرفت

پرایمرهای جدید طراحی

یازدهسکانس ژنومی PubMedابتدا با وارد شدن به سایت

FASTAبا فرمت بوردتال پرتوسیس Pertactin ژن آلل مربوط به

Page 4: Design of Primers for Pertussis Diagnosis by Real Time-PCR and … · ناریا یکشزپ یسانش بورکیم هلجم Majallah-i mīkrub/shināsī-i pizishkī-i Īrān. Iranian

پرتوسیس بوردتال اختصاصی طراحی پرایمرهاي | یدرضا منوریحمسید

9

AJ011091, (prn1); AJ011092:اند ازكه عبارت شد يآورجمع

(prn2)AJ011093 (prn3);AJ011015 (prn4); AJ011016

(prn5); AJ132095(prn6); AJ133784 (prn7); AJ133245

(prn8);AJ315611 (prn9); AJ784875 (prn10); AJ507642

prn11)

(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST) با BLASTانجاماز پس

قرار گرفتند Multiple Alignmentتحت EBIاستفاده از سایت

نبا حداقل تغییر بی هايیه(. بدین ترتیب ناح2)تصویر شماره

با یدنوكلئوت 211مطالعه ینمختلف شناسایی شد. در ا يهاگونه

اختصاصی از نواحی یو در نظر گرفتن نواح افزارنرماستفاده از

و كدون هاي شروع و یسبوردتال پرتوشده براي جنس محافظت

، طراحی پرایمرها و شده در بانک ژنیثبت ياختتام و توالی ها

Beacon designer ver8 ارافزنرمبا استفاده از پروب

(Primerbiosoft,USA ) انجام گردید. در این پژوهش توالی

نواحی كامالً از پرایمرهاي اختصاصی به همراه پروب اختصاصی

insertion sequence IS481 با B.pertussisشده براي محافظت

توسط شودی( مشاهده م2به ترتیبی كه در جدول ) طراحی و

سنتز گردید. الزم به ذكر international AG Metabionشركت

Dual labeled و TaqManاست كه پروب مورد نظر به صورت

.دار گردیدنشان BHQ-1و FAM هاي بوده كه با رنگ

کیت تجاری

بوردتال جهت شناسایی شدهیطراحدر مقایسه با روش استفاده آلمان primerdesign شركتاز كیت تجاري پرتوسیس

ذكر شده بود كه گونهینار توضیحات مربوط به آن د ؛ كهشد

.باشندیم Toxin promotorاز ناحیه شدهیطراحپرایمرهاي

Real-time PCRبرای انجام هانمونهآماده سازی

High pureكیت با استفاده از هانمونهاز DNAاستخراج

PCR template Preparation ساخته شركت( Roche .انجام شد )

در هانمونه از Lμ211مطابق با دستورالعمل كیت با هامونهنهمه

-21هاي تخلیص شده در DNA و شدند تخلیص استخراج هر

ذخیره شد.سلسیوس درجه

Real-time PCRواکنش

به ده میکرولیتر از شدهاستخراج DNAده میکرولیتر از

،Taq Man Polymeraseواحد آنزیم 8مخلوط واكنش حاوي

میکرومول 2/1 میکرومول از هر پرایمر، 2/1 ،ژالتین 12/1%

10Xمیکرولیتر از بافر 8 و dNTPهر از میکرومول 211 پروب،

باال سانتریفیوژ شده و در تیوبها سپس در دور .اضافه گردید

گرفتند. قرار Rotorgene6000 (corbett,Australia)دستگاه

ي هانمونهابه با ي كنترل منفی و كنترل مثبت نیز مشهانمونه

و سترونجهت كنترل منفی از آب مقطر .بیماران تهیه شدند

استفاده بوردتال پرتوسیسجهت كنترل مثبت از نمونه واكسن

رازي تهیه يسازسرمشد كه از مؤسسه تحقیقات واكسن و

سیکل انجام شد كه قبل از شروع 18 در PCRگردید. واكنش

قرار سلسیوس درجه 38ر واكنش تیوبها به مدت ده دقیقه د

ثانیه در 21و سلسیوس درجه 38ثانیه در 28گرفتند و سپس

درجه 21فلورسنت در .قرار گرفتند سلسیوس درجه 21

شد. همچنین در مورد كیت سنجیده در كانال سبز وسلسیوس

آماده شدهیطراحتجاري مخلوط واكنش با مواد مشابه روش

ي موجود در هانمونهی از گردیده و جهت كنترل مثبت و منف

كیت استفاده شد و در نهایت تیوبها با برنامه یکسان با روش

در دستگاه قرار گرفتند. در این كیت نتایج به صورت شدهیطراح

به Yellowدر كانال 90هاي پایین تر از tCو شدهگزارشكمی

مثبت گزارش شدند و در نهایت منحنی استاندارد با عنوان

ز استانداردهاي مشخص در كیت رسم و تعداد كپی در استفاده ا

هر نمونه تعیین گردید.

اطالعاتو تحلیل روش تجزیه

شده براي تعیین تعداد نمونه مثبت و يآورجمعاطالعات

منفی براي باكتري ارزیابی شدند، آنالیز توصیفی انجام و اطالعات

تعداد )درصد( بیان گردیدند. به صورت

هاافتهی

باكودک شیرخوار 271، 2931 ماهتا مهر 2903 مهرماهاز

به درمانگاه (SD= 0/2با ) 8/2ماه با میانگین سنی 2زیر سن

( نفر 32) %2/81پسر و هانمونهنفر( 70) %3/18مراجعه كردند.

بیماران سابقه تماس با موارد نفر( از 87) %8/99دختر بودند. در

نفر( 33) %2/80 به میزان تند وافراد مبتال به سرفه مزمن را داش

جدول شد )سینه آنها تغییراتی مشاهده يپرتونگاراز بیماران در

باكتري ژنوم نشان داد كه Real-time PCR(. آنالیز نتایج 2

Page 5: Design of Primers for Pertussis Diagnosis by Real Time-PCR and … · ناریا یکشزپ یسانش بورکیم هلجم Majallah-i mīkrub/shināsī-i pizishkī-i Īrān. Iranian

2932 پاییز▐ 9 شماره 7 سال▐مجله میکروب شناسی پزشکی ایران

1

پرتوسیس بوردتال تشخیص جهت تجاري كیت با شدهاستفاده پرایمرهاي مقایسه 2 جدول: 2جدول

ها پسر( از نمونه 2دختر و 2( )%1/2)1 در بوردتال پرتوسیس

نفر حداقل یکی از عالئم بالینی 1. همگی این حضور داشته است

به جز سرفه مانند خونریزي ملتحمه، كبودي و تشنج را داشتند.

نفر تغییرات در 1نفر از 2بیمار تب وجود داشت و در 2فقط در

ورت انفیلتراسیون و یا آتلکتازي خفیف و رادیوگرافی سینه به ص

نفر در تماس با بیماران مبتال به 1از این %81گذرا مشاهده شد.

ي پژوهش از هانمونهبودند. جهت توصیف مشخصات سرفهیاهس

استفاده گردید )جدول یفراوانآمار توصیفی شامل جدول توزیع

2.)

تشخیص جهت مطالعه مورد جامعه در ینیبال يهانشانه مقایسه: 2 جدول

پرتوسیس بوردتال

کشت و یهاآزموندر ارزيابي شاخص هاي مربوط به اعتبار Real-time PCR 0نمونه 071با پرايمرهاي تجاري و جديد از

گزارش شد مثبت Real-time PCR مورد 4مورد کشت مثبت و (.0شکل )

سه در پرتوسیس بوردتال هاينمونه براي مثبت نتایج ارتباط: 2شکل

. جدید و تجاري پرایمرهاي با PCR واكنش كشت، آزمایش روش

اخباري مثبت و منفی هر سه يهاارزشویژگی و ،حساسیت

اساس بر سرفهیاهس بیماري بالینی جدول تشخیص تست با

World Health Organizationتشخیصی كالسیکراهنماي

(WHO) و Center for Diseases Control and Prevention

(CDC) با سه روش هر در آمده بدست و اطالعات گردید مقایسه

تحلیل و مورد تجزیه 22نسخه SPSSآماري افزارنرماستفاده از

ش میزان حساسیت و ویژگی رو (.9گرفتند )جدول قرار آماري

Real-time PCR با پرایمرهاي جدید در مقایسه با پرایمرهاي

به ترتیب كه در كیت تجاري مورد استفاده موجود بود تجاري

حساسیت و ویژگی روش كهیدرحال باشدمی %211 و 211%

روش .باشدمی %211و %28به ترتیب Real-time PCRكشت با

از شدهخراجاست DNAمختلفی از يهارقتمورد پژوهش ما در

شده و نمونه استاندارد باكتري غیرفعال سرفهیاهسنمونه واكسن

(ATCC 9340 and 9797) يسازواكسناز موسسه شدهیهته

%211ر گرفت كه حساسیت و اختصاصیت مورد ارزیابی قرا ،رازي

.شد ییدتأاین روش

Kit Sequence 5′ – 3′ Target gene

Commercial Primer Forward GAT TCA ATA GGT TGT ATG CAT GGT T

toxin promoter Reverse TTC AGG CAC ACA AAC TTG ATG GGC G

New Primer Forward TGCCGACTGGAACAACCA

Pertactin Reverse Probe

CCATATCCAGGGTCCGAC ATCGTCAAGACCGGTGAGCGCC

(%) یفراوانتعداد بیماران بوردتال مثبت که

در آنها تظاهر یافته هانشانه

کل تعداد

بیماران بیماران ی ظاهری هانشانه

سرفه 271 1 211

تب 08 2 81

2772 2 228 عالئم بالینی )خونریزي

(.و تشنج، كبودي، ملتحمه

تغییرات رادیوگرافیک 33 2 8072

سابقه تماس 87 2 9978

ايینهسابقه بیماري زم 21 2 9772

Page 6: Design of Primers for Pertussis Diagnosis by Real Time-PCR and … · ناریا یکشزپ یسانش بورکیم هلجم Majallah-i mīkrub/shināsī-i pizishkī-i Īrān. Iranian

پرتوسیس بوردتال اختصاصی طراحی پرایمرهاي | یدرضا منوریحمسید

8

و مثبت اخباري ارزش و ویژگی حساسیت، مقایسه و جدید و تجاري پرایمرهاي با PCR واكنش ،كشت آزمایش از اصلح منفی و مثبت نتایج تعداد :9جدول

.سرفهاهیس بیماري براي هايماریب كنترل و پیشگیري جهانی مركز تشخیصی راهنماي استاندارد با روش سه این منفی

Agreement

Rate (%) NPV (% ) PPV (% ) Specificity (%) Sensitivity (%) *Expanded

Standard Test

Negative Positive

Culture

98 98 100 100 25 0 1 Positive 166 3 Negative

Commercial Primer

100 100 100 100 100 0 4 Positive 166 0 Negative

New Primer

100 100 100 100 100 0 4 Positive 166 0 Negative

Abbreviations: PPV: positive predictive value; NPV: negative predictive value.

*Either (1) culture positive, or (2) Commercial PCR Kit or Monavari PCR Kit positive with clinical features fulfilling

the CDC clinical case definition.

:بحث

معتبر و سریع براي اتخاذ درمان مناسب و روش تشخیص

. كشت كه به عنوان باشدیضروري م سرفهیاهپیشگیري س

بکار می رود، بوردتال پرتوسیستشخیص براي استاندارد طالیی

روز براي بدست آوردن 1اغلب فاقد حساسیت بوده و حداقل

داراي PCRامروزه چند روش (.711 8نتیجه الزم وقت نیاز دارد )

نسبت به كشت جهت تشخیص ییاسیت و اختصاصیت باالحس

-Realبکار می رود. در این بین، در سال هاي اخیر سرفهیاهس

time PCR بوردتال به عنوان یک روش مناسب جهت تشخیصكاهش زمان تشخیص و حساسیت تشخیصی یلبه دل پرتوسیس

مطالعه این(. به همین دلیل 716 714 1است )باال توصیه گردیده

تر از كودكان شیرخوار كوچک بوردتال پرتوسیسجهت تشخیص

انجام گردید. در بیشتر Real-time PCRماه با روش 2از

انجام شده بوردتال پرتوسیسمطالعاتی كه تاكنون جهت شناسایی

جهت طراحی پرایمر و IS1001و یا IS481است از ناحیه ژنومی

نواحی فوق عالوه بر است كه لیشده و این در حاپروب استفاده

بوردتال يهاوجود دارند در سایر گونه بوردتال پرتوسیساینکه در

كه Pertactinلذا در این مطالعه از ژن ؛ نیز وجود دارند

از غشاء خارجی و یک یدالتون یلوك 23تولیدكننده یک پروتئین

تفاده، اسباشدیم بوردتال پرتوسیسزا در باكتري یماريعامل ب

.گردید

ها با كیت تجاري مورد این مطالعه ابتدا كلیه نمونه رد

مثبت آنها )آزمایش قرارگرفته و پس از اطمینان از مثبت بودن

ها با روش ، آزمایش بر روي كلیه نمونهکرار(بودن هر سه ت

به صورت سه بار تکرار براي هر نمونه انجام گرفت و شدهیطراح

همچنین جهت ارزیابی .نتایج كامالً با كیت تجاري یکسان بود

هاي مثبت به صورت یکی از نمونه ،حداقل محدوده تشخیصی

و آزمایش مجدداً بر روي آن تکرار شده و شدهیقلگاریتمی رق

، حداقل كپی از ژنوم كه شدهیمشخص شد كه در روش طراح

و این در حالی بود باشدیم copies/ml 21 شودیتشخیص داده م

وسط كیت تجاري مورد آزمایش قرار ت نهكه همان تیتر از نمو

21گرفت و نتیجه آزمایش منفی شد و حساسیت كیت تجاري

copies/ml تعیین گردید.

و همکارانش در ایتالیا Mastrantonia كه توسط يامطالعه در

7از بیش يهانمونه نازفارنژیال كودكان با سرفه 202انجام شد از

میزان . در این مطالعه(17)موارد مثبت جدا كردند %9/28روز

1هفته داشتند 2بیش از يهاسرفه كودكی 271تشخیص از

میزان تشخیص ابهمش یباً( ایزوله گشت كه تقر%1/2مورد )

. الزم به ذكر است كه میزان تفاوت هاي باشدیمطالعه فوق م

و نوع یريگنحوه نمونه ،ناشی از نوع نمونه تواندیشده ممشاهده

PCR طالعه همانند مطالعه م . اینباشدGarcía-Martínez نشان

روشی حساس و مناسبی جهت Real-time PCRداد كه

نازوفارنژیال كودكان هايدر نمونه بوردتال پرتوسیستشخیص

Page 7: Design of Primers for Pertussis Diagnosis by Real Time-PCR and … · ناریا یکشزپ یسانش بورکیم هلجم Majallah-i mīkrub/shināsī-i pizishkī-i Īrān. Iranian

2932 پاییز▐ 9 شماره 7 سال▐مجله میکروب شناسی پزشکی ایران

2

بوردتال (. این مطالعه نشان داد كه میزان تشخیص 18) باشدیمبود. هرچند كه %1/2حدود Real-time PCRبا روش پرتوسیس

حدود بوردتال پرتوسیسمیزان تشخیص Martinezلعه در مطا

توانایی یک تست تشخیصی را ،Agreement Rate(. 18) بود 91%

كه در مورد نمایدیبیمار مشخص م حیحدر شناسایی ص

( و با توجه به 19درصد باشد ) 211استاندارد بایستی يهاآزمون

به این با پرایمرهاي جدید نیز Real-time PCR( روش 9جدول )

كه با نتایج حاصل از كیت تجاري كامالً هدف نائل شده است

یتكه توانایی ك رسدیبه نظر م گونهینهمخوانی داشت اما ا

هایی تجاري در تشخیص و شناسایی باكتري مورد نظر در نمونه

ضعیف عمل كرده و ،دارند copies 21كمتر از یکربیكه بار م

. شودیموارد م گونهینحساسیت كیت سبب عدم شناسایی ا

يهاویژگی و ارزش ،حساسیت میزان نتایج نشان داد كه

-Realدر تکنیک Agreement Rateاخباري مثبت و منفی و

time PCR با كاربرد هر دو سري پرایمرهاي خارجی و پرایمرهاي

داريیتفاوت معن گونهیچو هی داشته جدید باهم همپوشان

ردتالوبوش كشت باكتري میزان حساسیت ر مشاهده نشد. كهیكمتر درحال Real-time PCRدر مقایسه با روش پرتوسیس

میزان ویژگی هر سه تست یکسان بود.

تشکر و قدر دانی

تحقیقات عفونی اطفال و مركز نویسندگان مقاله از كاركنان

به خاطر تهران ص( اكرم )بیمارستان حضرت رسول یشگاهآزما

.نمایندیم تهیه نمونه و همکاري تشکر

References

1. Scheifele DW, Halperin SA, Ochnio JJ, Ferguson AC,

Skowronski DM. A modified vaccine reduces the rate

of large injection site reactions to the preschool booster

dose of diphtheria-tetanus-acellular pertussis vaccine:

results of a randomized, controlled trial. Pediatr Infect

Dis J. 200;24(12):1059-66.

2. . Forsyth K, Nagai M, Lepetic A, Trindade E. Pertussis

immunization in the global pertussis initiative

international region: recommended strategies and

implementation considerations. Pediatr Infect Dis J.

2005;24(5 Suppl):S93-7.

3. . Baptista PN, Magalhaes V, Rodrigues LC, Rocha MA,

Pimentel AM. Source of infection in household

transmission of culture-confirmed pertussis in Brazil.

Pediatr Infect Dis J. 2005;24(11):1027-8.

4. . Greenberg DP. Pertussis in adolescents: increasing

incidence brings attention to the need for booster

immunization of adolescents. Pediatr Infect Dis J.

2005;24(8):721-8.

5. . Wheeler JG, Simmons AL. Pertussis update. Pediatr

Infect Dis J. 2005;24(9):829-30.

6. . Celentano LP, Massari M, Paramatti D, Salmaso S,

Tozzi AE. Resurgence of pertussis in Europe. Pediatr

Infect Dis J. 2005;24(9):761-5.

7. .Halperin SA. Canadian experience with implementation

of an acellular pertussis vaccine booster-dose program

in adolescents: implications for the United States.

Pediatr Infect Dis J. 2005;24(6 Suppl):S141-6.

8. .Hay JW, Ward JI. Economic considerations for pertussis

booster vaccination in adolescents. Pediatr Infect Dis J.

2005;24(6 Suppl):S127-33.

9. . Davis JP. Clinical and economic effects of pertussis

outbreaks. Pediatr Infect Dis J. 200;24(6 Suppl):S109-

16.

10. Edwards KM. Overview of pertussis: focus on

epidemiology, sources of infection, and long term

protection after infant vaccination. Pediatr Infect Dis J.

2005;24(6 Suppl):S104-8.

11. Caro JJ, Getsios D, El-Hadi W, Payne K, O'Brien JA.

Pertussis immunization of adolescents in the United

States: an economic evaluation. Pediatr Infect Dis J.

2005;24(5 Suppl):S75-82.

12. Moraga F, Roca J, Mendez C, Rodrigo C, Pineda V,

Martinez A, et al. Epidemiology and surveillance of

pertussis among infants in Catalonia, Spain, during

1997-2001. Pediatr Infect Dis J. 2005;24(6):510-3.

13. Forsyth K, Tan T, von Konig CH, Caro JJ ,Plotkin S.

Potential strategies to reduce the burden of pertussis.

Pediatr Infect Dis J. 2005;24(5 Suppl):S69-74.

14. Tan T, Plotkin S. Controlling pertussis: considerations

for the future. Pediatr Infect Dis J. 2005;24(5

Suppl):S98.

Page 8: Design of Primers for Pertussis Diagnosis by Real Time-PCR and … · ناریا یکشزپ یسانش بورکیم هلجم Majallah-i mīkrub/shināsī-i pizishkī-i Īrān. Iranian

پرتوسیس بوردتال اختصاصی طراحی پرایمرهاي | یدرضا منوریحمسید

7

15. Wirsing von Konig CH, Campins-Marti M, Finn A,

Guiso N, Mertsola J, Liese J. Pertussis immunization in

the global pertussis initiative European region:

recommended strategies and implementation

considerations. Pediatr Infect Dis J. 2005;24(5

Suppl):S87-92.

16. Tan T, Halperin S, Cherry JD, Edwards K, Englund JA,

Glezen P, et al. Pertussis immunization in the global

pertussis initiative North American region:

recommended strategies and implementation

considerations. Pediatr Infect Dis J. 2005;24(5

Suppl):S83-6.

17. 171 Stefanelli P, Mastrantonio P, Hausman SZ,

Giuliano M, Burns DL. Molecular characterization of

two Bordetella bronchiseptica strains isolated from

children with coughs. J Clin Microbiol.

1997;35(6):1550-5.

18. García-Martínez J, Chaves F, Salto E, Otero JR.

Bordetella pertussis detection by real-time PCR,

immunofluorescence and culture: prospective

evaluation and molecular epidemiology. Enferm Infecc

Microbiol Clin. 2006 ;24(8):500-4.