ÖZET
Son 10 y›l içinde moleküler epidemiyoloji konusunda yap›lan çal›flmalar, konvansiyonel epidemiyolojik yöntemlerle bir- likte kullan›ld›¤›nda, tüberküloz bulafl dinamiklerinin daha iyi anlafl›lmas›n› sa¤lam›flt›r. Sürekli geliflen yöntemler, sadece ye- rel ve global tüberküloz epidemiyolojisinin daha ayr›nt›l› ve kesin anlafl›lmas›n› sa¤lamakla kalmam›fl, ayn› zamanda sufl ai- lelerinin epidemiyolojik önemi olabilecek özelliklerini belirleyerek populasyon genetik yaklafl›mlara da katk›da bulunmufltur.
Anahtar sözcükler: DNA parmakizi, moleküler epidemiyoloji, tüberküloz SUMMARY
Molecular Epidemiological Typing Methods in Tuberculosis
Molecular epidemiologic studies over the past 10 years, when combined with conventional epidemiological tools, have yielded a better understanding of tuberculosis transmission dynamics. The ever developing methods has not only achieved a greater resolution and accuracy in describing the local and global epidemiology of tuberculosis, but also have contributed fur- ther to population genetic approaches which have suggested epidemiologically relevant characteristics specific to strain fami- lies as well.
Keywords: DNA fingerprinting, molecular epidemiology, tuberculosis Son y›llarda gelifltirilen moleküler epide-
miyolojik tiplendirme yöntemlerin konvansiyo- nel epidemiyolojik araçlarla birlikte kullan›m›, Mycobacterium tuberculosis sufllar›n›n daha kesin olarak birbirinden ay›rdlanmas›n› ve hastal›¤›n toplum içinde bulafl ve yay›lma dinamiklerinin daha iyi anlafl›lmas›n› sa¤lam›flt›r(9).
Moleküler epidemiyolojik yöntemlerin kullan›m›yla birlikte;
1) epidemiyolojik olarak flüpheli bulafllar›n onaylanmas›,
2) epidemiyolojik olarak flüphelenilmeyen bu- lafllar›n saptanmas›,
3) laboratuvarlardaki (besiyerlerindeki) kros- kontaminasyonlar›n saptanmas›,
4) kaynak olgunun belirlenmesi,
5) tekrarlayan tüberküloz olgular›n›n reakti- vasyona m› yoksa re-infeksiyona m› ba¤l› ol- du¤unun saptanmas›,
6) tüberkülozun küresel ve yerel yay›l›m›n›n
ayr›nt›lar›n›n anlafl›labilmesi mümkün ol- mufltur.
Tüberküloz sufllar›n›n genomlar›n›n uni- que (tek kopya) bölgeleri yüksek düzeyde ho- mojenlik gösterdiklerinden, sufllar›n› birbirin- den ay›rdlanmas›nda tekrarlay›c› elemanlardan faydalan›r(9); çünkü tekrarlay›c› elemanlar her tüberküloz suflunun genomunda farkl› yerlerde yerleflir ve/veya farkl› say›da bulunurlar. Bugü- ne kadar onlarca farkl› tekrarlay›c› eleman sap- tanm›fl olmas›na ra¤men, bugün için en çok ka- bul gören ve en s›k kullan›lan tekrarlay›c› ele- manlar IS6110, DR ve MIRU’dur.
‹deal bir moleküler epidemiyolojik tiplen- dirme yönteminin:
- kolay, ucuz ve h›zl›,
- ay›rd etme gücü ve tekrarlanabilirli¤inin yüksek, - de¤erlendirme/yorumlanmas›n›n kolay, - üretilen verilerin saklanmas› ve paylafl›m›n›n kolay olmas› istenir(9).
TÜBERKÜLOZDA MOLEKÜLER EP‹DEM‹YOLOJ‹K T‹PLEND‹RME YÖNTEMLER‹
Orhan Kaya KÖKSALAN
‹stanbul Üniversitesi Deneysel T›p Araflt›rma Enstitüsü, Tüberküloz Moleküler Epidemiyoloji Laboratuvar›, Çapa, ‹STANBUL
okkoksalan@hotmail.com
86 ANKEM Derg 2007;21(Ek 2):86-88
Ancak tüberküloz sufllar›n›n moleküler epidemiyolojik tiplendirmesinde flu anda kulla- n›lmakta olan yöntemlerin hiçbiri yukar›da sa- y›lan bütün bu özelliklerin hepsini birden tam olarak yerine getirememektedir.
Tüm dünyadaki sufllar›n›n da¤›l›m farkl›- l›klar›n›n/benzerliklerinin ortaya ç›kar›lmas›
amac›yla standard tek bir yöntemin kullan›lma- s›na 1993 y›l›nda bafllanm›flt›r(14). Bu çal›flmada önerilen yöntem IS6110-RFLP olup, 2007 y›l›na kadar ayr›m gücü en yüksek yöntem olarak kal- m›flt›r. Ancak bu üstünlü¤üne karfl›n IS6110 yöntemi emek yo¤un bir yöntem olup, fazla sa- y›da suflun tiplendirmesinin söz konusu oldu¤u durumlarda yetersiz kalmaktad›r. Genifl örnek say›s› ile çal›flman›n gerekti¤i toplum bazl› ça- l›flmalarda, özellikle yüksek insidans ülkelerin- de, IS6110 yönteminin bir di¤er dezavantaj›, parmakizlerinin karfl›laflt›r›lmas› ve kümelen- meye karar verilebilmesi için sofistike bilgisayar programlar›na ve çok iyi derecede standardize deney koflullar›na ihtiyaç duymas›d›r(14).
Buna karfl›l›k PCR bazl› iki yöntem olan spoligotyping(2) ve 12-loci MIRU-VNTR PCR(4,12) analizi IS6110-RFLP yöntemine göre çok daha h›zl› sonuç verdi¤inden, fazla say›da sufl ile çal›fl›lmas› gereken durumlarda iyi bir al- ternatif oluflturmaktad›r. Her iki yöntem de IS6110-RFLP yöntemine k›yasla daha düflük ay- r›m gücüne sahip oldu¤undan, kombine edile- rek birlikte kullan›lmakta ve bu flekilde ayr›m gücü IS6110-RFLP yöntemine yaklaflmaktad›r.
Di¤er iki yönteme (spoligotyping ve 12-loci MI- RU-VNTR) göre daha yüksek ayr›m gücüne sa- hip olmas› dolay›s›yla, IS6110 alt›n standard yöntem olarak kabul edilmektedir. Ancak yavafl ve emek yo¤un olmas› araflt›rmac›lar› h›zl› ve ayn› zamanda ay›rd etme gücü daha yüksek bir yöntem aray›fl›na sevk etmifl ve bu çabalar so- nucunda tüberküloz sufllar›n› daha iyi ay›rd eden yeni VNTR gen lokuslar› belirlenmifl- tir(1,3,6-8,10,13). Yak›n zaman içinde, 15-24 çok de-
¤iflken gen lokusu içeren yeni bir MIRU-VNTR yönteminin, IS6110-RFLP’den daha yüksek ay›rd etme gücüne sahip oldu¤u bildirilmifl, standard bir yöntem olarak kullan›m› öneril- mifltir(5,11).
Son 10 y›l içindeki moleküler epidemiyo-
lojik çal›flmalar sonucu gelifltirilen yöntemler konvansiyonel tüberküloz epidemiyolojisiyle birlefltirildi¤inde, tüberküloz bulafl dinamikleri- ni daha iyi anlamam›z› sa¤lam›fl, klinik faydalar yan›nda yerel ve global tüberküloz epidemiyo- lojisi, sufl ailelerinin varl›¤›, da¤›l›m› ve hastal›-
¤›n yay›l›m›ndaki olas› etkilerini ortaya koy- mufltur.
KAYNAKLAR
1. Kam KM, Yip CW, Tse LW et al: Optimization of vari- able number tandem repeat typing set for differentia- ting Mycobacterium tuberculosis strains in the Beijing family, FEMS Microbiol Lett 2006;256(2):258-65.
2. Kamerbeek J, Schouls L, Kolk A et al: Simultaneous de- tection and strain differentiation of Mycobacterium tu- berculosis for diagnosis and epidemiology, J Clin Micro- biol 1997;35(4):907-14.
3. Kremer K, Au BK, Yip PC et al: Use of variable-number tandem-repeat typing to differentiate Mycobacterium tuberculosis Beijing family isolates from Hong Kong and comparison with IS6110 restriction fragment length polymorphism typing and spoligotyping, J Clin Micro- biol 2005;43(1):314-20.
4. Mazars E, Lesjean S, Banuls AL et al: High-resolution minisatellite-based typing as a portable approach to glo- bal analysis of Mycobacterium tuberculosis molecular epidemiology, Proc Natl Acad Sci USA 2001; 98(4):1901- 6.
5. Oelemann MC, Diel R, Vatin V et al: Assessment of an optimized Mycobacterial Interpersed Repetitive Unit- Variable Number of Tandem Repeat Typing System combined with spoligotyping for population-based mo- lecular epidemiology studies of tuberculosis, J Clin Mic- robiol 2006 (Epub ahead of print).
6. Roring S, Scott A, Brittain D et al: Development of vari- able-number tandem repeat typing of Mycobacterium bovis: comparison of results with those obtained by using existing exact tandem repeats and spoligotyping, J Clin Microbiol 2002;40(6):2126-33.
7. Roring S, Scott AN, Hewinson RG, Neill SD, Skuce RA:
Evaluation of variable number tandem repeat (VNTR) loci in molecular typing of Mycobacterium bovis isola- tes from Ireland, Vet Microbiol 2004;101(1):65-73.
8. Skuce RA, McCorry TP, McCarroll JF et al: Discrimina- tion of Mycobacterium tuberculosis complex bacteria using novel VNTR-PCR targets, Microbiology 2002;148(pt 2):519-28.
9. Small PM, van Embden JDA: Molecular epidemiology of tuberculosis, “Bloom BR (ed): Tuberculosis Pathoge- nesis, Protection, and Control” kitab›nda s.569-82, ASM Press, Washington, DC (1994).
10. Smittipat N, Billamas P, Palittapongarnpim M et al:
Polymorphism of variable-number tandem repeats at
87
multiple loci in Mycobacterium tuberculosis, J Clin Mic- robiol 2005;43(10):5034-43.
11. Supply P, Allix C, Lesjean S et al: Proposal for standar- dization of optimized mycobacterial interspersed repe- titive unit-variable-number tandem repeat typing of Mycobacterium tuberculosis, J Clin Microbiol 2006;44(12):4498-510.
12. Supply P, Lesjean S, Savine E, Kremer K, van Soolingen D, Locht C: Automated high-throughput genotyping for study of global epidemiology of Mycobacterium tuber-
culosis based on mycobacterial interspersed repetitive units, J Clin Microbiol 2001;39(10):3563-71.
13. Surikova OV, Voitech DS, Kuzmicheva G et al: Efficient differentiation of Mycobacterium tuberculosis strains of the W-Beijing family from Russia using highly poly- morphic VNTR loci, Eur J Epidemiol 2005;20(1):963-74.
14. van Embden JD, Cave MD Crawford JT et al: Strain identification of Mycobacterium tuberculosis by DNA fingerprinting: recommendations for a standardized methodology, J Clin Microbiol 1993;31(2):406-9.
88
