Then and now: wykorzystanie sekwencjonowania genu 16S rDNA do identyfikacji bakterii i odkrywania nowych bakterii w klinicznych laboratoriach mikrobiologicznych

W ostatniej dekadzie, w wyniku powszechnego stosowania PCR i sekwencjonowania DNA, sekwencjonowanie 16S rDNA odegrało kluczową rolę w dokładnej identyfikacji izolatów bakteryjnych i odkrywaniu nowych bakterii w klinicznych laboratoriach mikrobiologicznych. W identyfikacji bakterii, sekwencjonowanie 16S rDNA jest szczególnie ważne w przypadku bakterii o nietypowych profilach fenotypowych, bakterii rzadkich, wolno rosnących, nie nadających się do hodowli i zakażeń negatywnych dla hodowli. Nie tylko umożliwia ono wgląd w etiologię chorób zakaźnych, ale także pomaga klinicystom w wyborze antybiotyków, określeniu czasu trwania leczenia i procedur kontroli zakażeń. Dzięki zastosowaniu sekwencjonowania 16S rDNA, w ciągu ostatnich 7 lat XXI wieku (2001-2007) odkryto 215 nowych gatunków bakterii, z których 29 należy do nowych rodzajów, pochodzących z próbek pobranych od ludzi. Sto z 215 nowych gatunków, w tym 15 należących do nowych rodzajów, zostało znalezionych u czterech lub więcej osób. Największa liczba odkrytych nowych gatunków należała do rodzajów Mycobacterium (n = 12) i Nocardia (n = 6). Jama ustna/odzież stomatologiczna (n = 19) i przewód pokarmowy (n = 26) były najważniejszymi miejscami odkrycia i/lub rezerwuarami nowych gatunków. Wśród 100 nowych gatunków, Streptococcus sinensis, Laribacter hongkongensis, Clostridium hathewayi i Borrelia spielmanii zostały najdokładniej scharakteryzowane, z udokumentowanymi rezerwuarami i drogami przenoszenia, a S. sinensis, L. hongkongensis i C. hathewayi zostały znalezione na całym świecie. Jedną z największych przeszkód we wprowadzeniu sekwencjonowania 16S rDNA do rutynowego stosowania w laboratoriach mikrobiologii klinicznej jest automatyzacja tej technologii. Jedynym etapem, który obecnie może być zautomatyzowany jest wprowadzenie sekwencji 16S rDNA izolatu bakteryjnego w celu identyfikacji do jednego z pakietów oprogramowania, który wygeneruje wynik identyfikujący izolat na podstawie bazy danych jego sekwencji. Jednakże, badania nad dokładnością pakietów oprogramowania dały bardzo zróżnicowane wyniki, a interpretacja wyników pozostaje trudna dla większości techników, a nawet dla mikrobiologów klinicznych. Aby w pełni wykorzystać sekwencjonowanie 16S rDNA w mikrobiologii klinicznej, potrzebne są lepsze wytyczne dotyczące interpretacji wyników identyfikacji, a także dodatkowe/uzupełniające metody dla gatunków bakterii, które nie mogą być pewnie zidentyfikowane jedynie poprzez sekwencjonowanie 16S rDNA.