قاعدة بيانات علم الوبائيات الجينومية لتحديد الكائنات الحية الدقيقة أو المعرف الميكروبي العالمي (GMI) [1] هي نظام لتخزين بيانات تسلسل الجينوم الكلي (WGS) الخاصة بـالكائنات الحية الدقيقة، لتحديد الجينات ذات الصلة لمقارنة الجينومات للكشف عن وتعقب مواطن تفشي المرض المعدي ومسببات الأمراض الناشئة.[2] وتحتوي قاعدة البيانات على نوعين من المعلومات الجينية: 1) المعلومات الجينية الخاصة بـالكائنات الحية الدقيقة، المرتبطة بـ، 2) البيانات الوصفية الخاصة بتلك الكائنات الحية الدقيقة مثل التفاصيل الوبائية. وتشمل قاعدة البيانات جميع أجناس الكائنات الحية الدقيقة: البكتيرياوالفيروساتوالطفيلياتوالفطريات.
التكنولوجيا
بالنسبة لـلتنميط الجيني الخاص بالكئنات الحية الدقيقة لأغراض التشخيص الطبي، أو غير ذلك من الأغراض الأخرى، يمكن للعلماء استخدام مجموعة كبيرة من تقنيات تنميط الحمض النووي (دي إن إيه)، مثل تفاعل البوليميريز المتسلسل والرحلان الكهربائي للهلام ذي المجال النابض (PFGE) وكتابة التسلسل متعدد المواضع (MLST). ومن إشكاليات هذه المجموعة المتنوعة الواسعة من تقنيات ما قبل تسلسل الجينوم الكلي(WGS) صعوبة التوحيد بين التقنيات والمختبرات والكائنات الحية الدقيقة والتي يمكن التغلب عليها باستخدام رمز الحمض الريبي النووي المنزوع الأكسجين الكامل الخاص بالجينوم الذي يتم إنتاجه بواسطة تقنيات تسلسل الجينوم الكلي.[3] وللتحديد التشخيصي المباشر يتم إدخال معلومات تسلسل الجينوم الكلي الخاصة بعينة ميكروبيولوجية في قاعدة بيانات جينية عالمية ومقارنتها باستخدام إجراءات BLAST بالجينومات الموجودة بالفعل في قاعدة البيانات.[4] علاوة على ذلك، يمكن استخدام بيانات تسلسل الجينوم الكلي للعودة إلى حساب طرق تنميط الجينات المختلفة لما قبل تسلسل الجينوم الكلي المختلفة، بحيث لا يتم فقدان المعلومات القيمة التي تم جمعها سابقًا.[5][6] بالنسبة للمحدد الميكروبي العالمي يتم اقتران المعلومات الجينية بمجموعة كبيرة من البيانات الوصفية حول الاستنساخ الميكروبي المحدد وتتضمن معلومات سريرية ووبائية هامة مثل مكان أو (أماكن) الاكتشاف العالمي وخيارات العلاج والمقاومة المضادة للميكروبات، بما يجعلها أداة تحديد ميكروبية عامة. وهذا يجعل من العلاج المخصص للمرض الميكروبي أمرًا ممكنًا وكذلك أنظمة التعقب اللحظية الخاصة بالمراقبة العالمية للأمراض المعدية من أجل سلامة الأغذية وخدمة صحة الإنسان.
المبادرة
لقد نشأت المبادرة الخاصة بإنشاء قاعدة البيانات في عام 2011م وعند تلبية العديد من الشروط المسبقة:
هناك الفكرة المتمثلة في أنه من خلال اتباع منهج قطاعي مشترك ومنهج الصحة الواحدة قد يتم التحكم في الأمراض المعدية بشكل أفضل.[9][10]
مع بداية الألفية الثانية، بدأ العديد من المختبرات الميكروبيولوجية وكذلك معاهد الصحة الوطنية في استخدام مشروعات تسلسل الجينوم لتسلسل مجموعات العوامل المعدية التي يمتلكونها في البنوك الحيوية الخاصة بهم.[11][12] وبهذه الطريقة يقومون بإنشاء قواعد بيانات خاصة وإرسال الجينومات النموذجية إلى قواعد بيانات النوكليوتيدات العالمية مثل بنك الجينات التابع للمركز الوطني لمعلومات التقانة الحيوية NCBI [13] أو قاعدة بيانات النوكليوتيدات الخاصة بـمختبر علم الأحياء الجزيئي الأوروبي.[14] وهذا أدى إلى خلق مجموعة كبيرة من المعلومات الجينية وقواعد البيانات المستقلة الخاصة بـحقيقيات النوى وكذلك جينومات بدائيات النوى.[15][16][17] ومن المسلم به بشكل عام من قِبل المجتمع العلمي الحاجة إلى مواصلة إدماج قواعد البيانات هذه ومواءمة جمع البيانات وربط البيانات الجينية بالبيانات الوصفية لتحقيق الوقاية المثلى من الأمراض المعدية.[18] وفي عام 2011م، بادرت العديد من مراكز مكافحة الأمراض المعدية وغيرها من المؤسسات الأخرى بعقد سلسلة من الاجتماعات العلمية والسياسية الدولية لوضع برنامج مشترك وللتعرف بشكل أفضل على قدرات قواعد بيانات الجينات الميكروبية التفاعلية. وانعقد أول اجتماع في بروكسل في سبتمبر 2011،[19][20] ثم تبعه اجتماع في واشنطن (مارس 2012م) وكوبنهاغن [21] (فبراير 2013م). بالإضافة إلى خبراء من جميع أنحاء العالم، تم إشراك منظمات حكومية دولية في الحدث، أبرزها منظمة الصحة العالمية (WHO) والمنظمة العالمية لصحة الحيوان (OIE).
خطة التطوير
تم إعداد خارطة طريق مفصلة[22] لتطوير قاعدة البيانات في خلال الجدول الزمني العام التالي:
^Inouye، M (2012). "Short read sequence typing (SRST):multi-locus sequence types from short reads". BMC Genomics. ج. 13: 388. DOI:10.1186/1471-2164-13-338. PMID:22827703. {{استشهاد بدورية محكمة}}: الوسيط author-name-list parameters تكرر أكثر من مرة (مساعدة)صيانة الاستشهاد: دوي مجاني غير معلم (link)
^Larsen، MV (2012). "Multilocus sequence typing of total-genome-sequenced bacteria". J Clin Microbiol. ج. 50: 1355–1366. DOI:10.1128/JCM.06094-11. PMID:22238442. {{استشهاد بدورية محكمة}}: الوسيط author-name-list parameters تكرر أكثر من مرة (مساعدة)
^Zankari، E (2013). "Genotyping using whole-genome sequencing is a realistic alternative to surveillance based on phenotypic antimicrobial susceptibility testing". J Antimicrob Chemother. PMID:23233485. {{استشهاد بدورية محكمة}}: الوسيط author-name-list parameters تكرر أكثر من مرة (مساعدة)
^Dunne، WM (2012). "Next-generation and whole-genome sequencing in the diagnostic clinical microbiology laboratory". Eur J Clin Microbiol Infect. Dis. ج. 31 ع. 8: 1719–17126. DOI:10.1007/s10096-012-1641-7. PMID:22678348. {{استشهاد بدورية محكمة}}: الوسيط author-name-list parameters تكرر أكثر من مرة (مساعدة)
^Wielinga, PR;Schlundt, J (2013). "Food Safety: At the Center of a One Health Approach for Combating Zoonoses". Curr Top Microbiol Immunol. PMID:22763857.{{استشهاد بدورية محكمة}}: صيانة الاستشهاد: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين (link)
^DOE's Joint Genome Institute Integrated Microbial Genomes (IMG). "IMG DOEs JGI". مؤرشف من الأصل في 2016-01-21.
^Aarestrup، F (2012). "Integrating Genome-based Informatics to Modernize Global Disease Monitoring, Information Sharing, and Response". Emerg Infect Dis. ج. 18 ع. 11: e1. DOI:10.3201/eid/1811.120453. PMID:23092707. {{استشهاد بدورية محكمة}}: الوسيط author-name-list parameters تكرر أكثر من مرة (مساعدة)
^Kupferschmidt، K (2011). "Epidemiology. Outbreak detectives embrace the genome era". Science. ج. 333 ع. 6051: 1818–1819. PMID:21960605.