Investigating laboratory capacity and whole genome sequencing practices to inform standardised protocols for bacterial genomic surveillance in Africa.

في أجزاء كثيرة من العالم، تُعد الحمى لدى حديثي الولادة حالة طبية طارئة تتطلب إجراءً فورياً ودقيقاً. فعندما يصاب الرضيع بتعفن الدم (الإنتان)، وهو رد فعل شديد تجاه عدوى يمكن أن تنتشر عبر مجرى الدم، فإن النوع المحدد من البكتيريا المسببة للمرض هو ما يحدد المسار الأمثل للعلاج. وتُعد بكتيريا معينة، تُعرف باسم "الكلبسيلة الرئوية" (Klebsiella pneumoniae)، سبباً رئيساً لهذه العدوى الخطيرة في جميع أنحاء أفريقيا. ولإيقاف انتشار هذه العديات وضمان استخدام الأطباء للأدوية الصحيحة، يحتاج العلماء إلى معرفة أنواع السلالات البكتيرية الموجودة بدقة وكيفية سلوكها. لعقود من الزمن، اعتمد تحديد هذه الجراثيم على زراعتها في طبق ومراقبة تفاعلها مع المواد الكيميائية، وهي عملية تستغرق وقتاً وغالباً ما تفتقر إلى التفاصيل. واليوم، ظهرت أداة أكثر قوة تسمى "تسلسل الجينوم الكامل". هذه الطريقة تقرأ الشفرة الوراثية الكاملة للبكتيريا، مما يقدم خريطة مفصلة لا تكشف فقط عن نوع الجرثومة، بل أيضاً عن مدى مقاومتها للمضادات الحيوية ومن أين أتت. إن استخدام هذه التكنولوجيا لتتبع العدوى يمكن أن ينقذ الأرواح، ولكن فقط إذا كانت المختبرات التي تقوم بهذا العمل مجهزة للتعامل معها.

لقد وضع فريق من الباحثين هدفاً لفهم الواقع الحالي لهذه التكنولوجيا عبر القارة الأفريقية. أرادوا معرفة ما إذا كانت المستشفيات ومراكز الأبحاث تمتلك الأدوات والمهارات اللازمة للانتقال من الاختبار التقليدي إلى المراقبة الجينية المتقدمة. ولإيجاد الإجابة، أرسلوا استبياناً مفصلاً إلى شبكة واسعة من الأطباء والعلماء في خمس وعشرين دولة أفريقية مختلفة. كان الهدف هو رسم خارطة لقدرات المختبرات، مع التركيز بشكل خاص على الخطوات المطلوبة لتحديد البكتيريا وتحليل مادتها الوراثية. جمع الاستطلاع ردوداً من اثنتين وخمسين مؤسسة، مما قدم صورة واضحة لما يحدث على أرض الواقع اليوم.

كشفت النتائج عن صورة مختلطة من القدرات والاحتياجات. فمن بين المؤسسات التي أجابت عن قدراتها في الاختبار، أفادت 61% بأنها تقوم بإجراء مزارع الدم، وهي عملية يتم فيها سحب عينة دم من المريض ووضعها في حاوية خاصة لتشجيع أي بكتيريا على النمو. وبمجرد نمو البكتيريا، يجب تحديد نوعها. ومع ذلك، لا يزال معظم هذه المختبرات، بنسبة 71%، تعتمد على الأنظمة اليدوية التي تستخدم التفاعلات الكيميائية لتحديد نوع البكتيريا. وبالمثل، يستخدم 82% طريقة تقليدية تتضمن أقراصاً ورقية صغيرة مشبعة بالمضادات الحيوية لمعرفة الأدوية التي توقف نمو البكتيريا. ورغم أن هذه الطرق راسخة، إلا أنها أبطأ وأقل تفصيلاً من النهج الجيني الحديث. كما أن المعدات المادية في هذه المختبرات قوية بشكل مفاجئ في بعض المجالات؛ حيث أفاد كل مستجيب تقريباً بامتلاكه وصولاً إلى مجمد قادر على الوصول إلى درجات حرارة منخفضة للغاية، وجهاز طرد مركزي لتدوير العينات، وآلة لتضخيم المادة الوراثية. ومع ذلك، كان هناك نوع محدد من الحاضنات التي تهز العينات بلطف لمساعدتها على النمو أقل شيوعاً، حيث توفرت في 67% فقط من المرافق.

وعندما سأل الباحثون عن القدرة على إجراء تسلسل الجينوم الكامل، أظهرت النتائج أن أكثر من نصف المستجيبين، بنسبة 54%، يمكنهم التعامل مع العملية بأكملها داخل جدرانهم الخاصة. يتضمن هذا سير العمل استخراج المادة الوراثية من البكتيريا، وتجهيزها للقراءة، ثم تشغيل آلة التسلسل. وتقوم معظم هذه المختبرات، بنسبة 88%، باستخراج الحمض النووي بنفسها، مستخدمة في المقام الأول مجموعات (kits) تعتمد على الأعمدة لتصفية وتنقية المادة الوراثية. ومع انتقال العملية نحو المراحل اللاحقة، مثل تحليل كميات البيانات الضخمة التي تنتجها آلات التسلسل، يزداد الاعتماد على المساعدة الخارجية. وهذا يسلط الضوء على عقبة كبيرة: فبينما يتم التسلسل الفيزيائي، تعاني القدرة على تفسير النتائج. لقد واجه كل مستجيب أجاب على السؤال المتعلق بالمعلوماتية الحيوية (bioinformatics) تحديات. فقد استشهدوا بنقص الوصول إلى أجهزة كمبيوتر قوية قادرة على التعامل مع البيانات المعقدة، ونقص في المساحة لتخزين الملفات الرقمية.

تخلص الدراسة إلى أن هناك أساساً متيناً من القدرات لدعم المراقبة الجينومية لتعفن الدم لدى حديثي الولادة في المؤسسات المشاركة. إن القدرة على تنمية البكتيريا وحتى تسلسل جينوماتها موجودة في أكثر من نصف المختبرات التي شملها الاستطلاع. ومع ذلك، فإن الطريق لاستخدام هذه التكنولوجيا بكامل إمكاناتها ليس واضحاً بعد. فقد وجد الباحثون أن هناك حاجة ماسة لاستثمارات كبيرة لتعزيز برامج مزارع الدم، وتأمين سلاسل توريد موثوقة للمواد اللازمة، وتوسيع قدرات التسلسل، وبناء البنية التحتية الرقمية المطلوبة لتحليل ومشاركة البيانات. ستساعد هذه النتائج في توجيه عملية إنشاء بروتوكولات معيارية تتناسب مع الواقع المتنوع للمختبرات عبر القارة، مما يضمن أن وعد المراقبة الجينية يمكن أن يحمي في النهاية المرضى الأكثر ضعفاً.