Investigating laboratory capacity and whole genome sequencing practices to inform standardised protocols for bacterial genomic surveillance in Africa.
इस अध्ययन ने नवजात सेप्सिस के लिए मानकीकृत जीनोमिक निगरानी प्रोटोकॉल स्थापित करने हेतु रक्त संवर्धन (ब्लड कल्चर), आपूर्ति श्रृंखला, अनुक्रमण (सीक्वेंसिंग) और बायोइन्फॉर्मेटिक्स में निवेश की महत्वपूर्ण आवश्यकताओं को उजागर करते हुए, *क्लेबसिएला न्यूमोनिया* के लिए वर्तमान प्रयोगशाला क्षमता और होल जीनोम सीक्वेंसिंग प्रथाओं का आकलन करने हेतु 25 अफ्रीकी देशों के 52 संस्थानों का सर्वेक्षण किया, जिससे पर्याप्त आधारभूत क्षमताओं का पता चला।
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दुनिया के कई हिस्सों में, नवजात शिशु को बुखार आना एक चिकित्सीय आपात स्थिति है जिसके लिए तत्काल और सटीक कार्रवाई की आवश्यकता होती है। जब किसी बच्चे को सेप्सिस होता है, जो संक्रमण के प्रति एक गंभीर प्रतिक्रिया है जो रक्तप्रवाह के माध्यम से फैल सकता है, तो बीमारी का कारण बनने वाले विशिष्ट प्रकार के बैक्टीरिया ही उपचार के सर्वोत्तम मार्ग को निर्धारित करते हैं। एक विशेष जीवाणु, जिसे क्लेबसिएला न्यूमोनिया (Klebsiella pneumoniae) के रूप में जाना जाता है, अफ्रीका में इन खतरनाक संक्रमणों का एक प्रमुख कारण है। इन संक्रमणों को फैलने से रोकने और यह सुनिश्चित करने के लिए कि डॉक्टर सही दवाओं का उपयोग करें, वैज्ञानिकों को यह जानने की आवश्यकता है कि बैक्टीरिया के कौन से विशिष्ट स्ट्रेन मौजूद हैं और वे कैसे व्यवहार करते हैं। दशकों तक, इन कीटाणुओं की पहचान करने के लिए उन्हें एक डिश में उगाने और रसायनों के प्रति उनकी प्रतिक्रिया देखने पर निर्भर रहना पड़ता था, जो एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें समय लगता है और अक्सर इसमें विवरण की कमी होती है। आज, 'होल जीनोम सीक्वेंसिंग' नामक एक अधिक शक्तिशाली उपकरण उभर कर आया है। यह विधि बैक्टीरिया के संपूर्ण आनुवंशिक कोड को पढ़ती है, जो एक विस्तृत मानचित्र प्रदान करती है जो न केवल यह बताती है कि कीटाणु क्या है, बल्कि यह भी कि वह एंटीबायोटिक्स के प्रति कैसे प्रतिरोधी हो सकता है और वह कहाँ से आया है। इन संक्रमणों को ट्रैक करने के लिए इस तकनीक का उपयोग करना जीवन बचा सकता है, लेकिन तभी जब उन प्रयोगशालाओं के पास इसे संभालने के लिए आवश्यक उपकरण हों जो यह कार्य करती हैं।
शोधकर्ताओं की एक टीम ने इस तकनीक की इस तकनीक की वर्तमान वास्तविकता को समझने के लिए अफ्रीकी महाद्वीप में प्रयास किया। वे जानना चाहते थे कि क्या अस्पतालों और अनुसंधान केंद्रों के पास इस उन्नत आनुवंशिक निगरानी की ओर बढ़ने के लिए आवश्यक उपकरण और कौशल हैं। इसका उत्तर खोजने के लिए, उन्होंने पच्चीस विभिन्न अफ्रीकी देशों के नैदानिक विशेषज्ञों (clinicians) और वैज्ञानिकों के एक विस्तृत नेटवर्क को एक विस्तृत प्रश्नावली भेजी। इसका लक्ष्य प्रयोगशाला क्षमता के परिदृश्य का मानचित्रण करना था, जिसमें विशेष रूप से बैक्टीरिया की पहचान करने और उनके आनुवंशिक पदार्थ का विश्लेषण करने के लिए आवश्यक चरणों पर ध्यान केंद्रित किया गया था। सर्वेक्षण ने बावन संस्थानों से प्रतिक्रियाएं एकत्र कीं, जो आज जमीनी स्तर पर क्या हो रहा है, उसकी एक स्पष्ट तस्वीर प्रदान करता है।
परिणाम क्षमता और आवश्यकता का एक मिश्रित चित्र प्रकट करते हैं। उन संस्थानों के बीच जिन्होंने अपनी परीक्षण क्षमताओं के बारे में प्रश्न का उत्तर दिया, साठ प्रतिशत ने बताया कि वे 'ब्लड कल्चर' करते हैं, जो एक ऐसी प्रक्रिया है जहाँ रोगी से रक्त लिया जाता है और उसे एक विशेष कंटेनर में रखा जाता है ताकि किसी भी बैक्टीरिया को बढ़ने के लिए प्रोत्साहित किया जा सके। एक बार जब बैक्टीरिया बढ़ जाते हैं, तो उन्हें पहचानना आवश्यक होता है। इनमें से अधिकांश प्रयोगशालाएं, सतह इकहत्तर प्रतिशत, अभी भी मैनुअल प्रणालियों पर निर्भर हैं जो बैक्टीरिया की प्रजातियों को निर्धारित करने के लिए रासायनिक प्रतिक्रियाओं का उपयोग करती हैं। इसी तरह, बयासी प्रतिशत एंटीबायोटिक्स में भीगे हुए छोटे कागज के डिस्क वाले पारंपरिक तरीके का उपयोग करते हैं ताकि यह देखा जा सके कि कौन सी दवाएं बैक्टीरिया को बढ़ने से रोकती हैं। हालांकि ये विधियां स्थापित हैं, लेकिन वे आधुनिक आनुवंशिक दृष्टिकोणों की तुलना में धीमी और कम विस्तृत हैं। इन प्रयोगशालाओं में भौतिक उपकरण कुछ क्षेत्रों में आश्चर्यजनक रूप से मजबूत हैं; लगभग प्रत्येक उत्तरदाता ने एक फ्रीजर तक पहुंच होने की सूचना दी जो अत्यधिक कम तापमान तक पहुँच सकता है, एक सेंट्रीफ्यूज जो नमूनों को घुमाने के काम आता है, और एक मशीन जो आनुवंशिक पदार्थ को प्रवर्धित (amplify) करती है। हालांकि, एक विशिष्ट प्रकार का इनक्यूबेटर जो नमूनों को धीरे से हिलाकर उन्हें बढ़ने में मदद करता था, कम आम था, जो केवल सड़सठ प्रतिशत सुविधाओं में उपलब्ध था।
जब शोधकर्ताओं ने होल जीनोम सीक्वेंसिंग करने की क्षमता के बारे में पूछा, तो निष्कर्षों ने दिखाया कि आधे से अधिक उत्तरदाता, चव्वन प्रतिशत, पूरी प्रक्रिया को अपने भीतर (अपने परिसर के भीतर) संभाल सकते हैं। इस वर्कफ़्लो में बैक्टीरिया से आनुवंशिक पदार्थ निकालना, उसे पढ़ने के लिए तैयार करना और फिर सीक्वेंसिंग मशीन चलाना शामिल है। इनमें से अधिकांश प्रयोगशालाएं, अठासी प्रतिशत, अपना डीएनए स्वयं निकालती हैं, जो मुख्य रूप से कॉलम पर आधारित किट का उपयोग करती हैं जो आनुवंशिक पदार्थ को छानने और शुद्ध करने का काम करती हैं। जैसे-जैसे प्रक्रिया बाद के चरणों की ओर बढ़ती है, जैसे कि सीक्वेंसिंग मशीनों द्वारा उत्पन्न विशाल डेटा का विश्लेषण करना, बाहरी मदद पर निर्भरता बढ़ती है। यह एक महत्वपूर्ण बाधा को रेखांकित करता: जबकि भौतिक सीक्वेंसिंग हो रही है, परिणामों की व्याख्या करने की क्षमता संघर्ष कर रही है। प्रत्येक उत्तरदाता ने, जिसने बायोइनफॉर्मेटिक्स (bioinformatics) के बारे में प्रश्न का उत्तर दिया था, चुनौतियों का सामना करने की सूचना दी। उन्होंने जटिल डेटा को संभालने में सक्षम शक्तिशाली कंप्यूटरों तक पहुंच की कमी और डिजिटल फाइलों को संग्रहीत करने के लिए स्थान की कमी का हवाला दिया।
अध्ययन निष्कर्ष निकालता है कि भाग लेने वाली संस्थाओं में नियोनेटल सेप्सिस के लिए जीनोमिक निगरानी का समर्थन करने के लिए क्षमता का एक ठोस आधार मौजूद है। बैक्टीरिया को उगाने और यहाँ तक कि उनके जीनोम को अनुक्रमित (sequence) करने की क्षमता आधे से अधिक सर्वेक्षण की गई प्रयोगशालाओं में मौजूद है। हालांकि, इस तकनीक को उसकी पूर्ण क्षमता तक ले जाने का मार्ग अभी भी स्पष्ट नहीं है। शोधकर्ताओं ने पाया कि ब्लड कल्चर कार्यक्रमों को मजबूत करने, आवश्यक सामग्रियों के लिए विश्वसनीय आपूर्ति श्रृंखला सुरक्षित करने, सीक्वेंसिंग क्षमताओं का विस्तार करने और डेटा का विश्लेषण करने तथा साझा करने के लिए आवश्यक डिजिटल बुनियादी ढांचे के निर्माण के लिए अभी भी महत्वपूर्ण निवेश की आवश्यकता है। ये निष्कर्ष सहभागी प्रयोगशालाओं की विविध वास्तविकताओं के अनुकूल मानकीकृत प्रोटोकॉल बनाने में मार्गदर्शन करेंगे, जिससे यह सुनिश्चित होगा कि आनुवंशिक निगरानी का वादा अंततः सबसे कमजोर रोगियों की रक्षा कर सके।
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