Et nyt våben til tuberkulosediagnose og påvisning af lægemiddelresistens: En ny generation af målrettet sekventering (tNGS) kombineret med maskinlæring til diagnose af tuberkuloseoverfølsomhed
Litteraturrapport: CCa: en diagnostisk model baseret på tNGS og maskinlæring, som er egnet til personer med mindre bakteriel tuberkulose og tuberkuløs meningitis.
Afhandlingens titel: Tuberkuløs-målrettet næstegenerationssekventering og maskinlæring: en ultrafølsom diagnostisk strategi for paucificere pulmonale tubuler og tubulær meningitis.
Tidsskrift: 《Clinica Chimica Acta》
HVIS: 6,5
Udgivelsesdato: Januar 2024
I samarbejde med University of Chinese Academy of Sciences og Beijing Chest Hospital ved Capital Medical University har Macro & Micro-Test etableret en tuberkulosediagnosemodel baseret på den nye generation af målrettet sekventeringsteknologi (tNGS) og maskinlæringsmetode, som giver ultrahøj detektionsfølsomhed for tuberkulose med få bakterier og tuberkuløs meningitis, en ny metode til diagnose af overfølsomhed til klinisk diagnose af to typer tuberkulose og bidrager til præcis diagnose, påvisning af lægemiddelresistens og behandling af tuberkulose. Samtidig har det vist sig, at patientens plasma-cfDNA kan bruges som en passende prøvetype til klinisk prøveudtagning i diagnosen af tuberkulosebetændelse.
I dette studie blev 227 plasmaprøver og cerebrospinalvæskeprøver brugt til at etablere to kliniske kohorter, hvor de laboratoriediagnostiske kohorteprøver blev brugt til at etablere maskinlæringsmodellen til tuberkulosediagnose, og de klinisk diagnostiske kohorteprøver blev brugt til at verificere den etablerede diagnostiske model. Alle prøver blev først målrettet af en specielt designet målrettet capture probe pool til Mycobacterium tuberculosis. Derefter, baseret på TB-tNGS-sekventeringsdata, bruges beslutningstræmodellen til at udføre 5-fold krydsvalidering på trænings- og valideringssættene i den laboratoriediagnostiske kø, og de diagnostiske tærskler for plasmaprøver og cerebrospinalvæskeprøver opnås. Den opnåede tærskelværdi bringes i to testsæt af den kliniske diagnosekø til detektion, og den studerendes diagnostiske præstation evalueres ved hjælp af ROC-kurven. Endelig blev diagnosemodellen for tuberkulose opnået.
Fig. 1 skematisk diagram over forskningsdesign
Resultater: I henhold til de specifikke tærskler for CSF-DNA-prøven (AUC = 0,974) og plasma-cfDNA-prøven (AUC = 0,908) bestemt i dette studie, var sensitiviteten af CSF-prøven 97,01% blandt 227 prøver, specificiteten var 95,65%, og sensitiviteten og specificiteten af plasmaprøven var 82,61% og 86,36%. I analysen af 44 parrede prøver af plasma-cfDNA og cerebrospinalvæske-DNA fra TBM-patienter har den diagnostiske strategi i dette studie en høj konsistens på 90,91% (40/44) i plasma-cfDNA og cerebrospinalvæske-DNA, og sensitiviteten er 95,45% (42/44). Hos børn med lungetuberkulose er den diagnostiske strategi i dette studie mere følsom over for plasmaprøver end Xpert-detektionsresultaterne af mavesaftprøver fra de samme patienter (28,57% VS 15,38%).
Fig. 2 Analyseydelse af tuberkulosediagnosemodellen for populationsprøver
Fig. 3 Diagnostiske resultater af parrede prøver
Konklusion: I dette studie blev der etableret en overfølsom diagnostisk metode til tuberkulose, som kan give et diagnostisk værktøj med den højeste detektionsfølsomhed for kliniske patienter med oligobacillær tuberkulose (negativ dyrkning). Påvisning af overfølsom tuberkulose baseret på plasma-cfDNA kan være en passende prøvetype til diagnosticering af aktiv tuberkulose og tuberkuløs meningitis (plasmaprøver er lettere at indsamle end cerebrospinalvæske for patienter, der mistænkes for hjernetuberkulose).
Oprindeligt link: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/s0009898123004990? via%3Dihub
Kort introduktion til Macro & Micro-Test tuberkulose-detektionsprodukter
I lyset af den komplicerede prøvesituation for tuberkulosepatienter og deres forskellige behov tilbyder Macro & Micro-Test et komplet sæt af NGS-løsninger til likvefaktionsekstraktion fra sputumprøver, konstruktion og sekventering af Qualcomm-biblioteker samt dataanalyse. Produkterne dækker hurtig diagnose af tuberkulosepatienter, påvisning af lægemiddelresistens mod tuberkulose, typning af Mycobacterium tuberculosis og NTM, overfølsomhedsdiagnose af bakterienegativ tuberkulose og tuberkuløse personer osv.
Serielle detektionskit til tuberkulose og mykobakterier:
| Varenummer | produktnavn | indhold til produkttestning | prøvetype | gældende model |
| HWTS-3012 | Prøvefrigørelsesmiddel | Anvendes til likvefaktionsbehandling af sputumprøver og har opnået et førsteklasses registreringsnummer, Sutong Machinery Equipment 20230047. | opspyt | |
| HWTS-NGS-P00021 | Qualcomm mængdedetektionskit til overfølsom tuberkulose (probeoptagelsesmetode) | Ikke-invasiv (flydende biopsi) overfølsomhedsdetektion for bakterie-negativ lungetuberkulose og hjerneknuder; prøver fra personer, der mistænkes for at være inficeret med tuberkulose eller ikke-tuberkulosemykobakterier, blev analyseret ved hjælp af dybdegående sekventeringsmetagenomik, og detektionsinformation om, hvorvidt tuberkulose- eller ikke-tuberkulosemykobakterier var inficeret, samt de vigtigste førstelinjeoplysninger om lægemiddelresistens for Mycobacterium tuberculosis blev leveret. | Perifert blod, alveolær lavagevæske, hydrothorax og ascites, fokuspunkturprøve, cerebrospinalvæske. | Anden generation |
| HWTS-NGS-T001 | Mycobacterium-typning og detektionskit til lægemiddelresistens (multipleksamplifikationssekventeringsmetode) | Mycobacterium-typningstest, inklusive MTBC og 187 NTM；Påvisning af lægemiddelresistens over for Mycobacterium tuberculosis dækker 13 lægemidler og 16 kernemutationssteder for lægemiddelresistensgener. | Sputum, alveolær lavagevæske, hydrothorax og ascites, fokuspunkturprøve, cerebrospinalvæske. | Anden/tredje generations dobbeltplatform |
Højdepunkter: HWTS-NGS-T001 Mycobacterium-typning og lægemiddelresistensdetektionskit (multipleksamplifikationsmetode)
Produktintroduktion
Produktet er baseret på de primære første- og andenlinjelægemidler, der er beskrevet i WHO's TB-behandlingsretningslinjer, makrolider og aminoglykosider, der almindeligvis anvendes i NTM-behandlingsretningslinjerne, og lægemiddelresistensstederne dækker alle en gruppe af lægemiddelresistensrelaterede steder i WHO's Mycobacterium tuberculosis-kompleksmutationskatalog, såvel som andre rapporterede lægemiddelresistensgener og mutationssteder i henhold til undersøgelser og statistikker fra højt scorende litteratur i ind- og udland.
Typningsidentifikation er baseret på de NTM-stammer, der er opsummeret i NTM-retningslinjerne udgivet af Chinese Journal of Tuberculosis and Respiratory Diseases, og eksperternes konsensus. De designede typningsprimere kan amplificere, sekventere og annotere mere end 190 NTM-arter.
Gennem målrettet multiplex PCR-amplifikationsteknologi blev genotypningsgenerne og de lægemiddelresistente gener fra Mycobacterium amplificeret ved multiplex PCR, og amplikonkombinationen af målgener, der skulle detekteres, blev opnået. De amplificerede produkter kan konstrueres til andengenerations- eller tredjegenerations højkapacitetssekventeringsbiblioteker, og alle andengenerations- og tredjegenerationssekventeringsplatforme kan underkastes dybdegående sekventering for at opnå sekvensinformation om målgener. Ved at sammenligne med de kendte mutationer indeholdt i den indbyggede referencedatabase (inklusive WHO's Mycobacterium tuberculosis-kompleksmutationskatalog og dets forhold til lægemiddelresistens) blev mutationerne relateret til lægemiddelresistens eller modtagelighed for anti-tuberkuloselægemidler bestemt. Kombineret med den selvåbnede sputumprøvebehandlingsopløsning fra Macro & Micro-Test blev problemet med lav nukleinsyreamplifikationseffektivitet af kliniske sputumprøver (ti gange højere end traditionelle metoder) løst, således at detektion af lægemiddelresistenssekventering kan anvendes direkte på kliniske sputumprøver.
Produktdetektionsområde
34gener relateret til lægemiddelresistens18antituberkulosemedicin og6Der blev fundet NTM-lægemidler, der dækker297steder med resistens over for lægemidler; Ti slags Mycobacterium tuberculosis og mere end190typer af NTM blev påvist.
Tabel 1: Information om 18+6 lægemidler +190+NTM
Produktfordel
Stærk klinisk tilpasningsevne: Sputumprøverne kan detekteres direkte med selvfortyndende middel uden dyrkning.
Den eksperimentelle operation er enkel: den første runde af amplifikationsoperationen er enkel, og bibliotekskonstruktionen er afsluttet på 3 timer, hvilket forbedrer arbejdseffektiviteten.
Omfattende typning og lægemiddelresistens: dækning af typnings- og lægemiddelresistensstederne for MTB og NTM, som er de vigtigste punkter af klinisk interesse, præcis typning og detektion af lægemiddelresistens, understøttelse af uafhængig analysesoftware og generering af analyserapporter med et enkelt klik.
Kompatibilitet: produktkompatibilitet, tilpasning til mainstream ILM- og MGI/ONT-platforme.
Produktspecifikation
| Produktkode | produktnavn | Detektionsplatform | specifikationer |
| HWTS-NGS-T001 | Mycobacterium-typning og detektionskit til lægemiddelresistens (multipleksamplifikationsmetode) | ONT, Illumina, MGI, Salus pro | 16/96rxn |
Opslagstidspunkt: 23. januar 2024