Et nyt våben til tuberkulosediagnose og lægemiddelresistensdetektion: En ny generation af målrettet sekventering (tNGS) kombineret med maskinlæring til tuberkuloseoverfølsomhedsdiagnose
Litteraturrapport: CCa: en diagnostisk model baseret på tNGS og maskinlæring, som er velegnet til personer med mindre bakteriel tuberkulose og tuberkuløs meningitis.
Afhandlingstitel: Tuberkuløs-målrettet næste generations sekventering og maskinlæring: en ultra-sensitiv diagnostisk strategi for paucific pulmonal tubulars og tubulær meningitis.
Tidsskrift: 《Clinica Chimica Acta》
HVIS: 6,5
Udgivelsesdato: januar 2024
Kombineret med University of Chinese Academy of Sciences og Beijing Chest Hospital of Capital Medical University etablerede Macro & Micro-Test en tuberkulosediagnosemodel baseret på den nye generation af målrettet sekventering (tNGS) teknologi og maskinlæringsmetode, som gav ultrahøj påvisningsfølsomhed for tuberkulose med få bakterier og tuberkuløs meningitis, gav en ny overfølsomhedsdiagnosemetode til klinisk diagnosticering af to typer tuberkulose og hjalp med præcis diagnosticering, lægemiddelresistenspåvisning og behandling af tuberkulose.Samtidig konstateres det, at patientens plasma cfDNA kan anvendes som en egnet prøvetype til klinisk prøveudtagning ved diagnosticering af TBM.
I denne undersøgelse blev 227 plasmaprøver og cerebrospinalvæskeprøver brugt til at etablere to kliniske kohorter, hvor de laboratoriediagnostiske kohorteprøver blev brugt til at etablere maskinlæringsmodellen for tuberkulosediagnose, og de klinisk diagnostiske kohorteprøver blev brugt til at verificere de etablerede diagnostisk model.Alle prøver blev først målrettet af en specielt designet målrettet indfangningssondepool for Mycobacterium tuberculosis.Derefter, baseret på TB-tNGS-sekventeringsdata, bruges beslutningstræmodellen til at udføre 5-fold krydsvalidering på trænings- og valideringssættene i laboratoriediagnostikøen, og de diagnostiske tærskler for plasmaprøver og cerebrospinalvæskeprøver opnås.Den opnåede tærskelværdi bringes ind i to testsæt af klinisk diagnosekø til detektion, og den lærendes diagnostiske ydeevne evalueres ved hjælp af ROC-kurven.Til sidst blev diagnosemodellen for tuberkulose opnået.
Fig. 1 skematisk diagram af forskningsdesign
Resultater: Ifølge de specifikke tærskler for CSF-DNA-prøve (AUC = 0,974) og plasma-cfDNA-prøve (AUC = 0,908) bestemt i denne undersøgelse, blandt 227 prøver, var sensitiviteten af CSF-prøven 97,01 %, 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 denne undersøgelses diagnostiske strategi en høj konsistens på 90,91 % (40/44) i plasma-cfDNA og cerebrospinalvæske-DNA, og følsomheden er 95,45 % (42/44).Hos børn med lungetuberkulose er denne undersøgelses diagnostiske strategi mere følsom over for plasmaprøver end Xpert-påvisningsresultaterne af mavesaftprøver fra de samme patienter (28,57 % VS 15,38 %).
Fig. 2 Analyseydelse af tuberkulosediagnosemodel for populationsprøver
Fig. 3 Diagnostiske resultater af parrede prøver
Konklusion: I dette studie blev der etableret en overfølsom diagnostisk metode for 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 egnet prøvetype til diagnosticering af aktiv tuberkulose og tuberkuløs meningitis (plasmaprøver er nemmere at indsamle end cerebrospinalvæske for patienter, der er mistænkt for hjernetuberkulose).
Originalt link: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/s0009898123004990?via%3Dihub
Kort introduktion af Macro & Micro-Test tuberculosis serie detektionsprodukter
I lyset af tuberkulosepatienters komplicerede prøvesituation og forskellige behov, leverer Macro & Micro-Test et komplet sæt af NGS-løsninger til likvefaktionsekstraktion fra sputumprøver, Qualcomm-bibliotekskonstruktion og -sekventering og dataanalyse.Produkterne dækker over hurtig diagnosticering af tuberkulosepatienter, lægemiddelresistenspåvisning af tuberkulose, typning af mycobacterium tuberculosis og NTM, overfølsomhedsdiagnose af bakterienegativ tuberkulose og tuberkuløse mennesker mv.
Serielle detektionssæt til tuberkulose og mykobakterier:
| Varenr | produktnavn | indhold af produkttest | prøvetype | gældende model |
| HWTS-3012 | Prøvefrigørelsesmiddel | Brugt til væskebehandling af sputumprøver, har opnået et førsteklasses rekordnummer, Sutong Machinery Equipment 20230047. | sputum | |
| HWTS-NGS-P00021 | Qualcomm mængdedetektionskit til overfølsom tuberkulose (probefangstmetode) | Ikke-invasiv (væskebiopsi) overfølsomhedsdetektion for bakterienegativ lungetuberkulose og hjerneknuder;Prøverne af personer, der mistænkes for at være inficeret med tuberkulose eller ikke-tuberkulose mykobakterier, blev analyseret ved hjælp af dybdegående sekventeringsmetagenomik, og påvisningsinformationen om, hvorvidt tuberkulose eller ikke-tuberkulose mykobakterier var inficeret og den vigtigste førstelinjeresistensinformation om mycobacterium tuberculosis blev leveret. | Perifert blod, alveolær skyllevæske, hydrothorax og ascites, fokuspunkturprøve, cerebrospinalvæske. | Anden generation |
| HWTS-NGS-T001 | Mycobacterium-typebestemmelse og lægemiddelresistensdetektionskit (multiplex amplifikationssekventeringsmetode) | Mycobacterium typebestemmelsestest, inklusive MTBC og 187 NTM；Påvisning af lægemiddelresistens af Mycobacterium tuberculosis dækker 13 lægemidler og 16 kernemutationssteder for lægemiddelresistensgener. | Sputum, alveolær skyllevæske, hydrothorax og ascites, fokuspunkturprøve, cerebrospinalvæske. | Anden/tredje generation af dobbelt platform |
Højdepunkter: HWTS-NGS-T001 Mycobacterium-typebestemmelse og lægemiddelresistensdetektionskit (multiplex amplifikationsmetode)
Produktintroduktion
Produktet er baseret på de vigtigste første- og andenlinjelægemidler beskrevet i WHO's retningslinjer for behandling af tuberkulose, makrolider og aminoglykosider, der almindeligvis anvendes i NTM-retningslinjerne for behandling, og lægemiddelresistenssteder dækker alle én gruppe af lægemiddelresistensrelaterede steder i WHO Mycobacterium tuberculosis kompleks mutationskatalog, såvel som andre rapporterede lægemiddelresistensgener og mutationssteder ifølge undersøgelser og statistikker fra højtscorende litteratur i ind- og udland.
Typeidentifikation er baseret på NTM-stammerne opsummeret i NTM-retningslinjerne udgivet af Chinese Journal of Tuberculosis and Respiratory Diseases og konsensus fra eksperter.De designede typeprimere kan amplificere, sekventere og annotere mere end 190 NTM-arter.
Gennem målrettet multiplex PCR-amplifikationsteknologi blev genotypegener og lægemiddelresistente gener fra Mycobacterium amplificeret ved multiplex PCR, og amplikonkombinationen af målgener, der skulle påvises, blev opnået.De amplificerede produkter kan konstrueres til andengenerations- eller tredjegenerations-high-throughput-sekventeringsbiblioteker, og alle andengenerations- og tredjegenerations-sekventeringsplatforme kan underkastes højdybdesekventering for at opnå sekvensinformationen for målgener.Ved at sammenligne med de kendte mutationer, der er indeholdt i den indbyggede referencedatabase (herunder WHO Mycobacterium tuberculosis-kompleksmutationskataloget og dets forhold til lægemiddelresistens), blev mutationerne relateret til lægemiddelresistens eller modtagelighed af antituberkuloselægemidler bestemt.Kombineret med den selvåbnede sputumprøvebehandlingsløsning fra Macro & Micro-Test blev problemet med lav nukleinsyreamplifikationseffektivitet af kliniske sputumprøver (ti gange højere end traditionelle metoder) løst, så lægemiddelresistens-sekventeringsdetektion kan direkte anvendt på kliniske sputumprøver.
Produktdetektionsområde
34lægemiddelresistens-relaterede gener af18anti-tuberkulose lægemidler og6NTM-stoffer blev opdaget, dækkende297lægemiddelresistenssteder;Ti slags Mycobacterium tuberculosis og mere end190typer af NTM blev opdaget.
Tabel 1: Oplysninger om 18+6 lægemidler +190+NTM
Produktfordel
Stærk klinisk tilpasningsevne: sputumprøverne kan påvises direkte med selv-likvefaktionsmiddel uden kultur.
Den eksperimentelle operation er enkel: Den første runde af forstærkningsoperationen er enkel, og bibliotekskonstruktionen er afsluttet på 3 timer, hvilket forbedrer arbejdseffektiviteten.
Omfattende typning og lægemiddelresistens: dækker typning og lægemiddelresistenssteder for MTB og NTM, som er nøglepunkterne for klinisk bekymring, nøjagtig typning og lægemiddelresistensdetektion, understøtter uafhængig analysesoftware og generering af analyserapporter med et enkelt klik.
Kompatibilitet: produktkompatibilitet, tilpasning til almindelige ILM- og MGI/ONT-platforme.
Produkt specifikation
| Produktkode | produktnavn | Detektionsplatform | specifikationer |
| HWTS-NGS-T001 | Mycobacterium-typebestemmelse og lægemiddelresistensdetektionskit (multiplex amplifikationsmetode) | ONT, Illumina, MGI, Salus pro | 16/96rxn |
Indlægstid: 23-jan-2024