Nová zbraň na diagnostiku tuberkulózy a detekciu rezistencie na lieky: Cielené sekvenovanie novej generácie (tNGS) v kombinácii so strojovým učením na diagnostiku precitlivenosti na tuberkulózu
Správa z literatúry: CCa: diagnostický model založený na tNGS a strojovom učení, ktorý je vhodný pre ľudí s menej bakteriálnou tuberkulózou a tuberkulóznou meningitídou.
Názov dizertačnej práce: Sekvenovanie novej generácie a strojové učenie zamerané na tuberkulózu: ultracitlivá diagnostická stratégia pre slabé pľúcne tubuly a tubulárnu meningitídu.
Periodikum: 《Clinica Chimica Acta》
AK: 6,5
Dátum vydania: január 2024
V spolupráci s Univerzitou Čínskej akadémie vied a Pekinskou nemocnicou pre hrudník Hlavnej lekárskej univerzity spoločnosť Macro & Micro-Test vytvorila model diagnostiky tuberkulózy založený na novej generácii technológie cieleného sekvenovania (tNGS) a metódy strojového učenia, ktorý poskytuje ultravysokú citlivosť detekcie tuberkulózy s malým počtom baktérií a tuberkulóznej meningitídy, poskytuje novú metódu diagnostiky precitlivenosti pre klinickú diagnostiku dvoch typov tuberkulózy a pomáha pri presnej diagnóze, detekcii rezistencie na lieky a liečbe tuberkulózy. Zároveň sa zistilo, že plazmatická cfDNA pacienta sa môže použiť ako vhodný typ vzorky na klinický odber vzoriek pri diagnostike TBM.
V tejto štúdii sa použilo 227 vzoriek plazmy a mozgovomiechového moku na vytvorenie dvoch klinických kohort, v ktorých sa vzorky laboratórnej diagnostickej kohorty použili na vytvorenie modelu strojového učenia pre diagnostiku tuberkulózy a vzorky klinickej diagnostickej kohorty sa použili na overenie stanoveného diagnostického modelu. Všetky vzorky boli najprv zacielené špeciálne navrhnutým súborom cielených záchytných sond pre Mycobacterium tuberculosis. Následne sa na základe sekvenčných údajov TB-tNGS použil model rozhodovacieho stromu na vykonanie 5-násobnej krížovej validácie trénovacích a validačných súborov laboratórneho diagnostického radu a získali sa diagnostické prahy vzoriek plazmy a vzoriek mozgovomiechového moku. Získaný prah sa preniesol do dvoch testovacích súborov klinického diagnostického radu na detekciu a diagnostický výkon učiaceho sa sa vyhodnotil pomocou ROC krivky. Nakoniec sa získal diagnostický model tuberkulózy.
Obr. 1 schematický diagram návrhu výskumu
Výsledky: Podľa špecifických prahových hodnôt vzorky DNA mozgovomiechového moku (AUC = 0,974) a vzorky cfDNA plazmy (AUC = 0,908) stanovených v tejto štúdii, spomedzi 227 vzoriek bola senzitivita vzorky mozgovomiechového moku 97,01 %, špecificita 95,65 % a senzitivita a špecificita vzorky plazmy 82,61 % a 86,36 %. Pri analýze 44 párových vzoriek cfDNA plazmy a DNA mozgovomiechového moku od pacientov s TBM mala diagnostická stratégia tejto štúdie vysokú konzistenciu 90,91 % (40/44) v cfDNA plazmy a DNA mozgovomiechového moku a senzitivita je 95,45 % (42/44). U detí s pľúcnou tuberkulózou je diagnostická stratégia tejto štúdie citlivejšia na vzorky plazmy ako výsledky detekcie Xpert vzoriek žalúdočnej šťavy od rovnakých pacientov (28,57 % oproti 15,38 %).
Obr. 2 Analytický výkon modelu diagnostiky tuberkulózy pre vzorky populácie
Obr. 3 Diagnostické výsledky párových vzoriek
Záver: V tejto štúdii bola stanovená hypersenzitívna diagnostická metóda pre tuberkulózu, ktorá môže poskytnúť diagnostický nástroj s najvyššou citlivosťou detekcie u klinických pacientov s oligobacilovou tuberkulózou (negatívna kultúra). Detekcia hypersenzitívnej tuberkulózy na základe plazmatickej cfDNA môže byť vhodným typom vzorky na diagnostiku aktívnej tuberkulózy a tuberkulóznej meningitídy (vzorky plazmy sa odoberajú ľahšie ako mozgovomiechový mok u pacientov s podozrením na tuberkulózu mozgu).
Pôvodný odkaz: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/s0009898123004990? cez %3Dihub
Stručný úvod do produktov na detekciu tuberkulózy série Macro & Micro-Test
Vzhľadom na zložitú situáciu so vzorkami pacientov s tuberkulózou a rôzne potreby poskytuje spoločnosť Macro & Micro-Test kompletnú sadu riešení NGS na extrakciu skvapalnenia zo vzoriek spúta, vytváranie a sekvenovanie knižnice Qualcomm a analýzu údajov. Produkty zahŕňajú rýchlu diagnostiku pacientov s tuberkulózou, detekciu rezistencie tuberkulózy na lieky, typizáciu Mycobacterium tuberculosis a NTM, diagnostiku precitlivenosti u bakteriálne negatívnych tuberkulóznych pacientov a u tuberkulóznych ľudí atď.
Sériové detekčné súpravy na tuberkulózu a mykobaktérie:
| Číslo položky | názov produktu | obsah testovania produktov | typ vzorky | použiteľný model |
| HWTS-3012 | Uvoľňovací prostriedok vzorky | Používa sa pri skvapalňovaní vzoriek spúta a získal prvotriedne registračné číslo Sutong Machinery Equipment 20230047. | spúta | |
| HWTS-NGS-P00021 | Súprava na detekciu množstva Qualcomm pre hypersenzitívnu tuberkulózu (metóda zachytávania sondy) | Neinvazívna (tekutá biopsia) detekcia precitlivenosti na baktérie negatívnu pľúcnu tuberkulózu a mozgové uzlíky; Vzorky ľudí s podozrením na infekciu tuberkulózou alebo netuberkulóznymi mykobaktériami boli analyzované pomocou metagenomiky s vysokou hĺbkou sekvenovania a boli poskytnuté informácie o detekcii, či boli infikované tuberkulóznymi alebo netuberkulóznymi mykobaktériami, a hlavné informácie o rezistencii Mycobacterium tuberculosis na lieky prvej voľby. | Periférna krv, tekutina z alveolárnej laváže, hydrotorax a ascites, punkčná vzorka z fokusu, mozgovomiechový mok. | Druhá generácia |
| HWTS-NGS-T001 | Súprava na typizáciu mykobaktérií a detekciu rezistencie na liečivá (metóda multiplexnej amplifikácie a sekvenovania) | Test typizácie mykobaktérií vrátane MTBC a 187 NTM；Detekcia liekovej rezistencie Mycobacterium tuberculosis zahŕňa 13 liekov a 16 základných mutačných miest génov liekovej rezistencie. | Spútum, tekutina z alveolárnej laváže, hydrotorax a ascites, punkčná vzorka z fokusu, mozgovomiechový mok. | Dvojitá platforma druhej/tretej generácie |
Hlavné vlastnosti: Súprava HWTS-NGS-T001 na typizáciu mykobaktérií a detekciu rezistencie na liečivá (metóda multiplexnej amplifikácie)
Predstavenie produktu
Produkt je založený na hlavných liekoch prvej a druhej voľby opísaných v smerniciach WHO pre liečbu TBC, makrolidoch a aminoglykozidoch bežne používaných v smerniciach pre liečbu NTM a miesta rezistencie na lieky pokrývajú všetky miesta súvisiace s rezistenciou na lieky v katalógu mutácií komplexu Mycobacterium tuberculosis WHO, ako aj ďalšie hlásené gény rezistencie na lieky a miesta mutácií podľa výskumu a štatistík vysoko hodnotených literatúr doma aj v zahraničí.
Identifikácia typizácie je založená na kmeňoch NTM zhrnutých v smerniciach NTM publikovaných v Čínskom časopise pre tuberkulózu a respiračné ochorenia a na konsenze odborníkov. Navrhnuté typizačné priméry dokážu amplifikovať, sekvenovať a anotovať viac ako 190 druhov NTM.
Pomocou cielenej multiplexnej PCR amplifikačnej technológie boli genotypizačné gény a gény rezistentné voči liekom u Mycobacterium amplifikované multiplexnou PCR a bola získaná kombinácia amplikónov cieľových génov, ktoré sa mali detegovať. Amplifikované produkty je možné zabudovať do vysokokapacitných sekvenčných knižníc druhej alebo tretej generácie a všetky sekvenčné platformy druhej a tretej generácie je možné podrobiť hĺbkovému sekvenovaniu, aby sa získali sekvenčné informácie o cieľových génoch. Porovnaním so známymi mutáciami obsiahnutými v zabudovanej referenčnej databáze (vrátane katalógu mutácií komplexu Mycobacterium tuberculosis WHO a jeho vzťahu k rezistencii voči liekom) boli určené mutácie súvisiace s rezistenciou voči liekom alebo citlivosťou na antituberkulózne lieky. V kombinácii s roztokom Macro & Micro-Test na ošetrenie vzoriek spúta s automatickým otvorením sa vyriešil problém nízkej účinnosti amplifikácie nukleových kyselín v klinických vzorkách spúta (desaťkrát vyššej ako pri tradičných metódach), takže detekcia rezistencie voči liekom sa môže priamo aplikovať na klinické vzorky spúta sekvenovaním.
Rozsah detekcie produktu
34gény súvisiace s rezistenciou na lieky18lieky proti tuberkulóze a6Boli zistené netuberkulózne toxické drogy, ktoré pokrývali297miesta s rezistenciou na lieky; Desať druhov Mycobacterium tuberculosis a viac ako190Boli zistené druhy NTM.
Tabuľka 1: Informácie o 18+6 liekoch +190+NTM
Výhoda produktu
Silná klinická adaptabilita: vzorky spúta je možné priamo detegovať pomocou samovoľne skvapalňovacieho činidla bez kultivácie.
Experimentálna operácia je jednoduchá: prvé kolo amplifikácie je jednoduché a konštrukcia knižnice je dokončená za 3 hodiny, čo zlepšuje efektivitu práce.
Komplexná typizácia a lieková rezistencia: pokrytie miest typizácie a liekovej rezistencie MTB a NTM, ktoré sú kľúčovými bodmi klinického záujmu, presná typizácia a detekcia liekovej rezistencie, podpora nezávislého analytického softvéru a generovanie analytických správ jedným kliknutím.
Kompatibilita: kompatibilita produktov, prispôsobenie sa mainstreamovým platformám ILM a MGI/ONT.
Špecifikácia produktu
| Kód produktu | názov produktu | Detekčná platforma | špecifikácie |
| HWTS-NGS-T001 | Súprava na typizáciu mykobaktérií a detekciu rezistencie na liečivá (metóda multiplexnej amplifikácie) | ONT, Illumina, MGI, Salus pro | 16/96rxn |
Čas uverejnenia: 23. januára 2024