Nová zbraň na diagnostiku tuberkulózy a detekciu liekovej rezistencie: Cielené sekvenovanie novej generácie (tNGS) v kombinácii so strojovým učením na diagnostiku hypersenzitivity tuberkulózy
Literárna správa: CCa: diagnostický model založený na tNGS a strojovom učení, ktorý je vhodný pre ľudí s menej bakteriálnou tuberkulózou a tuberkulóznou meningitídou.
Názov práce: Sekvenovanie novej generácie a strojové učenie zamerané na tuberkulózu: ultrasenzitívna diagnostická stratégia pre pacifické pľúcne tubuly a tubulárnu meningitídu.
Periodikum: 《Clinica Chimica Acta》
AK: 6.5
Dátum zverejnenia: január 2024
V kombinácii s Univerzitou Čínskej akadémie vied a Pekingskou hrudnou nemocnicou Capital Medical University vytvoril Macro & Micro-Test model diagnostiky tuberkulózy založený na novej generácii technológie cieleného sekvenovania (tNGS) a metóde strojového učenia, ktorá poskytovala ultra-vysoké citlivosť detekcie tuberkulózy s malým počtom baktérií a tuberkulóznej meningitídy, poskytla novú diagnostickú metódu precitlivenosti na klinickú diagnostiku dvoch typov tuberkulózy a pomohla presne diagnostikovať, odhaliť liekovú rezistenciu a liečiť tuberkulózu.Zároveň sa zistilo, že plazmatická cfDNA pacienta môže byť použitá ako vhodný typ vzorky na klinické odbery pri diagnostike TBM.
V tejto štúdii sa použilo 227 vzoriek plazmy a vzoriek mozgovomiechového moku na vytvorenie dvoch klinických kohort, v ktorých sa laboratórne diagnostické kohorty použili na vytvorenie modelu strojového učenia diagnostiky tuberkulózy a vzorky z klinických diagnostických kohort sa použili na overenie stanovených diagnostický model.Všetky vzorky boli najprv zamerané na špeciálne navrhnutú cielenú záchytnú sondu pre Mycobacterium tuberculosis.Potom sa na základe údajov zo sekvenovania TB-tNGS použije model rozhodovacieho stromu na vykonanie 5-násobnej krížovej validácie na tréningových a validačných súboroch laboratórnej diagnostickej fronty a získajú sa diagnostické prahy vzoriek plazmy a vzoriek cerebrospinálnej tekutiny.Získaná prahová hodnota je zaradená do dvoch testovacích sád poradia klinickej diagnózy na detekciu a diagnostický výkon učiaceho sa je hodnotený ROC krivkou.Nakoniec sa získal diagnostický model tuberkulózy.
Obr. 1 schematický diagram návrhu výskumu
Výsledky: Podľa špecifických prahov vzorky DNA CSF (AUC = 0,974) a vzorky cfDNA plazmy (AUC = 0,908) stanovených v tejto štúdii bola medzi 227 vzorkami citlivosť vzorky CSF 97,01 %, špecificita 95,65 % a senzitivita a špecificita vzorky plazmy bola 82,61 % a 86,36 %.Pri analýze 44 párových vzoriek plazmatickej cfDNA a DNA mozgovomiechového moku od pacientov s TBM má diagnostická stratégia tejto štúdie vysokú konzistenciu 90,91 % (40/44) v plazmovej cfDNA a DNA mozgovomiechového moku a citlivosť 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 tých istých pacientov (28,57 % oproti 15,38 %).
Obr. 2 Analýza výkonnosti modelu diagnózy tuberkulózy pre vzorky populácie
Obr. 3 Diagnostické výsledky párových vzoriek
Záver: V tejto štúdii bola založená hypersenzitívna diagnostická metóda pre tuberkulózu, ktorá môže poskytnúť diagnostický nástroj s najvyššou senzitivitou detekcie pre klinických pacientov s oligobacilárnou tuberkulózou (negatívna kultivácia).Detekcia hypersenzitívnej tuberkulózy na základe plazmatickej cfDNA môže byť vhodným typom vzorky na diagnostiku aktívnej tuberkulózy a tuberkulóznej meningitídy (u pacientov s podozrením na mozgovú tuberkulózu sa vzorky plazmy odoberajú ľahšie ako likvor).
Pôvodný odkaz: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/s0009898123004990?cez%3Dihub
Krátke predstavenie produktov na detekciu tuberkulózy série Macro & Micro-Test
Vzhľadom na komplikovanú situáciu vzoriek pacientov s tuberkulózou a rôzne potreby poskytuje Macro & Micro-Test kompletnú sadu riešení NGS na extrakciu skvapalnenia zo vzoriek spúta, konštrukciu a sekvenovanie knižnice Qualcomm a analýzu údajov.Produkty pokrývajú rýchlu diagnostiku pacientov s tuberkulózou, detekciu liekovej rezistencie tuberkulózy, typizáciu mycobacterium tuberculosis a NTM, diagnostiku precitlivenosti bakteriálne negatívnej tuberkulózy a tuberkulóznych ľudí atď.
Sériové detekčné súpravy na tuberkulózu a mykobaktérie:
| Položka č | Meno Produktu | obsah testovania produktov | typ vzorky | použiteľný model |
| HWTS-3012 | Vzorka uvoľňovacieho prostriedku | Používa sa pri skvapalňovaní vzoriek spúta, získal prvotriedne číslo rekordu, Sutong Machinery Equipment 20230047. | spúta | |
| HWTS-NGS-P00021 | Súprava Qualcomm na detekciu množstva pre hypersenzitívnu tuberkulózu (metóda snímania sondou) | Neinvazívna (kvapalná biopsia) detekcia precitlivenosti na bakteriálne negatívnu pľúcnu tuberkulózu a mozgové uzliny;Vzorky ľudí, u ktorých existuje podozrenie, že sú infikovaní tuberkulóznymi alebo netuberkulóznymi mykobaktériami, sa analyzovali pomocou metagenomiky s vysokou hĺbkou sekvenovania a informácie o detekcii, či boli infikované tuberkulózne alebo netuberkulózne mykobaktérie, a hlavné informácie o rezistencii mycobacterium tuberculosis v prvej línii boli poskytnuté. | Periférna krv, alveolárna výplachová tekutina, hydrotorax a ascites, punkčná vzorka, cerebrospinálny mok. | Druhá generácia |
| HWTS-NGS-T001 | Súprava na typizáciu Mycobacterium a súprava na detekciu liekovej rezistencie (multiplexná amplifikačná sekvenčná metóda) | Mycobacterium typing test, vrátane MTBC a 187 NTM；Detekcia liekovej rezistencie Mycobacterium tuberculosis zahŕňa 13 liekov a 16 kľúčových miest mutácií génov liekovej rezistencie. | Spútum, tekutina z alveolárneho výplachu, hydrotorax a ascites, vzorka z punkcie ohniska, cerebrospinálny mok. | Duálna platforma druhej/tretej generácie |
Hlavné prvky: HWTS-NGS-T001 súprava na typizáciu Mycobacterium a súprava na detekciu liekovej rezistencie (multiplexná amplifikačná metóda)
Predstavenie výrobku
Produkt je založený na hlavných liekoch prvej a druhej línie opísaných v usmerneniach WHO na liečbu TBC, makrolidoch a aminoglykozidoch bežne používaných v usmerneniach pre liečbu NTM a miesta rezistencie na lieky pokrývajú všetky skupiny miest súvisiacich s rezistenciou na lieky v Katalóg mutácií komplexu WHO Mycobacterium tuberculosis, ako aj ďalšie hlásené gény rezistencie na liečivá a miesta mutácií podľa prieskumov a štatistík z literatúry s vysokým skóre doma a v zahraničí.
Identifikácia typizácie je založená na kmeňoch NTM zhrnutých v usmerneniach NTM publikovaných v Chinese Journal of Tuberculosis and Respiratory Diseases a na konsenze odborníkov.Navrhnuté typizačné priméry môžu amplifikovať, sekvenovať a anotovať viac ako 190 druhov NTM.
Prostredníctvom cielenej multiplexnej amplifikačnej technológie PCR boli genotypizačné gény a gény Mycobacterium rezistentné voči liekom amplifikované pomocou multiplexnej PCR a bola získaná amplikónová kombinácia cieľových génov, ktoré sa majú detegovať.Amplifikované produkty môžu byť konštruované do vysokovýkonných sekvenčných knižníc druhej generácie alebo tretej generácie a všetky sekvenačné platformy druhej generácie a tretej generácie môžu byť podrobené sekvenovaniu s vysokou hĺbkou, aby sa získali sekvenčné informácie cieľových génov.Porovnaním so známymi mutáciami obsiahnutými vo vstavanej referenčnej databáze (vrátane katalógu mutácií komplexu WHO Mycobacterium tuberculosis a jeho vzťahu k liekovej rezistencii) sa určili mutácie súvisiace s liekovou rezistenciou alebo citlivosťou na lieky proti tuberkulóze.V kombinácii so samootvoreným roztokom na úpravu vzoriek spúta Macro & Micro-Test bol vyriešený problém nízkej účinnosti amplifikácie nukleových kyselín klinických vzoriek spúta (desaťkrát vyššej ako pri tradičných metódach), takže je možné sekvenovať detekciu rezistencie voči liekom. priamo aplikované na klinické vzorky spúta.
Rozsah detekcie produktu
34gény súvisiace s liekovou rezistenciou18lieky proti tuberkulóze a6Boli zistené NTM lieky, pokrývajúce297miesta liekovej rezistencie;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 možno priamo detegovať pomocou samoskvapalňovacieho činidla bez kultúry.
Experimentálna prevádzka je jednoduchá: prvé kolo zosilňovacej operácie je jednoduché a výstavba knižnice je dokončená za 3 hodiny, čo zvyšuje efektivitu práce.
Komplexné typizácia a rezistencia voči liekom: pokrytie miest typizácie a rezistencie voči liekom MTB a NTM, ktoré sú kľúčovými bodmi klinického záujmu, presné písanie a detekcia rezistencie voči liekom, podpora nezávislého analytického softvéru a generovanie analytických správ jediným kliknutím.
Kompatibilita: kompatibilita produktov, prispôsobenie sa bežným platformám ILM a MGI/ONT.
Špecifikácia produktu
| Kód produktu | Meno Produktu | Detekčná platforma | technické údaje |
| HWTS-NGS-T001 | Súprava na typizáciu mykobaktérií a súprava na detekciu liekovej rezistencie (multiplexná amplifikačná metóda) | ONT, Illumina, MGI, Salus pro | 16/96rxn |
Čas odoslania: 23. januára 2024