Πρωτοποριακή διαγνωστική λύση για τη φυματίωση και την ανθεκτική φυματίωση από την #Macro & Micro-Test!

Ένα νέο όπλο για τη διάγνωση της φυματίωσης και την ανίχνευση αντοχής στα φάρμακα: Μια στοχευμένη αλληλούχιση νέας γενιάς (tNGS) σε συνδυασμό με μηχανική μάθηση για τη διάγνωση υπερευαισθησίας στη φυματίωση

Αναφορά στη βιβλιογραφία: CCa: ένα διαγνωστικό μοντέλο βασισμένο στο tNGS και τη μηχανική μάθηση, το οποίο είναι κατάλληλο για άτομα με λιγότερη βακτηριακή φυματίωση και φυματιώδη μηνιγγίτιδα.

Τίτλος διατριβής: Αλληλούχιση επόμενης γενιάς και μηχανική μάθηση με στόχο τη φυματίωση: μια εξαιρετικά ευαίσθητη διαγνωστική στρατηγική για την πνευμονική σωληναριακή νόσο και τη σωληναριακή μηνιγγίτιδα.

Περιοδική: 《Clinica Chimica Acta》

ΑΝ: 6,5

Ημερομηνία δημοσίευσης: Ιανουάριος 2024

Σε συνεργασία με το Πανεπιστήμιο της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών και το Νοσοκομείο Θωρακικής Μάθησης του Πεκίνου του Ιατρικού Πανεπιστημίου της Πρωτεύουσας, η Macro & Micro-Test δημιούργησε ένα μοντέλο διάγνωσης φυματίωσης βασισμένο στη νέα γενιά τεχνολογίας στοχευμένης αλληλούχισης (tNGS) και μεθόδου μηχανικής μάθησης, η οποία παρείχε εξαιρετικά υψηλή ευαισθησία ανίχνευσης για φυματίωση με λίγα βακτήρια και φυματιώδη μηνιγγίτιδα, παρείχε μια νέα μέθοδο διάγνωσης υπερευαισθησίας για την κλινική διάγνωση δύο τύπων φυματίωσης και βοήθησε στην ακριβή διάγνωση, την ανίχνευση αντοχής στα φάρμακα και τη θεραπεία της φυματίωσης. Ταυτόχρονα, διαπιστώθηκε ότι το cfDNA πλάσματος του ασθενούς μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως κατάλληλος τύπος δείγματος για κλινική δειγματοληψία στη διάγνωση της TBM.

Σε αυτήν τη μελέτη, χρησιμοποιήθηκαν 227 δείγματα πλάσματος και εγκεφαλονωτιαίου υγρού για τη δημιουργία δύο κλινικών ομάδων, στις οποίες τα δείγματα εργαστηριακής διαγνωστικής ομάδας χρησιμοποιήθηκαν για τη δημιουργία του μοντέλου μηχανικής μάθησης για τη διάγνωση της φυματίωσης, και τα δείγματα κλινικής διαγνωστικής ομάδας χρησιμοποιήθηκαν για την επαλήθευση του καθιερωμένου διαγνωστικού μοντέλου. Όλα τα δείγματα στοχεύθηκαν πρώτα από μια ειδικά σχεδιασμένη στοχευμένη ομάδα ανιχνευτών σύλληψης για το Mycobacterium tuberculosis. Στη συνέχεια, με βάση τα δεδομένα αλληλούχισης TB-tNGS, το μοντέλο δέντρου αποφάσεων χρησιμοποιείται για την εκτέλεση 5-πλάσιας διασταυρούμενης επικύρωσης στα σύνολα εκπαίδευσης και επικύρωσης της ουράς εργαστηριακής διαγνωστικής εξέτασης, και λαμβάνονται τα διαγνωστικά κατώφλια των δειγμάτων πλάσματος και εγκεφαλονωτιαίου υγρού. Το ληφθέν κατώφλι μεταφέρεται σε δύο σύνολα δοκιμών της ουράς κλινικής διάγνωσης για ανίχνευση, και η διαγνωστική απόδοση του εκπαιδευόμενου αξιολογείται με την καμπύλη ROC. Τέλος, λήφθηκε το μοντέλο διάγνωσης της φυματίωσης.

Σχήμα 1 σχηματικό διάγραμμα σχεδιασμού έρευνας

Αποτελέσματα: Σύμφωνα με τα ειδικά όρια του δείγματος DNA ΕΝΥ (AUC = 0,974) και του δείγματος cfDNA πλάσματος (AUC = 0,908) που προσδιορίστηκαν σε αυτή τη μελέτη, μεταξύ 227 δειγμάτων, η ευαισθησία του δείγματος ΕΝΥ ήταν 97,01%, η ειδικότητα ήταν 95,65% και η ευαισθησία και η ειδικότητα του δείγματος πλάσματος ήταν 82,61% και 86,36%. Στην ανάλυση 44 ζευγαρωμένων δειγμάτων cfDNA πλάσματος και DNA εγκεφαλονωτιαίου υγρού από ασθενείς με TBM, η διαγνωστική στρατηγική αυτής της μελέτης έχει υψηλή συνέπεια 90,91% (40/44) στο cfDNA πλάσματος και το DNA εγκεφαλονωτιαίου υγρού, και η ευαισθησία είναι 95,45% (42/44). Σε παιδιά με πνευμονική φυματίωση, η διαγνωστική στρατηγική αυτής της μελέτης είναι πιο ευαίσθητη στα δείγματα πλάσματος από τα αποτελέσματα ανίχνευσης Xpert σε δείγματα γαστρικού υγρού από τους ίδιους ασθενείς (28,57% έναντι 15,38%).

Σχήμα 2 Ανάλυση απόδοσης μοντέλου διάγνωσης φυματίωσης για δείγματα πληθυσμού

Σχήμα 3 Διαγνωστικά αποτελέσματα ζευγαρωμένων δειγμάτων

Συμπέρασμα: Σε αυτή τη μελέτη καθιερώθηκε μια υπερευαίσθητη διαγνωστική μέθοδος για τη φυματίωση, η οποία μπορεί να παρέχει ένα διαγνωστικό εργαλείο με την υψηλότερη ευαισθησία ανίχνευσης για κλινικούς ασθενείς με ολιγοβακτηριακή φυματίωση (αρνητική καλλιέργεια). Η ανίχνευση υπερευαίσθητης φυματίωσης με βάση το cfDNA πλάσματος μπορεί να είναι ένας κατάλληλος τύπος δείγματος για τη διάγνωση της ενεργού φυματίωσης και της φυματιώδους μηνιγγίτιδας (τα δείγματα πλάσματος είναι ευκολότερα στη συλλογή από το εγκεφαλονωτιαίο υγρό για ασθενείς με υποψία εγκεφαλικής φυματίωσης).

Αρχικός σύνδεσμος: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/s0009898123004990? μέσω%3Dihub

Σύντομη εισαγωγή στα προϊόντα ανίχνευσης φυματίωσης της σειράς Macro & Micro-Test

Λόγω της περίπλοκης δειγματοληψίας των ασθενών με φυματίωση και των ποικίλων αναγκών, η Macro & Micro-Test παρέχει ένα πλήρες σύνολο λύσεων NGS για την εξαγωγή υγροποίησης από δείγματα πτυέλων, τη δημιουργία και αλληλούχιση βιβλιοθήκης Qualcomm, καθώς και την ανάλυση δεδομένων. Τα προϊόντα καλύπτουν την ταχεία διάγνωση ασθενών με φυματίωση, την ανίχνευση αντοχής στα φάρμακα της φυματίωσης, την τυποποίηση του μυκοβακτηρίου της φυματίωσης και του NTM, τη διάγνωση υπερευαισθησίας σε βακτήρια-αρνητική φυματίωση και σε άτομα με φυματίωση, κ.λπ.

Κιτ σειριακής ανίχνευσης για φυματίωση και μυκοβακτήρια:

Αριθμός στοιχείου	όνομα προϊόντος	περιεχόμενο δοκιμών προϊόντων	τύπος δείγματος	εφαρμόσιμο μοντέλο
HWTS-3012	Δείγμα παράγοντα απελευθέρωσης	Χρησιμοποιείται στην επεξεργασία υγροποίησης δειγμάτων πτυέλων και έχει λάβει αριθμό μητρώου πρώτης κατηγορίας, Sutong Machinery Equipment 20230047.	πτύελο
HWTS-NGS-P00021	Κιτ ανίχνευσης ποσότητας Qualcomm για υπερευαίσθητη φυματίωση (μέθοδος σύλληψης ανιχνευτή)	Μη επεμβατική (υγρή βιοψία) ανίχνευση υπερευαισθησίας για αρνητική σε βακτήρια πνευμονική φυματίωση και εγκεφαλικά οζίδια. Τα δείγματα ατόμων που ήταν ύποπτα για μόλυνση από φυματιώδη ή μη φυματιώδη μυκοβακτήρια αναλύθηκαν με μεταγονιδιωματική αλληλούχιση υψηλού βάθους και παρείχαν τις πληροφορίες ανίχνευσης για το εάν είχαν μολυνθεί φυματιώδη ή μη φυματιώδη μυκοβακτήρια και τις κύριες πληροφορίες πρώτης γραμμής για την αντοχή στα φάρμακα του μυκοβακτηρίου της φυματίωσης.	Περιφερικό αίμα, υγρό κυψελιδικής έκπλυσης, υδροθώρακας και ασκίτης, δείγμα εστιακής παρακέντησης, εγκεφαλονωτιαίο υγρό.	Δεύτερη γενιά
HWTS-NGS-T001	Κιτ τυποποίησης και ανίχνευσης αντοχής σε φάρμακα μυκοβακτήρια (μέθοδος αλληλούχισης πολλαπλής ενίσχυσης)	Τεστ τυποποίησης μυκοβακτηρίου, συμπεριλαμβανομένων MTBC και 187 NTM；Η ανίχνευση αντοχής στα φάρμακα του Mycobacterium tuberculosis καλύπτει 13 φάρμακα και 16 βασικές θέσεις μετάλλαξης γονιδίων αντοχής στα φάρμακα.	Πτύελα, υγρό κυψελιδικής έκπλυσης, υδροθώρακας και ασκίτης, δείγμα εστιακής παρακέντησης, εγκεφαλονωτιαίο υγρό.	Διπλή πλατφόρμα δεύτερης/τρίτης γενιάς

Κύρια σημεία: HWTS-NGS-T001 Κιτ τυποποίησης μυκοβακτηρίων και ανίχνευσης αντοχής σε φάρμακα (μέθοδος πολλαπλής ενίσχυσης)

Εισαγωγή προϊόντος

Το προϊόν βασίζεται στα κύρια φάρμακα πρώτης και δεύτερης γραμμής που περιγράφονται στις κατευθυντήριες γραμμές του ΠΟΥ για τη θεραπεία της φυματίωσης, στις μακρολίδες και τις αμινογλυκοσίδες που χρησιμοποιούνται συνήθως στις κατευθυντήριες γραμμές θεραπείας NTM, και οι θέσεις αντοχής στα φάρμακα καλύπτουν όλη την ομάδα θέσεων που σχετίζονται με την αντοχή στα φάρμακα στον κατάλογο μεταλλάξεων του συμπλέγματος Mycobacterium tuberculosis του ΠΟΥ, καθώς και σε άλλα αναφερόμενα γονίδια αντοχής στα φάρμακα και θέσεις μετάλλαξης σύμφωνα με την έρευνα και τα στατιστικά στοιχεία βιβλιογραφίας υψηλής βαθμολογίας στο εσωτερικό και στο εξωτερικό.

Η ταυτοποίηση τυποποίησης βασίζεται στα στελέχη NTM που συνοψίζονται στις οδηγίες NTM που δημοσιεύονται από το Κινεζικό Περιοδικό Φυματίωσης και Αναπνευστικών Νοσημάτων και στη συναίνεση των ειδικών. Οι σχεδιασμένοι εκκινητές τυποποίησης μπορούν να ενισχύσουν, να αλληλουχήσουν και να σχολιάσουν περισσότερα από 190 είδη NTM.

Μέσω της τεχνολογίας στοχευμένης πολλαπλής ενίσχυσης PCR, τα γονίδια γονοτύπησης και τα γονίδια αντοχής στα φάρμακα του Mycobacterium ενισχύθηκαν με πολλαπλή PCR και ελήφθη ο συνδυασμός αμπλικονίων των γονιδίων-στόχων που θα ανιχνευθούν. Τα ενισχυμένα προϊόντα μπορούν να ενσωματωθούν σε βιβλιοθήκες αλληλούχισης υψηλής απόδοσης δεύτερης ή τρίτης γενιάς και όλες οι πλατφόρμες αλληλούχισης δεύτερης και τρίτης γενιάς μπορούν να υποβληθούν σε αλληλούχιση υψηλού βάθους για να ληφθούν οι πληροφορίες αλληλούχισης των γονιδίων-στόχων. Συγκρίνοντας με τις γνωστές μεταλλάξεις που περιέχονται στην ενσωματωμένη βάση δεδομένων αναφοράς (συμπεριλαμβανομένου του καταλόγου μεταλλάξεων του συμπλέγματος Mycobacterium tuberculosis του ΠΟΥ και της σχέσης του με την αντοχή στα φάρμακα), προσδιορίστηκαν οι μεταλλάξεις που σχετίζονται με την αντοχή στα φάρμακα ή την ευαισθησία στα αντιφυματικά φάρμακα. Σε συνδυασμό με το αυτοανοιγόμενο διάλυμα επεξεργασίας δειγμάτων πτυέλων του Macro & Micro-Test, λύθηκε το πρόβλημα της χαμηλής αποτελεσματικότητας ενίσχυσης νουκλεϊκών οξέων των κλινικών δειγμάτων πτυέλων (δέκα φορές υψηλότερη από αυτή των παραδοσιακών μεθόδων), έτσι ώστε η ανίχνευση αλληλούχισης αντοχής στα φάρμακα να μπορεί να εφαρμοστεί απευθείας σε κλινικά δείγματα πτυέλων.

Εύρος ανίχνευσης προϊόντος

34γονίδια που σχετίζονται με την αντοχή στα φάρμακα18φάρμακα κατά της φυματίωσης και6Εντοπίστηκαν ναρκωτικά NTM, που καλύπτουν297θέσεις αντοχής στα φάρμακα· Δέκα είδη Mycobacterium tuberculosis και περισσότερα από190εντοπίστηκαν είδη NTM.

Πίνακας 1: Πληροφορίες για 18+6 φάρμακα +190+NTM

Πλεονέκτημα προϊόντος

Ισχυρή κλινική προσαρμοστικότητα: τα δείγματα πτυέλων μπορούν να ανιχνευθούν απευθείας με παράγοντα αυτο-υγροποίησης χωρίς καλλιέργεια.

Η πειραματική λειτουργία είναι απλή: ο πρώτος γύρος λειτουργίας ενίσχυσης είναι απλός και η κατασκευή της βιβλιοθήκης ολοκληρώνεται σε 3 ώρες, γεγονός που βελτιώνει την αποδοτικότητα της εργασίας.

Ολοκληρωμένη τυποποίηση και αντοχή στα φάρμακα: κάλυψη των σημείων τυποποίησης και αντοχής στα MTB και NTM, τα οποία αποτελούν τα βασικά σημεία κλινικού ενδιαφέροντος, ακριβής τυποποίηση και ανίχνευση αντοχής στα φάρμακα, υποστήριξη ανεξάρτητου λογισμικού ανάλυσης και δημιουργία αναφορών ανάλυσης με ένα κλικ.

Συμβατότητα: συμβατότητα προϊόντων, προσαρμογή στις κύριες πλατφόρμες ILM και MGI/ONT.

Προδιαγραφές προϊόντος

Κωδικός προϊόντος	όνομα προϊόντος	Πλατφόρμα ανίχνευσης	προδιαγραφές
HWTS-NGS-T001	Κιτ τυποποίησης μυκοβακτηρίων και ανίχνευσης αντοχής σε φάρμακα (μέθοδος πολλαπλής ενίσχυσης)	ONT, Illumina, MGI, Salus pro	16/96rxn