Una nuova arma per la diagnosi della tubercolosi e l'individuazione della resistenza ai farmaci: il sequenziamento mirato di nuova generazione (tNGS) combinato con l'apprendimento automatico per la diagnosi dell'ipersensibilità alla tubercolosi.
Rapporto di letteratura: CCa: un modello diagnostico basato su tNGS e apprendimento automatico, adatto a persone con tubercolosi batterica e meningite tubercolare meno gravi.
Titolo della tesi: Sequenziamento di nuova generazione mirato alla tubercolosi e apprendimento automatico: una strategia diagnostica ultra-sensibile per la presenza di tubuli polmonari paucifagici e meningite tubulare.
Periodico: 《Clinica Chimica Acta》
IF: 6.5
Data di pubblicazione: gennaio 2024
In collaborazione con l'Università dell'Accademia Cinese delle Scienze e l'Ospedale Toracico di Pechino della Capital Medical University, Macro & Micro-Test ha sviluppato un modello di diagnosi della tubercolosi basato sulla tecnologia di sequenziamento mirato di nuova generazione (tNGS) e sul metodo di apprendimento automatico. Questo modello offre un'elevatissima sensibilità di rilevamento per la tubercolosi con pochi batteri e per la meningite tubercolare, fornendo un nuovo metodo di diagnosi ad alta sensibilità per la diagnosi clinica di due tipi di tubercolosi e contribuendo a una diagnosi accurata, all'individuazione della resistenza ai farmaci e al trattamento della tubercolosi. Allo stesso tempo, è emerso che il cfDNA plasmatico del paziente può essere utilizzato come campione idoneo per il prelievo clinico nella diagnosi di meningite tubercolare.
In questo studio, sono stati utilizzati 227 campioni di plasma e di liquido cerebrospinale per stabilire due coorti cliniche, in cui i campioni della coorte diagnostica di laboratorio sono stati utilizzati per stabilire il modello di apprendimento automatico per la diagnosi di tubercolosi, e i campioni della coorte diagnostica clinica sono stati utilizzati per verificare il modello diagnostico stabilito. Tutti i campioni sono stati inizialmente analizzati mediante un pool di sonde di cattura mirata appositamente progettato per Mycobacterium tuberculosis. Successivamente, sulla base dei dati di sequenziamento TB-tNGS, è stato utilizzato un modello ad albero decisionale per eseguire una convalida incrociata a 5 fold sui set di addestramento e validazione della coda diagnostica di laboratorio, ottenendo così le soglie diagnostiche dei campioni di plasma e di liquido cerebrospinale. La soglia ottenuta è stata inserita nei due set di test della coda diagnostica clinica per il rilevamento, e le prestazioni diagnostiche dell'algoritmo di apprendimento sono state valutate tramite curva ROC. Infine, è stato ottenuto il modello diagnostico per la tubercolosi.
Figura 1. Schema del progetto di ricerca.
Risultati: Secondo le soglie specifiche del campione di DNA del liquido cerebrospinale (AUC = 0,974) e del campione di cfDNA plasmatico (AUC = 0,908) determinate in questo studio, tra 227 campioni, la sensibilità del campione di liquido cerebrospinale era del 97,01%, la specificità era del 95,65% e la sensibilità e la specificità del campione di plasma erano rispettivamente dell'82,61% e dell'86,36%. Nell'analisi di 44 campioni appaiati di cfDNA plasmatico e DNA del liquido cerebrospinale di pazienti con meningite tubercolare, la strategia diagnostica di questo studio ha un'elevata concordanza del 90,91% (40/44) nel cfDNA plasmatico e nel DNA del liquido cerebrospinale e la sensibilità è del 95,45% (42/44). Nei bambini affetti da tubercolosi polmonare, la strategia diagnostica di questo studio si è dimostrata più sensibile ai campioni di plasma rispetto ai risultati del test Xpert su campioni di succo gastrico prelevati dagli stessi pazienti (28,57% contro 15,38%).
Figura 2. Analisi delle prestazioni del modello di diagnosi della tubercolosi per campioni di popolazione.
Figura 3 Risultati diagnostici di campioni appaiati
Conclusione: In questo studio è stato messo a punto un metodo diagnostico ipersensibile per la tubercolosi, che può fornire uno strumento diagnostico con la massima sensibilità di rilevamento per i pazienti con tubercolosi oligobacillare (coltura negativa). Il rilevamento della tubercolosi ipersensibile basato sul cfDNA plasmatico può essere un tipo di campione adatto per la diagnosi di tubercolosi attiva e meningite tubercolare (i campioni di plasma sono più facili da raccogliere rispetto al liquido cerebrospinale per i pazienti con sospetta tubercolosi cerebrale).
Link originale: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/s0009898123004990? via%3Dihub
Breve introduzione ai prodotti per la rilevazione della tubercolosi della serie Macro e Micro-Test.
Considerata la complessità della situazione dei campioni dei pazienti affetti da tubercolosi e le diverse esigenze, Macro & Micro-Test offre una gamma completa di soluzioni NGS per l'estrazione mediante liquefazione da campioni di espettorato, la costruzione di librerie Qualcomm e il sequenziamento, nonché l'analisi dei dati. I prodotti coprono la diagnosi rapida dei pazienti affetti da tubercolosi, l'individuazione della resistenza ai farmaci, la tipizzazione del Mycobacterium tuberculosis e dei micobatteri non tubercolari (NTM), la diagnosi di ipersensibilità nei pazienti con tubercolosi batterica e nei soggetti affetti da tubercolosi, ecc.
Kit per la rilevazione seriale di tubercolosi e micobatteri:
| Numero articolo | nome del prodotto | contenuti relativi ai test del prodotto | tipo di campione | Modello applicabile |
| HWTS-3012 | Agente di rilascio del campione | Utilizzato nel trattamento di liquefazione di campioni di espettorato, ha ottenuto il numero di registrazione di prima classe Sutong Machinery Equipment 20230047. | espettorato | |
| HWTS-NGS-P00021 | Kit di rilevamento quantitativo Qualcomm per la tubercolosi ipersensibile (metodo di cattura della sonda) | Rilevamento non invasivo (biopsia liquida) dell'ipersensibilità per la tubercolosi polmonare batteri-negativa e i noduli cerebrali; i campioni di persone sospettate di essere infette da micobatteri tubercolari o non tubercolari sono stati analizzati mediante metagenomica con sequenziamento ad alta profondità, e sono state fornite informazioni sul rilevamento della presenza di infezione da micobatteri tubercolari o non tubercolari e sulle principali informazioni sulla resistenza ai farmaci di prima linea del Mycobacterium tuberculosis. | Sangue periferico, liquido di lavaggio alveolare, idrotorace e ascite, campione prelevato tramite puntura focale, liquido cerebrospinale. | seconda generazione |
| HWTS-NGS-T001 | Kit per la tipizzazione dei micobatteri e l'individuazione della resistenza ai farmaci (metodo di sequenziamento ad amplificazione multiplex) | Test di tipizzazione del micobatterio, inclusi MTBC e 187 NTM；Il test di rilevamento della resistenza ai farmaci del Mycobacterium tuberculosis copre 13 farmaci e 16 siti di mutazione chiave dei geni di resistenza ai farmaci. | Espettorato, liquido di lavaggio alveolare, idrotorace e ascite, campione prelevato tramite puntura focale, liquido cerebrospinale. | Piattaforma duale di seconda/terza generazione |
Caratteristiche principali: Kit HWTS-NGS-T001 per la tipizzazione dei micobatteri e la rilevazione della resistenza ai farmaci (metodo di amplificazione multiplex)
Introduzione del prodotto
Il prodotto si basa sui principali farmaci di prima e seconda linea descritti nelle linee guida dell'OMS per il trattamento della tubercolosi, macrolidi e aminoglicosidi comunemente utilizzati nelle linee guida per il trattamento delle infezioni da micobatteri non tubercolari (NTM), e i siti di resistenza ai farmaci coprono tutti i gruppi di siti correlati alla resistenza ai farmaci nel catalogo delle mutazioni del complesso di Mycobacterium tuberculosis dell'OMS, così come altri geni e siti di mutazione di resistenza ai farmaci segnalati in base alle indagini e alle statistiche della letteratura scientifica di alto livello nazionale e internazionale.
L'identificazione tramite tipizzazione si basa sui ceppi di NTM riassunti nelle linee guida NTM pubblicate dal Chinese Journal of Tuberculosis and Respiratory Diseases e sul consenso degli esperti. I primer di tipizzazione progettati consentono di amplificare, sequenziare e annotare più di 190 specie di NTM.
Grazie alla tecnologia di amplificazione PCR multiplex mirata, i geni di genotipizzazione e i geni di resistenza ai farmaci del Mycobacterium sono stati amplificati mediante PCR multiplex, ottenendo così la combinazione di ampliconi dei geni target da rilevare. I prodotti amplificati possono essere utilizzati per costruire librerie di sequenziamento ad alto rendimento di seconda o terza generazione, e tutte le piattaforme di sequenziamento di seconda e terza generazione possono essere sottoposte a sequenziamento ad alta profondità per ottenere le informazioni di sequenza dei geni target. Confrontando i risultati con le mutazioni note contenute nel database di riferimento integrato (incluso il catalogo delle mutazioni del complesso Mycobacterium tuberculosis dell'OMS e la sua relazione con la resistenza ai farmaci), sono state determinate le mutazioni correlate alla resistenza o alla suscettibilità ai farmaci antitubercolari. In combinazione con la soluzione di trattamento del campione di espettorato auto-apribile di Macro & Micro-Test, è stato risolto il problema della bassa efficienza di amplificazione degli acidi nucleici nei campioni clinici di espettorato (dieci volte superiore a quella dei metodi tradizionali), consentendo così l'applicazione diretta del sequenziamento per il rilevamento della resistenza ai farmaci ai campioni clinici di espettorato.
Gamma di rilevamento del prodotto
34geni correlati alla resistenza ai farmaci di18farmaci antitubercolari e6Sono stati rilevati farmaci NTM, che coprono297siti di resistenza ai farmaci; Dieci tipi di Mycobacterium tuberculosis e più di190Sono stati rilevati diversi tipi di NTM.
Tabella 1: Informazioni su 18+6 farmaci +190+NTM
Vantaggio del prodotto
Elevata adattabilità clinica: i campioni di espettorato possono essere analizzati direttamente con un agente autoliquefacente, senza necessità di coltura.
La procedura sperimentale è semplice: il primo ciclo di amplificazione è semplice e la costruzione della libreria viene completata in 3 ore, il che migliora l'efficienza del lavoro.
Tipizzazione completa e resistenza ai farmaci: copertura della tipizzazione e dei siti di resistenza ai farmaci di MTB e NTM, che rappresentano i punti chiave di interesse clinico, tipizzazione e rilevamento accurati della resistenza ai farmaci, supporto per software di analisi indipendenti e generazione di report di analisi con un solo clic.
Compatibilità: compatibilità del prodotto, adattamento alle principali piattaforme ILM e MGI/ONT.
Specifiche del prodotto
| Codice prodotto | nome del prodotto | Piattaforma di rilevamento | specifiche |
| HWTS-NGS-T001 | Kit per la tipizzazione dei micobatteri e la rilevazione della resistenza ai farmaci (metodo di amplificazione multiplex) | ONT, Illumina, MGI, Salus pro | 16/96rxn |
Data di pubblicazione: 23 gennaio 2024