Novo oružje za dijagnosticiranje tuberkuloze i otkrivanje otpornosti na lijekove: Ciljano sekvenciranje nove generacije (tNGS) u kombinaciji s mašinskim učenjem za dijagnozu preosjetljivosti na tuberkulozu
Izvještaj iz literature: CCa: dijagnostički model zasnovan na tNGS-u i mašinskom učenju, koji je pogodan za osobe sa manje bakterijske tuberkuloze i tuberkuloznog meningitisa.
Naslov teze: Sekvenciranje sljedeće generacije i mašinsko učenje usmjereno na tuberkulozu: ultra-senzitivna dijagnostička strategija za paucifične plućne tubule i tubularni meningitis.
Periodični časopis: 《Clinica Chimica Acta》
AKO: 6,5
Datum objave: januar 2024.
U saradnji sa Univerzitetom Kineske akademije nauka i Pekinškom bolnicom za grudni koš Medicinskog univerziteta glavnog grada, Macro & Micro-Test je uspostavio model za dijagnostiku tuberkuloze zasnovan na novoj generaciji tehnologije ciljanog sekvenciranja (tNGS) i metodi mašinskog učenja, koji je pružio ultra visoku osjetljivost detekcije tuberkuloze sa malo bakterija i tuberkuloznog meningitisa, pružio novu metodu dijagnostike preosjetljivosti za kliničku dijagnozu dva tipa tuberkuloze i pomogao u tačnoj dijagnozi, detekciji rezistencije na lijekove i liječenju tuberkuloze. Istovremeno, utvrđeno je da se cfDNK plazme pacijenta može koristiti kao pogodan tip uzorka za kliničko uzorkovanje u dijagnozi TBM-a.
U ovoj studiji, 227 uzoraka plazme i uzoraka cerebrospinalne tečnosti korišteno je za uspostavljanje dvije kliničke kohorte, u kojima su uzorci laboratorijske dijagnostičke kohorte korišteni za uspostavljanje modela mašinskog učenja za dijagnozu tuberkuloze, a uzorci kliničke dijagnostičke kohorte korišteni su za provjeru uspostavljenog dijagnostičkog modela. Svi uzorci su prvo ciljani posebno dizajniranim skupom ciljanih sondi za hvatanje za Mycobacterium tuberculosis. Zatim, na osnovu podataka sekvenciranja TB-tNGS, model stabla odlučivanja se koristi za izvođenje 5-struke unakrsne validacije na skupovima za obuku i validaciju laboratorijskog dijagnostičkog reda čekanja, te se dobijaju dijagnostički pragovi uzoraka plazme i uzoraka cerebrospinalne tečnosti. Dobijeni prag se unosi u dva testna seta kliničkog dijagnostičkog reda čekanja za detekciju, a dijagnostičke performanse učenika se procjenjuju pomoću ROC krive. Konačno, dobijen je dijagnostički model tuberkuloze.
Sl. 1 shematski dijagram dizajna istraživanja
Rezultati: Prema specifičnim pragovima uzorka CSF DNK (AUC = 0,974) i uzorka plazma cfDNK (AUC = 0,908) određenim u ovoj studiji, među 227 uzoraka, osjetljivost uzorka CSF bila je 97,01%, specifičnost 95,65%, a osjetljivost i specifičnost uzorka plazme bile su 82,61% i 86,36%. U analizi 44 uparena uzorka plazma cfDNK i cerebrospinalne tečnosti od pacijenata sa TBM, dijagnostička strategija ove studije ima visoku konzistentnost od 90,91% (40/44) u plazma cfDNK i cerebrospinalnoj tečnosti, a osjetljivost je 95,45% (42/44). Kod djece sa plućnom tuberkulozom, dijagnostička strategija ove studije je osjetljivija na uzorke plazme nego rezultati Xpert detekcije uzoraka želučanog soka od istih pacijenata (28,57% u odnosu na 15,38%).
Sl. 2 Analiza performansi modela dijagnoze tuberkuloze za uzorke populacije
Sl. 3 Dijagnostički rezultati uparenih uzoraka
Zaključak: U ovoj studiji uspostavljena je preosjetljiva dijagnostička metoda za tuberkulozu, koja može pružiti dijagnostički alat s najvećom osjetljivošću detekcije za kliničke pacijente s oligobacilnom tuberkulozom (negativna kultura). Detekcija preosjetljive tuberkuloze na temelju cfDNK plazme može biti pogodan tip uzorka za dijagnozu aktivne tuberkuloze i tuberkuloznog meningitisa (uzorci plazme lakše se prikupljaju nego cerebrospinalna tekućina za pacijente kod kojih se sumnja na tuberkulozu mozga).
Originalni link: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/s0009898123004990? via%3Dihub
Kratak uvod u proizvode za detekciju tuberkuloze serije Macro & Micro-Test
S obzirom na složenu situaciju s uzorcima pacijenata s tuberkulozom i različite potrebe, Macro & Micro-Test pruža kompletan set NGS rješenja za ekstrakciju likvefakcije iz uzoraka sputuma, konstrukciju i sekvenciranje Qualcomm biblioteke te analizu podataka. Proizvodi pokrivaju brzu dijagnozu pacijenata s tuberkulozom, detekciju otpornosti tuberkuloze na lijekove, tipizaciju Mycobacterium tuberculosis i NTM, dijagnozu preosjetljivosti kod bakterijski negativne tuberkuloze i osoba s tuberkulozom itd.
Serijski kompleti za detekciju tuberkuloze i mikobakterija:
| Broj artikla | naziv proizvoda | sadržaj testiranja proizvoda | vrsta uzorka | primjenjivi model |
| HWTS-3012 | Sredstvo za oslobađanje uzorka | Koristi se u tretmanu ukapljivanja uzoraka sputuma i dobio je prvoklasni rekordni broj, Sutong Machinery Equipment 20230047. | sputum | |
| HWTS-NGS-P00021 | Qualcomm komplet za detekciju količine preosjetljive tuberkuloze (metoda hvatanja sondom) | Neinvazivna (tečna biopsija) detekcija preosjetljivosti na bakterijski negativnu plućnu tuberkulozu i moždane nodule; Uzorci osoba za koje se sumnjalo da su zaražene tuberkulozom ili netuberkuloznim mikobakterijama analizirani su metagenomikom dubinskog sekvenciranja, a pružene su informacije o detekciji da li su zaražene tuberkuloznim ili netuberkuloznim mikobakterijama i glavne informacije o rezistenciji na lijekove prve linije za Mycobacterium tuberculosis. | Periferna krv, tekućina iz alveolarnog ispirka, hidrotoraks i ascites, uzorak punkcije iz fokusa, cerebrospinalna tekućina. | Druga generacija |
| HWTS-NGS-T001 | Komplet za tipizaciju mikobakterija i detekciju otpornosti na lijekove (metoda sekvenciranja multipleks amplifikacije) | Test tipizacije mikobakterija, uključujući MTBC i 187 NTM；Detekcija rezistencije na lijekove kod Mycobacterium tuberculosis obuhvata 13 lijekova i 16 ključnih mjesta mutacije gena rezistencije na lijekove. | Sputum, tekućina alveolarne lavaže, hidrotoraks i ascites, uzorak punkcije iz fokusa, cerebrospinalna tekućina. | Dvostruka platforma druge/treće generacije |
Najvažnije: HWTS-NGS-T001 Komplet za tipizaciju mikobakterija i detekciju otpornosti na lijekove (metoda multipleksne amplifikacije)
Predstavljanje proizvoda
Proizvod se zasniva na glavnim lijekovima prve i druge linije opisanim u smjernicama SZO za liječenje tuberkuloze, makrolidima i aminoglikozidima koji se obično koriste u smjernicama za liječenje netuberkulozne mikobakterijske infekcije (NTM), a mjesta otpornosti na lijekove pokrivaju svu jednu grupu mjesta povezanih s otpornošću na lijekove u katalogu mutacija kompleksa Mycobacterium tuberculosis SZO, kao i druge prijavljene gene otpornosti na lijekove i mjesta mutacija prema istraživanjima i statistikama visoko ocijenjene literature u zemlji i inostranstvu.
Identifikacija tipizacije zasniva se na sojevima NTM-a sažetim u smjernicama za NTM koje je objavio Kineski časopis za tuberkulozu i respiratorne bolesti, te na konsenzusu stručnjaka. Dizajnirani prajmeri za tipizaciju mogu amplificirati, sekvencirati i anotirati više od 190 vrsta NTM-a.
Pomoću ciljane multipleks PCR tehnologije amplifikacije, geni za genotipizaciju i geni otpornosti na lijekove bakterije Mycobacterium su amplificirani multipleks PCR-om, te je dobijena kombinacija amplikona ciljnih gena koja se detektuje. Amplificirani produkti mogu se konstruisati u biblioteke za sekvenciranje visokog protoka druge ili treće generacije, a sve platforme za sekvenciranje druge i treće generacije mogu se podvrgnuti sekvenciranju visoke dubine kako bi se dobile informacije o sekvenci ciljnih gena. Poređenjem sa poznatim mutacijama sadržanim u ugrađenoj referentnoj bazi podataka (uključujući katalog mutacija kompleksa Mycobacterium tuberculosis SZO i njegov odnos sa otpornošću na lijekove), određene su mutacije povezane sa otpornošću na lijekove ili osjetljivošću na antituberkulotske lijekove. U kombinaciji sa samootvarajućim rješenjem za tretman uzoraka sputuma Macro & Micro-Test, riješen je problem niske efikasnosti amplifikacije nukleinskih kiselina kliničkih uzoraka sputuma (deset puta veća od tradicionalnih metoda), tako da se detekcija sekvenciranja otpornosti na lijekove može direktno primijeniti na kliničke uzorke sputuma.
Raspon detekcije proizvoda
34geni povezani s otpornošću na lijekove18lijekovi protiv tuberkuloze i6Otkrivene su NTM droge, koje pokrivaju297mjesta otpornosti na lijekove; Deset vrsta Mycobacterium tuberculosis i više od190otkrivene su vrste NTM-a.
Tabela 1: Informacije o 18+6 lijekova +190+NTM
Prednost proizvoda
Snažna klinička prilagodljivost: uzorci sputuma mogu se direktno detektovati sredstvom za samorazrjeđivanje bez kulture.
Eksperimentalna operacija je jednostavna: prvi krug amplifikacije je jednostavan, a konstrukcija biblioteke je završena za 3 sata, što poboljšava efikasnost rada.
Sveobuhvatno tipiziranje i otpornost na lijekove: pokrivanje mjesta tipiziranja i otpornosti na lijekove kod MTB-a i NTM-a, što su ključne tačke kliničkog interesa, precizno tipiziranje i otkrivanje otpornosti na lijekove, podrška za nezavisni softver za analizu i generiranje izvještaja o analizi jednim klikom.
Kompatibilnost: kompatibilnost proizvoda, prilagođavanje glavnim ILM i MGI/ONT platformama.
Specifikacija proizvoda
| Šifra proizvoda | naziv proizvoda | Platforma za detekciju | specifikacije |
| HWTS-NGS-T001 | Komplet za tipizaciju mikobakterija i detekciju otpornosti na lijekove (metoda multipleksne amplifikacije) | ONT、Illumina、MGI、Salus pro | 16/96rxn |
Vrijeme objave: 23. januar 2024.