Novo oružje za dijagnosticiranje tuberkuloze i otkrivanje otpornosti na lijekove: Ciljano sekvenciranje nove generacije (tNGS) u kombinaciji sa strojnim učenjem za dijagnozu preosjetljivosti na tuberkulozu
Izvješće o literaturi: CCa: dijagnostički model temeljen na tNGS-u i strojnom učenju, koji je prikladan za osobe s manje bakterijske tuberkuloze i tuberkuloznog meningitisa.
Naslov teze: Sekvenciranje sljedeće generacije i strojno učenje usmjereno na tuberkulozu: ultraosjetljiva dijagnostička strategija za paucifične plućne tubule i tubularni meningitis.
Časopis: 《Clinica Chimica Acta》
AKO: 6,5
Datum objave: siječanj 2024.
U suradnji sa Sveučilištem Kineske akademije znanosti i Pekinškom bolnicom za prsa Sveučilišta Capital Medical University, Macro & Micro-Test uspostavio je model dijagnostike tuberkuloze temeljen na novoj generaciji tehnologije ciljanog sekvenciranja (tNGS) i metodi strojnog učenja, koji je osigurao ultra visoku osjetljivost detekcije tuberkuloze s malo bakterija i tuberkuloznog meningitisa, pružio novu metodu dijagnostike preosjetljivosti za kliničku dijagnozu dviju vrsta tuberkuloze te pomogao u točnoj dijagnozi, otkrivanju otpornosti na lijekove i liječenju tuberkuloze. Istovremeno, utvrđeno je da se cfDNA pacijentove plazme može koristiti kao prikladan tip uzorka za kliničko uzorkovanje u dijagnozi TBM-a.
U ovoj studiji, 227 uzoraka plazme i uzoraka cerebrospinalne tekućine korišteno je za uspostavljanje dvije kliničke kohorte, u kojima su uzorci laboratorijske dijagnostičke kohorte korišteni za uspostavljanje modela strojnog učenja za dijagnozu tuberkuloze, a uzorci kliničke dijagnostičke kohorte korišteni su za provjeru uspostavljenog dijagnostičkog modela. Svi uzorci su prvo ciljani posebno dizajniranim ciljanim skupom sondi za hvatanje za Mycobacterium tuberculosis. Zatim se, na temelju podataka sekvenciranja TB-tNGS, model stabla odlučivanja koristi za provođenje 5-struke unakrsne validacije na skupovima za učenje i validaciju laboratorijskog dijagnostičkog reda čekanja, te se dobivaju dijagnostički pragovi uzoraka plazme i uzoraka cerebrospinalne tekućine. Dobiveni prag se unosi u dva testna skupa kliničkog dijagnostičkog reda čekanja za detekciju, a dijagnostička učinkovitost učenika procjenjuje se ROC krivuljom. Konačno, dobiven je dijagnostički model tuberkuloze.
Sl. 1 shematski dijagram dizajna istraživanja
Rezultati: Prema specifičnim pragovima uzorka DNA cerebrospinalne tekućine (AUC = 0,974) i uzorka cfDNA plazme (AUC = 0,908) određenima u ovoj studiji, među 227 uzoraka, osjetljivost uzorka cerebrospinalne tekućine bila je 97,01%, specifičnost 95,65%, a osjetljivost i specifičnost uzorka plazme bile su 82,61% i 86,36%. U analizi 44 sparena uzorka cfDNA plazme i DNA cerebrospinalne tekućine od pacijenata s TBM-om, dijagnostička strategija ove studije ima visoku konzistentnost od 90,91% (40/44) u cfDNA plazme i DNA cerebrospinalne tekućine, a osjetljivost je 95,45% (42/44). Kod djece s plućnom tuberkulozom, dijagnostička strategija ove studije osjetljivija je na uzorke plazme od rezultata Xpert detekcije uzoraka želučanog soka od istih pacijenata (28,57% vs 15,38%).
Sl. 2 Analiza performansi modela dijagnoze tuberkuloze za uzorke populacije
Sl. 3 Dijagnostički rezultati sparenih uzoraka
Zaključak: U ovoj studiji utvrđena 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 cfDNA plazme može biti prikladna vrsta uzorka za dijagnozu aktivne tuberkuloze i tuberkuloznog meningitisa (uzorci plazme lakše se prikupljaju od cerebrospinalne tekućine za pacijente za koje se sumnja na tuberkulozu mozga).
Izvorna poveznica: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/s0009898123004990? putem %3Dihuba
Kratak uvod u proizvode za detekciju tuberkuloze serije Macro & Micro-Test
S obzirom na kompliciranu situaciju s uzorcima pacijenata s tuberkulozom i različite potrebe, Macro & Micro-Test pruža kompletan set NGS rješenja za ekstrakciju ukapljivanja iz uzoraka sputuma, izgradnju i sekvenciranje Qualcomm biblioteke te analizu podataka. Proizvodi obuhvaćaju brzu dijagnozu pacijenata s tuberkulozom, otkrivanje otpornosti tuberkuloze na lijekove, tipizaciju Mycobacterium tuberculosis i NTM, dijagnozu preosjetljivosti bakterijski negativne tuberkuloze i tuberkuloznih osoba itd.
Serijski setovi za detekciju tuberkuloze i mikobakterija:
| Broj artikla | naziv proizvoda | sadržaj testiranja proizvoda | vrsta uzorka | primjenjivi model |
| HWTS-3012 | Sredstvo za otpuštanje uzorka | Koristi se u tretmanu ukapljivanja uzoraka sputuma, dobio je prvoklasni rekordni broj, Sutong Machinery Equipment 20230047. | sputum | |
| HWTS-NGS-P00021 | Qualcomm komplet za detekciju količine preosjetljive tuberkuloze (metoda hvatanja sondom) | Neinvazivno (tekuća biopsija) otkrivanje 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 jesu li zaražene tuberkuloznim ili netuberkuloznim mikobakterijama te glavne informacije o rezistenciji Mycobacterium tuberculosis na lijekove prve linije. | Periferna krv, tekućina alveolarne lavaže, 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 multipleksne amplifikacije) | Test tipizacije mikobakterija, uključujući MTBC i 187 NTM；Detekcija rezistencije na lijekove bakterije Mycobacterium tuberculosis obuhvaća 13 lijekova i 16 ključnih mjesta mutacija gena rezistencije na lijekove. | Sputum, tekućina alveolarne lavaže, hidrotoraks i ascites, uzorak punkcije iz fokusa, cerebrospinalna tekućina. | Dvojna platforma druge/treće generacije |
Glavne značajke: HWTS-NGS-T001 Komplet za tipizaciju mikobakterija i detekciju otpornosti na lijekove (metoda multipleksne amplifikacije)
Predstavljanje proizvoda
Proizvod se temelji na glavnim lijekovima prve i druge linije opisanim u smjernicama WHO 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 skupinu mjesta povezanih s otpornošću na lijekove u katalogu mutacija kompleksa Mycobacterium tuberculosis WHO, kao i druge prijavljene gene otpornosti na lijekove i mjesta mutacija prema istraživanjima i statistikama visoko ocijenjene literature u zemlji i inozemstvu.
Identifikacija tipizacije temelji 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 primeri za tipizaciju mogu amplificirati, sekvencirati i označavati više od 190 vrsta NTM-a.
Pomoću ciljane multipleks PCR tehnologije amplifikacije, geni genotipizacije i geni otpornosti na lijekove bakterije Mycobacterium amplificirani su multipleks PCR-om, te je dobivena kombinacija amplikona ciljnih gena koje treba detektirati. Amplificirani produkti mogu se konstruirati u biblioteke za sekvenciranje visoke propusnosti 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. Usporedbom s poznatim mutacijama sadržanim u ugrađenoj referentnoj bazi podataka (uključujući katalog mutacija kompleksa Mycobacterium tuberculosis WHO-a i njegov odnos s otpornošću na lijekove), određene su mutacije povezane s otpornošću na lijekove ili osjetljivošću na antituberkulotske lijekove. U kombinaciji s Macro & Micro-Test otopinom za samootvarajući uzorak sputuma, riješen je problem niske učinkovitosti amplifikacije nukleinskih kiselina kliničkih uzoraka sputuma (deset puta veća od tradicionalnih metoda), tako da se detekcija sekvenciranja otpornosti na lijekove može izravno 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.
Tablica 1: Informacije o 18+6 lijekova +190+NTM
Prednost proizvoda
Snažna klinička prilagodljivost: uzorci sputuma mogu se izravno detektirati sredstvom za samoukapljivanje bez kulture.
Eksperimentalni postupak je jednostavan: prvi krug amplifikacije je jednostavan, a izgradnja biblioteke je završena za 3 sata, što poboljšava učinkovitost rada.
Sveobuhvatna tipizacija i otpornost na lijekove: pokriva mjesta tipizacije i otpornosti na lijekove kod MTB-a i NTM-a, što su ključne točke kliničkog interesa, točna tipizacija i otkrivanje otpornosti na lijekove, podrška neovisnom softveru za analizu i generiranje analitičkih izvješća jednim klikom.
Kompatibilnost: kompatibilnost proizvoda, prilagodba glavnim ILM i MGI/ONT platformama.
Specifikacija proizvoda
| Šifra proizvoda | naziv proizvoda | Platforma za detekciju | tehnički podaci |
| 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. siječnja 2024.