Рэвалюцыйнае дыягнастычнае рашэнне для лячэння туберкулёзу і сухотаў з лекавай актыўнасцю ад #Macro & Micro-Test!

Новая зброя для дыягностыкі туберкулёзу і выяўлення лекавай устойлівасці: мэтавае секвенаванне новага пакалення (tNGS) у спалучэнні з машынным навучаннем для дыягностыкі гіперчувствітельносці да туберкулёзу

Літаратурны агляд: CCa: дыягнастычная мадэль, заснаваная на tNGS і машынным навучанні, якая падыходзіць для людзей з меншай колькасцю бактэрыяльнага туберкулёзу і туберкулёзным менінгітам.

Назва дысертацыі: Таргетнае секвенаванне наступнага пакалення і машыннае навучанне для барацьбы з туберкулёзам: ультраадчувальная дыягнастычная стратэгія для лёгачных канальцаў і канальцавага менінгіту.

Перыядычнае выданне: 《Clinica Chimica Acta》

КАЛІ: 6,5

Дата публікацыі: студзень 2024 г.

Сумесна з Універсітэтам Кітайскай акадэміі навук і Пекінскай бальніцай грудной клеткі Сталічнага медыцынскага ўніверсітэта кампанія Macro & Micro-Test распрацавала мадэль дыягностыкі туберкулёзу, заснаваную на тэхналогіі мэтанакіраванага секвенавання (tNGS) новага пакалення і метадзе машыннага навучання. Гэтая мадэль забяспечвае звышвысокую адчувальнасць выяўлення туберкулёзу з невялікай колькасцю бактэрый і туберкулёзнага менінгіту, прапануе новы метад дыягностыкі гіперчувствительности для клінічнай дыягностыкі двух тыпаў туберкулёзу і дапамагае ў дакладнай дыягностыцы, выяўленні лекавай устойлівасці і лячэнні туберкулёзу. Адначасова было ўстаноўлена, што плазменная ДНК пацыента можа быць выкарыстана ў якасці прыдатнага тыпу ўзору для клінічнага адбору проб пры дыягностыцы туберкулёзу.

У гэтым даследаванні 227 узораў плазмы і спіннамазгавой вадкасці былі выкарыстаны для стварэння дзвюх клінічных кагорт, у якіх узоры лабараторных дыягнастычных кагорт выкарыстоўваліся для стварэння мадэлі машыннага навучання дыягностыкі туберкулёзу, а ўзоры клінічных дыягнастычных кагорт выкарыстоўваліся для праверкі ўсталяванай дыягнастычнай мадэлі. Спачатку ўсе ўзоры былі накіраваны спецыяльна распрацаваным пулам мэтавых зондаў захопу для Mycobacterium tuberculosis. Затым, на аснове дадзеных секвенавання TB-tNGS, мадэль дрэва рашэнняў выкарыстоўваецца для правядзення 5-кратнай перакрыжаванай праверкі навучальных і валідацыйных набораў лабараторнай дыягнастычнай чаргі, і атрымліваюцца дыягнастычныя парогі ўзораў плазмы і спіннамазгавой вадкасці. Атрыманы парог уносіцца ў два тэставыя наборы клінічнай дыягнастычнай чаргі для выяўлення, і дыягнастычная эфектыўнасць навучэнца ацэньваецца з дапамогай ROC-крывой. Нарэшце, была атрымана дыягнастычная мадэль туберкулёзу.

Мал. 1. Схематычная дыяграма дызайну даследавання

Вынікі: Згодна з канкрэтнымі парогамі ўзору ДНК спіннамазгавой вадкасці (AUC = 0,974) і ўзору CFDNA плазмы (AUC = 0,908), вызначанымі ў гэтым даследаванні, сярод 227 узораў адчувальнасць узору спіннамазгавой вадкасці склала 97,01%, спецыфічнасць — 95,65%, а адчувальнасць і спецыфічнасць узору плазмы — 82,61% і 86,36%. Пры аналізе 44 парных узораў CFDNA плазмы і ДНК спіннамазгавой вадкасці ад пацыентаў з туберкулёзам лёгкіх дыягнастычная стратэгія гэтага даследавання мае высокую кансістэнцыю 90,91% (40/44) у CFDNA плазмы і ДНК спіннамазгавой вадкасці, а адчувальнасць складае 95,45% (42/44). У дзяцей з лёгачным туберкулёзам дыягнастычная стратэгія гэтага даследавання больш адчувальная да ўзораў плазмы, чым вынікі выяўлення Xpert узораў страўнікавага соку ад тых жа пацыентаў (28,57% супраць 15,38%).

Мал. 2. Аналіз эфектыўнасці мадэлі дыягностыкі туберкулёзу для выбарак насельніцтва

Мал. 3 Дыягнастычныя вынікі парных узораў

Выснова: У гэтым даследаванні быў распрацаваны гіперадчувальны дыягнастычны метад для вызначэння туберкулёзу, які можа забяспечыць дыягнастычны інструмент з найвышэйшай адчувальнасцю выяўлення ў клінічных пацыентаў з алігабацылярным туберкулёзам (адмоўная культура). Выяўленне гіперадчувальнага туберкулёзу на аснове плазменнай ДНК можа быць прыдатным тыпам узору для дыягностыкі актыўнага туберкулёзу і туберкулёзнага менінгіту (узоры плазмы лягчэй збіраць, чым спіннамазгавую вадкасць, для пацыентаў з падазрэннем на туберкулёз галаўнога мозгу).

Арыгінальная спасылка: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/s0009898123004990? via%3Dihub

Кароткае ўвядзенне ў прадукты серыі Macro & Micro-Test для выяўлення туберкулёзу

Улічваючы складаную сітуацыю з выбаркай узораў хворых на туберкулёз і розныя патрэбы, кампанія Macro & Micro-Test прапануе поўны набор рашэнняў NGS для экстракцыі разрэджвання з узораў мокроты, стварэння і секвенавання бібліятэкі Qualcomm, а таксама аналізу дадзеных. Прадукты ахопліваюць хуткую дыягностыку хворых на туберкулёз, выяўленне лекавай устойлівасці туберкулёзу, тыпізацыю мікабактэрый туберкулёзу і нетуберкулёзных мікабактэрый, дыягностыку гіперчувствительности ў людзей з бактэрыяльна-негатыўным туберкулёзам і хворых на туберкулёз і г.д.

Серыйныя наборы для выяўлення туберкулёзу і мікабактэрый:

Нумар тавару	назва прадукту	змест тэставання прадуктаў	тып узору	адпаведная мадэль
HWTS-3012	Агент для вызвалення ўзораў	Выкарыстоўваецца для разрэджвання ўзораў мокроты і мае першакласны рэкордны нумар Sutong Machinery Equipment 20230047.	мокрота
HWTS-NGS-P00021	Набор для выяўлення колькасці Qualcomm для гіперадчувальнага туберкулёзу (метад захопу зонда)	Неінвазіўнае (вадкасная біяпсія) выяўленне гіперчувствительности на бактэрыянегатыўны лёгачны туберкулёз і вузельчыкі галаўнога мозгу; Узоры людзей з падазрэннем на заражэнне туберкулёзам або нетуберкулезнымі мікабактэрыямі былі прааналізаваны з дапамогай метагеномікі з высокім глыбінёй секвенавання, і была прадстаўлена інфармацыя аб выяўленні таго, ці былі заражаныя туберкулёзнымі або нетуберкулезнымі мікабактэрыямі, і асноўная інфармацыя аб устойлівасці Mycobacterium tuberculosis да лекаў першай лініі.	Перыферычная кроў, вадкасць альвеалярнага лаважу, гідраторакс і асцыт, проба фокуснай пункцыі, спіннамазгавая вадкасць.	Другое пакаленне
HWTS-NGS-T001	Набор для тыпізацыі мікабактэрый і выяўлення лекавай устойлівасці (метад мультыплекснага ампліфікацыйнага секвенавання)	Тэст на тыпізацыю мікабактэрый, у тым ліку MTBC і 187 NTM；Выяўленне лекавай устойлівасці Mycobacterium tuberculosis ахоплівае 13 прэпаратаў і 16 асноўных сайтаў мутацый генаў лекавай устойлівасці.	Мокрота, вадкасць альвеалярнага лаважу, гідраторакс і асцыт, фокусная пункцыйная проба, спіннамазгавая вадкасць.	Двайная платформа другога/трэцяга пакалення

Асноўныя характарыстыкі: HWTS-NGS-T001 Набор для тыпізацыі мікабактэрый і выяўлення лекавай устойлівасці (метад мультыплекснай ампліфікацыі)

Увядзенне прадукту

Прадукт заснаваны на асноўных прэпаратах першага і другога шэрагу, апісаных у рэкамендацыях СААЗ па лячэнні туберкулёзу, макралідах і амінагліказідах, якія звычайна выкарыстоўваюцца ў рэкамендацыях па лячэнні нетуберкулёзных мікабактэрый, а сайты лекавай устойлівасці ахопліваюць усю адну групу сайтаў, звязаных з лекавай устойлівасцю, з каталога мутацый комплексу Mycobacterium tuberculosis СААЗ, а таксама іншыя зарэгістраваныя гены лекавай устойлівасці і сайты мутацый згодна з даследаваннямі і статыстыкай высока ацэненых літаратурных публікацый у краіне і за мяжой.

Ідэнтыфікацыя тыпаў заснавана на штамах нетуберкулёзных мікобактерій (НТМ), абагульненых у рэкамендацыях па НТМ, апублікаваных Кітайскім часопісам па туберкулёзе і рэспіраторных захворваннях, і на меркаванні экспертаў. Распрацаваныя праймеры для тыпізацыі могуць ампліфікаваць, секвенаваць і анатаваць больш за 190 відаў НТМ.

З дапамогай тэхналогіі мэтавай мультыплекснай ПЦР-ампліфікацыі былі ампліфікаваны гены генатыпавання і гены лекавай устойлівасці Mycobacterium, і была атрымана камбінацыя ампліконаў мэтавых генаў, якія падлягалі выяўленню. Ампліфікаваныя прадукты могуць быць канструяваны ў высокапрадукцыйныя бібліятэкі секвенавання другога або трэцяга пакалення, і ўсе платформы секвенавання другога і трэцяга пакаленняў могуць быць падвергнуты глыбокаму секвенаванню для атрымання інфармацыі аб паслядоўнасці мэтавых генаў. Шляхам параўнання з вядомымі мутацыямі, якія змяшчаюцца ва ўбудаванай даведачнай базе дадзеных (у тым ліку каталогам мутацый комплексу Mycobacterium tuberculosis СААЗ і яго сувяззю з лекавай устойлівасцю), былі вызначаны мутацыі, звязаныя з лекавай устойлівасцю або адчувальнасцю да супрацьтуберкулёзных прэпаратаў. У спалучэнні з самаадкрывальным растворам для апрацоўкі ўзораў мокроты Macro & Micro-Test была вырашана праблема нізкай эфектыўнасці ампліфікацыі нуклеінавых кіслот клінічных узораў мокроты (у дзесяць разоў вышэй, чым у традыцыйных метадаў), так што выяўленне лекавай устойлівасці з дапамогай секвенавання можна непасрэдна ўжываць да клінічных узораў мокроты.

Дыяпазон выяўлення прадукту

34гены, звязаныя з лекавай устойлівасцю18супрацьтуберкулёзныя прэпараты і6Былі выяўлены неталерантныя наркотыкі, якія ахопліваюць297месцы лекавай устойлівасці; дзесяць відаў мікабактэрый туберкулёзу і больш за190былі выяўлены віды НТМ.

Табліца 1: Інфармацыя пра 18+6 прэпаратаў +190+NTM

Перавага прадукту

Высокая клінічная адаптыўнасць: узоры мокроты можна непасрэдна выявіць з дапамогай самаразрэджваючага агента без пасеву.

Эксперыментальная аперацыя простая: першы раўнд аперацыі ўзмацнення просты, а будаўніцтва бібліятэкі завяршаецца за 3 гадзіны, што павышае эфектыўнасць працы.

Поўнае тыпізаванне і лекавая ўстойлівасць: ахоп сайтаў тыпізацыі і лекавай устойлівасці метабалічных грыбкоў (МТБ) і нетуберкулёзных мікобактерій (НТМ), якія з'яўляюцца ключавымі клінічнымі пунктамі, дакладнае тыпізаванне і выяўленне лекавай устойлівасці, падтрымка праграмнага забеспячэння для незалежнага аналізу і стварэнне аналітычных справаздач адным пстрычкай мышы.

Сумяшчальнасць: сумяшчальнасць прадуктаў, адаптацыя да асноўных платформаў ILM і MGI/ONT.

Спецыфікацыя прадукту

Код прадукту	назва прадукту	Платформа выяўлення	спецыфікацыі
HWTS-NGS-T001	Набор для тыпізацыі мікабактэрый і выяўлення лекавай устойлівасці (метад мультыплекснай ампліфікацыі)	ONT、Illumina、MGI、Salus pro	16/96rxn