Новая зброя для дыягностыкі туберкулёзу і выяўлення ўстойлівасці да лекаў: мэтавае секвеніраванне новага пакалення (tNGS) у спалучэнні з машынным навучаннем для дыягностыкі гіперчувствітельності туберкулёзу
Справаздача аб літаратуры: CCa: дыягнастычная мадэль, заснаваная на tNGS і машынным навучанні, якая падыходзіць для людзей з меншай колькасцю бактэрыяльнага туберкулёзу і сухотнага менінгіту.
Назва дысертацыі: Секвеніраванне наступнага пакалення і машыннае навучанне, арыентаванае на туберкулёз: звышадчувальная дыягнастычная стратэгія пацыфічных лёгачных канальчыкаў і канальчыкавага менінгіту.
Перыядычнае выданне: 《Clinica Chimica Acta》
КАЛІ: 6.5
Дата публікацыі: студзень 2024 г
У спалучэнні з Універсітэтам Кітайскай акадэміі навук і Пекінскай грудной бальніцай Сталічнага медыцынскага ўніверсітэта кампанія Macro & Micro-Test стварыла мадэль дыягностыкі туберкулёзу, заснаваную на тэхналогіі мэтавага секвенавання (tNGS) новага пакалення і метадзе машыннага навучання, якія забяспечваюць звышвысокую адчувальнасць да выяўлення туберкулёзу з невялікай колькасцю бактэрый і сухотнага менінгіту, прадставіў новы метад дыягностыкі гіперчувствітельності для клінічнай дыягностыкі двух тыпаў туберкулёзу, а таксама дапамог у дакладнай дыягностыцы, выяўленні ўстойлівасці да лекаў і лячэнні туберкулёзу.У той жа час выяўлена, што вкДНК плазмы пацыента можа быць выкарыстана ў якасці падыходнага тыпу ўзору для клінічнага ўзяцця ў дыягностыцы ТБМ.
У гэтым даследаванні 227 узораў плазмы і спіннамазгавой вадкасці былі выкарыстаны для стварэння дзвюх клінічных кагорт, у якіх узоры лабараторнай дыягнастычнай кагорты выкарыстоўваліся для стварэння мадэлі машыннага навучання дыягностыкі туберкулёзу, а ўзоры клінічнай дыягнастычнай кагорты выкарыстоўваліся для праверкі ўстаноўленага дыягнастычная мадэль.Усе ўзоры спачатку былі нацэлены на спецыяльна распрацаваны зонд мэтавага захопу для Mycobacterium tuberculosis.Затым на аснове дадзеных секвенирования TB-tNGS мадэль дрэва рашэнняў выкарыстоўваецца для выканання 5-кратнай перакрыжаванай праверкі набораў для навучання і праверкі чаргі лабараторнай дыягностыкі, і атрымліваюцца дыягнастычныя парогі ўзораў плазмы і цэрэбраспінальнай вадкасці.Атрыманы парог уносіцца ў два наборы тэстаў чаргі клінічнай дыягностыкі для выяўлення, і дыягнастычная прадукцыйнасць навучэнца ацэньваецца па крывой ROC.Нарэшце была атрымана мадэль дыягназу туберкулёзу.
Мал. 1 - прынцыповая схема дызайну даследавання
Вынікі: у адпаведнасці са спецыфічнымі парогамі ўзору ДНК СМЖ (AUC = 0,974) і ўзору вкДНК плазмы (AUC = 0,908), вызначаных у гэтым даследаванні, сярод 227 узораў адчувальнасць узору СМЖ склала 97,01%, спецыфічнасць - 95,65%, а адчувальнасць і спецыфічнасць пробы плазмы складалі 82,61% і 86,36%.Пры аналізе 44 парных узораў вкДНК плазмы і ДНК спіннамазгавой вадкасці пацыентаў з ТБМ дыягнастычная стратэгія гэтага даследавання мае высокую кансістэнцыю 90,91% (40/44) у вкДНК плазмы і ДНК спіннамазгавой вадкасці, а адчувальнасць складае 95,45% (42/44).У дзяцей з туберкулёзам лёгкіх дыягнастычная стратэгія гэтага даследавання больш адчувальная да ўзораў плазмы, чым вынікі выяўлення Xpert узораў страўнікавага соку тых жа пацыентаў (28,57% супраць 15,38%).
Мал. 2 Прадукцыйнасць аналізу мадэлі дыягностыкі туберкулёзу для выбарак насельніцтва
Мал. 3 Вынікі дыягностыкі парных узораў
Выснова: у гэтым даследаванні быў створаны звышадчувальны метад дыягностыкі туберкулёзу, які можа забяспечыць дыягнастычны інструмент з самай высокай адчувальнасцю выяўлення для клінічных пацыентаў з алігабацылярным туберкулёзам (адмоўны пасеў).Выяўленне гіперчувствітельного туберкулёзу на аснове вкДНК плазмы можа быць прыдатным тыпам проб для дыягностыкі актыўнага туберкулёзу і сухотнага менінгіту (у пацыентаў з падазрэннем на сухоты галаўнога мозгу ўзоры плазмы сабраць лягчэй, чым спіннамазгавую вадкасць).
Арыгінальная спасылка: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/s0009898123004990?праз%3Dihub
Кароткае знаёмства з прадуктамі серыі Macro & Micro-Test для выяўлення туберкулёзу
Улічваючы складаную сітуацыю з узорамі хворых на туберкулёз і розныя патрэбы, Macro & Micro-Test прапануе поўны набор рашэнняў NGS для экстракцыі звадкавання з узораў мокроты, пабудовы бібліятэкі Qualcomm і секвеніравання, а таксама аналізу даных.Прадукты ахопліваюць экспрэс-дыягностыку хворых на туберкулёз, выяўленне лекавай устойлівасці туберкулёзу, тыпаванне мікабактэрый туберкулёзу і НТМ, дыягностыку гіперчувствітельності бактэрыянегатыўнага туберкулёзу і туберкулёзу і інш.
Серыйныя наборы для выяўлення туберкулёзу і мікабактэрый:
| Пункт № | назва прадукту | змест тэставання прадукту | тып выбаркі | прыдатная мадэль |
| HWTS-3012 | Узор раздзяляльніка | Выкарыстоўваецца пры разрэджванні пробаў мокроты, атрымаў рэкордны нумар першага класа Sutong Machinery Equipment 20230047. | мокрота | |
| HWTS-NGS-P00021 | Камплект Qualcomm для вызначэння колькасці для гіперчувствітельного туберкулёзу (метад захопу зонда) | Неінвазіўнае (вадкасная біяпсія) выяўленне гіперчувствітельності бактэрыяльна-адмоўнага туберкулёзу лёгкіх і вузельчыкаў галаўнога мозгу;Узоры людзей з падазрэннем на заражэнне туберкулёзнымі або нетуберкулёзнымі мікабактэрыямі былі прааналізаваны метадам метагеномікі глыбокага секвенирования, а таксама інфармацыя аб выяўленні таго, ці былі заражаныя туберкулёзныя або нетуберкулёзныя мікабактэрыі, а таксама асноўная інфармацыя аб устойлівасці мікабактэрый туберкулёзу першай лініі да лекаў былі прадастаўлены. | Перыферычная кроў, альвеалярны лаваж, гидроторакс і асцыт, пункцыйная проба фокуса, спіннамазгавая вадкасць. | Другое пакаленне |
| HWTS-NGS-T001 | Набор для тыпавання мікабактэрый і выяўлення ўстойлівасці да лекаў (метад секвеніравання мультыплекснай ампліфікацыі) | Тэст на тыпаванне мікабактэрый, уключаючы MTBC і 187 NTM；Выяўленне лекавай устойлівасці Mycobacterium tuberculosis ахоплівае 13 лекавых сродкаў і 16 асноўных сайтаў мутацыі генаў лекавай устойлівасці. | Мокрота, альвеалярны лаваж, гидроторакс і асцыт, пункцыйная проба фокуса, спіннамазгавая вадкасць. | Падвойная платформа другога/трэцяга пакалення |
Асноўныя моманты: HWTS-NGS-T001 Набор для тыпізацыі мікабактэрый і выяўлення ўстойлівасці да лекаў (метад мультыплекснай ампліфікацыі)
Увядзенне прадукту
Прадукт заснаваны на асноўных прэпаратах першага і другога шэрагу, апісаных у рэкамендацыях СААЗ па лячэнні туберкулёзу, макролідах і амінагліказідах, якія звычайна выкарыстоўваюцца ў рэкамендацыях па лячэнні NTM, а сайты лекавай устойлівасці ахопліваюць усю адну групу сайтаў, звязаных з лекавай устойлівасцю ў Комплексны каталог мутацый Mycobacterium tuberculosis СААЗ, а таксама іншыя гены лекавай устойлівасці і сайты мутацый, пра якія паведамляецца, згодна з даследаваннямі і статыстыкай літаратуры з высокім балам у краіне і за мяжой.
Ідэнтыфікацыя тыпу заснавана на штамах NTM, абагульненых у рэкамендацыях па NTM, апублікаваных Кітайскім часопісам туберкулёзу і рэспіраторных захворванняў, і на кансенсусе экспертаў.Распрацаваныя праймеры могуць узмацняць, секвенировать і анатаваць больш за 190 відаў NTM.
Дзякуючы тэхналогіі мэтанакіраванай мультыплекснай ПЦР-ампліфікацыі гены генатыпаў і лекава-ўстойлівыя гены Mycobacterium былі ампліфікаваны з дапамогай мультыплекснай ПЦР, і была атрымана камбінацыя ампліконаў мэтавых генаў, якія падлягаюць выяўленню.Ампліфікаваныя прадукты можна ўбудаваць у высокапрадукцыйныя бібліятэкі секвенирования другога і трэцяга пакаленняў, а ўсе платформы секвенирования другога і трэцяга пакаленняў можна падвяргаць глыбокаму секвенированию для атрымання інфармацыі аб паслядоўнасці мэтавых генаў.Шляхам параўнання з вядомымі мутацыямі, якія змяшчаюцца ва ўбудаванай эталоннай базе дадзеных (уключаючы каталог мутацый комплексу СААЗ Mycobacterium tuberculosis і яго ўзаемасувязь з лекавай устойлівасцю), былі вызначаны мутацыі, звязаныя з лекавай устойлівасцю або адчувальнасцю да супрацьтуберкулёзных прэпаратаў.У спалучэнні з рашэннем Macro & Micro-Test для самастойнай апрацоўкі ўзораў мокроты была вырашана праблема нізкай эфектыўнасці ампліфікацыі нуклеінавых кіслот у клінічных узорах мокроты (у дзесяць разоў вышэй, чым у традыцыйных метадаў), так што можна вызначыць секвеніраванне ўстойлівасці да лекаў. наносіцца непасрэдна на клінічныя ўзоры мокроты.
Дыяпазон выяўлення прадукту
34гены, звязаныя з лекавай устойлівасцю18процітуберкулёзныя прэпараты і6Выяўлены наркотыкі НТМ, ахопл297ўстойлівасць да лекаў;Дзесяць відаў Mycobacterium tuberculosis і больш190відаў НТМ былі выяўленыя.
Табліца 1: Інфармацыя пра 18+6 прэпаратаў +190+NTM
Перавага прадукту
Моцная клінічная адаптыўнасць: узоры мокроты можна непасрэдна выявіць з дапамогай самаразрэджваючага агента без пасева.
Эксперыментальная аперацыя простая: першы раунд аперацыі ўзмацнення просты, а будаўніцтва бібліятэкі завяршаецца за 3 гадзіны, што павышае эфектыўнасць працы.
Комплекснае тыпаванне і ўстойлівасць да лекаў: ахоп сайтаў тыпізацыі і ўстойлівасці да лекаў MTB і NTM, якія з'яўляюцца ключавымі кропкамі клінічнай заклапочанасці, дакладнае ўвядзенне і выяўленне ўстойлівасці да лекаў, падтрымка незалежнага праграмнага забеспячэння для аналізу і стварэнне справаздач аб аналізе 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 тыпавання мікабактэрый і выяўлення ўстойлівасці да лекаў (метад мультыплекснай ампліфікацыі) | ONT、Illumina、MGI、Salus pro | 16/96rxn |
Час публікацыі: 23 студзеня 2024 г