Senjata Baru untuk Diagnosis Tuberkulosis dan Deteksi Resistensi Obat: Sekuensing Bertarget Generasi Baru (tNGS) yang Dikombinasikan dengan Pembelajaran Mesin untuk Diagnosis Hipersensitivitas Tuberkulosis
Laporan literatur: CCa: sebuah model diagnostik berbasis tNGS dan pembelajaran mesin, yang cocok untuk orang dengan tuberkulosis bakteri dan meningitis tuberkulosis yang ringan.
Judul tesis: Sekuensing generasi berikutnya dan pembelajaran mesin yang ditargetkan pada tuberkulosis: strategi diagnostik ultra-sensitif untuk tuberkulosis paru paucific dan meningitis tubular.
Berkala: 《Clinica Chimica Acta》
IF: 6.5
Tanggal publikasi: Januari 2024
Bekerja sama dengan Universitas Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok dan Rumah Sakit Dada Beijing dari Universitas Kedokteran Ibu Kota, Macro & Micro-Test membangun model diagnosis tuberkulosis berdasarkan teknologi sekuensing bertarget generasi baru (tNGS) dan metode pembelajaran mesin, yang memberikan sensitivitas deteksi ultra-tinggi untuk tuberkulosis dengan sedikit bakteri dan meningitis tuberkulosis, menyediakan metode diagnosis hipersensitivitas baru untuk diagnosis klinis dua jenis tuberkulosis, dan membantu diagnosis akurat, deteksi resistensi obat, dan pengobatan tuberkulosis. Pada saat yang sama, ditemukan bahwa cfDNA plasma pasien dapat digunakan sebagai jenis sampel yang sesuai untuk pengambilan sampel klinis dalam diagnosis TBM.
Dalam penelitian ini, 227 sampel plasma dan cairan serebrospinal digunakan untuk membentuk dua kohort klinis, di mana sampel kohort diagnostik laboratorium digunakan untuk membangun model pembelajaran mesin diagnosis tuberkulosis, dan sampel kohort diagnostik klinis digunakan untuk memverifikasi model diagnostik yang telah dibangun. Semua sampel pertama-tama ditargetkan oleh kumpulan probe penangkap target yang dirancang khusus untuk Mycobacterium tuberculosis. Kemudian, berdasarkan data sekuensing TB-tNGS, model pohon keputusan digunakan untuk melakukan validasi silang 5-fold pada set pelatihan dan validasi antrian diagnostik laboratorium, dan ambang batas diagnostik sampel plasma dan cairan serebrospinal diperoleh. Ambang batas yang diperoleh dimasukkan ke dalam dua set uji antrian diagnosis klinis untuk deteksi, dan kinerja diagnostik dari model pembelajaran dievaluasi dengan kurva ROC. Akhirnya, model diagnosis tuberkulosis diperoleh.
Gambar 1. Diagram skematis desain penelitian.
Hasil: Berdasarkan ambang batas spesifik sampel DNA CSF (AUC = 0,974) dan sampel cfDNA plasma (AUC = 0,908) yang ditentukan dalam penelitian ini, di antara 227 sampel, sensitivitas sampel CSF adalah 97,01%, spesifisitasnya adalah 95,65%, dan sensitivitas serta spesifisitas sampel plasma masing-masing adalah 82,61% dan 86,36%. Dalam analisis 44 sampel berpasangan cfDNA plasma dan DNA cairan serebrospinal dari pasien TBM, strategi diagnostik penelitian ini memiliki konsistensi tinggi sebesar 90,91% (40/44) pada cfDNA plasma dan DNA cairan serebrospinal, dan sensitivitasnya adalah 95,45% (42/44). Pada anak-anak dengan tuberkulosis paru, strategi diagnostik penelitian ini lebih sensitif terhadap sampel plasma dibandingkan hasil deteksi Xpert pada sampel cairan lambung dari pasien yang sama (28,57% VS 15,38%).
Gambar 2. Analisis kinerja model diagnosis tuberkulosis untuk sampel populasi.
Gambar 3. Hasil diagnostik sampel berpasangan
Kesimpulan: Metode diagnostik hipersensitif untuk tuberkulosis telah dikembangkan dalam penelitian ini, yang dapat memberikan alat diagnostik dengan sensitivitas deteksi tertinggi untuk pasien klinis dengan tuberkulosis oligobasiler (kultur negatif). Deteksi tuberkulosis hipersensitif berdasarkan cfDNA plasma mungkin merupakan jenis sampel yang sesuai untuk diagnosis tuberkulosis aktif dan meningitis tuberkulosis (sampel plasma lebih mudah dikumpulkan daripada cairan serebrospinal untuk pasien yang diduga menderita tuberkulosis otak).
Tautan asli: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/s0009898123004990? via%3Dihub
Pengenalan singkat produk deteksi tuberkulosis seri Macro & Micro-Test.
Mengingat rumitnya situasi pengambilan sampel pasien tuberkulosis dan berbagai kebutuhannya, Macro & Micro-Test menyediakan solusi NGS lengkap untuk ekstraksi likuifaksi dari sampel dahak, pembuatan pustaka Qualcomm dan pengurutan, serta analisis data. Produk-produk tersebut mencakup diagnosis cepat pasien tuberkulosis, deteksi resistensi obat tuberkulosis, penentuan tipe Mycobacterium tuberculosis dan NTM, diagnosis hipersensitivitas pada penderita tuberkulosis yang negatif bakteri dan penderita tuberkulosis, dll.
Kit deteksi serial untuk tuberkulosis dan mikobakteria:
| Nomor Barang | nama Produk | konten pengujian produk | jenis sampel | model yang berlaku |
| HWTS-3012 | Agen pelepas sampel | Digunakan dalam pengolahan pencairan sampel dahak, telah memperoleh nomor rekor kelas satu, Sutong Machinery Equipment 20230047. | dahak | |
| HWTS-NGS-P00021 | Kit deteksi kuantitas Qualcomm untuk tuberkulosis hipersensitif (metode penangkapan probe) | Deteksi hipersensitivitas non-invasif (biopsi cair) untuk tuberkulosis paru dan nodul otak yang negatif bakteri; Sampel dari orang yang diduga terinfeksi tuberkulosis atau mikobakteria non-tuberkulosis dianalisis dengan metagenomik sekuensing berkedalaman tinggi, dan informasi deteksi apakah terinfeksi tuberkulosis atau mikobakteria non-tuberkulosis serta informasi resistensi obat lini pertama utama dari Mycobacterium tuberculosis diberikan. | Darah tepi, cairan bilasan alveolar, hidrotoraks dan asites, sampel tusukan fokus, cairan serebrospinal. | Generasi kedua |
| HWTS-NGS-T001 | Kit penentuan tipe Mycobacterium dan deteksi resistensi obat (metode sekuensing amplifikasi multipleks) | Tes penentuan tipe Mycobacterium, termasuk MTBC dan 187 NTM.;Deteksi resistensi obat pada Mycobacterium tuberculosis mencakup 13 obat dan 16 lokasi mutasi inti gen resistensi obat. | Dahak, cairan bilasan alveolar, hidrotoraks dan asites, sampel tusukan fokus, cairan serebrospinal. | Platform ganda generasi kedua/ketiga |
Fitur Unggulan: Kit penentuan tipe Mycobacterium dan deteksi resistensi obat HWTS-NGS-T001 (metode amplifikasi multipleks)
Pengenalan produk
Produk ini didasarkan pada obat-obatan lini pertama dan kedua utama yang dijelaskan dalam pedoman pengobatan TB WHO, makrolida dan aminoglikosida yang umum digunakan dalam pedoman pengobatan NTM, dan lokasi resistensi obat mencakup semua satu kelompok lokasi terkait resistensi obat dalam katalog mutasi kompleks Mycobacterium tuberculosis WHO, serta gen resistensi obat dan lokasi mutasi lain yang dilaporkan sesuai dengan investigasi dan statistik literatur terkemuka di dalam dan luar negeri.
Identifikasi tipe didasarkan pada strain NTM yang dirangkum dalam pedoman NTM yang diterbitkan oleh Jurnal Tuberkulosis dan Penyakit Pernapasan Tiongkok dan konsensus para ahli. Primer tipe yang dirancang dapat mengamplifikasi, mengurutkan, dan menganotasi lebih dari 190 spesies NTM.
Melalui teknologi amplifikasi PCR multipleks yang ditargetkan, gen genotipe dan gen resistensi obat Mycobacterium diamplifikasi dengan PCR multipleks, dan kombinasi amplikon gen target yang akan dideteksi diperoleh. Produk amplifikasi dapat dibangun menjadi pustaka sekuensing berkecepatan tinggi generasi kedua atau ketiga, dan semua platform sekuensing generasi kedua dan ketiga dapat dikenai sekuensing kedalaman tinggi untuk mendapatkan informasi sekuens gen target. Dengan membandingkannya dengan mutasi yang diketahui yang terdapat dalam basis data referensi bawaan (termasuk katalog mutasi kompleks Mycobacterium tuberculosis WHO dan hubungannya dengan resistensi obat), mutasi yang terkait dengan resistensi obat atau kerentanan terhadap obat anti-tuberkulosis ditentukan. Dikombinasikan dengan solusi pengolahan sampel dahak yang dibuka sendiri dari Macro & Micro-Test, masalah efisiensi amplifikasi asam nukleat yang rendah pada sampel dahak klinis (sepuluh kali lebih tinggi daripada metode tradisional) dapat diatasi, sehingga deteksi sekuensing resistensi obat dapat langsung diterapkan pada sampel dahak klinis.
Rentang deteksi produk
34gen terkait resistensi obat18obat anti-tuberkulosis dan6Obat-obatan NTM terdeteksi, meliputi297lokasi resistensi obat; Sepuluh jenis Mycobacterium tuberculosis dan lebih dari190Berbagai jenis NTM terdeteksi.
Tabel 1: Informasi 18+6 Obat +190+NTM
Keunggulan produk
Kemampuan adaptasi klinis yang kuat: sampel dahak dapat dideteksi secara langsung dengan agen pencairan sendiri tanpa kultur.
Operasi eksperimentalnya sederhana: putaran pertama operasi amplifikasi sederhana, dan pembangunan pustaka selesai dalam 3 jam, yang meningkatkan efisiensi kerja.
Penentuan tipe dan resistensi obat yang komprehensif: mencakup penentuan tipe dan lokasi resistensi obat MTB dan NTM, yang merupakan poin penting dalam klinis, penentuan tipe dan deteksi resistensi obat yang akurat, mendukung perangkat lunak analisis independen, dan menghasilkan laporan analisis hanya dengan satu klik.
Kompatibilitas: kompatibilitas produk, beradaptasi dengan platform ILM dan MGI/ONT arus utama.
Spesifikasi produk
| Kode produk | nama Produk | Platform deteksi | spesifikasi |
| HWTS-NGS-T001 | Kit penentuan tipe Mycobacterium dan deteksi resistensi obat (metode amplifikasi multipleks) | ONT, Illumina, MGI, Salus pro | 16/96rxn |
Waktu posting: 23 Januari 2024