Novo orožje za diagnozo tuberkuloze in odkrivanje odpornosti na zdravila: ciljno zaporedje nove generacije (tNGS) v kombinaciji s strojnim učenjem za diagnozo preobčutljivosti tuberkuloze
Literaturno poročilo: CCa: diagnostični model na podlagi tNGS in strojnega učenja, ki je primeren za ljudi z manj bakterijsko tuberkulozo in tuberkuloznim meningitisom.
Naslov diplomskega dela: Sekvenciranje naslednje generacije in strojno učenje, usmerjeno na tuberkulozo: ultra občutljiva diagnostična strategija za paucifične pljučne tubule in tubularni meningitis.
Periodika: 《Clinica Chimica Acta》
ČE: 6.5
Datum objave: januar 2024
V kombinaciji z Univerzo Kitajske akademije znanosti in pekinško bolnišnico za prsni koš Medicinske univerze Capital je Macro & Micro-Test vzpostavil model diagnoze tuberkuloze, ki temelji na novi generaciji tehnologije ciljnega zaporedja (tNGS) in metodi strojnega učenja, ki je zagotovila izjemno visoko občutljivost za odkrivanje tuberkuloze z malo bakterijami in tuberkulozni meningitis, je zagotovil novo diagnostično metodo preobčutljivosti za klinično diagnozo dveh vrst tuberkuloze ter pomagal pri natančni diagnozi, odkrivanju odpornosti na zdravila in zdravljenju tuberkuloze.Hkrati je ugotovljeno, da se pacientova plazemska cfDNA lahko uporabi kot ustrezen tip vzorca za klinično vzorčenje pri diagnozi TBM.
V tej študiji je bilo 227 vzorcev plazme in vzorcev cerebrospinalne tekočine uporabljenih za določitev dveh kliničnih kohort, v katerih so bili laboratorijski diagnostični kohortni vzorci uporabljeni za vzpostavitev modela strojnega učenja diagnoze tuberkuloze, vzorci klinične diagnostične kohorte pa so bili uporabljeni za preverjanje ugotovljene diagnostični model.Vsi vzorci so bili najprej ciljno usmerjeni s posebej zasnovanim ciljnim zbiralnikom za lovljenje Mycobacterium tuberculosis.Nato se na podlagi podatkov o zaporedju TB-tNGS model odločitvenega drevesa uporabi za izvedbo 5-kratne navzkrižne validacije na nizih za usposabljanje in validacijo laboratorijske diagnostične čakalne vrste in pridobijo se diagnostični pragovi vzorcev plazme in vzorcev cerebrospinalne tekočine.Dobljeni prag se prenese v dva testna niza klinične diagnoze za odkrivanje, diagnostična uspešnost učenca pa se oceni s krivuljo ROC.Končno je bil pridobljen model diagnoze tuberkuloze.
Slika 1 shematski diagram zasnove raziskave
Rezultati: Glede na specifične pragove vzorca DNA cerebrospinalne tekočine (AUC = 0,974) in vzorca cfDNA plazme (AUC = 0,908), določene v tej študiji, je bila med 227 vzorci občutljivost vzorca cerebrospinalne tekočine 97,01 %, specifičnost 95,65 % in občutljivost in specifičnost vzorca plazme sta bili 82,61 % in 86,36 %.Pri analizi 44 parnih vzorcev cfDNA plazme in DNA cerebrospinalne tekočine bolnikov s TBM ima diagnostična strategija te študije visoko konsistentnost 90,91 % (40/44) v cfDNA plazme in DNA cerebrospinalne tekočine, občutljivost pa je 95,45 %. (42/44).Pri otrocih s pljučno tuberkulozo je diagnostična strategija te študije bolj občutljiva na vzorce plazme kot rezultati Xpert detekcije vzorcev želodčnega soka istih bolnikov (28,57 % v primerjavi s 15,38 %).
Slika 2 Učinkovitost analize modela diagnoze tuberkuloze za populacijske vzorce
Slika 3 Diagnostični rezultati seznanjenih vzorcev
Zaključek: V tej študiji je bila uveljavljena preobčutljiva diagnostična metoda za tuberkulozo, ki lahko zagotovi diagnostično orodje z najvišjo občutljivostjo zaznavanja za klinične bolnike z oligobacilarno tuberkulozo (negativna kultura).Odkrivanje preobčutljive tuberkuloze na podlagi plazemske cfDNA je lahko primerna vrsta vzorca za diagnozo aktivne tuberkuloze in tuberkuloznega meningitisa (pri bolnikih s sumom na možgansko tuberkulozo je lažje odvzeti vzorce plazme kot cerebrospinalno tekočino).
Originalna povezava: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/s0009898123004990?prek %3Dihub
Kratka predstavitev izdelkov serije Macro & Micro-Test za odkrivanje tuberkuloze
Glede na zapleteno situacijo vzorcev bolnikov s tuberkulozo in različne potrebe Macro & Micro-Test zagotavlja celoten nabor rešitev NGS za ekstrakcijo utekočinjenja iz vzorcev sputuma, gradnjo knjižnice Qualcomm in sekvenciranje ter analizo podatkov.Izdelki pokrivajo hitro diagnostiko bolnikov s tuberkulozo, odkrivanje odpornosti tuberkuloze na zdravila, tipizacijo mikobakterij tuberkuloze in NTM, diagnozo preobčutljivosti bakterijsko negativne tuberkuloze in tuberkuloznih ljudi itd.
Kompleti za serijsko odkrivanje tuberkuloze in mikobakterij:
| Izdelek št | ime izdelka | vsebino testiranja izdelka | vrsta vzorca | veljavni model |
| HWTS-3012 | Sredstvo za sproščanje vzorcev | Uporablja se pri utekočinjenju vzorcev sputuma in je pridobil prvovrstno rekordno številko Sutong Machinery Equipment 20230047. | sputum | |
| HWTS-NGS-P00021 | Komplet za odkrivanje količine Qualcomm za preobčutljivo tuberkulozo (metoda zajema sonde) | Neinvazivno (tekočinska biopsija) odkrivanje preobčutljivosti za bakterijsko negativno pljučno tuberkulozo in možganske nodule;Vzorci ljudi, za katere se je sumilo, da so okuženi s tuberkuloznimi ali netuberkuloznimi mikobakterijami, so bili analizirani z metagenomiko globokega sekvenciranja in podatki o odkrivanju, ali so bile okužene s tuberkuloznimi ali netuberkuloznimi mikobakterijami, ter glavne informacije o odpornosti Mycobacterium tuberculosis prve izbire na zdravila so bili zagotovljeni. | Periferna kri, alveolarna izpiralna tekočina, hidrotoraks in ascites, punkcijski vzorec žarišča, cerebrospinalna tekočina. | Druga generacija |
| HWTS-NGS-T001 | Komplet za tipizacijo mikobakterij in odkrivanje odpornosti na zdravila (metoda sekvenciranja multipleksnega pomnoževanja) | Test tipizacije mikobakterij, vključno z MTBC in 187 NTM；Odkrivanje odpornosti Mycobacterium tuberculosis na zdravila zajema 13 zdravil in 16 glavnih mest mutacije genov za odpornost na zdravila. | Sputum, alveolarna izpiralna tekočina, hidrotoraks in ascites, punkcijski vzorec žarišča, cerebrospinalna tekočina. | Druga/tretja generacija dvojne platforme |
Poudarki: HWTS-NGS-T001 Komplet za tipizacijo mikobakterij in odkrivanje odpornosti na zdravila (metoda multipleksnega pomnoževanja)
Predstavitev izdelka
Izdelek temelji na glavnih zdravilih prve in druge izbire, opisanih v smernicah Svetovne zdravstvene organizacije za zdravljenje tuberkuloze, makrolidih in aminoglikozidih, ki se običajno uporabljajo v smernicah za zdravljenje NTM, mesta odpornosti na zdravila pa zajemajo eno skupino mest, povezanih z odpornostjo na zdravila v Katalog kompleksnih mutacij Mycobacterium tuberculosis SZO, kot tudi drugi prijavljeni geni za odpornost na zdravila in mesta mutacije v skladu s preiskavo in statistiko literature z visoko oceno doma in v tujini.
Identifikacija tipa temelji na sevih NTM, povzetih v smernicah NTM, ki jih je objavila kitajska revija za tuberkulozo in bolezni dihal, in na soglasju strokovnjakov.Oblikovani primerji za tipkanje lahko pomnožijo, sekvencirajo in označijo več kot 190 vrst NTM.
S tehnologijo ciljanega multipleksnega pomnoževanja PCR so bili geni za genotipizacijo in geni Mycobacterium, odporni na zdravila, pomnoženi z multipleksnim PCR in pridobljena je bila kombinacija pomnožev ciljnih genov, ki jih je treba zaznati.Pomnožene produkte je mogoče konstruirati v druge ali tretje generacije visokozmogljivih knjižnic sekvenciranja, vse platforme za sekvenciranje druge in tretje generacije pa se lahko podvržejo globokemu sekvenciranju, da se pridobijo informacije o zaporedju ciljnih genov.S primerjavo z znanimi mutacijami v vgrajeni referenčni bazi podatkov (vključno s katalogom kompleksnih mutacij Mycobacterium tuberculosis WHO in njegovim odnosom z odpornostjo na zdravila) so bile določene mutacije, povezane z odpornostjo na zdravila ali občutljivostjo za zdravila proti tuberkulozi.V kombinaciji z rešitvijo Macro & Micro-Test za obdelavo samoodprtega vzorca sputuma je bil rešen problem nizke učinkovitosti pomnoževanja nukleinske kisline kliničnih vzorcev sputuma (desetkrat večja kot pri tradicionalnih metodah), tako da je mogoče odkrivanje zaporedja odpornosti na zdravila nanese neposredno na klinične vzorce sputuma.
Razpon zaznavanja izdelka
34geni, povezani z odpornostjo na zdravila18zdravila proti tuberkulozi in6Odkrita so bila zdravila NTM, ki zajemajo297mesta odpornosti na zdravila;Deset vrst Mycobacterium tuberculosis in več kot190odkritih vrst NTM.
Tabela 1: Podatki o 18+6 zdravilih +190+NTM
Prednost izdelka
Močna klinična prilagodljivost: vzorce sputuma je mogoče neposredno zaznati s sredstvom za samoutekočinjenje brez kulture.
Eksperimentalno delovanje je preprosto: prvi krog operacije ojačanja je preprost, konstrukcija knjižnice pa je dokončana v 3 urah, kar izboljša delovno učinkovitost.
Obsežno tipiziranje in odpornost na zdravila: pokriva mesta tipizacije in odpornosti na zdravila MTB in NTM, ki so ključne točke kliničnega pomisleka, natančno tipiziranje in odkrivanje odpornosti na zdravila, podpira programsko opremo za neodvisno analizo in ustvarja poročila o analizi z enim klikom.
Združljivost: združljivost izdelkov, prilagajanje glavnim platformam ILM in MGI/ONT.
Specifikacije produkta
| Koda izdelka | ime izdelka | Platforma za odkrivanje | specifikacije |
| HWTS-NGS-T001 | Komplet za tipizacijo mikobakterij in odkrivanje odpornosti na zdravila (multipleksna metoda pomnoževanja) | ONT、Illumina、MGI、Salus pro | 16/96rxn |
Čas objave: 23. januarja 2024