Một vũ khí mới trong chẩn đoán bệnh lao và phát hiện kháng thuốc: Giải trình tự đích thế hệ mới (tNGS) kết hợp với học máy để chẩn đoán quá mẫn cảm với thuốc lao.
Báo cáo nghiên cứu: CCa: một mô hình chẩn đoán dựa trên tNGS và máy học, phù hợp cho những người mắc bệnh lao thể nhẹ và viêm màng não do lao.
Tên luận văn: Giải trình tự thế hệ tiếp theo nhắm mục tiêu vào bệnh lao và học máy: một chiến lược chẩn đoán siêu nhạy cho bệnh lao phổi thể ít ống và viêm màng não do lao.
Định kỳ: 《Clinica Chimica Acta》
IF: 6.5
Ngày xuất bản: Tháng 1 năm 2024
Kết hợp với Đại học Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc và Bệnh viện Phổi Bắc Kinh thuộc Đại học Y khoa Thủ đô, Macro & Micro-Test đã thiết lập mô hình chẩn đoán bệnh lao dựa trên công nghệ giải trình tự đích thế hệ mới (tNGS) và phương pháp học máy, cung cấp độ nhạy phát hiện cực cao đối với bệnh lao ít vi khuẩn và viêm màng não do lao, cung cấp phương pháp chẩn đoán siêu nhạy mới cho chẩn đoán lâm sàng hai loại bệnh lao, và hỗ trợ chẩn đoán chính xác, phát hiện kháng thuốc và điều trị bệnh lao. Đồng thời, phát hiện ra rằng cfDNA trong huyết tương của bệnh nhân có thể được sử dụng như một loại mẫu phù hợp để lấy mẫu lâm sàng trong chẩn đoán viêm màng não do lao.
Trong nghiên cứu này, 227 mẫu huyết tương và dịch não tủy được sử dụng để thiết lập hai nhóm bệnh nhân lâm sàng. Các mẫu thuộc nhóm chẩn đoán trong phòng thí nghiệm được sử dụng để xây dựng mô hình học máy chẩn đoán bệnh lao, và các mẫu thuộc nhóm chẩn đoán lâm sàng được sử dụng để kiểm chứng mô hình chẩn đoán đã thiết lập. Tất cả các mẫu đều được xử lý bằng một nhóm đầu dò bắt giữ mục tiêu được thiết kế đặc biệt cho vi khuẩn Mycobacterium tuberculosis. Sau đó, dựa trên dữ liệu giải trình tự TB-tNGS, mô hình cây quyết định được sử dụng để thực hiện kiểm chứng chéo 5 lần trên tập huấn luyện và tập xác thực của hàng đợi chẩn đoán trong phòng thí nghiệm, và thu được ngưỡng chẩn đoán của các mẫu huyết tương và dịch não tủy. Ngưỡng thu được được đưa vào hai tập kiểm tra của hàng đợi chẩn đoán lâm sàng để phát hiện, và hiệu suất chẩn đoán của mô hình được đánh giá bằng đường cong ROC. Cuối cùng, mô hình chẩn đoán bệnh lao được xây dựng.
Hình 1. Sơ đồ thiết kế nghiên cứu.
Kết quả: Theo ngưỡng cụ thể của mẫu DNA dịch não tủy (AUC = 0,974) và mẫu cfDNA huyết tương (AUC = 0,908) được xác định trong nghiên cứu này, trong số 227 mẫu, độ nhạy của mẫu dịch não tủy là 97,01%, độ đặc hiệu là 95,65%, và độ nhạy và độ đặc hiệu của mẫu huyết tương lần lượt là 82,61% và 86,36%. Trong phân tích 44 cặp mẫu cfDNA huyết tương và DNA dịch não tủy từ bệnh nhân lao màng não, chiến lược chẩn đoán của nghiên cứu này có độ nhất quán cao là 90,91% (40/44) đối với cfDNA huyết tương và DNA dịch não tủy, và độ nhạy là 95,45% (42/44). Ở trẻ em mắc lao phổi, chiến lược chẩn đoán của nghiên cứu này nhạy hơn với mẫu huyết tương so với kết quả phát hiện Xpert của mẫu dịch vị từ cùng bệnh nhân (28,57% so với 15,38%).
Hình 2. Hiệu suất phân tích của mô hình chẩn đoán bệnh lao đối với mẫu dân số.
Hình 3. Kết quả chẩn đoán của các mẫu ghép đôi.
Kết luận: Nghiên cứu này đã thiết lập được một phương pháp chẩn đoán lao siêu nhạy, có thể cung cấp công cụ chẩn đoán với độ nhạy phát hiện cao nhất cho bệnh nhân lâm sàng mắc lao thể ít vi khuẩn (cấy khuẩn âm tính). Phát hiện lao siêu nhạy dựa trên cfDNA huyết tương có thể là loại mẫu phù hợp để chẩn đoán lao hoạt động và viêm màng não do lao (mẫu huyết tương dễ thu thập hơn dịch não tủy đối với bệnh nhân nghi ngờ mắc lao não).
Liên kết gốc: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/s0009898123004990?via%3Dihub
Giới thiệu ngắn gọn về các sản phẩm xét nghiệm lao thuộc dòng Macro & Micro-Test.
Trước tình hình mẫu bệnh phẩm lao phức tạp và nhiều nhu cầu khác nhau, Macro & Micro-Test cung cấp một bộ giải pháp NGS hoàn chỉnh bao gồm chiết tách hóa lỏng từ mẫu đờm, xây dựng thư viện Qualcomm và giải trình tự, cũng như phân tích dữ liệu. Sản phẩm bao gồm chẩn đoán nhanh bệnh nhân lao, phát hiện kháng thuốc lao, phân loại vi khuẩn lao và NTM, chẩn đoán phản ứng quá mẫn ở người lao âm tính với vi khuẩn và người mắc bệnh lao, v.v.
Bộ dụng cụ xét nghiệm định kỳ phát hiện bệnh lao và vi khuẩn lao:
| Mã số mặt hàng | tên sản phẩm | nội dung thử nghiệm sản phẩm | loại mẫu | mô hình áp dụng |
| HWTS-3012 | Chất giải phóng mẫu | Được sử dụng trong xử lý làm lỏng mẫu đờm, thiết bị này đã đạt được số đăng ký hạng nhất, Sutong Machinery Equipment 20230047. | đờm | |
| HWTS-NGS-P00021 | Bộ dụng cụ phát hiện số lượng Qualcomm cho bệnh lao nhạy cảm (phương pháp bắt giữ bằng đầu dò) | Xét nghiệm không xâm lấn (sinh thiết dịch) phát hiện phản ứng quá mẫn đối với bệnh lao phổi không do vi khuẩn và các nốt não; Các mẫu của những người nghi ngờ nhiễm lao hoặc vi khuẩn mycobacteria không phải lao được phân tích bằng phương pháp metagenomics giải trình tự sâu, và thông tin phát hiện về việc nhiễm lao hay vi khuẩn mycobacteria không phải lao cũng như thông tin về khả năng kháng thuốc hàng đầu của vi khuẩn lao được cung cấp. | Máu ngoại vi, dịch rửa phế nang, dịch màng phổi và dịch cổ trướng, mẫu chọc hút dịch ổ nhiễm trùng, dịch não tủy. | Thế hệ thứ hai |
| HWTS-NGS-T001 | Bộ kit phân loại vi khuẩn Mycobacterium và phát hiện kháng thuốc (phương pháp giải trình tự khuếch đại đa kênh) | Xét nghiệm phân loại vi khuẩn Mycobacterium, bao gồm MTBC và 187 NTM.；Việc phát hiện khả năng kháng thuốc của vi khuẩn Mycobacterium tuberculosis bao gồm 13 loại thuốc và 16 vị trí đột biến cốt lõi của các gen kháng thuốc. | Đờm, dịch rửa phế nang, dịch màng phổi và dịch cổ trướng, mẫu chọc hút dịch ổ bụng, dịch não tủy. | Nền tảng kép thế hệ thứ hai/thứ ba |
Điểm nổi bật: Bộ kit HWTS-NGS-T001 định typ vi khuẩn Mycobacterium và phát hiện kháng thuốc (phương pháp khuếch đại đa kênh)
Giới thiệu sản phẩm
Sản phẩm này dựa trên các loại thuốc điều trị chính bậc một và bậc hai được mô tả trong hướng dẫn điều trị lao của WHO, các loại macrolide và aminoglycoside thường được sử dụng trong hướng dẫn điều trị NTM, và các vị trí kháng thuốc bao gồm tất cả một nhóm các vị trí liên quan đến kháng thuốc trong danh mục đột biến phức hợp Mycobacterium tuberculosis của WHO, cũng như các gen kháng thuốc và vị trí đột biến khác được báo cáo theo nghiên cứu và thống kê từ các tài liệu có điểm số cao trong và ngoài nước.
Việc xác định kiểu gen dựa trên các chủng NTM được tóm tắt trong hướng dẫn về NTM do Tạp chí Lao và Bệnh hô hấp Trung Quốc công bố và sự đồng thuận của các chuyên gia. Các mồi định kiểu được thiết kế có thể khuếch đại, giải trình tự và chú thích hơn 190 loài NTM.
Thông qua công nghệ khuếch đại PCR đa mồi có định hướng, các gen định kiểu gen và gen kháng thuốc của vi khuẩn Mycobacterium được khuếch đại bằng PCR đa mồi, và thu được tổ hợp sản phẩm khuếch đại của các gen mục tiêu cần phát hiện. Các sản phẩm khuếch đại có thể được xây dựng thành thư viện giải trình tự thông lượng cao thế hệ thứ hai hoặc thứ ba, và tất cả các nền tảng giải trình tự thế hệ thứ hai và thứ ba đều có thể được sử dụng để giải trình tự độ sâu cao nhằm thu được thông tin trình tự của các gen mục tiêu. Bằng cách so sánh với các đột biến đã biết có trong cơ sở dữ liệu tham chiếu tích hợp (bao gồm danh mục đột biến phức hợp Mycobacterium tuberculosis của WHO và mối liên hệ của nó với kháng thuốc), các đột biến liên quan đến kháng thuốc hoặc nhạy cảm với thuốc chống lao đã được xác định. Kết hợp với giải pháp xử lý mẫu đờm tự mở của Macro & Micro-Test, vấn đề hiệu quả khuếch đại axit nucleic thấp của các mẫu đờm lâm sàng (cao gấp mười lần so với các phương pháp truyền thống) đã được giải quyết, do đó việc phát hiện giải trình tự kháng thuốc có thể được áp dụng trực tiếp cho các mẫu đờm lâm sàng.
Phạm vi phát hiện sản phẩm
34các gen liên quan đến kháng thuốc của18thuốc chống lao và6Các loại thuốc NTM đã được phát hiện, bao gồm...297Các vị trí kháng thuốc; Mười loại vi khuẩn Mycobacterium tuberculosis và hơn thế nữa190Nhiều loại NTM đã được phát hiện.
Bảng 1: Thông tin về 18+6 loại thuốc +190+NTM
Lợi thế sản phẩm
Khả năng thích ứng lâm sàng cao: mẫu đờm có thể được phát hiện trực tiếp bằng chất tự hóa lỏng mà không cần nuôi cấy.
Thao tác thí nghiệm khá đơn giản: vòng khuếch đại đầu tiên diễn ra dễ dàng, và việc xây dựng thư viện được hoàn thành trong 3 giờ, giúp nâng cao hiệu quả công việc.
Phân tích toàn diện về kiểu gen và khả năng kháng thuốc: bao gồm các vị trí phân loại và kháng thuốc của MTB và NTM, những điểm quan trọng trong lâm sàng, phân loại chính xác và phát hiện khả năng kháng thuốc, hỗ trợ phần mềm phân tích độc lập và tạo báo cáo phân tích chỉ với một cú nhấp chuột.
Khả năng tương thích: sản phẩm tương thích, thích ứng với các nền tảng ILM và MGI/ONT phổ biến.
Thông số kỹ thuật sản phẩm
| Mã sản phẩm | tên sản phẩm | Nền tảng phát hiện | thông số kỹ thuật |
| HWTS-NGS-T001 | Bộ kit định typ vi khuẩn Mycobacterium và phát hiện kháng thuốc (phương pháp khuếch đại đa kênh) | ONT, Illumina, MGI, Salus pro | 16/96rxn |
Thời gian đăng bài: 23/01/2024