結核診断と薬剤耐性検出のための新しい武器: 結核過敏症診断のための機械学習と組み合わせた新世代標的配列決定 (tNGS)
文献レポート: CCa: tNGS と機械学習に基づく診断モデル。細菌性の低い結核および結核性髄膜炎の患者に適しています。
論文のタイトル: 結核をターゲットとした次世代シーケンスと機械学習: 肺尿細管および尿細管性髄膜炎に対する超高感度の診断戦略。
定期刊行物：《クリニカ・チミカ・アクタ》
IF：6.5
発行日: 2024 年 1 月
中国科学院大学および首都医科大学北京胸部病院と連携したマクロ＆マイクロテストは、新世代の標的配列決定（tNGS）技術と機械学習手法に基づいた結核診断モデルを確立し、超高精度の診断を提供しました。菌数の少ない結核と結核性髄膜炎の検出感度を向上させ、2種類の結核の臨床診断に新たな過敏症診断法を提供し、結核の正確な診断、薬剤耐性の検出、治療に貢献しました。同時に、患者の血漿 cfDNA が、TBM の診断における臨床サンプリングに適したサンプル タイプとして使用できることがわかりました。
この研究では、227 個の血漿サンプルと脳脊髄液サンプルを使用して 2 つの臨床コホートが確立されました。実験室診断コホート サンプルは結核診断の機械学習モデルを確立するために使用され、臨床診断コホート サンプルは確立された診断モデルを検証するために使用されました。診断モデル。すべてのサンプルは、まず、結核菌用に特別に設計されたターゲット捕捉プローブ プールによってターゲットにされました。次に、TB-tNGS シーケンス データに基づいて、決定木モデルを使用して検査室診断キューのトレーニング セットと検証セットに対して 5 分割交差検証を実行し、血漿サンプルと脳脊髄液サンプルの診断閾値を取得します。得られた閾値は、検出のために臨床診断キューの 2 つのテストセットに取り込まれ、学習者の診断能力が ROC 曲線によって評価されます。最後に、結核の診断モデルが得られました。
図1 研究デザインの模式図
結果: この研究で決定された CSF DNA サンプル (AUC = 0.974) および血漿 cfDNA サンプル (AUC = 0.908) の特定の閾値によると、227 サンプル中、CSF サンプルの感度は 97.01%、特異性は 95.65%、血漿サンプルの感度と特異度は 82.61% と 86.36% でした。TBM 患者の血漿 cfDNA と脳脊髄液 DNA の 44 対のサンプルの分析において、この研究の診断戦略は血漿 cfDNA と脳脊髄液 DNA で 90.91% (40/44) という高い一貫性を示し、感度は 95.45% でした。 (42/44)。肺結核の小児では、この研究の診断戦略は、同じ患者からの胃液サンプルの Xpert 検出結果よりも血漿サンプルに対する感度が高くなります (28.57% VS 15.38%)。
図2 集団サンプルに対する結核診断モデルの解析性能
図3 ペアサンプルの診断結果
結論：結核の高感度診断法が本研究で確立され、希桿菌性結核症の臨床患者（陰性培養）に対して最も高い検出感度を有する診断ツールを提供することができる。血漿 cfDNA に基づく過敏性結核の検出は、活動性結核および結核性髄膜炎の診断に適したサンプル タイプである可能性があります (脳結核が疑われる患者の場合、脳脊髄液よりも血漿サンプルの方が採取が容易です)。
元のリンク: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/s0009898123004990?%3Dihub経由
Macro & Micro-Test 結核シリーズ検出製品の概要
結核患者の複雑なサンプル状況とさまざまなニーズを考慮して、Macro & Micro-Test は、喀痰サンプルからの液状化抽出、Qualcomm ライブラリの構築とシーケンス、およびデータ分析のための NGS ソリューションの完全なセットを提供します。製品は、結核患者の迅速診断、結核の薬剤耐性検出、結核菌とNTMのタイピング、細菌陰性結核と結核者の過敏症診断などをカバーしています。
結核および抗酸菌の連続検出キット:
| 商品番号 | 商品名 | 製品テストの内容 | サンプルの種類 | 適用機種 |
| HWTS-3012 | 離型剤サンプル | 喀痰サンプルの液化処理に使用され、第一級記録番号蘇通機械設備20230047を取得しています。 | 喀痰 | |
| HWTS-NGS-P00021 | クアルコム過敏性結核用定量検出キット（プローブ捕捉法） | 細菌陰性肺結核および脳結節の非侵襲的 (リキッドバイオプシー) 過敏症検出。結核または非結核性抗酸菌症の感染が疑われる人の検体を高深度シークエンスメタゲノミクスにより解析し、結核または非結核性抗酸菌症に感染しているかどうかの検出情報と、結核菌の主な一次薬剤耐性情報を取得しました。が提供されました。 | 末梢血、肺胞洗浄液、胸水および腹水、焦点穿刺サンプル、脳脊髄液。 | 第2世代 |
| HWTS-NGS-T001 | マイコバクテリウムのタイピングおよび薬剤耐性検出キット（多重増幅シーケンス法） | マイコバクテリウムのタイピング検査（MTBC および 187 NTM を含む）；結核菌の薬剤耐性検出は、13 の薬剤と薬剤耐性遺伝子の 16 のコア変異部位をカバーします。 | 喀痰、肺胞洗浄液、胸水および腹水、焦点穿刺サンプル、脳脊髄液。 | 第2/第3世代デュアルプラットフォーム |
ハイライト: HWTS-NGS-T001 抗酸菌タイピングおよび薬剤耐性検出キット (多重増幅法)
製品導入
この製品は、WHO 結核治療ガイドラインに記載されている主要な第一選択薬および第二選択薬、NTM 治療ガイドラインで一般的に使用されているマクロライドおよびアミノグリコシドをベースにしており、薬剤耐性部位は、世界の薬剤耐性関連部位の 1 つのグループすべてをカバーしています。 WHO の結核菌複合変異カタログ、および国内外の高得点文献の調査と統計に基づいて報告されたその他の薬剤耐性遺伝子と変異部位。
型の識別は、中国結核呼吸器疾患ジャーナルが発行する NTM ガイドラインにまとめられた NTM 株と専門家の合意に基づいています。設計されたタイピングプライマーは、190 を超える NTM 種を増幅、配列決定し、注釈を付けることができます。
ターゲットマルチプレックスPCR増幅技術により、マイコバクテリウムのジェノタイピング遺伝子と薬剤耐性遺伝子をマルチプレックスPCRによって増幅し、検出すべきターゲット遺伝子のアンプリコンの組み合わせを取得しました。増幅産物は第 2 世代または第 3 世代のハイスループット シーケンシング ライブラリーとして構築でき、すべての第 2 世代および第 3 世代シーケンシング プラットフォームでハイデプス シーケンシングを実行して、標的遺伝子の配列情報を取得できます。内蔵の参照データベース (WHO 結核菌複合体変異カタログおよび薬剤耐性との関係を含む) に含まれる既知の変異と比較することにより、薬剤耐性または抗結核薬の感受性に関連する変異が特定されました。マクロ＆マイクロテストのセルフオープン喀痰サンプル処理液と組み合わせることで、臨床喀痰サンプルの核酸増幅効率が低い（従来の方法の10倍）という問題が解決され、薬剤耐性シーケンスの検出が可能になります。臨床喀痰サンプルに直接適用されます。
製品検出範囲
34の薬剤耐性関連遺伝子18抗結核薬と6NTM 薬物が検出されました。297薬剤耐性部位。結核菌10種類以上190種類のNTMが検出されました。
表 1: 18+6 薬物 +190+NTM の情報
製品の利点
強力な臨床適応性: 喀痰サンプルは培養せずに自己液化剤で直接検出できます。
実験操作は簡単で、1回目の増幅操作が簡単で、ライブラリ構築も3時間で完了するため、作業効率が向上します。
包括的なタイピングと薬剤耐性: 臨床上の重要なポイントである MTB と NTM のタイピングと薬剤耐性部位をカバーし、正確なタイピングと薬剤耐性を検出し、独立した分析ソフトウェアをサポートし、ワンクリックで分析レポートを生成します。
互換性: 製品の互換性、主流の ILM および MGI/ONT プラットフォームへの適応。
製品仕様書
| 製品コード | 商品名 | 検出プラットフォーム | 仕様 |
| HWTS-NGS-T001 | マイコバクテリアタイピングおよび薬剤耐性検出キット（多重増幅法） | ONT、イルミナ、MGI、サルースプロ | 16/96rxn |
投稿日時: 2024 年 1 月 23 日