Uma nova arma para o diagnóstico da tuberculose e detecção da resistência a medicamentos: Sequenciamento direcionado de nova geração (tNGS) combinado com aprendizado de máquina para o diagnóstico de hipersensibilidade à tuberculose.
Relatório de literatura: CCa: um modelo de diagnóstico baseado em tNGS e aprendizado de máquina, adequado para pessoas com tuberculose menos bacteriana e meningite tuberculosa.
Título da tese: Sequenciamento de nova geração direcionado à tuberculose e aprendizado de máquina: uma estratégia diagnóstica ultrassensível para túbulos pulmonares paucíficos e meningite tubular.
Periódico: 《Clínica Chimica Acta》
SE: 6,5
Data de publicação: janeiro de 2024
Em parceria com a Universidade da Academia Chinesa de Ciências e o Hospital Torácico de Pequim da Universidade de Medicina da Capital, a Macro & Micro-Test estabeleceu um modelo de diagnóstico de tuberculose baseado na tecnologia de sequenciamento direcionado de nova geração (tNGS) e em métodos de aprendizado de máquina. Esse modelo proporcionou altíssima sensibilidade na detecção de tuberculose com poucas bactérias e meningite tuberculosa, além de oferecer um novo método de diagnóstico de hipersensibilidade para o diagnóstico clínico dos dois tipos de tuberculose. O modelo também contribuiu para o diagnóstico preciso, a detecção de resistência a medicamentos e o tratamento da tuberculose. Ao mesmo tempo, constatou-se que o cfDNA plasmático do paciente pode ser utilizado como uma amostra adequada para coleta clínica no diagnóstico da meningite tuberculosa.
Neste estudo, 227 amostras de plasma e líquido cefalorraquidiano foram utilizadas para estabelecer duas coortes clínicas. As amostras da coorte de diagnóstico laboratorial foram usadas para desenvolver o modelo de aprendizado de máquina para o diagnóstico de tuberculose, enquanto as amostras da coorte de diagnóstico clínico foram usadas para verificar o modelo estabelecido. Todas as amostras foram inicialmente alvo de um conjunto de sondas de captura direcionadas especialmente projetado para Mycobacterium tuberculosis. Em seguida, com base nos dados de sequenciamento TB-tNGS, o modelo de árvore de decisão foi utilizado para realizar validação cruzada de 5 vias nos conjuntos de treinamento e validação da fila de diagnóstico laboratorial, obtendo-se os limiares diagnósticos para as amostras de plasma e líquido cefalorraquidiano. O limiar obtido foi então inserido em dois conjuntos de teste da fila de diagnóstico clínico para detecção, e o desempenho diagnóstico do modelo foi avaliado por meio da curva ROC. Finalmente, o modelo de diagnóstico para tuberculose foi obtido.
Figura 1: Diagrama esquemático do projeto de pesquisa
Resultados: De acordo com os limiares específicos de amostra de DNA do LCR (AUC = 0,974) e de amostra de cfDNA plasmático (AUC = 0,908) determinados neste estudo, entre 227 amostras, a sensibilidade da amostra de LCR foi de 97,01%, a especificidade foi de 95,65%, e a sensibilidade e especificidade da amostra de plasma foram de 82,61% e 86,36%, respectivamente. Na análise de 44 amostras pareadas de cfDNA plasmático e DNA do líquido cefalorraquidiano de pacientes com tuberculose meníngea (TBM), a estratégia diagnóstica deste estudo apresentou alta concordância de 90,91% (40/44) em ambos os grupos, e a sensibilidade foi de 95,45% (42/44). Em crianças com tuberculose pulmonar, a estratégia diagnóstica deste estudo mostrou-se mais sensível em amostras de plasma do que os resultados da detecção por Xpert em amostras de suco gástrico dos mesmos pacientes (28,57% vs. 15,38%).
Figura 2. Análise do desempenho do modelo de diagnóstico de tuberculose em amostras populacionais.
Figura 3. Resultados diagnósticos de amostras pareadas.
Conclusão: Este estudo estabeleceu um método diagnóstico hipersensível para tuberculose, que pode fornecer uma ferramenta diagnóstica com a maior sensibilidade de detecção para pacientes clínicos com tuberculose oligobacilar (cultura negativa). A detecção de tuberculose hipersensível baseada em cfDNA plasmático pode ser um tipo de amostra adequado para o diagnóstico de tuberculose ativa e meningite tuberculosa (amostras de plasma são mais fáceis de coletar do que líquido cefalorraquidiano para pacientes com suspeita de tuberculose cerebral).
Link original: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/s0009898123004990? via%3Dihub
Breve introdução aos produtos da série Macro & Micro-Test para detecção de tuberculose.
Considerando a complexidade das amostras de pacientes com tuberculose e suas diversas necessidades, a Macro & Micro-Test oferece um conjunto completo de soluções NGS para extração por liquefação de amostras de escarro, construção e sequenciamento de bibliotecas Qualcomm e análise de dados. Os produtos abrangem o diagnóstico rápido de pacientes com tuberculose, a detecção de resistência a medicamentos contra a tuberculose, a tipagem de Mycobacterium tuberculosis e micobactérias não tuberculosas (MNT), o diagnóstico de hipersensibilidade em pacientes com tuberculose bacilífera e tuberculosa, entre outros.
Kits de detecção seriada para tuberculose e micobactérias:
| Item nº | nome do produto | conteúdo de teste de produto | tipo de amostra | modelo aplicável |
| HWTS-3012 | Agente de liberação de amostra | Utilizado no tratamento de liquefação de amostras de escarro, obteve o número de registro de primeira classe Sutong Machinery Equipment 20230047. | escarro | |
| HWTS-NGS-P00021 | Kit Qualcomm para detecção quantitativa de tuberculose hipersensível (método de captura por sonda) | Detecção não invasiva (biópsia líquida) de hipersensibilidade para tuberculose pulmonar e nódulos cerebrais negativos para bactérias; Amostras de pessoas com suspeita de infecção por tuberculose ou micobactérias não tuberculosas foram analisadas por metagenômica de sequenciamento de alta cobertura, fornecendo informações sobre a detecção de infecção por tuberculose ou micobactérias não tuberculosas, bem como as principais informações sobre a resistência do Mycobacterium tuberculosis aos medicamentos de primeira linha. | Sangue periférico, líquido de lavagem alveolar, hidrotórax e ascite, amostra de punção focal, líquido cefalorraquidiano. | Segunda geração |
| HWTS-NGS-T001 | Kit para tipagem de micobactérias e detecção de resistência a medicamentos (método de sequenciamento por amplificação multiplex) | Teste de tipagem de micobactérias, incluindo MTBC e 187 NTM；A detecção da resistência a medicamentos em Mycobacterium tuberculosis abrange 13 fármacos e 16 locais de mutação principais dos genes de resistência a medicamentos. | Escarro, líquido de lavagem alveolar, hidrotórax e ascite, amostra de punção focal, líquido cefalorraquidiano. | Plataforma dupla de segunda/terceira geração |
Destaques: Kit HWTS-NGS-T001 para tipagem de micobactérias e detecção de resistência a medicamentos (método de amplificação multiplex)
Apresentação do produto
O produto é baseado nos principais medicamentos de primeira e segunda linha descritos nas diretrizes da OMS para o tratamento da tuberculose, macrolídeos e aminoglicosídeos comumente usados nas diretrizes para o tratamento de micobactérias não tuberculosas (MNT), e os sítios de resistência a medicamentos abrangem todo um grupo de sítios relacionados à resistência a medicamentos no catálogo de mutações do complexo Mycobacterium tuberculosis da OMS, bem como outros genes de resistência a medicamentos e sítios de mutação relatados, de acordo com a investigação e as estatísticas de literaturas de alta relevância nacionais e internacionais.
A identificação por tipagem é baseada nas cepas de micobactérias não tuberculosas (MNT) resumidas nas diretrizes sobre MNT publicadas pelo periódico chinês "Chinese Journal of Tuberculosis and Respiratory Diseases" e no consenso de especialistas. Os primers de tipagem desenvolvidos podem amplificar, sequenciar e anotar mais de 190 espécies de MNT.
Por meio da tecnologia de amplificação por PCR multiplex direcionada, os genes de genotipagem e os genes de resistência a medicamentos do Mycobacterium foram amplificados por PCR multiplex, obtendo-se a combinação de amplicons dos genes-alvo a serem detectados. Os produtos amplificados podem ser utilizados na construção de bibliotecas de sequenciamento de alto rendimento de segunda ou terceira geração, e todas as plataformas de sequenciamento de segunda e terceira geração podem ser submetidas a sequenciamento de alta profundidade para obtenção das informações de sequência dos genes-alvo. Comparando-se as mutações com as mutações conhecidas contidas no banco de dados de referência integrado (incluindo o catálogo de mutações do complexo Mycobacterium tuberculosis da OMS e sua relação com a resistência a medicamentos), foram determinadas as mutações relacionadas à resistência ou suscetibilidade a medicamentos antituberculosos. Combinando-se essa tecnologia com a solução de tratamento de amostras de escarro preparada pelo próprio usuário do Macro & Micro-Test, resolveu-se o problema da baixa eficiência de amplificação de ácidos nucleicos em amostras clínicas de escarro (dez vezes maior que a dos métodos tradicionais), permitindo a aplicação direta da detecção por sequenciamento de resistência a medicamentos em amostras clínicas de escarro.
Faixa de detecção do produto
34genes relacionados à resistência a medicamentos18medicamentos antituberculosos e6Foram detectadas drogas NTM, abrangendo297Locais de resistência a medicamentos; Dez tipos de Mycobacterium tuberculosis e mais190Foram detectados diversos tipos de micobactérias não tuberculosas (MNT).
Tabela 1: Informações sobre os medicamentos 18+6 +190+NTM
Vantagem do produto
Alta adaptabilidade clínica: as amostras de escarro podem ser detectadas diretamente com agente de autoliquefação sem necessidade de cultura.
A operação experimental é simples: a primeira rodada de amplificação é simples e a construção da biblioteca é concluída em 3 horas, o que melhora a eficiência do trabalho.
Tipagem abrangente e resistência a medicamentos: abrangendo os locais de tipagem e resistência a medicamentos de MTB e NTM, que são os principais pontos de preocupação clínica, detecção precisa de tipagem e resistência a medicamentos, suporte a software de análise independente e geração de relatórios de análise com um clique.
Compatibilidade: compatibilidade do produto, adaptando-se às principais plataformas ILM e MGI/ONT.
Especificações do produto
| Código do produto | nome do produto | Plataforma de detecção | especificações |
| HWTS-NGS-T001 | Kit para tipagem de micobactérias e detecção de resistência a medicamentos (método de amplificação multiplex) | ONT、Illumina、MGI、Salus pro | 16/96rxn |
Data da publicação: 23/01/2024