分享

突破结核病检测长期瓶颈!深度解析TB Pro如何超越结核分子检测技术天花板GeneXpert

 高弗 2023-05-31 发布于北京

结核防治形式并未取得预期进

2022年,世界卫生组织(WHO)近二十年来首次报告结核病和耐药结核病的患者人数以及死亡人数有所增加

2022年,WHO与中国疾控中心结核病预防控制中心的专家组共同测算分析得:我国2021年估算的结核病新发患者数为78.0万,估算结核病发病率为55/10万。我国耐药结核病估算病例数为3.3万,报告病例数为1.69万,其中仅77%(约1.3万)获得治疗。我国结核病治疗成功率为95%,耐药结核病治疗成功率为53%左右。与2020年数据相比,2021年中国数据基本持平或者缓慢下降。

目前WHO推荐的快速分子诊断检测

提高WHO推荐的快速分子诊断检测的可及性,是终止结核病策略中的重要实验室检测工作。但目前快速检测技术的使用仍较有限,推广缓慢。

2021年获得诊断的640万例新发结核病患者中,仅38%采用了WHO推荐的快速分子诊断检测。WHO已推荐几项快速分子诊断技术,应用于结核病和几种一线、二线抗结核药物的耐药初始检测,这些技术包括:Xpert MTB/RIF和Xpert Ultra、基于芯片的实时微型PCR检测的Truenat技术、核酸扩增检测、低复杂程度NAATs检测等。纵观现有成熟技术,早期诊断仍然具有窗口期,耐药检测覆盖也未全面。因此,亟需创新检测限更低、耐药覆盖更全的分子诊断技术。

被寄予厚望的mNGS可以完全解决结核诊断问题吗?

mNGS与传统方法的联合使用,一定程度上提升了结核分枝杆菌复合群的临床检出率。

mNGS技术直接对标本中所有的核酸进行无偏倚检测和序列分析包含但不限于分枝杆菌核酸的检测,同时囊括了其他病原体和大量人源宿主细胞的核酸检测,适用于临床线索未明确提示分枝杆菌感染可能,或分枝杆菌与其他病原体混合感染的患者,从已发表相关报道不难看出,mNGS在检出结核分枝杆菌复合群(MTBC)等胞内菌上具有一定优势。

mNGS仍无法解决结核分枝杆菌复合群分型以及耐药基因检测问题。

一方面,结核分枝杆菌复合群成员在核苷酸水平上具有超过99%的一致性,目前为止,mNGS测序深度不足以将这1%的差异进行区分。但是,不到1%的差异则造成他们表现出不同的致病表型及毒力强弱。如牛分枝杆菌,虽然形态、染色、毒力等都和人型结核分枝杆菌非常相似,但在用药方面,牛分枝杆菌对吡嗪酰胺具有固有耐药性,而吡嗪酰胺是标准的一线抗结核治疗方案中使用的4种药物之一;在疗程上,美国的治疗建议,对人畜共患结核病患者一般进行9个月的抗生素治疗,而不是像MTB感染一样进行6个月的标准治疗。

另一方面,耐药基因突变位点也需要测序达到一定的深度才能全部检出,mNGS检测获得的常规数据量中特定微生物的序列数一般不足样本总序列数的5% ,特异性序列覆盖度通常不到特定微生物基因组的1%,因此几乎不可能用于特定微生物的耐药基因突变分析。

靶向高通量检测或可成为最具前途的分子检测新技术

2018年WHO发布的《应用高通量测序技术检测耐药结核病相关基因突变的技术指导原则》重点关注了靶向测序技术用于结核病耐药诊断的功能。2023年,我国《高通量测序技术在分枝杆菌病诊断中的应用专家共识》中指出,分枝杆菌靶向测序技术适用于病原学阴性的疑似肺结核、肺外结核、NTM 病的诊断及鉴别诊断,也适用于菌量丰富的临床标本的耐药基因检测,或用于分枝杆菌耐药的诊断。且推荐了以下适宜送检人群及时机。

图片

予果生物历经5年技术沉淀、紧贴临床需求开发的TB Pro结核与非结核分枝杆菌靶向检测产品针对结核和非结核进行优化的宏基因组学检测产品,在技术路线上采用超多重PCR靶向扩增技术与高通量测序技术相结合,全面提升分枝杆菌临床诊断性能。TB Pro可检测10种结核分枝杆菌复合群,进一步区分结核分枝杆菌、牛分枝杆菌、非洲分枝杆菌、海豹分枝杆菌、田鼠分枝杆菌、山羊分枝杆菌、猫鼬分枝杆菌、米氏分枝杆菌、坎那分枝杆菌,甚至卡介苗(牛分枝杆菌),为临床提供更精准的诊疗支持。

三月患儿脑脊液和血液TB Pro检测,明确卡介苗病

图片

52岁患者椎间组织样本TB Pro检测,明确牛结核分枝杆菌感染

图片

TB Pro将共识中常见及罕见致病非结核分枝杆菌(NTM)基本涵盖。

NTM 广泛存在于水、土壤、灰尘等自然环境中,人和某些动物均可感染。已经报道的NTM菌种/亚种已超过200种,但能够致病的仅有几十种,而临床常见的致病性NTM的菌种数量仅为个位数。因此大部分NTM常为环境污染菌,通常情况不致病。

但随着NTM病快速增多,也成为威胁人类健康的重要公共卫生问题之一非结核分枝杆菌病诊断与治疗指南 2020年版)》指出,无论NTM肺病还是肺外NTM病,或是播散性NTM病,均需进行NTM菌种鉴定及药物敏感性试验予果生物优化实验体系,TB Pro不仅可以涵盖共识提到的常见NTM,甚至一些少见致病但有过致病报道的NTM,总计39种。

图片

45岁患者肺泡灌洗液样本TB Pro检测,明确MTB NTM混合感染

图片

同时,TB Pro除了能够对10种结核分枝杆菌及39种非结核分枝杆菌的种水平精准鉴定,还能够对分枝杆菌中重要耐药基因突变信息分析,涵盖临床常关注的4种抗结核一线药物13种抗结核二线药物9种抗NTM药物

67岁患者痰液样本TB Pro检测,明确耐多药结核感染

图片

图片

上海肺科医院余方友教授团队联合予果生物在《Journal of Infection》上发表38分高分研究成果,TB Pro检测结核效能与GeneXpert相当,耐药检测更优秀。

在结核病原鉴定方面,以临床诊断为金标准,TB pro在结核分枝杆菌的检出率为63.1%(82/130),TB pro检测阳性率显著高于传统技术手段,且与GeneXpert MTB/RIF相比,TB Pro的病原检测性能几乎不相上下(75.5%对74.5%);

在结核耐药方面,以药敏试验为金标准,对一线耐药(利福平[RIF]、异烟肼[INH]、乙胺丁醇[EMB]、吡嗪酰胺[PZA])检测上,TB Pro检测利福平耐药性的灵敏度和特异性均为100%,异烟肼耐药性的灵敏度和特异性分别为80%(8/10)100%(41/41),耐药基因检测范围更广,检测灵敏度更高。

图片

与临床合作的推动,是检测技术能不断进步的原始动力,以服务临床和患者为宗旨,做好每一份服务,为结核病诊断贡献一份力量。

参考文献:

[1] Global tuberculosis report 2022. Geneva: World Health Organization; 2022.

[2] WHO consolidated guidelines on tuberculosis. Module 3: diagnosis-rapid diagnostics for tuberculosis detection, 2021 update. Geneva: World Health Organization; 2021.

[3] WHO operational handbook on tuberculosis. Module 3: diagnosis-rapid diagnostics for tuberculosis detention, 2021 update. Geneva: World Health Organization; 2021.

[4] The use of next-generation sequencing technologies for the detection of mutations associated with drug resistance in Mycobacterium tuberculosis complex: technical guide. Geneva: World Health Organization; 2018 (WHO/CDS/TB/2018.19).

[5] 高通量测序共识专家组. 高通量测序技术在分枝杆菌病诊断中的应用专家共识. 中华传染病杂志,2023,41(03):175-182.

[6] Wu X, Liang R, Xiao Y, et al. Application of targeted next generation sequencing technology in the diagnosis of Mycobacterium Tuberculosis and first line drugs resistance directly from cell-free DNA of bronchoalveolar lavage fluid. J Infect. 2023 Apr;86(4):399-401.

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多