سلاح جديد لتشخيص السل والكشف عن مقاومة الأدوية: تقنية التسلسل المستهدف من الجيل الجديد (tNGS) مقترنة بالتعلم الآلي لتشخيص فرط الحساسية للسل
تقرير الأدبيات: CCa: نموذج تشخيصي قائم على tNGS والتعلم الآلي، وهو مناسب للأشخاص الذين يعانون من السل البكتيري والتهاب السحايا السلي بشكل أقل.
عنوان الأطروحة: التسلسل الجيني من الجيل التالي الموجه لمرض السل والتعلم الآلي: استراتيجية تشخيصية فائقة الحساسية لالتهابات الأنابيب الرئوية قليلة العدد والتهاب السحايا الأنبوبي.
دورية: 《Clinica Chimica Acta》
IF: 6.5
تاريخ النشر: يناير 2024
بالتعاون مع جامعة الأكاديمية الصينية للعلوم ومستشفى بكين للصدر التابع لجامعة العاصمة الطبية، طورت شركة ماكرو آند مايكرو-تست نموذجًا لتشخيص السل يعتمد على تقنية التسلسل المستهدف من الجيل الجديد (tNGS) وأساليب التعلم الآلي. وقد وفر هذا النموذج حساسية فائقة في الكشف عن السل المصحوب ببكتيريا قليلة والتهاب السحايا السلي، كما قدم طريقة تشخيصية جديدة لفرط الحساسية للتشخيص السريري لهذين النوعين من السل، مما ساهم في التشخيص الدقيق، والكشف عن مقاومة الأدوية، وعلاج السل. وفي الوقت نفسه، تبين أن الحمض النووي الخالي من الخلايا في بلازما المريض يُعد عينة مناسبة لأخذ العينات السريرية في تشخيص التهاب السحايا السلي.
في هذه الدراسة، استُخدمت 227 عينة من البلازما والسائل النخاعي الشوكي لتكوين مجموعتين سريريتين. استُخدمت عينات المجموعة التشخيصية المخبرية لإنشاء نموذج تعلّم آلي لتشخيص السل، بينما استُخدمت عينات المجموعة التشخيصية السريرية للتحقق من صحة النموذج التشخيصي. في البداية، استُهدفت جميع العينات بمجموعة من المجسات المصممة خصيصًا لالتقاط بكتيريا السل. بعد ذلك، وبناءً على بيانات تسلسل TB-tNGS، استُخدم نموذج شجرة القرار لإجراء التحقق المتبادل ذي الخمس طيات على مجموعتي التدريب والتحقق من صحة التشخيص المخبري، وتم الحصول على عتبات التشخيص لعينات البلازما والسائل النخاعي الشوكي. أُدخلت العتبة المُستخلصة في مجموعتي اختبار من التشخيص السريري للكشف، وقُيِّم أداء النموذج التشخيصي باستخدام منحنى ROC. في النهاية، تم التوصل إلى نموذج تشخيص السل.
الشكل 1: رسم تخطيطي لتصميم البحث
النتائج: وفقًا للعتبات المحددة لعينة الحمض النووي في السائل النخاعي (AUC = 0.974) وعينة الحمض النووي الخالي من الخلايا في البلازما (AUC = 0.908) في هذه الدراسة، من بين 227 عينة، بلغت حساسية عينة السائل النخاعي 97.01%، وبلغت خصوصيتها 95.65%، بينما بلغت حساسية عينة البلازما 82.61% وخصوصيتها 86.36%. وفي تحليل 44 عينة مزدوجة من الحمض النووي الخالي من الخلايا في البلازما والحمض النووي في السائل النخاعي لمرضى السل الدماغي، أظهرت استراتيجية التشخيص في هذه الدراسة توافقًا عاليًا بنسبة 90.91% (40/44) بين الحمض النووي الخالي من الخلايا في البلازما والحمض النووي في السائل النخاعي، وبلغت حساسيتها 95.45% (42/44). في الأطفال المصابين بالسل الرئوي، تكون استراتيجية التشخيص لهذه الدراسة أكثر حساسية لعينات البلازما من نتائج الكشف عن Xpert لعينات العصارة المعدية من نفس المرضى (28.57٪ مقابل 15.38٪).
الشكل 2: أداء تحليل نموذج تشخيص السل لعينات سكانية
الشكل 3: نتائج تشخيص العينات المزدوجة
الخلاصة: تم في هذه الدراسة تطوير طريقة تشخيصية فائقة الحساسية لمرض السل، والتي تُعدّ أداة تشخيصية ذات حساسية عالية للكشف عن السل قليل العصيات (نتيجة سلبية في الزرع). قد يكون الكشف عن السل فائق الحساسية بناءً على الحمض النووي الخالي من الخلايا في البلازما عينة مناسبة لتشخيص السل النشط والتهاب السحايا السلي (حيث يسهل جمع عينات البلازما مقارنةً بالسائل النخاعي للمرضى المشتبه بإصابتهم بالسل الدماغي).
الرابط الأصلي: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/s0009898123004990? via%3Dihub
نبذة مختصرة عن منتجات سلسلة اختبار ماكرو وميكرو للكشف عن السل
نظراً لتعقيد عينات مرضى السل وتعدد احتياجاتهم، توفر شركة ماكرو آند مايكرو-تيست مجموعة متكاملة من حلول التسلسل الجيني من الجيل الجديد (NGS) لاستخلاص العينات من البلغم، وبناء مكتبة كوالكوم وتسلسلها، وتحليل البيانات. تشمل منتجاتها التشخيص السريع لمرضى السل، والكشف عن مقاومة السل للأدوية، وتحديد نوع المتفطرة السلية والمتفطرات غير السلية، وتشخيص فرط الحساسية لدى مرضى السل السلبيين للبكتيريا والمصابين بالسل، وغيرها.
مجموعات الكشف التسلسلي عن السل والبكتيريا المتفطرة:
| رقم الصنف | اسم المنتج | محتوى اختبار المنتج | نوع العينة | النموذج المطبق |
| HWTS-3012 | عامل تحرير العينة | وقد تم استخدامها في معالجة عينات البلغم بالتسييل، وحصلت على رقم تسجيل من الدرجة الأولى، Sutong Machinery Equipment 20230047. | البلغم | |
| HWTS-NGS-P00021 | مجموعة كوالكوم للكشف الكمي عن السل شديد الحساسية (طريقة التقاط المجس) | الكشف غير الجراحي (الخزعة السائلة) عن فرط الحساسية لمرض السل الرئوي السلبي للبكتيريا وعقيدات الدماغ؛ تم تحليل عينات الأشخاص المشتبه في إصابتهم بالسل أو المتفطرات غير السلية بواسطة التسلسل الميتاجينومي عالي العمق، وتم توفير معلومات الكشف عما إذا كانت المتفطرات السلية أو غير السلية مصابة ومعلومات مقاومة الأدوية الخط الأول الرئيسية للمتفطرة السلية. | الدم المحيطي، سائل غسل الحويصلات الهوائية، الاستسقاء الصدري والاستسقاء البطني، عينة ثقب البؤرة، السائل النخاعي. | الجيل الثاني |
| HWTS-NGS-T001 | مجموعة أدوات تحديد أنواع المتفطرات والكشف عن مقاومتها للأدوية (طريقة التسلسل بالتضخيم المتعدد) | اختبار تحديد نوع المتفطرات، بما في ذلك MTBC و187 نوعًا من المتفطرات غير السلية؛يشمل الكشف عن مقاومة الأدوية لبكتيريا السل المتفطرة 13 دواءً و16 موقعًا أساسيًا للطفرات في جينات مقاومة الأدوية. | البلغم، سائل غسل الحويصلات الهوائية، الاستسقاء الصدري والاستسقاء البطني، عينة ثقب البؤرة، السائل النخاعي. | الجيل الثاني/الثالث من المنصة المزدوجة |
أبرز الميزات: مجموعة HWTS-NGS-T001 لتحديد نوع المتفطرات والكشف عن مقاومتها للأدوية (طريقة التضخيم المتعدد)
مقدمة المنتج
يعتمد المنتج على الأدوية الرئيسية من الخط الأول والثاني الموصوفة في إرشادات منظمة الصحة العالمية لعلاج السل، وهي الماكروليدات والأمينوغليكوزيدات الشائعة الاستخدام في إرشادات علاج المتفطرات غير السلية، وتغطي مواقع مقاومة الأدوية مجموعة واحدة من المواقع المتعلقة بمقاومة الأدوية في كتالوج طفرات معقد المتفطرة السلية لمنظمة الصحة العالمية، بالإضافة إلى جينات مقاومة الأدوية الأخرى ومواقع الطفرات المبلغ عنها وفقًا للتحقيقات والإحصاءات للأدبيات عالية التصنيف في الداخل والخارج.
يعتمد تحديد النمط على سلالات البكتيريا غير السلية (NTM) المُلخّصة في إرشادات NTM المنشورة في المجلة الصينية لأمراض السل والجهاز التنفسي، وعلى إجماع الخبراء. ويمكن للبادئات المصممة لتحديد النمط تضخيم وتسلسل وشرح أكثر من 190 نوعًا من البكتيريا غير السلية.
باستخدام تقنية التضخيم المتعدد المستهدف بتقنية تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR)، تم تضخيم جينات التنميط الجيني وجينات مقاومة الأدوية لبكتيريا المتفطرة السلية، وتم الحصول على توليفة من نواتج التضخيم للجينات المستهدفة المراد الكشف عنها. يمكن دمج نواتج التضخيم في مكتبات تسلسل عالية الإنتاجية من الجيل الثاني أو الثالث، ويمكن إخضاع جميع منصات التسلسل من الجيل الثاني والثالث لتسلسل عالي العمق للحصول على معلومات تسلسل الجينات المستهدفة. وبمقارنة الطفرات مع الطفرات المعروفة الموجودة في قاعدة البيانات المرجعية المدمجة (بما في ذلك فهرس طفرات معقد المتفطرة السلية لمنظمة الصحة العالمية وعلاقته بمقاومة الأدوية)، تم تحديد الطفرات المرتبطة بمقاومة الأدوية أو حساسية بكتيريا المتفطرة السلية لأدوية السل. بالإضافة إلى حل معالجة عينات البلغم ذاتي الفتح من Macro & Micro-Test، تم حل مشكلة انخفاض كفاءة تضخيم الحمض النووي لعينات البلغم السريرية (أعلى بعشر مرات من الطرق التقليدية)، بحيث يمكن تطبيق الكشف عن تسلسل مقاومة الأدوية مباشرة على عينات البلغم السريرية.
نطاق الكشف عن المنتج
34الجينات المرتبطة بمقاومة الأدوية18أدوية مضادة للسل و6تم الكشف عن أدوية NTM، والتي تغطي نطاقًا واسعًا.297مواقع مقاومة الأدوية؛ عشرة أنواع من المتفطرة السلية وأكثر190تم الكشف عن أنواع من البكتيريا غير السلية.
الجدول 1: معلومات عن 18+6 أدوية +190+NTM
ميزة المنتج
قدرة عالية على التكيف السريري: يمكن الكشف عن عينات البلغم مباشرة باستخدام عامل التسييل الذاتي دون الحاجة إلى زراعة.
العملية التجريبية بسيطة: الجولة الأولى من عملية التضخيم بسيطة، ويتم الانتهاء من بناء المكتبة في 3 ساعات، مما يحسن كفاءة العمل.
التصنيف الشامل ومقاومة الأدوية: تغطية مواقع التصنيف ومقاومة الأدوية لـ MTB و NTM، وهي النقاط الرئيسية ذات الأهمية السريرية، والتصنيف الدقيق والكشف عن مقاومة الأدوية، ودعم برامج التحليل المستقلة، وإنشاء تقارير التحليل بنقرة واحدة.
التوافق: توافق المنتج، والتكيف مع منصات ILM وMGI/ONT السائدة.
مواصفات المنتج
| رمز المنتج | اسم المنتج | منصة الكشف | تحديد |
| HWTS-NGS-T001 | مجموعة أدوات تحديد أنواع المتفطرات والكشف عن مقاومتها للأدوية (طريقة التضخيم المتعدد) | ONT، إلومينا، MGI، Salus pro | 16/96 تفاعل |
تاريخ النشر: 23 يناير 2024