결핵 진단 및 약물 내성 탐지를 위한 새로운 무기: 결핵 과민성 진단을 위한 기계 학습과 결합된 차세대 표적 염기서열분석(tNGS)
문헌 보고서: CCa: tNGS 및 기계 학습을 기반으로 한 진단 모델로 세균성 결핵 및 결핵성 수막염이 적은 사람들에게 적합합니다.
논문 제목: 결핵 표적 차세대 시퀀싱 및 기계 학습: 폐세뇨관 및 세뇨관 수막염에 대한 초민감 진단 전략.
정기 간행물: 《Clinica Chimica Acta》
IF : 6.5
발행일: 2024년 1월
Macro & Micro-Test는 중국과학원대학교 및 수도의과대학 베이징 흉부병원과 결합하여 차세대 표적 염기서열 분석(tNGS) 기술과 기계 학습 방법을 기반으로 결핵 진단 모델을 구축했습니다. 세균이 적은 결핵과 결핵성수막염에 대한 검출감도는 두 가지 결핵의 임상진단을 위한 새로운 과민성진단법을 제시하여 결핵의 정확한 진단, 약제내성 검출 및 치료에 도움을 주었다.동시에, 환자의 혈장 cfDNA가 TBM 진단 시 임상 샘플링에 적합한 샘플 유형으로 사용될 수 있음을 확인했습니다.
본 연구에서는 227개의 혈장 시료와 뇌척수액 시료를 사용하여 2개의 임상 코호트를 구축했는데, 실험실 진단 코호트 시료는 결핵 진단의 기계학습 모델을 구축하는 데 사용되었고, 임상 진단 코호트 시료는 확립된 코호트 검증에 사용되었습니다. 진단 모델.모든 샘플은 먼저 결핵균에 대해 특별히 설계된 표적 포획 프로브 풀의 표적이 되었습니다.그런 다음 TB-tNGS 시퀀싱 데이터를 기반으로 결정 트리 모델을 사용하여 실험실 진단 대기열의 훈련 및 검증 세트에 대해 5겹 교차 검증을 수행하고 혈장 샘플과 뇌척수액 샘플의 진단 임계값을 얻습니다.획득된 임계값은 탐지를 위해 두 개의 임상 진단 대기열 테스트 세트로 가져와 ROC 곡선으로 학습자의 진단 성능을 평가합니다.마지막으로 결핵 진단 모델을 획득하였다.
그림 1. 연구 설계의 개략도
결과: 본 연구에서 결정된 뇌척수액 DNA 시료(AUC = 0.974)와 혈장 cfDNA 시료(AUC = 0.908)의 특정 역치에 따르면 227개 시료 중 뇌척수액 시료의 민감도는 97.01%, 특이도는 95.65%, 특이도는 95.65%로 나타났다. 혈장 검체의 민감도와 특이도는 82.61%와 86.36%였습니다.TBM 환자의 혈장 cfDNA 및 뇌척수액 DNA 쌍 샘플 44개 분석에서 본 연구의 진단 전략은 혈장 cfDNA 및 뇌척수액 DNA에서 90.91%(40/44)의 높은 일관성을 가지며 민감도는 95.45%입니다. (42/44).폐결핵 아동의 경우, 본 연구의 진단 전략은 동일한 환자의 위액 샘플에 대한 Xpert 검출 결과보다 혈장 샘플에 더 민감합니다(28.57% VS 15.38%).
그림 2 모집단 표본 결핵 진단 모델의 분석 성능
그림 3. 페어링된 샘플의 진단 결과
결론: 본 연구를 통해 결핵에 대한 과민성 진단법이 확립되었으며, 이는 임상 소수균결핵(음성배양) 환자에게 가장 높은 검출 민감도를 갖는 진단 도구를 제공할 수 있다.혈장 cfDNA를 기반으로 한 과민성 결핵의 검출은 활동성 결핵 및 결핵성 수막염 진단에 적합한 검체 유형이 될 수 있습니다(뇌결핵이 의심되는 환자의 경우 혈장 검체는 뇌척수액보다 채취가 더 쉽습니다).
원본 링크: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/s0009898123004990?%3Dihub를 통해
Macro & Micro-Test 결핵 시리즈 검출 제품에 대한 간략한 소개
Macro & Micro-Test는 결핵 환자의 복잡한 검체 상황과 다양한 요구 사항을 고려하여 객담 검체의 액화 추출, Qualcomm 라이브러리 구축 및 시퀀싱, 데이터 분석을 위한 완벽한 NGS 솔루션 세트를 제공합니다.해당 제품은 결핵환자의 신속진단, 결핵의 약제내성 검출, 결핵균 및 NTM 형, 음성결핵 및 결핵환자의 과민성 진단 등을 다루고 있다.
결핵 및 마이코박테리아에 대한 연속 검출 키트:
| 제품 번호 | 상품명 | 제품 테스트 내용 | 샘플 유형 | 해당 모델 |
| HWTS-3012 | 샘플 이형제 | 객담 샘플의 액화 처리에 사용되며 일류 기록 번호인 Sutong Machinery Equipment 20230047을 획득했습니다. | 담 | |
| HWTS-NGS-P00021 | 과민성 결핵에 대한 Qualcomm 수량 검출 키트(프로브 포획 방식) | 박테리아 음성 폐결핵 및 뇌결절에 대한 비침습적(액체 생검) 과민성 검출;결핵 또는 비결핵항산균 감염이 의심되는 사람의 검체를 심층 시퀀싱 메타게놈 분석하여 결핵 또는 비결핵항산균 감염 여부에 대한 검출 정보와 결핵항산균의 주요 1차 약제 내성 정보를 분석하였습니다. 제공되었습니다. | 말초 혈액, 폐포 세척액, 흉수 및 복수, 초점 천자 샘플, 뇌척수액. | 2세대 |
| HWTS-NGS-T001 | 마이코박테리움 형별 및 약물내성 검출 키트(다중 증폭 서열분석법) | MTBC 및 187 NTM을 포함한 마이코박테리움 유형 테스트;결핵균의 약물 내성 검출은 13개 약물과 약물 내성 유전자의 16개 핵심 돌연변이 부위를 포괄합니다. | 가래, 폐포 세척액, 흉수 및 복수, 초점 천자 샘플, 뇌척수액. | 2/3세대 듀얼 플랫폼 |
하이라이트: HWTS-NGS-T001 마이코박테리움 유형별 및 약물 내성 검출 키트(다중 증폭 방식)
제품소개
이 제품은 WHO 결핵 치료 가이드라인에 기술된 주요 1차 및 2차 약제인 NTM 치료 가이드라인에서 흔히 사용되는 마크로라이드계와 아미노글리코사이드계를 기반으로 하며, 약물내성 부위는 결핵 내 한 그룹의 약제내성 관련 부위를 모두 포괄한다. WHO 결핵균 복합 돌연변이 목록을 비롯하여 국내외 고득점 문헌 조사 및 통계에 따른 기타 보고된 약물 저항성 유전자 및 돌연변이 부위.
유형 식별은 중국 결핵 및 호흡기 질환 저널에서 발표한 NTM 지침과 전문가들의 합의에 요약된 NTM 계통을 기반으로 합니다.설계된 타이핑 프라이머는 190개 이상의 NTM 종을 증폭하고, 서열을 분석하고, 주석을 달 수 있습니다.
표적화된 다중 PCR 증폭 기술을 통해 마이코박테리움의 유전형 분석 유전자와 약물 내성 유전자를 다중 PCR로 증폭하고, 검출하고자 하는 표적 유전자의 앰플리콘 조합을 얻었다.증폭된 산물은 2세대 또는 3세대 고처리량 시퀀싱 라이브러리로 구축할 수 있으며, 모든 2세대 및 3세대 시퀀싱 플랫폼은 고심층 시퀀싱을 거쳐 표적 유전자의 서열 정보를 얻을 수 있습니다.내장된 참조 데이터베이스에 포함된 알려진 돌연변이(WHO 결핵균 복합 돌연변이 카탈로그 및 약물 내성과의 관계 포함)와 비교하여 항결핵제의 약물 저항성 또는 감수성과 관련된 돌연변이를 확인했습니다.Macro & Micro-Test의 자가개방형 객담 시료 처리 솔루션과 결합하여 임상 객담 시료의 낮은 핵산 증폭 효율(기존 방법 대비 10배 이상) 문제를 해결하여 약물 저항성 염기서열분석 검출이 가능합니다. 임상 객담 샘플에 직접 적용됩니다.
제품 감지 범위
34약물 저항성 관련 유전자18항결핵제와6NTM 약물이 검출되었습니다.297약물 저항성 부위;결핵균 10종 이상190NTM 종류가 검출되었습니다.
표 1: 18+6 약물 +190+NTM 정보
제품 장점
강력한 임상 적응성: 가래 샘플은 배양 없이 자가액화제를 사용하여 직접 검출할 수 있습니다.
실험 작업은 간단합니다. 1차 증폭 작업이 간단하고 라이브러리 구축이 3시간 만에 완료되어 작업 효율성이 향상됩니다.
종합적인 타이핑 및 약물 저항성: 임상적 우려 사항인 MTB 및 NTM의 타이핑 및 약물 저항성 부위를 포괄하고, 정확한 타이핑 및 약물 저항성을 탐지하며, 독립적인 분석 소프트웨어를 지원하고, 원클릭으로 분석 보고서를 생성합니다.
호환성: 제품 호환성, 주류 ILM 및 MGI/ONT 플랫폼에 적응.
제품 사양
| 제품 코드 | 상품명 | 탐지 플랫폼 | 명세서 |
| HWTS-NGS-T001 | 마이코박테리움 형별 및 약물내성 검출 키트(다중 증폭 방식) | ONT, 일루미나, MGI, 살루스 프로 | 16/96rxn |
게시 시간: 2024년 1월 23일