Une nouvelle arme pour le diagnostic de la tuberculose et la détection de la résistance aux médicaments : le séquençage ciblé de nouvelle génération (tNGS) combiné à l’apprentissage automatique pour le diagnostic de l’hypersensibilité à la tuberculose
Rapport de littérature : CCa : un modèle de diagnostic basé sur le tNGS et l’apprentissage automatique, adapté aux personnes atteintes de tuberculose moins bactérienne et de méningite tuberculeuse.
Titre de la thèse : Séquençage de nouvelle génération ciblé sur la tuberculose et apprentissage automatique : une stratégie de diagnostic ultra-sensible pour les tubules pulmonaires paucifiques et la méningite tubulaire.
Périodique : 《Clinica Chimica Acta》
IF : 6,5
Date de publication : janvier 2024
En collaboration avec l'Université de l'Académie chinoise des sciences et l'Hôpital thoracique de Pékin (Université de médecine de la capitale), Macro & Micro-Test a mis au point un modèle de diagnostic de la tuberculose basé sur le séquençage ciblé de nouvelle génération (tNGS) et l'apprentissage automatique. Ce modèle offre une sensibilité de détection extrêmement élevée pour la tuberculose à faible charge bactérienne et la méningite tuberculeuse, et propose une nouvelle méthode de diagnostic d'hypersensibilité pour le diagnostic clinique de ces deux formes de tuberculose. Il contribue ainsi à un diagnostic précis, à la détection de la résistance aux médicaments et au traitement de la tuberculose. Par ailleurs, il a été démontré que l'ADNcf plasmatique du patient peut être utilisé comme échantillon approprié pour le diagnostic de la méningite tuberculeuse.
Dans cette étude, 227 échantillons de plasma et de liquide céphalo-rachidien ont été utilisés pour constituer deux cohortes cliniques. Les échantillons de la cohorte de diagnostic de laboratoire ont servi à établir un modèle d'apprentissage automatique pour le diagnostic de la tuberculose, tandis que ceux de la cohorte de diagnostic clinique ont permis de valider ce modèle. Tous les échantillons ont d'abord été ciblés par un pool de sondes de capture spécifiques à Mycobacterium tuberculosis. Ensuite, à partir des données de séquençage TB-tNGS, un modèle d'arbre de décision a été utilisé pour effectuer une validation croisée à 5 plis sur les ensembles d'entraînement et de validation de la file d'attente de diagnostic de laboratoire, afin d'obtenir les seuils diagnostiques des échantillons de plasma et de liquide céphalo-rachidien. Ces seuils ont ensuite été intégrés à deux ensembles de test de la file d'attente de diagnostic clinique pour la détection, et la performance diagnostique du modèle a été évaluée par une courbe ROC. Enfin, le modèle de diagnostic de la tuberculose a été obtenu.
Figure 1 : schéma du plan de recherche
Résultats : Selon les seuils spécifiques déterminés dans cette étude pour l’ADN du LCR (AUC = 0,974) et l’ADNcf plasmatique (AUC = 0,908), parmi 227 échantillons, la sensibilité de l’ADN du LCR était de 97,01 % et sa spécificité de 95,65 %. La sensibilité et la spécificité de l’ADN plasmatique étaient respectivement de 82,61 % et 86,36 %. L’analyse de 44 paires d’échantillons d’ADNcf plasmatique et d’ADN du LCR provenant de patients atteints de méningite tuberculeuse a révélé une forte concordance (90,91 %, soit 40/44) entre l’ADNcf plasmatique et l’ADN du LCR, avec une sensibilité de 95,45 % (42/44). Chez les enfants atteints de tuberculose pulmonaire, la stratégie diagnostique de cette étude est plus sensible aux échantillons de plasma que les résultats de détection Xpert des échantillons de suc gastrique des mêmes patients (28,57 % VS 15,38 %).
Figure 2. Performances analytiques du modèle de diagnostic de la tuberculose pour des échantillons de population.
Fig. 3 Résultats du diagnostic des échantillons appariés
Conclusion : Cette étude a permis de mettre au point une méthode de diagnostic de la tuberculose à haute sensibilité, offrant un outil diagnostique d’une sensibilité de détection optimale chez les patients présentant une tuberculose oligobacillaire (culture négative). La détection de la tuberculose à partir d’ADNcf plasmatique pourrait constituer un type d’échantillon approprié pour le diagnostic de la tuberculose active et de la méningite tuberculeuse (le plasma étant plus facile à prélever que le liquide céphalo-rachidien chez les patients suspectés de tuberculose cérébrale).
Lien original : https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/s0009898123004990? via%3Dihub
Présentation succincte des produits de dépistage de la tuberculose de la série Macro & Micro-Test
Compte tenu de la complexité des prélèvements chez les patients tuberculeux et de la diversité des besoins, Macro & Micro-Test propose une gamme complète de solutions NGS pour l'extraction par liquéfaction d'échantillons d'expectorations, la construction et le séquençage de bibliothèques Qualcomm, ainsi que l'analyse des données. Ces produits permettent le diagnostic rapide de la tuberculose, la détection de la résistance aux médicaments antituberculeux, le typage de Mycobacterium tuberculosis et des mycobactéries non tuberculeuses (MNT), le diagnostic d'hypersensibilité chez les patients atteints de tuberculose bactériologiquement négative et chez les patients tuberculeux, etc.
Kits de dépistage séquentiel de la tuberculose et des mycobactéries :
| Numéro d'article | nom du produit | contenu des tests de produits | type d'échantillon | modèle applicable |
| HWTS-3012 | Agent de libération d'échantillons | Utilisé dans le traitement de liquéfaction d'échantillons d'expectorations, a obtenu un numéro d'enregistrement de première classe, Sutong Machinery Equipment 20230047. | expectorations | |
| HWTS-NGS-P00021 | Kit de détection quantitative Qualcomm pour la tuberculose hypersensible (méthode de capture par sonde) | Détection non invasive (biopsie liquide) de l'hypersensibilité pour la tuberculose pulmonaire et les nodules cérébraux bactériologiquement négatifs ; les échantillons de personnes suspectées d'être infectées par la tuberculose ou des mycobactéries non tuberculeuses ont été analysés par métagénomique de séquençage à haut débit, et les informations de détection de l'infection par la tuberculose ou des mycobactéries non tuberculeuses ainsi que les principales informations sur la résistance aux médicaments de première ligne de Mycobacterium tuberculosis ont été fournies. | Sang périphérique, liquide de lavage alvéolaire, hydrothorax et ascite, échantillon de ponction focale, liquide céphalo-rachidien. | Deuxième génération |
| HWTS-NGS-T001 | Kit de typage des mycobactéries et de détection de la résistance aux médicaments (méthode de séquençage par amplification multiplex) | Test de typage des mycobactéries, incluant le complexe Mycobacterium tuberculosis (MTBC) et 187 mycobactéries non tuberculeuses (NTM).;La détection de la résistance aux médicaments de Mycobacterium tuberculosis couvre 13 médicaments et 16 sites de mutation principaux des gènes de résistance aux médicaments. | Crachats, liquide de lavage alvéolaire, hydrothorax et ascite, échantillon de ponction focale, liquide céphalo-rachidien. | plateforme double de deuxième/troisième génération |
Points forts : Kit de typage des mycobactéries et de détection de la résistance aux médicaments HWTS-NGS-T001 (méthode d'amplification multiplex)
Présentation du produit
Ce produit est basé sur les principaux médicaments de première et de deuxième ligne décrits dans les directives de traitement de la tuberculose de l'OMS, les macrolides et les aminoglycosides couramment utilisés dans les directives de traitement des mycobactéries non tuberculeuses, et les sites de résistance aux médicaments couvrent l'ensemble d'un groupe de sites liés à la résistance aux médicaments dans le catalogue des mutations du complexe Mycobacterium tuberculosis de l'OMS, ainsi que d'autres gènes de résistance aux médicaments et sites de mutation signalés selon l'enquête et les statistiques des publications scientifiques de référence nationales et internationales.
L’identification du type repose sur les souches de mycobactéries non tuberculeuses (MNT) répertoriées dans les recommandations relatives aux MNT publiées par le Chinese Journal of Tuberculosis and Respiratory Diseases, ainsi que sur le consensus d’experts. Les amorces de typage conçues permettent d’amplifier, de séquencer et d’annoter plus de 190 espèces de MNT.
Grâce à une technologie d'amplification PCR multiplex ciblée, les gènes de génotypage et de résistance aux médicaments de Mycobacterium ont été amplifiés par PCR multiplex, permettant d'obtenir la combinaison d'amplicons des gènes cibles à détecter. Les produits amplifiés peuvent être intégrés dans des banques de séquençage à haut débit de deuxième ou troisième génération, et toutes les plateformes de séquençage de deuxième et troisième génération peuvent être soumises à un séquençage à haute profondeur pour obtenir les informations de séquence des gènes cibles. En comparant avec les mutations connues contenues dans la base de données de référence intégrée (incluant le catalogue des mutations du complexe Mycobacterium tuberculosis de l'OMS et sa relation avec la résistance aux médicaments), les mutations liées à la résistance ou à la sensibilité aux antituberculeux ont été déterminées. Associée à la solution de traitement des échantillons d'expectorations auto-ouverte de Macro & Micro-Test, la solution a permis de résoudre le problème de la faible efficacité d'amplification des acides nucléiques des échantillons d'expectorations cliniques (dix fois supérieure à celle des méthodes traditionnelles), ce qui permet d'appliquer directement la détection du séquençage de la résistance aux médicaments aux échantillons d'expectorations cliniques.
plage de détection des produits
34gènes liés à la résistance aux médicaments18médicaments antituberculeux et6Des médicaments anti-MNT ont été détectés, couvrant297Sites de résistance aux médicaments ; dix types de Mycobacterium tuberculosis et plus de190Différents types de mycobactéries non tuberculeuses ont été détectés.
Tableau 1 : Informations sur 18+6 médicaments +190+NTM
Avantage du produit
Forte adaptabilité clinique : les échantillons d'expectorations peuvent être directement analysés grâce à un agent d'auto-liquéfaction, sans culture.
L'opération expérimentale est simple : la première étape d'amplification est simple et la construction de la bibliothèque est achevée en 3 heures, ce qui améliore l'efficacité du travail.
Typage complet et résistance aux médicaments : couverture des sites de typage et de résistance aux médicaments de MTB et NTM, qui sont les principaux points d’intérêt clinique, typage précis et détection de la résistance aux médicaments, prise en charge des logiciels d’analyse indépendants et génération de rapports d’analyse en un clic.
Compatibilité : compatibilité produit, adaptation aux plateformes ILM et MGI/ONT courantes.
Spécifications du produit
| Code produit | nom du produit | Plateforme de détection | caractéristiques |
| HWTS-NGS-T001 | Kit de typage des mycobactéries et de détection de la résistance aux médicaments (méthode d'amplification multiplex) | ONT、Illumina、MGI、Salus pro | 16/96rxn |
Date de publication : 23 janvier 2024