Eine neue Waffe für die Tuberkulosediagnose und den Nachweis von Arzneimittelresistenzen: Eine neue Generation zielgerichteter Sequenzierung (tNGS) kombiniert mit maschinellem Lernen zur Diagnose von Tuberkuloseüberempfindlichkeit
Literaturbericht: CCa: ein auf tNGS und maschinellem Lernen basierendes Diagnosemodell, das für Menschen mit weniger bakterieller Tuberkulose und tuberkulöser Meningitis geeignet ist.
Titel der Dissertation: Tuberkulose-gezielte Sequenzierung der nächsten Generation und maschinelles Lernen: eine hochempfindliche Diagnosestrategie für paukische Lungentubuli und tubuläre Meningitis.
Zeitschrift: „Clinica Chimica Acta“
WENN: 6,5
Erscheinungsdatum: Januar 2024
In Zusammenarbeit mit der Universität der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und dem Beijing Chest Hospital der Capital Medical University hat Macro & Micro-Test ein Tuberkulose-Diagnosemodell entwickelt, das auf der neuen Generation der gezielten Sequenzierungstechnologie (tNGS) und maschinellen Lernmethoden basiert. Dieses Modell bietet eine ultrahohe Nachweisempfindlichkeit für Tuberkulose mit wenigen Bakterien und tuberkulöse Meningitis, stellt eine neue Methode zur Diagnose von Überempfindlichkeitsreaktionen für die klinische Diagnose zweier Tuberkulosearten bereit und unterstützt die präzise Diagnose, Erkennung von Arzneimittelresistenzen und Behandlung von Tuberkulose. Gleichzeitig wurde festgestellt, dass die cfDNA des Patientenplasmas als geeigneter Probentyp für die klinische Probenahme bei der Diagnose von TBM verwendet werden kann.
In dieser Studie wurden 227 Plasmaproben und Liquorproben verwendet, um zwei klinische Kohorten zu erstellen. Die Proben der Labordiagnostikkohorte dienten zur Erstellung des maschinellen Lernmodells zur Tuberkulosediagnose, während die Proben der klinischen Diagnostikkohorte zur Überprüfung des erstellten Diagnosemodells verwendet wurden. Alle Proben wurden zunächst mit einem speziell entwickelten Pool gezielter Capture-Sonden für Mycobacterium tuberculosis untersucht. Anschließend wurde anhand der TB-tNGS-Sequenzierungsdaten mithilfe des Entscheidungsbaummodells eine 5-fache Kreuzvalidierung der Trainings- und Validierungssätze der Labordiagnostikwarteschlange durchgeführt und die Diagnoseschwellenwerte der Plasmaproben und der Liquorproben ermittelt. Der ermittelte Schwellenwert wurde zur Erkennung in zwei Testsätze der klinischen Diagnosewarteschlange übernommen und die Diagnoseleistung des Lernenden anhand der ROC-Kurve bewertet. Schließlich wurde das Tuberkulosediagnosemodell erstellt.
Abb. 1 Schematische Darstellung des Forschungsdesigns
Ergebnisse: Gemäß den in dieser Studie ermittelten spezifischen Schwellenwerten der CSF-DNA-Probe (AUC = 0,974) und der Plasma-cfDNA-Probe (AUC = 0,908) betrug unter 227 Proben die Sensitivität der CSF-Probe 97,01 %, die Spezifität 95,65 % und die Sensitivität und Spezifität der Plasmaprobe 82,61 % bzw. 86,36 %. Bei der Analyse von 44 gepaarten Proben von Plasma-cfDNA und Liquor-DNA von TBM-Patienten weist die diagnostische Strategie dieser Studie eine hohe Konsistenz von 90,91 % (40/44) bei Plasma-cfDNA und Liquor-DNA auf, und die Sensitivität beträgt 95,45 % (42/44). Bei Kindern mit Lungentuberkulose ist die Diagnosestrategie dieser Studie gegenüber Plasmaproben sensitiver als die Xpert-Erkennungsergebnisse von Magensaftproben derselben Patienten (28,57 % gegenüber 15,38 %).
Abb. 2 Analyseleistung des Tuberkulose-Diagnosemodells für Bevölkerungsstichproben
