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WGS快速检测结核病,有效提高临床周转率

全基因组测序(WGS)可作为诊断结核病的一种新方法,能同时进行物种准确鉴定及基因分型,可靠检出耐药结核病的同时,也可提供快速全面的药敏结果,有利于患者的有效治疗,大大提高临床病患周转率。

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耐药结核病往往伴有并发症,并且治愈率低,同时,耐药结核病的治疗周期长,缺乏有效的新药,美国疾控中心(CDC)将耐药结核病归为严峻的挑战。多耐药(MDR)结核分枝杆菌及泛耐药(XDR)结核分枝杆菌的确诊关系着结核病(TB)的控制,因此,快速、精确的诊断方法变得很有必要。

基于培养的药物敏感性检验(DST)被认为是金标准,但全部检验一线及二线药物的敏感性需要长达三个月的时间,而在这期间,病人要接受非最佳治疗,这导致了耐药菌产生及传播风险的增加。

结核分枝杆菌的生长速度缓慢,限制了基于培养的药敏实验的周期,并且吡嗪酰胺(pyrazinamide)和乙胺丁醇(ethambutol)的DST检测可靠性较低。目前,已知有很多确切的突变导致结核分枝杆菌耐药,基于这些靶标的分子检测方法大大提高了耐药检测效率,进而降低了临床周转周期。但这些方法只限于检测基因组的很小一个区域,结核分枝杆菌却有多种耐药机制,包括染色体的插入、缺失及单核苷酸多态性(SNPs)。质粒及转座子等基因转移元件在结核分枝杆菌的耐药中的影响并不显著。

结核病的治疗往往需要多种药物联合使用,所以很有必要广泛的检测结核分枝杆菌基因组上的基因及位点,以更全面的了解其药敏谱,但基于靶标的分子检测方法无法做到这些。全基因组测序(WGS)技术已经认为是很有潜力的,有利于提高临床诊断能力,全面检测抗结核药物的敏感性,最终减少临床病历诊疗的周转时间。

全基因组测序(WGS)在爆发事件的回顾性分析已经被很好的应用,可更准确的鉴定病人群体及病人间的传播途径。近期的研究也表述了WGS在临床场景快速获得结核分枝杆菌药敏谱的应用潜力。比如,Witney等利用WGS检测疑似XDR-TB案例的药敏谱,发现WGS预测药敏比完整的基于培养的DST早了几周的时间。然而,由于他们的方法是将WGS用于补充药敏数据的工具,检测DST结果为耐药的菌株,这对于缩短病历的临床周转时间并不理想,并且对于那些DST检测结果为一线药物敏感的菌株,得到到更多的药敏信息。

作者的目标是将WGS技术作为常规快速的筛查方法,用于每一个结核病患者的检测及全面的药敏分析,并且不使用基于特定分子靶标的抗性检测及基于培养的药敏检测。用WGS检测得到药敏报告的方法,预期获得快速的病患周转时间,这对于临床的意义是极大的。

作者研究了608个结核分枝杆菌复合群(MTBC),比较了WGS方法及DST方法对于8种药物的敏感性,发现WGS及DST结果的一致性达到96%,其中,耐药的一致性平均为93%,敏感的一致性平均为96%。综合的WGS检测方法取代了七种特定分子靶标的检测方法,对于药敏检测的时间,WGS比DST的一线药物检测节约了9天时间,二线药物检测节省了32天时间。

文献:Shea J, Halse T A, Lapierre P, et al. Comprehensive whole-genome sequencing and reporting of drug resistance profiles on clinical cases of Mycobacterium tuberculosis in New York State.[J]. Journal of Clinical Microbiology, 2017, 55(6).

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