Диагностика туберкулеза легких с Xpert MTB / RIF испытаний

Summary

Xpert MTB / RIF тест включает образец обеззараживания, в режиме громкой связи, бортовой обработки образцов, и сверхчувствительных полу-ПЦР для одновременного обнаружения<em> Микобактерий туберкулеза</em> И рифампицин сопротивления, либо в отхаркиваемой мокроты или концентрированного осадка мокроты, примерно в два часа. Тестирование является стандартизированным и требует лишь умеренного лабораторной инфраструктуры и подготовки кадров.

Abstract

Tuberculosis (TB) due to Mycobacterium tuberculosis (MTB) remains a major public health issue: the infection affects up to one third of the world population¹, and almost two million people are killed by TB each year.² Universal access to high-quality, patient-centered treatment for all TB patients is emphasized by WHO’s Stop TB Strategy.³ The rapid detection of MTB in respiratory specimens and drug therapy based on reliable drug resistance testing results are a prerequisite for the successful implementation of this strategy. However, in many areas of the world, TB diagnosis still relies on insensitive, poorly standardized sputum microscopy methods. Ineffective TB detection and the emergence and transmission of drug-resistant MTB strains increasingly jeopardize global TB control activities.²

Effective diagnosis of pulmonary TB requires the availability – on a global scale – of standardized, easy-to-use, and robust diagnostic tools that would allow the direct detection of both the MTB complex and resistance to key antibiotics, such as rifampicin (RIF). The latter result can serve as marker for multidrug-resistant MTB (MDR TB) and has been reported in > 95% of the MDR-TB isolates.^{4, 5} The rapid availability of reliable test results is likely to directly translate into sound patient management decisions that, ultimately, will cure the individual patient and break the chain of TB transmission in the community.²

Cepheid’s (Sunnyvale, CA, U.S.A.) Xpert MTB/RIF assay^{6, 7} meets the demands outlined above in a remarkable manner. It is a nucleic-acids amplification test for 1) the detection of MTB complex DNA in sputum or concentrated sputum sediments; and 2) the detection of RIF resistance-associated mutations of the rpoB gene.⁸ It is designed for use with Cepheid’s GeneXpert Dx System that integrates and automates sample processing, nucleic acid amplification, and detection of the target sequences using real-time PCR and reverse transcriptase PCR. The system consists of an instrument, personal computer, barcode scanner, and preloaded software for running tests and viewing the results.⁹ It employs single-use disposable Xpert MTB/RIF cartridges that hold PCR reagents and host the PCR process. Because the cartridges are self-contained, cross-contamination between samples is eliminated.⁶ Current nucleic acid amplification methods used to detect MTB are complex, labor-intensive, and technically demanding. The Xpert MTB/RIF assay has the potential to bring standardized, sensitive and very specific diagnostic testing for both TB and drug resistance to universal-access point-of-care settings³, provided that they will be able to afford it. In order to facilitate access, the Foundation for Innovative New Diagnostics (FIND) has negotiated significant price reductions. Current FIND-negotiated prices, along with the list of countries eligible for the discounts, are available on the web.¹⁰

Protocol

Стандартный 2 Международные стандарты медицинской помощи больным туберкулезом утверждает, что все пациентов с подозрением на туберкулез легких должны представить не менее двух образцов мокроты для бактериологического исследования. Когда это возможно, по крайней мере одного утреннего образца должны быть получены, как мокроты, собранных на данный момент имеет самый высокий урожай. 11 Xpert MTB / RIF анализ может быть применен к мокроте или концентрированного осадка мокроты готовили из индуцированных или отхаркиваемой мокроты, которые . либо кислотоустойчивых микобактерий (КУМ) мазок положительный или отрицательный 6, 12, 13 тест предназначен для использования с образцами от пациентов, у которых есть клиническое подозрение на туберкулез легких, которые имеют: 1) не получили противотуберкулезные терапии, 2 ) было <7 дней терапии, или 3) не получили лечение в течение последних 60 дней. Обратите внимание, что она не должна быть использована для мониторинга воздействия лекарственной терапии 7, так как бактериальная ДНК может сохраняться после антибактериальной терапии. <pкласс = "jove_content"> Лечение клинических образцов, в том числе использованные картриджи, как если бы способны передавать инфекционные агенты. Использование надлежащих мер предосторожности, таких как ношение защитной одноразовые перчатки, лабораторный халат и защитные очки, и следуй за безопасность вашей организации процедур и руководящих принципов. 1. Отхаркивается Образцы мокроты Примечание: Процесс ровно столько образцов в одно время, так как есть GeneXpert системы Dx модули, доступные для выполнения теста! На каждом Xpert MTB / RIF картридж с соответствующим идентификатором экземпляра. Передача 1,0 мл мокроты отхаркивается к конической, с завинчивающимися крышками трубки с помощью стерильной пипетки передачи. Кроме того, весь образец могут быть обработаны в оригинальной герметичной контейнер забора мокроты. Добавить 2,0 мл Xpert MTB / RIF образец реагента (2:1, об / об) в отхаркиваемой мокроты помощью стерильной пипетки передачи. Замените крышку и встряхнуть трубку энергично 10-20 Раз. Кроме того, смесь может быть встряхивали (30 сек). Позвольте трубку стоять в течение 5 мин при комнатной температуре. Встряхните трубка энергично 10-20 раз. Кроме того, использование вихря (30 сек). Позвольте трубку стоять еще 10 мин при комнатной температуре. Проверка образцов: Образцы должны быть сжиженный без видимых сгустков мокроты. 2. Концентрированный осадков Примечание: Процесс ровно столько образцов в одно время, как есть GeneXpert системы Dx модули, доступные для запуска тестов! На каждом Xpert MTB / RIF картридж с соответствующим идентификатором экземпляра. Передача 1,5 мл Xpert MTB / RIF образец реагента конические, завинчивающимися крышками трубки с помощью стерильной пипетки передачи. Добавить по крайней мере, 0,5 мл концентрированного осадка для образца содержащего реагента трубки с помощью стерильной пипетки передачи. Замените крышку и встряхнуть трубку Vigorously 10-20 раз. Кроме того, использование вихря (30 сек). Позвольте трубку стоять в течение 5 мин при комнатной температуре. Встряхните трубка энергично 10-20 раз. Кроме того, использование вихря (30 сек). Позвольте трубку стоять еще 10 мин при комнатной температуре. Проверка образцов: Образцы должны быть сжиженный без видимых сгустков мокроты. 3. Загрузка Xpert MTB / RIF картридж Обратите внимание: Начало тестов в течение 30 минут после пробы в картридже! Проверьте этикетки на Xpert MTB / RIF-картридж и образца ID. Откройте крышку картриджа. С помощью стерильной пипетки передачи при условии, аспирации сжиженного образец в передачи пипетки, пока мениск выше минимальной отметки и передачи образцов в открытый порт Xpert MTB / RIF картриджа. Примечание:Внесите медленно, чтобы минимизировать риск образования аэрозоля! Закройте крышку картриджа. 4. Начало испытаний Примечание: Перед началом теста, убедитесь, что система GeneXpert Dx оснащен GX2.1 программного обеспечения, и Xpert MTB / RIF анализа импортируется в программу 9! Включите компьютер, а затем включить прибор GeneXpert Dx. На рабочем столе дважды щелкните ярлык GeneXpert Dx значок. Вход в систему GeneXpert Dx программного обеспечения с использованием имени пользователя и пароля. В системе окно GeneXpert Dx, нажмите кнопку Создать тест. Штрих-код сканирования картриджа появляется диалоговое окно. В поле ID примера, сканирование или введите образец ID. Сканирование штрих-кодов на Xpert MTB / RIF картриджа. В окне Создать тест. Нажмите кнопку Пуск испытаний </сильный> и введите пароль в появившемся диалоговом окне. Откройте дверь, приборного отсека с мигающий зеленый свет, и загрузить картридж. Закройте дверь. Тест начинается и перестанет мигать и остается постоянно зеленый. Когда тест закончен, свет выключается. Подождите, пока система не освобождает замок в конце хода, откройте двери и модуль удаления картриджа. Утилизация использованных картриджей в соответствующие контейнеры для отходов в соответствии со стандартной практикой вашей организации. 5. Представитель Результаты Каждый Xpert MTB / RIF картриджа включает в себя реагенты для обнаружения сложных и MTB РИФ сопротивление, а также контроль обработки образцов (SPC) для контроля за адекватную обработку целевой бактерий и контролировать присутствие ингибитора (ы) в реакции ПЦР . Управление Probe Check (PCC) проверяет реагент регидратации, ПЦР трубки заполнениякартридж, датчик целостности и стабильности красителя. 9 праймеров в Xpert MTB / RIF анализа усилить часть гроВ ген содержащей 81 пар оснований, "ядро" региона. Пять разноцветных флуорогенных нуклеиновой кислоты зондов гибридизации, называются молекулярными маяками, допросить всего 81 б.п. ядра. 14 Каждая молекулярная маяк был разработан, чтобы быть настолько специфичны, что он не привязан к своей цели, если цель отличается от последовательности дикого типа гроВ последовательности всего один нуклеотид замены. С молекулярной флуоресценции маяки только тогда, когда они привязаны к своей цели, то есть дикий тип гроВ последовательность, отсутствие одного из пяти цветов в анализ различий между сохраняющейся дикого типа и мутации в ключевом регионе, которые связаны с РИФ сопротивление 6. СПК должны быть положительными в отрицательной пробы и может быть положительным или отрицательным в положительном образце. ТестРезультатом будет "Неверная", если НПФ не обнаружен в отрицательном. Перед началом реакции ПЦР, система GeneXpert Dx измеряет сигнал флуоресценции от датчиков контролировать шарик регидратации, реакция трубки наполнения, датчик целостности и стабильности красителя. PCC проходит, если флуоресцентного сигнала от датчиков соответствует заданным критериям признания. Полученные результаты интерпретируются в системе GeneXpert Dx от измеряемых сигналов флуоресценции и встроенные алгоритмы расчета и отображаются в окне просмотра результатов 9, как указано ниже: MTB Обнаружено: MTB ДНК цель обнаружена, как управление, SPC и PCC, отвечают заданным критериям признания. Нижняя Ct значения представляют собой более высокий исходной концентрации ДНК-матрицы, выше Ct значения представляют собой более низкую концентрацию ДНК. В MTB ОБНАРУЖЕН результаты "РИФ сопротивления ОБНАРУЖЕН" (рис. 1А), "РИФ сопротивления не обнаружен" ( <strОнг> Рисунок 1B), или "РИФ сопротивление неопределенный" будет отображаться на отдельной линии. МТБ не обнаружена: MTB целевой ДНК не обнаружено, оба управления, SPC и PCC, отвечают назначены критерии приемки (рис. 2). Неверная: Наличие или отсутствие MTB не может быть определена: SPC не соответствуют критериям приемлемости, то есть образец не был должным образом обработан, или ПЦР подавляется (рис. 3). Примечание: повторный тест с дополнительным образца! Ошибка: один или несколько результатов удалось PCC (FAIL). И MTB и SPC отображения результата нет. Примечание: повторный тест с дополнительным образца! Если прошло PCC (PASS), ошибка вызвана отказом компонентов системы. Рисунок 1: MTB целевой ДНК обнаруживается, как управление, SPC и PCC, отвечают заданным критериям признания. Нижняя Ct значения представляют собой более высокий исходныйКонцентрация ДНК-матрицы, более высокие значения Ct представляет собой низкую концентрацию ДНК. В MTB ОБНАРУЖЕН результаты "РИФ сопротивления не обнаружен" (рис. 1А), «РИФ сопротивления ОБНАРУЖЕН" (рис. 1в), или "РИФ сопротивление неопределенный" будет отображаться на отдельной линии. На рис. 1А MTB обнаружены; РИФ сопротивления не обнаружено, то есть только дикий тип нуклеиновой кислоты из 81-ВР РИФ сопротивления определения региона (RRDR) гена гроВ присутствовало 6. Нажмите здесь, чтобы увеличить рисунок . На рис. 1B MTB обнаружены; РИФ сопротивления обнаружено. Заполните бросают Probe B (стрелка), которая охватывает позиции 513 до 517 R RDR гена гроВ. 6 В, например, частичное секвенирование показало, что ген мутации гроВ D516V было обнаружено 8. Нажмите здесь, чтобы увеличить рисунок . Рисунок 2 MTB целевой ДНК не была обнаружена,.. И управления, SPC и PCC, отвечают заданным критериям принятия Нажмите здесь, чтобы увеличить рисунок . Рисунок 3. Неверный результат теста, то есть наличие или отсутствие MTB не может быть определена: SPC не соответствуют критериям приемлемости, поскольку выборка не была должным образом обработана, или потому, что ПЦР было законсервировано.3547fig3large.jpg "целевых =" _blank "> Нажмите здесь, чтобы увеличить цифру.

Discussion

Xpert MTB / RIF анализ включает образец обеззараживания, в режиме громкой связи, бортовой обработки образцов, и сверхчувствительных полу-ПЦР для одновременного обнаружения и MTB РИФ сопротивления, либо в отхаркиваемой мокроты или концентрированные отложения, в одном , простая в использовании система. Аналитического предела анализ на обнаружение оказалось 131 КОЕ / мл мокроты. ⁶ лог-линейная зависимость между значениями Ct и количество MTB клетки, присутствующие справедливо от 10 ² до 10 ⁷ КОЕ / мл мокроты. Как клинически значимых концентрациях MTB все попадают в линейный диапазон анализа, анализа обеспечивает полу-количественные оценки бактериальной нагрузки ^7. Анализ требует только умеренного лабораторной инфраструктуры и подготовки кадров. Предел обнаружения лежит по крайней мере на два порядка ниже, чем у обычной микроскопии. ⁶ Специфика отлично. Кроме того, одновременное обнаружение РИФ-resistanт MTB является существенным преимуществом в условиях точка-в-санитарной тестирования в эпоху лекарственно-устойчивый туберкулез ^3.

На сегодняшний день лишь ограниченное опубликованы данные по производительности тест для диагностики туберкулеза легких в лечебных учреждениях имеются ^{12, 13.} Общей клинической чувствительности Xpert MTB / RIF тест на выявления MTB в мокроте больных с подозрением на туберкулез легких было 97,6% по сравнению с культурой в качестве опорного. Это были результаты перспективных многоцентровых исследований, которые участвуют пять исследовательских центров (Лима, Перу, Баку, Азербайджан, Кейптауне и Дурбане, Южная Африка, Мумбай, Индия) и в общей сложности 1462 пациентов. В целом предварительные испытания вероятность культуры подтвержденным ТБ в исследуемой популяции было 50,7%. Чувствительность 99,8% за мазком и культурой-инфицированных и 90,2% для с отрицательным мазком, культурно-положительных случаев. Среди ВИЧ-положительных пациентов с туберкулезом легких, чувствительность MTB / RIF тест был 93,9%, по сравнению с 98,4% в. ВИЧ-негативных пациентов ¹² В настройки с низкой распространенностью туберкулеза, общее соглашение для обнаружения MTB составил 89% по сравнению с культурой, чувствительность 98% с положительным мазком и 72% с отрицательным мазком образцов, соответственно, и Специфика была отличная. ¹³ Существовал никаких существенных различий в чувствительности между тестами на необработанных мокроты и те, на концентрированные отложения. ¹² В том же исследовании, MTB / RIF тест правильно обнаружен РИФ сопротивление в 209 из 211 пациентов (99,1% чувствительность) и в Все 506 пациентов с предрасположенностью РИФ (100% специфичности), когда последовательность результаты были приняты во внимание. ¹² авторы обнаружили, что производительность как для выявления случаев заболевания и дискриминации сопротивления РИФ, было одинаковым во всех разнообразных сайтов, предполагая, что результаты, скорее всего, быть широко применимым ^12. Кроме того, концентрированный осадков респираторных образцов, кроме мокроты, таких как бронхо-альвеолярной и промывание бронховл выделений, были протестированы с сопоставимой чувствительностью и специфичностью. ¹³ Данные по производительности анализа, когда тестирование внелегочного туберкулеза становится ^15.

Глобальная борьба с туберкулезом срочно нуждается в эффективных инструментов, которые позволяют экспресс-диагностика новых случаев заболевания туберкулезом и обнаружения РИФ-устойчивыми в MTB всеобщего доступа точка-в-санитарной помощи. ³ Текущий амплификации нуклеиновых кислот методы, используемые для обнаружения MTB являются сложными, трудоемкими, и технически сложных. Xpert MTB / RIF анализа имеет потенциал, чтобы довести стандартизированного, чувствительной и очень конкретные диагностическое тестирование на ТБ и лекарственной устойчивости этих параметров, при условии, что они смогут себе это позволить. В целях облегчения доступа, Фонд для инновационных и новых диагностических средств (FIND) заключила значительное снижение цен на Xpert MTB / RIF тест. Текущий НАЙТИ-договорным ценам, а также список стран, имеющих право на скидки, можно ознакомиться на ^веб-10. </suр>

Materials

Reagent/Equipment	Company	Catalogue number
Xpert MTB/RIF test	Cepheid	GXMTB/RIF-10
Transfer pipettes	Sarstedt	86.1172.001
Conical tubes, 15 ml, 120 x 17 mm, PS	Sarstedt	62.553.542