Определение микобактерий методом полногеномного секвенирования: сравнение с традиционными методами

В 2015 году по данным ВОЗ было зарегистрировано 10,4 миллиона новых случаев туберкулеза, 1,4 миллиона смертей связаны непосредственно с этим заболеванием. Около 3% новых случаев и 20% ранее выявленных вызваны штаммами, резистентными к одному или нескольким противотуберкулезным препаратам.

При подозрении на мультирезистентность ВОЗ рекомендует линейный анализ образцов (line probe assays, LPA) — это ПЦР и затем гибридизация, позволяющая идентифицировать гены устойчивости.

Молекулярные тесты более точны, чем фенотипические, в том числе биохимические. Однако из-за межвидового сходства некоторых генов, например рибосомных, близкородственные виды бывает трудно распознать. Сейчас вполне реально использовать для рутинной идентификации видов микобактерий (помимо Mycobacterium tuberculosis, существует 176 микобактериальных видов), а также для тестирования на чувствительность к лекарствам полногеномное секвенирование (ПГС).

Группа британских ученых сравнила результаты ПГС и стандартных лабораторных методик по идентификации микобактерий, прогнозированию резистентности к антибиотикам первой линии M. tuberculosis, а также оценила затраченное на анализы время. Исследования проводились в Национальной референсной службе по микобактериям в течение года. с апреля 2015 года по март 2016-го.

Виды определяли генотипированием (тест GenoType CM, затем GenoType Mycobacterium MTBC или GenoType Mycobacterium AS, Hain Lifescience GmbH, Nehran, Germany), устойчивость к антибиотикам — также генотипированием (GenoType MTBDRplus ) либо фенотипически (Becton Dickinson MGIT 960 system).

Из 2039 изолятов, определенных до вида методами LPA, для 74 (3,6%) не удалось определить вид методом секвенирования или ПГС, таким образом, для сравнения остались 1965. Клинически значимые виды были идентифицированы методом LPA и полногеномным секвенированием в 1902 изолятах, причем в 1825 (96,0%) результаты совпали.

По резистентности к препаратам первой линии — изониазиду и рифампину — в общей сложности были получены 2215 результатов LPA в 728 изолятах комплекса M. tuberculosis (группа близкородственных видов микобактерий, способных вызвать туберкулез). Исключая 216 (10,0%) случаев, когда данных не хватило для ПГС, общая согласованность составила 99,3%, чувствительность — 97,6%, специфичность — 99,5%. 

Всего было зарегистрировано 2982 фенотипических результата по резистентности для 777 изолятов комплекса M. tuberculosis. Из них 356 (11,9%) не имели параллельных результатов ПГС, а в 154 (5,2%) случаях результат был неопределенным из-за обнаружения новых, ранее не охарактеризованных мутаций. За исключением этих данных, общая согласованность составила 99,2%, чувствительность — 94,2%, а специфичность — 99,4%. Медианное время обработки для обычных лабораторных тестов по сравнению с ПГС было близким — 20 и 21 день соответственно.

Показано, таким образом, что полногеномное секвенирование с большой точностью определяет виды и восприимчивость к лекарственным средствам.

Источник

T. Phuong Quan et al. // Evaluation of Whole-Genome Sequencing for Mycobacterial Species Identification and Drug Susceptibility Testing in a Clinical Setting: a Large-Scale Prospective Assessment of Performance against Line Probe Assays and Phenotyping. // J. Clin. Microbiol. February 2018, 56:14 e01480-17; Accepted manuscript posted online 22 November 2017, DOI: 10.1128/JCM.01480-17

Еще о микобактериях и молекулярной диагностике в Journal of Clinical Microbiology (2018, февраль)

Идентификация мутаций резистентности микобактерий в одном картридже

Гетерорезистентность Mycobacterium tuberculosis к изониазиду можно определить с помощью анализа кривых плавления ДНК

Применение квантиферонового теста для диагностики туберкулеза у детей

Российские ученые предложили быстрый метод идентификации опасного варианта генотипа «Пекин» М. tuberculosis