文摘
全基因组测序可以采用在国家层面上作为诊断的常规分析,普遍的药敏检测和流行病学调查的结核病例发病率低的国家http://ow.ly/KA7I30jr0Wo
编辑器:
2014年,世界卫生组织(世卫组织)和欧洲呼吸学会发表一个框架,用于消除结核病(TB)在发病率低的188bet官网地址国家,描述优先行动来实现这个目标。这些包括:投资新的早期诊断工具,获得普遍的药敏检测(DST),接触调查和连续监测(1]。最近提出了一个路线图发病率低的国家(意大利作为模型2),这表明结核病消除需要一个协调一致的行动完全协调在国家和地区层面。的一个主要障碍是未被发现的传播与国际传播和迁移3]。全基因组测序(WGS)与传统的成本结核分枝杆菌DST试验所需提供“一站式”信息跟踪传输高分辨率和提供个性化管理结核病例的时间短于标准诊断途径(4]。在这里,我们描述的结果集中WGS-based结核病诊断和监测模型应用于区域水平和如何在意大利这个模型扩展到全国范围内或其他低结核发病率国家可以造福公众健康和病人管理、节约成本的卫生系统。
在与结核病参比实验室和临床合作中心在托斯卡纳(RCM;佛罗伦萨Careggi大学医院和比萨大学医院),意大利结核病参比实验室分枝杆菌的分子类型和超国家结核病参比实验室(SRL;意大利米兰)执行WGS从早期积极BACTEC MGIT 960 (BD,富兰克林湖,新泽西,美国)文化连续收集了2016年2月到2017年9月(20个月)。在研究人群中描述的细节图1。道德间隙是不需要临床实验室的常规工作流程和病人管理没有修改。所有数据是匿名的。主要文化热灭活在RCM寄送至SRL,没有任何中断的诊断程序和不需要特定的运输生物安全措施。在RCM包括表型DST测试一线和二线药物使用MGIT(在多药耐药性的情况下),根据制造商的指示和世卫组织的建议11]。提取基因组DNA在SRL自动麦克斯韦系统(WI Promega,麦迪逊,美国)12]。Illumina公司(美国圣地亚哥,CA)技术用于paired-end WGS应用Nextera XT DNA样品制备设备和“台式”MiniSeq平台(300次)。质量检查后,读取对齐到H37Rv参考基因组和变体调用执行根据低负担的分析管道校准设置和最近的阻力预测分类系统,应变分类和系统发育重建(5,13,14]。管道是调整调用耐药性变异频率也小。
WGS 72 h内允许代结果交付文化的样本,而一线DST结果,平均28天后文化的积极性。意味着读取覆盖73×24 - 286)(范围从298/328积极MGIT文化与WGS完成(91%)。阴性预测值(NPV) 100%的耐多药(MDR)表型和对一线药物超过96%,显示在一个设置在低电阻的负担WGS预测不仅抵抗,还对一线药物的敏感性,指导正确治疗没有表型测试(图1)。吡嗪酰胺(PZA)是唯一的药物敏感性降低(63%):9例rifampicin-sensitive和表型耐PZA没有显示任何PZA抗性相关基因的突变。PZA阻力的意想不到的高频non-MDR菌株的知名技术挑战MGIT测试这种药物建议这些案件可以被解释为表型耐假(15]。12 MDR隔离(11名患者)被WGS正确识别。其中一个是广泛耐药表型耐药卷曲霉素不相关的变量rrs和tlyA标记。有趣的是,14例耐氟喹诺酮类原料药(FQ)立即被WGS(11名患者),其中12个(10例)检测在non-MDR病人FQ治疗其他感染。总的来说,WGS显示> 96%的诊断准确性和NPV值检测抗一线药物标准表型测试相比,具有极高的性能预测的MDR表型。WGS证实了异构结核病流行病学与六大在托斯卡纳结核分枝杆菌复杂的血统(图1来自30多个国家)引起疾病的病人:大多数代表sublineages哈勒姆,T,北京和林。茎使用核心基因组序列输入方案(Ridom SeqSphere + v4.1.9阈值来定义集群:≤6等位基因)我们鉴定出56病人参与传播活动集群的比例12%。链接经单核苷酸变异(SNV)的分析(阈值来定义集群:≤5 SNVs) (13]。集群病例立即向RCM和当地卫生行政部门报告,确认52%的链接(图1)。其余12事件,标准的接触者追踪未能检索流行病学链接:正如所料,尤其麻烦跟踪联系意大利和患者的混合民族。因此,WGS-based调查代表了一种附加价值识别和中断传输链(6]。混合集群包括意大利和外国人被确定在25%(14/56)病例。值得注意的是,WGS分析迅速报道7交叉污染事件发生在执行常规诊断实验室,避免不必要的治疗或进一步调查。
我们这里显示第一次模型生成的在英国出口和工作在其他欧洲国家发病率低12]。事实上,WGS参考级别的执行可能是最好的干预进行系统监测耐药性,支持个性化管理的结核病和识别的实时传输,克服了技术和预算限制标准的调查。这种策略最终会限制使用表型DST选定的情况下,从而节约了成本。最近,W“等。(13公布MDR索马里移民之间的跨境集群:所有患者达到北欧国家到达意大利后海岸。意大利的两例诊断被带到公共卫生关注经过几个月的延迟:WGS实现在国家层面将会导致他们及时的治疗和报告。
意大利在2015年报告了3769事件病例(16装备:一到三的实验室足以处理排序的所有情况下没有延迟。意大利目前执行WGS只在耐多药结核病例调查动态的传播,但在缺乏中央−区域协调和承诺,这个过程太缓慢,远非全面(17,18]。此外,系统地理解传播的流行病学和动态和设计适当的干预措施,打字不应局限于耐药形式。作为一个更大的优势,因为二线药物通常测试诊断耐多药之后,WGS可以指导提供的二线药物信息的提示选择适当方案需要偏离一线治疗,减少经验性治疗。
限制,这种方法提供了高质量的结果只有当应用于培养样本,尽管其应用痰样本已经描述(4]。此外,这项研究是由9%的WGS失败获得的DNA的数量不足从30早期积极的文化19]。样品没有提交在这种情况下。全面实施,WGS技术需要经过验证过程以满足意大利区域内临床认证标准体系,并开发一个全面的诊断报告模板告知临床医生和国家卫生系统。此外,考虑到需要批处理样品测序运行限制成本,信息基础设施和高级生物信息学能力,中央集权的方法与常规设置和专业实验室之间的联系进行排序,将使有效采用WGS作为诊断的常规分析,普遍DST和结核病例的流行病学调查。
脚注
利益冲突:没有宣布。
支持声明:本研究支持第二ERANet-LAC跨国联合呼吁研究和创新(每- 2012 elac2015 /格兰特:TRANS-TB-TRANS t08 - 0664)。资金信息,本文已沉积的Crossref资助者注册表。
序列中的序列可用fastq文件读取存档的国家生物技术信息中心(加入SRP135980),人类阅读后删除。
- 收到了2018年2月23日。
- 接受2018年4月2日。
- 版权©2018人队