Klinische Bewertung von tNGS zur Diagnose von DR-TB (Seq&Treat)

In den letzten Jahren wurden die Bemühungen zur Bekämpfung der Tuberkulose (TB) durch den Anstieg und die Verbreitung von MDR-TB oder TB, die gegen die Erstlinienmedikamente Isoniazid (INH) und Rifampicin (RIF) und XDR-TB resistent ist, erschwert MDR-TB, die eine zusätzliche Resistenz gegen ein Fluorchinolon (FQ) und eine der injizierbaren Zweitlinienverbindungen (SLI) [Amikacin (AMK), Kanamycin (KAN) und/oder Capreomycin (CAP)] entwickelt hat. Die schnelle Diagnose und angemessene Behandlung von M/XDR-TB ist unerlässlich, um eine signifikante Morbidität, Mortalität und weitere Übertragung von Krankheiten zu verhindern. Für die Behandlung von unkomplizierter MDR-TB hat die Weltgesundheitsorganisation (WHO) kürzlich ein 6- bis 9-monatiges Behandlungsschema befürwortet, das herkömmliche 18- bis 24-monatige Schemata ersetzt. Die FQs und SLIs sind Schlüsselkomponenten des 6- bis 9-monatigen Regimes, und daher ist es notwendig, eine Resistenz gegen diese Verbindungen auszuschließen, bevor Patienten mit dem kürzeren Regime behandelt werden. Für längere MDR-TB-Behandlungsschemata befürwortet die WHO die Verwendung von CAP oder KAN nicht mehr, aber die Schemata stützen sich immer noch stark auf FQs, wobei AMK und PZA als empfohlene Medikamente der Gruppe C aufgeführt sind, wodurch eine schnelle Diagnose aller dieser Medikamente sichergestellt wird ist immer noch relevant und entscheidend für die rechtzeitige Behandlung von DR-TB4.

Der aktuelle Standard für eine umfassende DR-TB-Diagnostik ist die kulturbasierte DST (Flüssigkultur, z. MGIT oder feste Kultur, z.B. LJ), die nur in speziell angefertigten Labors der Biosicherheitsstufe 3 (BSL3) implementiert werden kann. Die globale Reaktion auf den Bedarf an umfassender DST in den letzten zwei Jahrzehnten konzentrierte sich daher auf die Skalierung von BSL3-Anlagen und MGIT-Flüssigkultursystemen, um die globale Kapazität zu erweitern. Während dies eine gewisse Standardisierung von DST-Arbeitsabläufen ermöglichte und zu einer Grundlage für ein globales Netzwerk von TB-Referenzlabors führte, war dies mit erheblichen Kosten und Anstrengungen in Bezug auf Infrastrukturanforderungen, erheblicher praktischer Zeit und Fachwissen für den routinemäßigen Einsatz verbunden. Darüber hinaus bedeutet das langsame Wachstum von Mycobacterium tuberculosis (Mtb) in Kultur, dass es 6-8 Wochen dauert, bis Ergebnisse aus herkömmlicher kulturbasierter DST vorliegen, und Daten haben gezeigt, dass die Kultur oft zu spät kommt, um sich auf die Patientenergebnisse auszuwirken. In jüngerer Zeit war die globale Antwort auf den Bedarf der öffentlichen Gesundheit an universeller DST eine breite Einführung und breite Akzeptanz von molekularen TB-Schnelltests mit begrenzten DST-Fähigkeiten, um frühzeitige Behandlungsentscheidungen zu unterstützen und die traditionelle phänotypische DST zu ergänzen, z. (Cepheid Xpert MTB/RIF oder Ultra, Hain GenoType MTBDRplus). Das inhärente Design der Sonden- oder Array-basierten Molekulardiagnostik beschränkt jedoch ihre Abdeckung auf eine begrenzte Anzahl spezifischer Mutationen, die im anfänglichen Design-Locked-Assay enthalten sind, und hindert sie daran, neue Mutationen und die Vorhersage neuer Arzneimittelresistenzen zu integrieren, ohne zum Abschluss zurückzukehren Produktentwicklung und Validierung. Die Sequenzierungstechnologie der nächsten Generation (NGS) hat das Potenzial, die globale umfassende DST zu revolutionieren. Targeted NGS (tNGS) kann verwendet werden, um mehr als zahlreiche genomweite Ziele im Mycobacterium tuberculosis (MTB) abzufragen, die mit Resistenz assoziierte Mutationen enthalten, und sie von Mutationen zu unterscheiden, die keine Resistenz verleihen, und bietet eine bessere Leistung als Sonden oder Arrays. basierte Molekulardiagnostik.

Für die DR-TB-Diagnose bietet tNGS enorme potenzielle Vorteile gegenüber kulturbasierten Methoden und anderen molekularen Diagnostika in Bezug auf Geschwindigkeit, Benutzerfreundlichkeit und umfassende Abdeckung. Die Einführung der Sequenzierung für die DR-TB-Patientenversorgung in LMICs war jedoch begrenzt aufgrund (i) des Fehlens einer standardisierten und vollständigen Lösung direkt von klinischen Proben bis zur Datenanalyse und -interpretation (d. h. eine End-to-End-Lösung); (ii) Mangel an Verifizierung und Validierung solcher kommerziellen End-to-End-Sequenzierungslösungen, um Richtlinien und Richtlinien für die Verwendung der Sequenzierung als In-vitro-Diagnostik voranzutreiben; und (iii) wahrgenommene technische und Kostenbarrieren. Die WHO und FIND haben einen technischen Leitfaden zu Anforderungen und Verwendung der Sequenzierung für die klinische Diagnose von DR-TB und ein konsensbasiertes Zielproduktprofil (TPP) für die Sequenzierung entwickelt. Zu den Standardkomponenten einer End-to-End-Lösung gehören: DNA-Extraktion aus einer Sputumprobe, Bibliotheksvorbereitung, Sequenzierung und Datenanalyse/-interpretation für die klinische Ergebnisberichterstattung. Basierend auf den veröffentlichten TPP-Richtlinien haben eine Reihe von Herstellern End-to-End-Lösungen für die DR-TB-Diagnose entwickelt. Diese Sequenzierungslösungen erfordern strenge analytische Tests, Laborvalidierung und klinische Bewertung, um sicherzustellen, dass sie sowohl die technischen als auch die betrieblichen Kriterien des Zielproduktprofils erfüllen.

Die aktuelle Studie ist Teil eines zweiphasigen Projekts zur Bewertung der Leistung von kulturfreien tNGS-End-to-End-Lösungen für die arzneimittelresistente TB-Diagnose und zur Empfehlung ihrer Verwendung in verschiedenen klinischen Umgebungen.

• Phase 1 ist eine analytische Studie, die am Standort des Herstellers durchgeführt wird. Es handelt sich um eine verblindete laboranalytische Validierung von tNGS-End-to-End-Lösungen unter Verwendung eines gut charakterisierten Panels von MTB-Stämmen.
• Phase 2 (die aktuelle Studie) ist eine multizentrische klinische Studie zur Bewertung der diagnostischen Genauigkeit und Leistung von bis zu 3 tNGS-End-to-End-Sequenzierungslösungen in Umgebungen mit beabsichtigter Verwendung.

Die beiden Studienphasen werden ergänzende Beweise liefern, um die Studienziele zu erreichen und festzustellen, ob tNGS-Lösungen die diagnostischen Leistungskriterien erfüllen, die im NGS-Zielproduktprofil (TPP) für die klinische Diagnose von arzneimittelresistenter TB beschrieben sind. Der Zweck dieser klinischen Studie besteht darin, die in der Laborvalidierungsstudie beobachteten Genauigkeitsschätzungen zu bestätigen und sicherzustellen, dass die diagnostischen Leistungsmerkmale von tNGS an den vorgesehenen Einsatzorten konsistent sind.

Der Schwerpunkt dieses Protokolls liegt auf der multizentrischen klinischen Bewertung der diagnostischen Genauigkeit und technischen Leistung von End-to-End-tNGS-Lösungen für die DR-TB-Diagnose.