Diagnostischer Nutzen der zellfreien DNA von Mycobacterium Tuberculosis (MTB cfDNA) bei tuberkulösem und nichttuberkulösem Pleuraerguss (MYDNITE-2)

Tuberkulose (TB) bleibt weltweit eine der Hauptbelastungen durch Infektionskrankheiten. Laut dem Global TB Report der Weltgesundheitsorganisation (WHO) aus dem Jahr 2023 ist Tuberkulose nach COVID-19 im Jahr 2022 die zweithäufigste infektiöse Todesursache. Extrapulmonale Tuberkulose, zu deren häufigsten Subtypen die tuberkulöse Pleuritis (TBP) gehört, stellt aufgrund ihrer schwierigen Diagnose ein zusätzliches Hindernis für die weltweite Tuberkulosekontrolle dar. Es gibt große geografische Unterschiede in der Inzidenz von TBP, wobei der Anteil der TBP unter allen TB-Patienten zwischen 2,2 % und 31,4 % liegt. In zwei großen retrospektiven chinesischen Kohortenstudien wurde eine zunehmende Inzidenz von TBP festgestellt.

Die paucibacilläre Natur von TBP führt zu einer diagnostischen Herausforderung. Obwohl es sich um einen Goldstandard-Diagnosetest handelt, ist die diagnostische Empfindlichkeit der Pleuraflüssigkeitskultur von Mycobacterium tuberculosis (MTB) nicht optimal. Sie schwankt je nach Kulturmedium und HIV-Status zwischen 7,0 % und 75,0 %. Auch die lange Bearbeitungszeit von etwa 4 bis 8 Wochen beeinträchtigt die klinische Praktikabilität. Kommerzielle PCR-Techniken wie Xpert MTB/RIF oder Xpert Ultra sind schnelle und spezifische Tests mit positiven Ergebnissen. Ihr Nutzen ist jedoch durch die suboptimale Empfindlichkeit eingeschränkt. Eine Pleurabiopsie für die Histologie und eine kombinierte Histologie/Kultur könnten die Sensitivität auf 66 % und 79 % erhöhen, aber dieses Verfahren ist invasiver als eine Thorakozentese. Die Pleuraflüssigkeits-Adenosin-Desaminase (ADA) ist der am häufigsten untersuchte Biomarker mit einer diagnostischen Sensitivität und Spezifität von 0,93 und 0,90 bei einem Grenzwert von 40 U/L. Der Grenzwertbereich kann je nach den Merkmalen des Patienten (Alter, Begleiterkrankung) variieren. Die Schwierigkeit, TBP zu diagnostizieren, führt daher zu einem verzögerten Beginn der Anti-TB-Behandlung. Eine empirische Anti-TB-Behandlung kann auf der Grundlage kompatibler klinischer Präsentationen ohne bestätigende diagnostische mikrobiologische Ergebnisse eingeleitet werden, was das Risiko von Behandlungstoxizitäten (z. B. Hepatotoxizität). Dies deutet darauf hin, dass ein ungedeckter klinischer Bedarf an einem besseren Diagnosetool für TBP besteht.

Der Nachweis zellfreier MTB-DNA (cfDNA) in der Pleuraflüssigkeit könnte die oben genannten Probleme lösen. Es handelt sich um ein potenzielles diagnostisches Instrument mit minimaler Invasivität und, was am wichtigsten ist, einer direkten Bestätigung von MTB im Pleuraraum. Frühere PCR-basierte Methoden berichteten jedoch über eine suboptimale Sensitivität für die Diagnose von TBP, die bei etwa 40–80 % lag. Die Empfindlichkeit kann durch den geringen Anteil an MTB-cfDNA und das Einzelgen-Target (IS6110 oder devR) beim Nachweis eingeschränkt sein. Mit der Weiterentwicklung der Next-Generation-Sequencing-Technologie (NGS) wurde der Nachweis mikrobieller cfDNA durch metagenomisches NGS (mNGS) in der Diagnostik von Infektionskrankheiten eingesetzt. Chang et al. haben zuvor die Verwendung von mNGS in Blut- und Urinproben für die Tuberkulosediagnostik untersucht. Sie zeigten, dass eine solche Methodik durch die niedrige MTB-Konzentration und den Hintergrund kontaminierender DNA nichttuberkulöser Mykobakterien (NTM) eingeschränkt ist, die ähnliche Sequenzen wie das pathogene MTB aufweist.

Unsere Gruppe hat kürzlich einen neuen Labortest zur Messung der MTB-cfDNA-Spiegel entwickelt. Wir gehen davon aus, dass der neue MTB-cfDNA-Assay eine bessere diagnostische Leistung als herkömmliche mikrobiologische Methoden bei der Unterscheidung von Pleuraergüssen aufgrund von TBP von Nicht-TBP aufweist. Da die Entwicklungskohorte nur eine begrenzte Anzahl von Pleuraflüssigkeitsproben enthält, ist eine groß angelegte Bestätigungsstudie mit Pleuraergüssen mit einem breiten Spektrum an Ursachen erforderlich, um ihren klinischen Nutzen zu bestätigen, bevor sie in die klinische Praxis eingeführt werden. Diese Studie verfolgt drei Hauptziele. Zunächst wird die diagnostische Genauigkeit des neuen MTB-cfDNA-Assays bei der Diagnose von TBP anhand einer großen Kohorte bestimmt, die Pleuraflüssigkeitsproben unterschiedlicher Ursache aus Ländern mit unterschiedlicher Tuberkulosebelastung enthält. Zweitens werden die klinischen und Laborfaktoren identifiziert, die den MTB-cfDNA-Spiegel der Pleuraflüssigkeit bestimmen. Drittens wird die Fähigkeit des Assays, verschiedene Anti-TB-Arzneimittelresistenzgene zu erfassen, an Pleuraflüssigkeit aus DR-TB-Endemiegebieten untersucht.