Diagnostischer Nutzen der zellfreien DNA von Mycobacterium Tuberculosis in Hongkong (MYDNITE-3)

Tuberkulose (TB) bleibt weltweit eine der Hauptbelastungen durch Infektionskrankheiten. Laut dem Global TB Report der Weltgesundheitsorganisation (WHO) aus dem Jahr 2023 waren im Jahr 2022 über sieben Millionen Menschen mit Tuberkulose infiziert und 1,3 Millionen starben an der Krankheit. China gehört zu den drei Ländern mit der höchsten TB-Belastung, während Hongkong mit durchschnittlich 4.000 neuen Fällen pro Jahr eine mittlere Tuberkulose-Belastung aufweist.

Eine Tuberkulose-Infektion kann bei etwa 25 % der Patienten eine Erkrankung verschiedener Erscheinungsformen außerhalb des Lungenparenchyms verursachen (extrapulmonale Tuberkulose, EPTB) und ist mit schlechteren Behandlungsergebnissen verbunden als Lungen-Tuberkulose. Tuberkulöse Pleuritis (TBP) ist die häufigste Form in Hongkong und China (41 % bis 50 % aller EPTB). Obwohl TBP mit akutem bis subakutem Auftreten eines einseitigen Pleuraergusses, Atemnot und Fieber einhergehen kann, ist sein Erscheinungsbild häufig unspezifisch. Aufgrund seiner klinischen und epidemiologischen Bedeutung ist die genaue Unterscheidung von TBP von anderen Arten von Pleuraergüssen entscheidend, um den Diagnoseprozess zu verkürzen und die Ergebnisse für diese Patienten zu optimieren.

Laborherausforderungen bei der Diagnose von TBP Die Diagnose von TBP ist eine Herausforderung, da die Krankheit durch eine kleine Anzahl von Bakterien (paucibacillärer Natur) im Pleuraraum verursacht wird, was die diagnostische Leistung verschiedener herkömmlicher Diagnosemodalitäten einschränkt. Zu diesen Einschränkungen gehören die geringe Empfindlichkeit für mikrobiologische Tests der Pleuraflüssigkeit (Färbung mit säurefesten Bazillen [AFB], Mycobacterium tuberculosis [MTB]-Kultur und MTB-Polymerasekettenreaktion [PCR]) und die mangelnde Spezifität für Biomarker der Pleuraflüssigkeit (Adenosin-Desaminase [ADA]). insbesondere in Regionen mit niedriger TB-Prävalenz. Obwohl die Ausbeuten der MTB-Kultur und der PCR auf Pleuragewebe höher sind, ist die Pleurabiopsie (durch Eingriff am Krankenbett oder Pleuroskopie) invasiv und erfordert einen zusätzlichen Eingriff. Derzeit kann kein idealer Test mehrere diagnostische Ziele gleichzeitig erreichen, darunter eine hohe Nachweisempfindlichkeit, eine hohe Spezifität zum Ausschluss anderer Krankheiten, eine kurze Durchlaufzeit, eine geringe Invasivität und die Erkennung von Arzneimittelresistenzen. Die Diagnose von TBP basiert praktisch auf einer Kombination aus klinischen, radiologischen und Laborendpunkten. Die Diagnose kann gelegentlich klinisch ohne mikrobiologischen oder histologischen Nachweis gestellt werden (wahrscheinlicher TBP).

Folgen einer verzögerten TBP-Diagnose Zu den wichtigsten klinischen Nachteilen einer schwierigen TBP-Diagnose zählen unnötige invasive Pleuraeingriffe und ein verzögerter Beginn einer kurativen Behandlung. Unsere interne Prüfung ergab kürzlich, dass sich der Beginn der Behandlung verzögerte, während auf bestätigende Testergebnisse gewartet wurde, und dass die Patienten im Durchschnitt einen zusätzlichen Eingriff zur Feststellung der Diagnose benötigten, zu dem auch eine Pleurabiopsie mit invasiverem Charakter gehörte. Diese Patienten hatten lange Krankenhausaufenthalte für Untersuchungen und Versuche mit mehreren Antibiotika gegen ungelöstes Fieber. Einige Patienten erhalten möglicherweise stattdessen eine empirische Anti-TB-Behandlung auf der Grundlage kompatibler klinischer Präsentationen ohne bestätigende diagnostische Untersuchungsergebnisse. Dies ist jedoch nicht ohne Risiko (z.B. Hepatotoxizität), insbesondere bei älteren Menschen, die anfälliger für TBP sind. Ein besseres Diagnosetool für TBP würde diese klinischen Herausforderungen abmildern.

Flüssigbiopsie bei Pleuraerguss: neueste Entwicklung unserer Gruppe Flüssigbiopsie durch Nachweis der zellfreien DNA (cfDNA) in Körperflüssigkeiten ist eine mögliche Lösung. Wenn TB-Bakterien sterben oder zerfallen, werden die DNA-Fragmente in den Pleuraraum abgegeben und bilden Mycobacterium tuberculosis cfDNA (MTB cfDNA). Der Nachweis der MTB-cfDNA in der Pleuraflüssigkeit kann das Vorhandensein von Tuberkulosebakterien oder deren Untereinheiten im Pleuraspalt direkt nachweisen, was eine attraktive Option darstellt. In früheren Studien wurde MTB-cfDNA zur Diagnose von TBP eingesetzt, die Leistung war jedoch unterschiedlich. Che et al. maßen zunächst MTB-cfDNA durch den Nachweis der IS6110-Insertionssequenz. Die Sensitivität der TBP-Diagnose betrug 75,0 % (95 %-Konfidenzintervalle [KI] 63,7–86,3 %) mit einer Spezifität von 100,0 % (95 %-KI 100,0–100,0 %), und Pleuraflüssigkeits-MTB-Kultur-negative Fälle wurden in die TBP-Gruppe einbezogen. Die diagnostische Sensitivität von MTB-cfDNA war besser als bei Pleuraflüssigkeits-ADA, MTB-Kultur und MTB-PCR durch Xpert MTB/RIF. Yang et al. wandten die gleiche Labortechnik an und fanden eine hohe diagnostische Sensitivität von 96,6 % (95 %-KI 92,0–100,0 %) bei TBP-Fällen, die durch einen MTB- oder PCR-positiven Status der Pleuraflüssigkeit definiert wurden. Die diagnostische Sensitivität sank jedoch auf 79,5 % (95 %-KI 72,4–86,7 %). wenn Pleuraflüssigkeits-MTB-Kultur oder PCR-negative Fälle in die TBP-Gruppe einbezogen wurden. Ähnliche Ergebnisse wurden auch von Sharma et al. berichtet. Alle diese Studienergebnisse spiegelten die heterogene diagnostische Leistung von MTB-cfDNA wider. Ein negativer MTB-Kultur- oder PCR-Status der Pleuraflüssigkeit, der auf eine geringe Bakterienlast hinweist, kann den klinischen Nutzen von MTB-cfDNA beeinträchtigen.

Unsere Gruppe hat kürzlich einen neuen Labortest zur Messung der MTB-cfDNA-Spiegel entwickelt, der eine gezielte Sequenzierung durch ein Capture-Probe-System und einen neuartigen Bioinformatik-Algorithmus umfasst. Die diagnostische Leistung blieb robust, auch wenn Fälle mit negativer Pleuraflüssigkeits-MTB-Kultur einbezogen wurden, was möglicherweise ein weiteres invasives Diagnoseverfahren überflüssig machen kann.

Notwendigkeit einer Validierungskohorte vor der Einführung in die klinische Praxis Da die Entwicklungskohorte nur eine begrenzte Anzahl von Pleuraflüssigkeitsproben mit definitiven Diagnosen enthält, kann die wahre diagnostische Genauigkeit des neuartigen MTB-cfDNA-Assays nur in einer prospektiven, nicht selektiven Kohortenspiegelung bestimmt werden die reale Situation, die eine realistische Diagnoseleistung ermöglicht. Dies wird den klinischen Nutzen des MTB-cfDNA-Assays bestätigen, bevor er in die klinische Praxis eingeführt wird. Wir gehen davon aus, dass der neuartige MTB-cfDNA-Assay in einer prospektiven Kohorte robust bleibt und zuvor veröffentlichte Methoden bei der Unterscheidung von Pleuraergüssen aufgrund von TBP von Nicht-TBP übertrifft.