Klinisk evaluering av tNGS for diagnose av DR-TB (Seq&Treat)

De siste årene har tuberkulosekontroll (TB) blitt komplisert av økningen og spredningen av MDR-TB, eller TB som er resistent mot førstelinjemedikamentene isoniazid (INH) og rifampicin (RIF), og XDR-TB, eller MDR-TB som har utviklet ytterligere resistens mot et fluorokinolon (FQ) og alle andre linje injiserbare forbindelser (SLI) [amikacin (AMK), kanamycin (KAN) og/eller capreomycin (CAP)] Rask diagnose og passende behandling av M/XDR-TB er avgjørende for å forhindre betydelig sykelighet, dødelighet og videre overføring av sykdom. For behandling av ukomplisert MDR-TB har Verdens helseorganisasjon (WHO) nylig godkjent et 6-9 måneders behandlingsregime, som erstatter konvensjonelle 18-24 måneders regimer. FQ og SLI er nøkkelkomponenter i 6-9 måneders regimet, og derfor er det nødvendig å utelukke resistens mot disse forbindelsene før man behandler pasienter med det kortere regimet. For lengre MDR-TB-behandlingsregimer, støtter ikke WHO bruken av CAP eller KAN lenger, men regimene er fortsatt avhengige av FQs, med AMK og PZA oppført som anbefalte gruppe C-medisiner, og sikrer dermed rask diagnostisering av alle disse legemidlene er fortsatt relevant og kritisk for rettidig behandling av DR-TB4.

Gjeldende standard for omfattende DR-TB-diagnose er kulturbasert DST (flytende kultur, f.eks. MGIT eller solid kultur, f.eks. LJ), som kun kan implementeres i spesialbygde Biosafety Level 3 (BSL3) laboratorier. Den globale responsen på behovet for omfattende sommertid de siste to tiårene har derfor vært fokusert på oppskalering av BSL3-anlegg og MGIT-væskekultursystemer for å utvide global kapasitet. Selv om dette muliggjorde en viss standardisering av DST-arbeidsflyter og resulterte i et grunnlag for et globalt nettverk av referanse-TB-laboratorier, har det kostet betydelige kostnader og innsats når det gjelder infrastrukturbehov, betydelig praktisk tid og ekspertise for rutinemessig bruk. Dessuten betyr den langsomme veksten av Mycobacterium tuberculosis (Mtb) i kultur at det tar 6-8 uker å få resultater fra konvensjonell kulturbasert sommertid, og data har vist at dyrking ofte kommer for sent til å ha innvirkning på pasientresultatene. Nylig har den globale responsen på folkehelsebehovet for universell sommertid vært en bred utrulling og bred bruk av raske molekylære TB-tester med begrenset sommertid for å støtte tidlige behandlingsbeslutninger og utfylle tradisjonell fenotypisk sommertid, f.eks. (Cepheid Xpert MTB/RIF eller Ultra, Hain GenoType MTBDRplus). Imidlertid begrenser den iboende utformingen av probe- eller arraybasert molekylær diagnostikk deres dekning til et begrenset antall spesifikke mutasjoner inkludert i den innledende designlåste analysen, og forhindrer dem i å integrere nye mutasjoner og ny medikamentresistensprediksjon uten å gå tilbake for å fullføre produktutvikling og validering. Neste generasjons sekvenseringsteknologi (NGS) har potensialet til å revolusjonere globalt omfattende sommertid. Målrettet NGS (tNGS) kan brukes til å avhøre mer enn mange genomomfattende mål i Mycobacterium tuberculosis (MTB) som inneholder mutasjoner assosiert med resistens, og skille dem fra mutasjoner som ikke gir resistens, noe som gir bedre ytelse enn sonde eller array- basert molekylær diagnostikk.

For DR-TB-diagnostikk tilbyr tNGS enorme potensielle gevinster i forhold til kulturbaserte metoder og annen molekylær diagnostikk når det gjelder hastighet, brukervennlighet og omfattende dekning. Imidlertid har opptaket av sekvensering for DR-TB-pasientbehandling i LMICs vært begrenset på grunn av (i) fraværet av en standardisert og komplett løsning direkte fra kliniske prøver til dataanalyse og tolkning (dvs. en ende-til-ende-løsning); (ii) mangel på verifisering og validering av slike kommersielle ende-til-ende sekvenseringsløsninger for å drive retningslinjer og retningslinjer for bruk av sekvensering som en in vitro-diagnostikk; og (iii) opplevde tekniske og kostnadsbarrierer. WHO og FIND utviklet en teknisk veiledning om krav og bruk av sekvensering for klinisk diagnose av DR-TB og en konsensusbasert Target Product Profile (TPP) for sekvensering. Standardkomponentene til en ende-til-ende-løsning inkluderer: DNA-ekstraksjon fra sputumprøve, bibliotekpreparering, sekvensering og dataanalyse/-tolkning for rapportering av kliniske resultater. Basert på de publiserte TPP-retningslinjene har en rekke produsenter utviklet ende-til-ende-løsninger for DR-TB-diagnose. Disse sekvenseringsløsningene krever streng analytisk testing, laboratorievalidering og klinisk evaluering for å sikre at de oppfyller tekniske så vel som operasjonelle målproduktprofilkriterier.

Den nåværende studien er en del av et to-fase prosjekt for å vurdere ytelsen til kulturfrie, tNGS ende-til-ende-løsninger for medikamentresistent TB-diagnose, og for å anbefale bruk i ulike kliniske omgivelser.

• Fase 1 er en analytisk studie utført hos produsenten. Det er en blind laboratorie-analytisk validering av tNGS ende-til-ende-løsninger ved bruk av et velkarakterisert panel av MTB-stammer.
• Fase 2 (den nåværende studien) er en multisenter, klinisk studie for å evaluere den diagnostiske nøyaktigheten og ytelsen til opptil 3 tNGS ende-til-ende sekvenseringsløsninger i omgivelser med tiltenkt bruk.

De to studiefasene vil gi utfyllende bevismateriale for å adressere studiemålene og avgjøre om tNGS-løsninger oppfyller de diagnostiske ytelseskriteriene som er skissert i NGS Target Product Profile (TPP) for klinisk diagnose av medikamentresistent TB. Hensikten med denne kliniske studien er å bekrefte nøyaktighetsestimater observert i laboratorievalideringsstudien og sikre at tNGS-diagnostiske ytelseskarakteristikker er konsistente på steder med tiltenkt bruk.

Fokuset for denne protokollen er den kliniske multisenterevalueringen av diagnostisk nøyaktighet og teknisk ytelse av ende-til-ende tNGS-løsninger for DR-TB-diagnose.