Użyteczność diagnostyczna bezkomórkowego DNA Mycobacterium tuberculosis w Hongkongu (MYDNITE-3)

Gruźlica (TB) pozostaje głównym obciążeniem chorobami zakaźnymi na całym świecie. Według globalnego raportu Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) na temat gruźlicy w 2023 r. w 2022 r. gruźlicą zostało zakażonych ponad siedem milionów ludzi, a 1,3 miliona zmarło z jej powodu. Chiny znajdują się w pierwszej trójce krajów o najwyższym obciążeniu gruźlicą, natomiast Hongkong ma średnie obciążenie gruźlicą, ze średnią liczbą 4000 nowych przypadków rocznie.

Zakażenie gruźlicą może u około 25% pacjentów wywołać chorobę o różnych objawach poza miąższem płuc (gruźlica pozapłucna, EPTB) i wiąże się z gorszymi wynikami leczenia niż gruźlica płuc. Gruźlicze zapalenie opłucnej (TBP) jest jego najczęstszą postacią w Hongkongu i Chinach (41% do 50% wszystkich EPTB). Chociaż TBP może objawiać się ostrym lub podostrym występowaniem jednostronnego wysięku w jamie opłucnej, duszności i gorączki, jej objawy są często niespecyficzne. Ze względu na znaczenie kliniczne i epidemiologiczne dokładne odróżnienie TBP od innych typów wysięku opłucnowego ma kluczowe znaczenie dla skrócenia procesu diagnostycznego i optymalizacji wyników leczenia u tych pacjentów.

Wyzwania laboratoryjne w diagnostyce TBP Diagnozowanie TBP jest trudne, ponieważ chorobę wywołuje niewielka liczba bakterii (o charakterze mniej bakteryjnym) w przestrzeni opłucnej, co ogranicza skuteczność diagnostyczną różnych konwencjonalnych metod diagnostycznych. Ograniczenia te obejmują niską czułość badań mikrobiologicznych płynu opłucnowego (barwienie pałeczek kwasoodpornych [AFB], posiew Mycobacterium tuberculosis [MTB] i reakcję łańcuchową polimerazy MTB [PCR]) oraz brak swoistości dla biomarkerów płynu opłucnowego (deaminaza adenozyny [ADA]). zwłaszcza w regionach o niskiej częstości występowania gruźlicy. Chociaż wydajność hodowli MTB i PCR tkanki opłucnej jest większa, biopsja opłucnej (za pomocą zabiegu przyłóżkowego lub pleuroskopii) jest inwazyjna i wymaga dodatkowego zabiegu. Obecnie żaden idealny test nie jest w stanie osiągnąć jednocześnie wielu celów diagnostycznych, w tym wysokiej czułości wykrywania, wysokiej swoistości w wykluczaniu innych chorób, krótkiego czasu realizacji, niskiej inwazyjności i wykrywania lekooporności. Rozpoznanie TBP praktycznie opiera się na połączeniu klinicznych, radiologicznych i laboratoryjnych punktów końcowych. Czasami rozpoznanie można ustalić klinicznie, bez żadnych dowodów mikrobiologicznych lub histologicznych (prawdopodobnie TBP).

Konsekwencje opóźnionego rozpoznania TBP Do kluczowych klinicznych wad trudności w rozpoznaniu TBP należą niepotrzebne inwazyjne interwencje w jamie opłucnej oraz opóźnione rozpoczęcie leczenia leczniczego. Nasz audyt wewnętrzny ujawnił niedawno, że rozpoczęcie leczenia opóźniało się w oczekiwaniu na wyniki badań potwierdzających, a pacjenci w celu ustalenia rozpoznania wymagali średnio jednego dodatkowego zabiegu, który obejmował biopsję opłucnej o bardziej inwazyjnym charakterze. Pacjenci ci musieli długo przebywać w szpitalu w związku z badaniami i próbami stosowania wielu antybiotyków w celu leczenia nieustępującej gorączki. Niektórzy pacjenci mogą zamiast tego otrzymać empiryczne leczenie przeciwgruźlicze w oparciu o zgodny obraz kliniczny bez potwierdzających wyników badań diagnostycznych. Nie jest to jednak pozbawione ryzyka (np. hepatotoksyczność), szczególnie u osób w podeszłym wieku, które są bardziej podatne na TBP. Lepsze narzędzie diagnostyczne dla TBP złagodziłoby te wyzwania kliniczne.

Biopsja płynna w wysięku opłucnowym: najnowsze osiągnięcie naszej grupy Potencjalnym rozwiązaniem jest biopsja płynna polegająca na wykryciu bezkomórkowego DNA (cfDNA) w płynach ustrojowych. Kiedy bakterie gruźlicy obumierają lub ulegają rozkładowi, fragmenty DNA przedostają się do przestrzeni opłucnej, tworząc Mycobacterium tuberculosis cfDNA (MTB cfDNA). Wykrycie cfDNA MTB w płynie opłucnowym może bezpośrednio wykazać obecność prątków gruźlicy lub ich podjednostek w przestrzeni opłucnej, co jest atrakcyjną opcją. W poprzednich badaniach do diagnozowania TBP wykorzystywano cfDNA MTB, ale wyniki były zmienne. Che i wsp. najpierw zmierzyli cfDNA MTB, wykrywając sekwencję insercji IS6110. Czułość diagnozy TBP wyniosła 75,0% (95% przedziały ufności [CI] 63,7–86,3%) ze swoistością 100,0% (95% CI 100,0-100,0%), a przypadki z ujemnym posiewem płynu opłucnowego MTB zostały włączone do grupy TBP. Czułość diagnostyczna cfDNA MTB była lepsza niż ADA z płynu opłucnowego, hodowla MTB i MTB PCR metodą Xpert MTB/RIF. Yang i wsp. zastosowali tę samą technikę laboratoryjną i stwierdzili wysoką czułość diagnostyczną wynoszącą 96,6% (95% CI 92,0–100,0%) w przypadkach TBP zdefiniowanych na podstawie pozytywnego wyniku MTB płynu opłucnowego lub wyniku PCR. Jednakże czułość diagnostyczna spadła do 79,5% (95% CI 72,4-86,7%) jeśli do grupy TBP włączono posiew płynu opłucnowego MTB lub przypadki ujemne pod względem PCR. Podobne ustalenia donieśli także Sharma i in. Wszystkie te wyniki badań odzwierciedlały heterogeniczną skuteczność diagnostyczną cfDNA MTB. Ujemny wynik hodowli MTB płynu opłucnowego lub wynik PCR, wskazujący na niskie obciążenie bakteryjne, może pogarszać użyteczność kliniczną cfDNA MTB.

Nasza grupa opracowała niedawno nowy test laboratoryjny mierzący poziomy cfDNA MTB, obejmujący ukierunkowane sekwencjonowanie za pomocą systemu wychwytywania-sondy i nowatorskiego algorytmu bioinformatycznego. Wyniki diagnostyczne pozostały dobre, mimo że uwzględniono przypadki z ujemnym wynikiem posiewu płynu opłucnowego MTB, co może potencjalnie pozwolić na uniknięcie kolejnej inwazyjnej procedury diagnostycznej.

Kohorta walidacyjna przed wprowadzeniem do praktyki klinicznej Ponieważ kohorta rozwojowa zawiera jedynie ograniczoną liczbę próbek płynu opłucnowego z ostatecznymi diagnozami, prawdziwą dokładność diagnostyczną nowego testu cfDNA MTB można określić jedynie w kohorcie prospektywnej, nieselektywnej, odzwierciedlającej sytuacji w świecie rzeczywistym, która zapewni realistyczną wydajność diagnostyczną. Potwierdzi to użyteczność kliniczną testu cfDNA MTB przed wprowadzeniem go do praktyki klinicznej. Stawiamy hipotezę, że nowy test cfDNA MTB pozostaje solidny w prospektywnej kohorcie i przewyższa wcześniej opisane metody w odróżnianiu wysięku opłucnowego spowodowanego TBP od nie-TBP.