Diagnose Lungentuberkulose mit dem Xpert MTB / RIF-Test

Zusammenfassung

Der Xpert MTB / RIF-Test integriert Probe Dekontamination, Freisprechen, On-Board-Probe Verarbeitung, sowie hochsensible hemi-nested PCR zum gleichzeitigen Nachweis von Mycobacterium tuberculosis Und Rifampicin-Resistenz, entweder im Sputum oder Sputum konzentrierten Sedimenten, in etwa zwei Stunden. Die Prüfung ist standardisiert und erfordert nur moderate Labor-Infrastruktur und Ausbildung.

Zusammenfassung

Tuberkulose (TB), verursacht durch Mycobacterium tuberculosis (MTB) bleibt ein wichtiges Problem der öffentlichen Gesundheit: Die Infektion betrifft bis zu einem Drittel der Weltbevölkerung ^ein, und fast zwei Millionen Menschen von TB sterben jedes Jahr ² Universeller Zugang zu qualitativ hochwertiger. , Patienten-zentrierte Behandlung aller TB-Patienten wird von der WHO Stop TB-Strategie ist hervorgehoben. ³ Der schnelle Detektion von MTB in respiratorischen Proben und medikamentöse Therapie auf zuverlässige Resistenz Testergebnisse basieren, sind eine Voraussetzung für die erfolgreiche Umsetzung dieser Strategie. Doch in vielen Gebieten der Welt, TB-Diagnose immer noch auf unempfindlich, schlecht standardisierte Sputum-Mikroskopie-Methoden. Unwirksame TB-Erkennung und die Entstehung und Übertragung von resistenten Stämmen MTB zunehmend gefährden globale TB-Kontrolle Aktivitäten. ²

Effektive Diagnose der Lungentuberkulose erfordert die Verfügbarkeit - auf globaler Ebene - der Standheitlichen, einfach zu bedienende, robuste und Diagnostika, welche den direkten Nachweis sowohl des MTB-Komplex und Resistenz gegen Antibiotika Schlüssel, wie Rifampicin (RIF) ermöglichen würde. Letzteres Ergebnis kann als Marker für multiresistente MTB (MDR-TB) zu dienen und hat in> 95% der MDR-TB-Isolaten. ^{4, 5} Die schnelle Verfügbarkeit von zuverlässigen Testergebnissen berichtet wird wahrscheinlich direkt in Klang übersetzen Patientenmanagement Entscheidungen, die letztlich den einzelnen Patienten zu heilen wird und die Kette der TB-Übertragung in der Gemeinde. ²

Cepheid (Sunnyvale, CA, USA) Xpert MTB / RIF-Test ^{6, 7} erfüllt die Anforderungen oben in einer merkwürdigen Weise skizziert. Es ist ein Nukleinsäure-Säuren Amplifikation Test für 1) der Nachweis von MTB komplexen DNA im Sputum oder konzentrierter Sputum Sedimente und 2) der Nachweis von RIF Resistenz-assoziierte Mutationen des Gens rpoB ⁸ Es ist zur Verwendung mit Cepheid GeneXpert Dx konzipiert. System-than integriert und automatisiert Probenaufbereitung, Nukleinsäureamplifikation und Detektion der Zielsequenzen mit real-time PCR und Reverse-Transkriptase-PCR. Das System besteht aus einem Instrument, Personal Computer, Barcode-Scanner und vorinstallierter Software zum Ausführen von Tests und Anzeigen der Ergebnisse. ⁹ Es beschäftigt Verwendung von Einweg-Xpert MTB / RIF-Patronen, die PCR-Reagenzien zu halten und Gastgeber des PCR-Prozesses. Da die Patronen selbst enthalten sind, ist eine Kreuzkontamination zwischen den Proben eliminiert. ⁶ Aktuelle Nukleinsäureamplifikation Methoden zur MTB erkennen sind komplex, arbeitsintensiv und technisch anspruchsvoll. Der Xpert MTB / RIF-Test hat das Potenzial, standardisierte, empfindliche und sehr spezifische diagnostische Tests sowohl für Tuberkulose und der Medikamentenresistenz zu bringen, um Universal-Access-Point-of-Care-Einstellungen ^3, sofern sie in der Lage, die es sich leisten. Um den Zugang zu erleichtern, hat die Foundation for Innovative New Diagnostics (FIND) signifikant ausgehandeltcant Preissenkungen. Aktuelle Preise ausgehandelt FINDEN, zusammen mit der Liste der Länder, für die Rabatte, sind im Web verfügbar. ¹⁰

Protokoll

Standard 2 von den Internationalen Standards für Tuberkulose Pflege besagt, dass alle Patienten mit Verdacht auf Lungen-TB mindestens zwei Sputum Proben zur bakteriologischen Untersuchung vorlegen sollte. Wenn möglich, sollte mindestens ein Early-Morning-Probe erhalten werden, wie Sputum in dieser Zeit gesammelt hat den höchsten Ertrag. ^11. Der Xpert MTB / RIF-Test auf Sputum-Proben oder konzentrierten Sedimenten aus Sputum oder induzierten Sputum ausgehustet werden, die bereit sind, angewendet werden kann . entweder säurefesten Bazillen (AFB) Abstrich positiv oder negativ ^{6, 12, 13} Der Test ist für den Gebrauch mit Proben von Patienten, für die es klinischem Verdacht auf Lungen-TB, die haben bestimmt: 1) nicht empfangen Anti-Tuberkulose-Therapie, 2 ) hatte <7 Tagen nach der Therapie, oder 3) haben keine Therapie in den letzten 60 Tagen erhalten haben. Sie beachten, dass es nicht zur Überwachung der Auswirkungen der medikamentösen Therapie ^7, weil bakterielle DNA nach antimikrobieller Therapie weiterhin verwendet werden könnten.

1. Sputum Proben

Hinweis: Prozess nur so viele Proben auf einmal, denn es gibt GeneXpert DX-System-Module zur Verfügung, um den Test laufen!

1. Beschriften Sie jede Xpert MTB / RIF-Patrone mit der entsprechenden ID-Probe.
2. Transfer 1.0 ml Sputum zu einer konischen, Röhrchen mit Schraubverschluss mit einem sterilen Transferpipette. Alternativ kann die gesamte Probe in der ursprünglichen dicht Sputum Sammelbehälter verarbeitet werden.
3. Fügen Sie 2,0 ml Xpert MTB / RIF Probe-Reagenz (2:1; v / v) auf die Sputum mit einer sterilen Transferpipette.
4. Setzen Sie den Deckel, und schütteln Sie das Röhrchen kräftig 10-20 Mal. Alternativ kann die Mischung verwirbelt (30 sec).
5. Willkommen sind das Rohr aufrecht zu stehen für 5 min bei Raumtemperatur.
6. Schütteln Sie das Röhrchen kräftig 10-20 mal. Alternativ können Sie auch einen Wirbel (30 sec).
7. Willkommen sind das Rohr aufrecht zu stehen für weitere 10 min bei Raumtemperatur.
8. Überprüfen Sie die Proben: Proben sollten ohne sichtbare Klumpen von Sputum verflüssigt werden.

2. Konzentrierte Sedimente

Hinweis: Prozess nur so viele Proben auf einmal, wie es GeneXpert DX-System-Module zur Verfügung, um die Tests laufen!

1. Beschriften Sie jede Xpert MTB / RIF-Patrone mit der entsprechenden ID-Probe.
2. Übertragen Sie 1,5 ml Xpert MTB / RIF Probe-Reagenz zu einer konischen, Röhrchen mit Schraubverschluss mit einem sterilen Transferpipette.
3. Fügen Sie mindestens 0,5 ml konzentrierte Sediment zum Beispiel Reagenz, das Rohr mit einer sterilen Transferpipette.
4. Setzen Sie den Deckel, und schütteln Sie die Röhre vigorously 10-20 mal. Alternativ können Sie auch einen Wirbel (30 sec).
5. Willkommen sind das Rohr aufrecht zu stehen für 5 min bei Raumtemperatur.
6. Schütteln Sie das Röhrchen kräftig 10-20 mal. Alternativ können Sie auch einen Wirbel (30 sec).
7. Willkommen sind das Rohr aufrecht zu stehen für weitere 10 min bei Raumtemperatur.
8. Überprüfen Sie die Proben: Proben sollten ohne sichtbare Klumpen von Sputum verflüssigt werden.

3. Das Laden des Xpert MTB / RIF-Cartridge

Hinweis: Starten Sie den Test innerhalb von 30 Minuten Zugabe der Probe in der Patrone!

1. Prüfen Sie die Etiketten auf der Xpert MTB / RIF-Kartusche und der Probe-ID.
2. Öffnen Sie die Patrone Deckel.
3. Mit dem sterilen Transferpipette vorgesehen, saugen Sie den verflüssigten Probe in die Pipette, bis der Meniskus ist über der Mindestpunktzahl und übertragen Sie die Probe in den offenen Port des Xpert MTB / RIF-Patrone.

Hinweis:Dosiernadel langsam, um das Risiko der Bildung von Aerosolen zu minimieren!

4. Schließen Sie die Patrone Deckel.

4. Starten des Tests

Hinweis: Bevor Sie den Test, sicherzustellen, dass die GeneXpert DX-System mit dem GX2.1 Software ausgestattet, und der Xpert MTB / RIF-Test wird in die Software importiert ^9!

1. Schalten Sie den Computer und dann auf der GeneXpert Dx Instrument ein.
2. Auf dem Windows-Desktop, doppelklicken Sie auf das GeneXpert Dx Shortcut-Symbol.
3. Melden Sie sich am GeneXpert DX-System-Software mit Ihrem Benutzernamen und Passwort an.
4. In der DX-System GeneXpert Fenster klicken Sie auf Test erstellen. Die Scan-Cartridge Barcode-Dialogbox erscheint.
5. Im Sample-Feld ID scannen oder geben Sie den Proben-ID.
6. Scannen Sie den Barcode auf dem Xpert MTB / RIF-Patrone. Der Test erstellen wird angezeigt.
7. Klicken Sie auf Test starten
8. Öffnen Sie das Gerät mit dem Modul Tür blinkendes grünes Licht, und laden Sie die Patrone.
9. Schließen Sie die Tür. Der Test beginnt und das Licht aufhört zu blinken und ständig grün. Wenn der Test abgeschlossen ist, schaltet sich das Licht aus.
10. Warten Sie, bis das System löst das Türschloss am Ende des Laufes, öffnen Sie dann das Modul Tür und entfernen Sie die Patrone.
11. Entsorgen Sie verbrauchte Patronen in den entsprechenden Abfallbehältern nach Ihrer Institution üblichen Verfahren.

5. Repräsentative Ergebnisse

Jeder Xpert MTB / RIF Patrone Reagenzien zum Nachweis der MTB-Komplex und RIF Beständigkeit sowie einer Probe Prozesskontrolle (SPC) für eine angemessene Verarbeitung der Target-Bakterien zu kontrollieren und die Gegenwart von Inhibitor (en) in der PCR-Reaktion zu überwachen . Die Sonde Check-Control (PCC) überprüft Reagenz Rehydratation, PCR-Röhrchen füllendie Patrone, zu verstärken Sonde Integrität und Farbstabilität. ⁹ Die Primer in der Xpert MTB / RIF-Assay einen Teil des Gens rpoB enthält die 81-Basenpaar "Kern"-Region. Fünf unterschiedlich farbigen fluorogenen Nukleinsäure-Hybridisierungssonden, genannt Molecular Beacons, fragt den gesamten 81-bp-Kern. ¹⁴ Jede Molecular Beacon wurde entwickelt, um so spezifisch, daß es nicht sein Ziel zu binden, wenn die Zielsequenz unterscheidet sich von dem Wildtyp-rpoB Sequenz durch so wenig wie ein Einzel-Nukleotid-Substitution. Da Molecular Beacons Fluoreszenz nur, wenn sie ihre Ziele, dh Wildtyp-Sequenz rpoB gebunden sind, die Abwesenheit von einem der fünf Farben in dem Test zwischen dem konservierten Wildtyp-Sequenz und Mutationen zu unterscheiden in der Kernregion die assoziiert sind mit RIF Widerstand. ⁶

Die SPC sollten in einer negativen Probe positiv und kann negativ oder positiv sein in einer positiven Probe. Der TestErgebnis wird sein, "Ungültig", wenn der SPC wird nicht zu einem negativen Test nachgewiesen. Vor Beginn der PCR-Reaktion, misst das GeneXpert DX-System das Fluoreszenzsignal von den Sonden zu Wulst Rehydratisierung, Reaktions-Rohrfüllung, Sonde Integrität und Farbstabilität zu überwachen. Die PCC ist erfolgreich, wenn die Fluoreszenz-Signal von den Sonden erfüllt die Aufnahmekriterien zugewiesen. Die Ergebnisse von der GeneXpert DX-System von den gemessenen Fluoreszenz-Signale und Embedded Berechnungsalgorithmen werden interpretiert und sind in der View Results Fenster ⁹ angezeigt, wie unten angegeben:

MTB Detected: MTB Ziel-DNA erkannt wird; beide Regler, SPC und PCC, erfüllen die Aufnahmekriterien zugewiesen. Untere Ct-Werte stellen eine höhere Ausgangskonzentration von DNA-Matrize, höhere Ct-Werte stellen eine geringere Konzentration an DNA-Matrize. Im MTB detektierten Ergebnisse "RIF Widerstand erkannt" (Abbildung 1A), "RIF Widerstand nicht erkannt" (

MTB nicht erkannt: MTB-Ziel-DNA wird nicht erkannt, beide Kontrollen, SPC und PCC, erfüllen die Aufnahmekriterien zugewiesen (Abbildung 2).

Ungültig: Das Vorhandensein oder Fehlen von MTB nicht ermittelt werden kann: SPC nicht erfüllt Akzeptanzkriterien, dh die Probe nicht richtig verarbeitet wurde, oder PCR inhibiert wurde (Abbildung 3). Hinweis: wiederholen Sie den Test mit extra Probe!

Fehler: Ein oder mehrere der PCC Ergebnisse gescheitert (FAIL). Sowohl MTB-und SPC-Anzeige Kein Ergebnis. Hinweis: wiederholen Sie den Test mit extra Probe! Wenn die PCC übergeben (PASS), wird der Fehler von einer Systemkomponente Fehler verursacht hat.

Abbildung 1: MTB-Ziel-DNA erkannt wird; beide Regler, SPC und PCC, erfüllen die Aufnahmekriterien zugewiesen. Niedrigere Ct Werte stellen eine höhere Anfangs-Konzentration von DNA-Matrize, höhere Ct-Werte stellen eine geringere Konzentration an DNA-Matrize. Im MTB detektierten Ergebnisse "RIF Widerstand nicht erkannt" (Abbildung 1A), "RIF Widerstand erkannt" (Abbildung 1B), oder "RIF Widerstand unbestimmt" wird in einer eigenen Zeile angezeigt werden.

. 1A MTB nachgewiesen; RIF Widerstand nicht erkannt wird, dh nur die Wildtyp-Nukleinsäuresequenz des 81-bp-RIF Widerstand bestimmenden Region (RRDR) des Gens rpoB anwesend war ^6. Klicken Sie hier für eine größere Abbildung anzuzeigen .

. Abbildung 1B MTB nachgewiesen; RIF Widerstandes erfasst. Füllen Sie brechen die Probe B (Pfeil), die deckt die Positionen 513 bis 517 des R RDR des Gens rpoB. ⁶ Im Beispiel partielle Sequenzierung ergab, dass die Gen-Mutation D516V rpoB erkannt wurde. ⁸ Klicken Sie hier für eine größere Abbildung anzuzeigen .

Abbildung 2 MTB-Ziel-DNA wurde nicht erkannt,.. Beide Regler, SPC und PCC, erfüllen die Aufnahmekriterien zugeordnet Klicken Sie hier für eine größere Abbildung anzuzeigen .

. 3 Ungültig Testergebnis, dh Anwesenheit oder Abwesenheit von MTB nicht ermittelt werden kann: SPC nicht erfüllt Akzeptanzkriterien, weil die Probe nicht richtig verarbeitet, oder weil PCR gehemmt wurde.3547fig3large.jpg "target =" _blank "> Klicken Sie hier für eine größere Abbildung zu sehen.

Diskussion

Der Xpert MTB / RIF-Test integriert Probe Dekontamination, Freisprechen, On-Board-Probe Verarbeitung, sowie hochsensible hemi-nested PCR zum gleichzeitigen Nachweis von MTB und RIF Widerstand, entweder im Sputum oder konzentrierten Sedimenten, in einem einzigen , einfach zu bedienendes System. Der Test der analytischen Nachweisgrenze wurde festgestellt, dass 131 KBE / ml Sputum sein. ⁶ Die log-lineare Beziehung zwischen Ct-Werte und die Anzahl der MTB-Zellen zu präsentieren gilt von 10 ² bis 10 ⁷ CFU / ml Sputum. Als klinisch relevanten Konzentrationen MTB fallen alle in den linearen Bereich des Assays stellt der Assay semi-quantitative Schätzungen der bakteriellen Belastung. ⁷ Der Test erfordert nur moderate Labor-Infrastruktur und Ausbildung. Die Nachweisgrenze liegt bei mindestens zwei Größenordnungen niedriger als die der konventionellen Mikroskopie. ⁶ Spezifität ist ausgezeichnet. Darüber hinaus die gleichzeitige Erfassung der RIF-resistant MTB ist ein bedeutender Vorteil bei der Einstellung von Point-of-Care-Tests in der Ära der MDR-TB. ³

Um nur begrenztem Umfang vorhandenen Daten auf den Test die Leistung für die Diagnose von Lungen-TB im klinischen Umfeld Bisher gibt es ^{12;. 13} der Xpert MTB / RIF-Test des gesamten klinischen Empfindlichkeit des Nachweises von MTB im Sputum von Patienten mit Verdacht auf Lungen-TB betrug 97,6%, wenn die Kultur im Vergleich als Referenz. Dies waren die Ergebnisse einer prospektiven Multicenter-Studie, die fünf Prüfzentren (Lima, Peru; Baku, Aserbaidschan, Kapstadt & Durban, Südafrika, Mumbai, Indien) beteiligt und insgesamt 1462 Patienten. Die gesamte Pre-Test-Wahrscheinlichkeit für Kultur bestätigt TB in der Studienpopulation betrug 50,7%. Die Sensitivität betrug 99,8% für schmier-und Kultur-positiven Fälle und 90,2% für Abstrich-negative, Kultur-positiven Fällen. Unter HIV-positiven Patienten mit Lungentuberkulose, war die Empfindlichkeit des MTB / RIF-Test 93,9%, verglichen mit 98,4% in. HIV-negativen Patienten ¹² In einer Einstellung von niedrigen TB-Prävalenz-Studie war die Vereinbarung zur Erkennung MTB 89%, wenn die Kultur verglichen; die Sensitivität betrug 98% für Abstrich-positive und 72% für Abstrich-negativen Proben, jeweils, und die Spezifität war ausgezeichnet. ^13. Es gab keinen signifikanten Unterschied in der Empfindlichkeit zwischen den Tests auf unbehandelten Sputum und den auf konzentrierte Sedimenten. ^12. In der gleichen Studie, die MTB / RIF-Test korrekt erkannt RIF Widerstand in 209 von 211 Patienten (99,1% Sensitivität) und in alle 506 Patienten mit Anfälligkeit RIF (100% Spezifität), bei der Sequenzierung Ergebnisse berücksichtigt wurden. ^12. Die Autoren fanden, dass Leistung sowohl für Fall-Erkennung und Diskriminierung von RIF Widerstand, ähnlich wie über verschiedene Standorte war, was darauf hindeutet, dass die Ergebnisse wahrscheinlich sind eine breite Anwendung finden. ¹² Darüber hinaus konzentrierten Sedimenten des respiratorischen Proben anderer als Sputum, wie bronchoalveoläre Lavage und Bronchienl Sekret, wurden mit vergleichbarer Sensitivität und Spezifität geprüft. ¹³ Daten auf den Test die Leistung beim Test extra-Lungen-TB ist im Entstehen. ¹⁵

Global TB Kontrolle braucht dringend wirksame Instrumente, die eine schnelle Diagnose der neuen TB-Fälle und Detektion von RIF-resistenten MTB in universal-Zugang erlauben Point-of-Care-Einstellungen. ³ Aktuelle Nukleinsäureamplifikation Methoden zur MTB erkennen sind komplex, arbeitsintensiv, und technisch anspruchsvoll. Der Xpert MTB / RIF-Test hat das Potenzial, standardisierte, empfindliche und sehr spezifische diagnostische Tests sowohl für Tuberkulose und der Medikamentenresistenz auf diese Einstellungen, sofern sie in der Lage, die es sich leisten zu bringen. Um den Zugang zu erleichtern, hat die Foundation for Innovative New Diagnostics (FIND) deutliche Preissenkungen für die Xpert MTB / RIF-Test ausgehandelt. Aktuelle Preise ausgehandelt FINDEN, zusammen mit der Liste der Länder, für die Rabatte, sind im Web verfügbar. ¹⁰

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien

Name	Unternehmen	Katalognummer	Kommentare
Reagenz / Ausrüstung	Firma	Katalog-Nummer
Xpert MTB / RIF-Test	Cepheid	GXMTB/RIF-10
Transferpipetten	Sarstedt	86.1172.001
Konische Röhrchen, 15 ml, 120 x 17 mm, PS	Sarstedt	62.553.542