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방법 논문

Real-Time Fluorescence PCR을 통한 Mycobacterium tuberculosis 감염 및 약물 내성의 신속한 진단

771 조회수

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DOI:

10.3791/68445

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2025년 7월 15일

 ,  ,  ,  ,  ,  , 

* These authors contributed equally

이 논문에서

요약

여기에서는 실시간 형광 정량 PCR(qPCR) 기술을 사용하여 결핵 균 및 약물 내성을 검출하는 프로토콜을 제시합니다.

초록

결핵(TB)은 취약 계층에 불균형적으로 영향을 미치는 주요 건강 문제입니다. 약물 내성 결핵의 출현과 확산은 전 세계 공중 보건에 심각한 위협이 되고 있습니다. 도말 현미경 검사 및 배양과 같은 결핵균(MTB )에 대한 기존의 진단 방법은 상당한 한계가 있으며 종종 임상 치료가 지연되는 결과를 초래합니다. 이 문제를 해결하기 위해 실시간 형광 PCR을 기반으로 하는 효율적인 진단 체계가 개발되었습니다. 테스트 샘플에서 고품질 MTB 핵산을 추출할 수 있으며 주요 내성 부위에서 내성 상태를 식별할 수 있습니다. 기존 방법과 비교하여 이 접근 방식은 검출 시간을 단 몇 시간으로 크게 줄여 환자의 최초 방문 직후 감염 및 내성 상태를 확인할 수 있습니다. 검출 민감도는 85%를 초과하고 특이도는 95%에 이릅니다. 이 비침습적 기술은 환자의 불편함을 최소화할 뿐만 아니라 저렴한 비용과 높은 효율성으로 인해 풀뿌리 의료기관에서 정확한 진단을 지원합니다. 전반적으로 이 접근 방식은 결핵 진단의 상당한 개선을 나타냅니다.

서론

결핵(TB)은 결핵균(Mycobacterium tuberculosis , MTB)에 의해 발생하는 만성 감염병으로, 전 세계 10대 사망 원인 중 하나입니다1. 약물 내성 결핵(DR-TB)은 결핵 통제 노력에 중대한 도전이 되고 있습니다. 중국질병통제예방센터(China CDC)가 발행한 결핵 없는 지역사회 구축을 위한 실행 계획(2022-2027)은 세균학적으로 확진된 모든 폐결핵 환자에 대한 조기 약물 내성 검사의 필요성을 강조한다2. 이 보고서는 DR-TB 검출 능력을 강화하고, 진단 일정을 단축하고, DR-TB 사례 식별을 극대화하고, 표준화된 치료 및 관리를 보장하고, 필요한 감염 통제 조치를 구현하기 위해 새로운 분자 진단 기술의 채택을 지지합니다3. 또한, DR-TB 예방 및 통제 강화에 관한 고시(2023년 제4호)는 첨단 진단 기술의 전국적 홍보를 의무화하고 있습니다. 이 보고서는 세균학적으로 확진된 모든 결핵 환자에 대해 시기적절한 내성 검사를 통해 보편적인 선별 검사를 달성하고, 진단 표준화를 개선하며, 의료 접근성을 높일 것을 촉구한다4<....

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프로토콜

이 연구는 신장 생산 및 건설 군단의 제 5 사단 병원 윤리위원회의 승인을 받았습니다. 윤리 번호는 LLWYH2025001이며 윤리적 충돌이 없습니다. 사용된 시약과 장비는 재료 표에 나열되어 있습니다.

1. 샘플 수집

  1. 세계보건기구(WHO)에서 권장하는 국제 규격의 스크류 캡 가래 병 또는 밀봉된 플라스틱 상자 및 왁스 종이 상자를 사용하여 가래 샘플을 수집합니다.
  2. 가래 용기에 환자의 이름, 번호(신규 환자의 경우 외래 환자 순서 번호 또는 후속 환자의 경우 등록 번호), 검사 항목 및 용기 순서 번호 1, 2, 3(1 = 당일 즉석 가래, 2 = 야간 가래, 3 = 다음날 아침 가래)을 표시합니다. 가래가 없는 환자의 경우, 에어로졸 유도 가래 채취를 통해 검체를 채취합니다.
    참고: 직원은 수집된 가래 샘플의 품질을 평가해야 합니다. 샘플 부피는 일반적으로 3-5mL로 유지해야 합니다. 적격 샘플에는 건조 가래, 갈색 혈액으로 얼룩진 가래, 소량의 신선한 혈액이 포함된 가래 또는 점액 가래가 포함됩니다. 타액과 같은 자격이 없는 샘플은 추가 지침 후 검사를 위해 다시 제출해야 ....

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결과

이 연구는 실시간 형광 PCR 및 용융 곡선 분석을 활용하여 17명의 결핵 환자의 가래 샘플을 테스트했습니다. 또한 30명의 환자가 리팜피신 내성 검사를 받았고, 20명은 이소니아지드 와 에탐부톨에 대한 내성 검사를 받았습니다. 실시간 형광 PCR 방법은 Mycobacterium tuberculosis complex에 대해 88.2%의 양성 검출률을 보여주었습니다.

내성률은 리팜피신이 13.3%, 이소니아지드가 15.0%로 일부 환자에서 약물 내성 가능성이 있음을 시사했다. 상당수의 샘플(리팜피신의 경우 26.7%, 이소니아지드의 경우 20.0%)이 검출되지 않았는데, 이는 낮은 박테리아 농도 또는 분석법 민감도 문제 때문일 수 있습니다. 에탐부톨 내성은 5.0%로 상대적으로 낮았지만.......

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토론

약물 내성 결핵 복합체(MTBC) 균주가 전 세계적으로 출현하면서 결핵(TB) 환자의 치료가 크게 복잡해졌습니다. 특히, 다제내성(multidrug-resistant, MDR) 결핵과 광범위약물내성(endestively-drug-resistant, XDR) 결핵은 결핵 통제에 만만치 않은 도전을 제기한다12. 약물 내성을 신속하게 검출하는 것은 적절한 치료 요법을 설계하고, 치료 실패를 예방하며, 내성 균주의 추가 확산을 줄이는 데 매우 중요합니다13,14. 실시간 형광 PCR과 같은 핵산 증폭 기술(NAAT) 기반 검출 방법은 안정성이 우수하고 검출 시간이 짧기 때문에 결핵 진단에 널리 채택되고 있습니다15. 그러나 결핵 진단을 위한 검증된 NAAT 방법으로 인정.......

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공개 사항

저자는 이해 상충이 없음을 선언합니다.

감사의 글

이 연구는 Corps Tuberculosis Project의 특별 보조금으로 자금을 지원받았습니다.

....

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
고속 원심분리기
용해 완충제Xiamen Zhishan Biotechnology Co., Ltd.24110701
Mycobacterium tuberculosis Ethambutol 내성 돌연변이 검출 키트Xiamen Zhishan Biotechnology Co., Ltd.24030801
Mycobacterium tuberculosis Isoniazid 내성 돌연변이 검출 키트Xiamen Zhishan Biotechnology Co., Ltd.24011101
Mycobacterium tuberculosis Rifampicin 내성 돌연변이 검출 KiXiamen Zhishan Biotechnology Co., Ltd.24031001
SLAN-96P 실시간 PCR 시스템Shanghai Hongshi Medical Technology Co., Ltd.SLAN-96P
가래 처리 솔루션Xiamen Zhishan Biotechnology Co., Ltd.24110701
TopPette 피펫

참고문헌

  1. Salari, N., et al. Global prevalence of drug-resistant tuberculosis: A systematic review and meta-analysis. Infect Dis Poverty. 12 (1), 57(2023).
  2. Cai, X., Xu, X., He, G., Jiang, X., Wu, L. Drug r....

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