Diagnose van longtuberculose met de Xpert MTB / RIF Test

Samenvatting

De Xpert MTB / RIF-test integreert monster ontsmetting, hands-free bediening, on-board steekproef verwerking, en ultra-gevoelige hemi-geneste PCR voor de simultane detectie van Mycobacterium tuberculosis En rifampicine weerstand, zowel in opgehoest sputum of geconcentreerde sputum sedimenten, in ongeveer twee uur. Testen is gestandaardiseerd en vereist slechts een matige laboratorium infrastructuur en opleiding.

Samenvatting

Tuberculose (TB) veroorzaakt door Mycobacterium tuberculosis (MTB) blijft een belangrijk probleem voor de volksgezondheid: de infectie beïnvloedt tot een derde van de wereldbevolking ^1, en ​​bijna twee miljoen mensen zijn gedood door TB elk jaar ² Universele toegang tot hoge kwaliteit. , patiënt-gerichte behandeling van alle tbc-patiënten wordt benadrukt door de WHO Stop TB-strategie. ³ De snelle detectie van MTB in respiratoire monsters en medicamenteuze behandeling op basis van betrouwbare resistentietest resultaten zijn een voorwaarde voor de succesvolle implementatie van deze strategie. Echter, in veel gebieden van de wereld, TB diagnose steunt nog steeds op ongevoelig, slecht gestandaardiseerde sputum microscopie methoden. Niet effectief TB detectie en het ontstaan ​​en de overdracht van resistente stammen in toenemende mate in gevaar brengen MTB wereldwijde tbc-bestrijding activiteiten. ²

Een efficiënte diagnose van pulmonaire TB vereist de beschikbaarheid - op wereldschaal - van standardized, gemakkelijk te gebruiken, en robuuste diagnostische instrumenten die de directe detectie van zowel de MTB-complex en resistentie tegen belangrijke antibiotica, zoals rifampicine (RIF) mogelijk zou maken. Dit laatste resultaat kan als marker dienen voor multiresistente MTB (MDR TB) en is gemeld bij> 95% van de MDR-TB-isolaten. ^{4, 5} De snelle beschikbaarheid van betrouwbare testresultaten waarschijnlijk direct te vertalen in geluid behandeling van de patiënt beslissingen te nemen die, uiteindelijk, zal de individuele patiënt te genezen en breek de keten van TB transmissie in de gemeenschap. ²

Cepheid's (Sunnyvale, CA, USA) Xpert MTB / RIF-test ^{6, 7} voldoet aan de eisen hierboven beschreven op een opmerkelijke wijze. Het is een nucleïne-zuren versterking test voor 1) het opsporen van MTB complexe DNA in het sputum of geconcentreerde sputum sedimenten, en 2) de detectie van RIF-resistentie geassocieerde mutaties van de rpoB gen ⁸ Het is ontworpen voor gebruik met Cepheid's GeneXpert Dx. Systeem eop integreert en automatiseert steekproef verwerking, nucleïnezuuramplificatie, en detectie van de doelsequenties met behulp van real-time PCR en reverse transcriptase PCR. Het systeem bestaat uit een instrument, personal computer, barcode scanner en voorgeladen software voor het uitvoeren van tests en het bekijken van de resultaten. ⁹ Er werken voor eenmalig gebruik disposable Xpert MTB / RIF cartridges die PCR-reagentia te houden en gastheer van de PCR-proces. Omdat de cartridges zijn op zichzelf staande, wordt kruisbesmetting tussen de monsters geëlimineerd. ⁶ Huidige nucleïnezuuramplificatie methoden die worden gebruikt om MTB te detecteren zijn complex, arbeidsintensief, en technisch veeleisend. De Xpert MTB / RIF-test heeft de potentie om gestandaardiseerde, gevoelig en zeer specifieke diagnostische testen te brengen voor zowel TB en resistentie tegen de universele-access point-of-care-instellingen ^3, op voorwaarde dat zij in staat zullen zijn om dit te bekostigen. Om de toegang te vergemakkelijken, heeft de Stichting voor Innovatief New Diagnostics (FIND) onderhandeld over aanzienlijkcant prijsverlagingen. De huidige FIND-onderhandelingen vastgestelde prijzen, samen met de lijst van landen in aanmerking komen voor de kortingen, zijn beschikbaar op het web. ¹⁰

Protocol

Standaard 2 van de internationale normen voor tuberculose Care stelt dat alle patiënten met verdenking van het hebben van pulmonale tuberculose moeten ten minste twee sputum monsters voor bacteriologisch onderzoek in te dienen. Indien mogelijk, moet ten minste een 's morgens vroeg exemplaar worden verkregen, zoals sputum verzameld op dit moment heeft de hoogste opbrengst. ¹¹ De Xpert MTB / RIF-test kan worden toegepast op sputum monsters of geconcentreerde sputum sedimenten bereid uit geïnduceerde of expectorated sputa die . ofwel zuurvaste bacillen (AFB) uitstrijkje positief of negatief ^{6, 12, 13} De test is bedoeld voor gebruik met specimens van patiënten voor wie er klinische verdenking van pulmonale TB die: 1) niet ontvangen anti-tuberculose therapie, 2 ) had <7 dagen van de therapie, of 3) niet ontvangen therapie in de laatste 60 dagen. Vergeet niet dat het niet mag worden gebruikt voor het bewaken van de effecten van de therapie ⁷ omdat bacterieel DNA zou kunnen blijven bestaan ​​na antimicrobiële therapie.

1. Opgehoest sputum monsters

Let op: Proces slechts zoveel exemplaren in een keer, want er zijn GeneXpert DX-systeem modules beschikbaar voor de test uit te voeren!

1. Label elke Xpert MTB / RIF cartridge met de bijbehorende monster ID.
2. Breng 1,0 ml opgehoest sputum tot een conische, buisje met schroefdeksel behulp van een steriele transferpipet. Als alternatief kan het gehele monster worden verwerkt in de oorspronkelijke lekvrije sputum verzamelhouder.
3. Voeg 2,0 ml Xpert MTB / RIF Sample Reagens (2:1, v / v) aan de opgehoest sputum met behulp van een steriele transferpipet.
4. Plaats het deksel en schud de buis krachtig 10-20 Tijden. Ook kan het mengsel worden gewerveld (30 sec).
5. Laat de buis rechtop staan ​​gedurende 5 minuten bij kamertemperatuur.
6. Schud de buis krachtig 10-20 keer. U kunt ook een vortex (30 sec).
7. Laat de buis rechtop staan ​​nog 10 min bij kamertemperatuur.
8. Inspecteer de monsters: monsters dienen te worden vloeibaar gemaakt zonder zichtbare bosjes van het sputum.

2. Geconcentreerde Sedimenten

Let op: Proces slechts zoveel exemplaren in een keer want er zijn GeneXpert DX-systeem modules ter beschikking van de tests uit te voeren!

1. Label elke Xpert MTB / RIF cartridge met de bijbehorende monster ID.
2. Breng 1,5 ml Xpert MTB / RIF Sample reagens tot een conische, buisje met schroefdeksel behulp van een steriele transferpipet.
3. Voeg ten minste 0,5 ml geconcentreerde sediment naar de Sample Reagens met buis met behulp van een steriele transferpipet.
4. Plaats het deksel, en schud de buis vigorously 10-20 maal. U kunt ook een vortex (30 sec).
5. Laat de buis rechtop staan ​​gedurende 5 minuten bij kamertemperatuur.
6. Schud de buis krachtig 10-20 keer. U kunt ook een vortex (30 sec).
7. Laat de buis rechtop staan ​​nog 10 min bij kamertemperatuur.
8. Inspecteer de monsters: monsters dienen te worden vloeibaar gemaakt zonder zichtbare bosjes van het sputum.

3. Het laden van de Xpert MTB / RIF Cartridge

Let op: Start de test binnen 30 minuten na toevoeging van het monster aan de patroon!

1. Controleer de etiketten op de Xpert MTB / RIF cartridge en het monster-ID.
2. Open het cartridge deksel.
3. Met behulp van het bijgeleverde transferpipet, aspireer het vloeibaar monster in de transferpipet totdat de meniscus is boven het minimum merk en overdracht van het monster in de open poort van de Xpert MTB / RIF cartridge.

Opmerking:Breng langzaam het risico van aërosolvorming minimaliseren!

4. Sluit de patroonhouder deksel.

4. Het starten van de test

Opmerking: Voordat de test begint, ervoor zorgen dat de GeneXpert DX-systeem is uitgerust met de GX2.1 software, en de Xpert MTB / RIF-test wordt geïmporteerd in de software ^9!

1. Zet de computer aan en schakel de GeneXpert Dx instrument.
2. Op het Windows-bureaublad, dubbelklikt u op het GeneXpert Dx snelkoppeling.
3. Meld u aan bij de GeneXpert DX-systeem software met behulp van uw gebruikersnaam en wachtwoord.
4. In de GeneXpert DX-systeem venster, klikt u op Test. De Scan Cartridge Barcode dialoogvenster verschijnt.
5. In de Sample ID box, scannen of typ het monster ID.
6. Scan de barcode op de Xpert MTB / RIF cartridge. Het aanmaken Test-venster verschijnt.
7. Klik op Start Test
8. Open het instrument module deur met het knipperen van het groene licht, en laad de cartridge.
9. Sluit de deur. De test wordt gestart en het lampje stopt met knipperen en blijft continu groen. Wanneer de test klaar is, het lampje uit.
10. Wacht tot het systeem vrijgeeft het deurslot aan het eind van de run, dan opent u de module en verwijder de cartridge.
11. Gooi de gebruikte cartridges in de daarvoor bestemde afvalcontainers op basis van uw instelling standaard praktijken.

5. Representatieve resultaten

Elke Xpert MTB / RIF patroon omvat reagentia voor het aantonen van MTB complex RIF weerstand en een monster verwerking (SPC) te controleren voldoende verwerking van het doel bacteriën en de aanwezigheid van inhibitor (s) monitoren van de PCR reactie . De Probe Check Control (PCC) controleert reagens rehydratie, PCR buis in te vullende cartridge probe integriteit en kleurstof stabiliteit. ⁹ primers in het Xpert MTB / RIF assay amplificeren een deel van de rpoB gen dat de 81 basenparen "kern" gebied. Vijf verschillend gekleurde fluorogene nucleïnezuur hybridisatie probes, de zogenaamde moleculaire bakens, ondervragen de hele 81-bp kern. ¹⁴ Elk moleculair beacon is ontworpen om zo specifiek dat het niet binden aan zijn doel als de doelsequentie verschilt van de wild-type rpoB sequentie met slechts een nucleotide substitutie. Aangezien moleculaire bakens fluorescentie alleen wanneer zij gebonden zijn aan hun doelen, namelijk wild-type sequentie rpoB het ontbreken van een van de vijf kleuren in de assay onderscheid tussen wild-type geconserveerde sequentie en mutaties in het kerngebied die geassocieerd zijn met RIF weerstand ^6.

De SPC moet positief zijn in een negatieve monster en kan negatief of positief zijn in een positief monster. De testresultaat zal zijn "Invalid" als de SPC wordt niet gedetecteerd in een negatieve test. Voor de start van de PCR reactie, de GeneXpert Dx meet de fluorescentiesignaal van de probes te controleren kraal rehydratatie, reactie-buis vulling probe integriteit en kleurstof stabiliteit. De PCC passeert wanneer het fluorescentiesignaal van de probes aan de toegewezen acceptatiecriteria. De resultaten worden geïnterpreteerd door de GeneXpert DX-systeem van de gemeten fluorescentie-signalen en embedded algoritmen en worden weergegeven in het venster ⁹ Bekijk de resultaten, zoals hieronder aangegeven:

MTB gedetecteerd: MTB target-DNA wordt gedetecteerd, beide controles, SPC en PCC, voldoen aan de toegewezen acceptatiecriteria. Lagere Ct-waarden vertegenwoordigen een hogere beginconcentratie van DNA-template; hogere Ct-waarden vertegenwoordigen een lagere concentratie van DNA-template. In MTB GEDETECTEERD resultaten "RIF Resistance gedetecteerd" (Figuur 1A), "RIF Resistance niet mogelijk" (

MTB Niet gedetecteerd: MTB target-DNA wordt niet herkend, beide controles, SPC en PCC, voldoen aan de criteria voor acceptatie toegewezen (figuur 2).

Ongeldig: Aanwezigheid of afwezigheid van MTB niet kan worden bepaald: SPC voldoet niet aan de criteria voor acceptatie, dat wil zeggen de steekproef niet goed is verwerkt, of PCR werd geremd (figuur 3). Opmerking: Herhaal de test met extra exemplaar!

Fout: een of meer van de PCC resultaten mislukt (FAIL). Zowel de MTB en SPC weer te geven geen resultaat. Opmerking: Herhaal de test met extra exemplaar! Als de PCC gepasseerd (PASS), wordt de fout veroorzaakt door een systeem van componenten tot gevolg.

Figuur 1: MTB target-DNA wordt gedetecteerd, beide controles, SPC en PCC, voldoen aan de toegewezen acceptatiecriteria. Lagere Ct-waarden vertegenwoordigen een hogere startconcentratie van DNA-template en een hoger Ct-waarden geven een lagere concentratie van DNA-template. In MTB GEDETECTEERD resultaten "RIF Resistance niet mogelijk" (Figuur 1A), "RIF Resistance gedetecteerd" (Figuur 1B), of "RIF Resistance ONBEPAALDE" wordt weergegeven op een aparte regel.

. Figuur 1A MTB gedetecteerd; RIF Resistance niet wordt gevonden, dat wil zeggen alleen de wild-type nucleïnezuursequentie van de 81-bp RIF-resistentie-bepalend gebied (RRDR) van de rpoB gen aanwezig was ^6. Klik hier om een grotere afbeelding te bekijken .

. Figuur 1B MTB gedetecteerd; RIF Resistance DETECTED. Compleet uitvallen van Probe B (pijl), die betrekking heeft op de posities 513 tot 517 van de R RDR van de rpoB gen. ⁶ In het voorbeeld, gedeeltelijke sequentie bleek dat de rpoB genmutatie D516V werd ontdekt. ^​​8 Klik hier om een grotere afbeelding te bekijken .

Figuur 2 MTB-doel-DNA is niet aangetroffen;.. Beide knoppen, SPC en PCC, voldoen aan de toegewezen acceptatiecriteria Klik hier om een grotere afbeelding te bekijken .

. Figuur 3 ongeldig resultaat, namelijk aanwezigheid of afwezigheid van MTB kan worden bepaald: SPC niet aan acceptatiecriteria, omdat het monster niet goed verwerkt, of omdat PCR werd geremd.3547fig3large.jpg "target =" _blank "> Klik hier voor een grotere afbeelding weer te geven.

Discussie

De Xpert MTB / RIF assay integreert monster ontsmetting, hands-free bediening, on-board steekproef verwerking, en ultra-gevoelige hemi-geneste PCR voor de simultane detectie van MTB en RIF weerstand, zowel in opgehoest sputum of geconcentreerde sedimenten, in een enkel , eenvoudig te gebruiken systeem. De test De analytische detectielimiet bleek 131 CFU / ml van sputum. ⁶ log-lineaire relatie tussen Ct waarden en het aantal cellen aanwezig MTB geldt van ¹⁰ februari-10e juli CFU / ml van sputum. Als klinisch relevante MTB concentraties vallen allemaal binnen het lineaire gebied van de test, de test biedt semi-kwantitatieve schattingen van de bacteriële verontreiniging. ⁷ De test vereist slechts een matige laboratorium infrastructuur en opleiding. De detectiegrens ligt ten minste twee grootte-ordes kleiner dan die van conventionele microscopie. ⁶ specificiteit is uitstekend. Verder is de gelijktijdige detectie van RIF-resistant MTB is een significant voordeel in de setting van point-of-care testen in het tijdperk van resistente TB. ³

Als u alleen een beperkte gepubliceerde gegevens over de prestaties van de test voor de diagnose van pulmonale tuberculose in klinische settings op heden zijn beschikbaar ^{12;. 13} De Xpert MTB / RIF test de algemene klinische gevoeligheid van het opsporen van MTB in het sputum van patiënten met verdenking op longtuberculose was 97,6% in vergelijking met de cultuur als referentie. Dit waren de resultaten van een prospectief multi-center studie dat vijf studiegebieden (Lima, Peru, Baku, Azerbeidzjan, Kaapstad & Durban, Zuid-Afrika, Mumbai, India) die betrokken zijn en een totaal van 1462 patiënten. De totale pre-test waarschijnlijkheid van cultuur bevestigde tuberculose in de studiepopulatie was 50,7%. De gevoeligheid was 99,8% voor het uitstrijkje-en cultuur-positieve gevallen en 90,2% voor de smear-negatieve, cultuur-positieve gevallen. Onder hiv-positieve patiënten met pulmonale tbc, de gevoeligheid van de MTB / RIF test was 93,9%, in vergelijking met 98,4% in. HIV-negatieve patiënten van ¹² In een omgeving van lage tbc-prevalentie, de algemene overeenkomst voor het opsporen van MTB was 89% in vergelijking met de cultuur, de sensitiviteit was 98% voor smear-positieve en 72% voor smear-negatieve monsters, respectievelijk, en de specificiteit was uitstekend. ¹³ Er was geen significant verschil in gevoeligheid tussen de tests op onbehandeld sputum en die op geconcentreerde sediment. ¹² In dezelfde studie, de MTB / RIF test correct gedetecteerd RIF weerstand in 209 van de 211 patiënten (99,1% gevoeligheid) en in alle 506 patiënten met RIF gevoeligheid (100% specificiteit), toen sequencing resultaten werden in aanmerking genomen. ¹² De auteurs ontdekten dat de prestaties zowel voor de detectie, en discriminatie van RIF verzet, was vergelijkbaar in diverse sites, wat suggereert dat de bevindingen waarschijnlijk zijn breed toepasbaar. ¹² Bovendien, geconcentreerde sedimenten van respiratoire specimens die geen sputum, zoals broncho-alveolaire lavage en luchtwegenl afscheidingen, werden getest met een vergelijkbare gevoeligheid en specificiteit. ¹³ Gegevens over de prestaties van de test van de bij het ​​testen van extra-pulmonaire tuberculose is in opkomst. ¹⁵

Global TB controle heeft dringend behoefte aan doeltreffende instrumenten die een snelle diagnose van nieuwe tbc-gevallen en de opsporing van RIF-resistente MTB in de universele-toegang mogelijk point-of-care-instellingen. ³ Huidige nucleïnezuuramplificatie methoden die worden gebruikt om MTB te detecteren zijn complex, arbeidsintensief, en technisch veeleisend. De Xpert MTB / RIF-test heeft de potentie om gestandaardiseerde, gevoelig en zeer specifieke diagnostische testen te brengen voor zowel TB en resistentie tegen deze instellingen, op voorwaarde dat zij in staat zullen zijn om dit te bekostigen. Om de toegang te vergemakkelijken, heeft de Stichting voor Innovatief New Diagnostics (FIND) onderhandeld over aanzienlijke prijsverlagingen voor de Xpert MTB / RIF test. De huidige FIND-onderhandelingen vastgestelde prijzen, samen met de lijst van landen in aanmerking komen voor de kortingen, zijn beschikbaar op het web. ¹⁰

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel

Naam	Bedrijf	Catalogusnummer	Opmerkingen
Reagens / Equipment	Vennootschap	Catalogusnummer
Xpert MTB / RIF-test	Cepheid	GXMTB/RIF-10
Transfer pipetten	Sarstedt	86.1172.001
Conisch 15 ml, 120 x 17 mm, PS	Sarstedt	62.553.542