Методическая статья

Диагностика туберкулеза легких с Xpert MTB / RIF испытаний

84.3K просмотров

⸱

DOI:

10.3791/3547

⸱

9 апреля 2012 г.

 , 
1Institute for Infectious Diseases, University of Bern, 2MCL Laboratories Inc.

В этой статье

Краткое содержание

Xpert MTB / RIF тест включает образец обеззараживания, в режиме громкой связи, бортовой обработки образцов, и сверхчувствительных полу-ПЦР для одновременного обнаружения Микобактерий туберкулеза И рифампицин сопротивления, либо в отхаркиваемой мокроты или концентрированного осадка мокроты, примерно в два часа. Тестирование является стандартизированным и требует лишь умеренного лабораторной инфраструктуры и подготовки кадров.

Аннотация

Туберкулез (ТБ), вызываемый Mycobacterium tuberculosis (MTB), остается серьезной проблемой общественного здравоохранения: инфекция затрагивает до одной трети населения мира1, и почти два миллиона человек ежегодно умирают от ТБ.2 Стратегия ВОЗ «Остановить ТБ» подчеркивает необходимость всеобщего доступа к высококачественному, ориентированному на пациента лечению всех больных ТБ.3 Быстрое обнаружение MTB в респираторных образцах и лекарственная терапия, основанная на надежных результатах тестирования на лекарственную устойчивость, являются необходимым условием для успешной реализации этой стратегии. Однако во многих регионах мира диагностика ТБ все еще опирается на малочувствительные, плохо стандартизированные методы микроскопии мокроты. Неэффективное выявление ТБ, а также появление и распространение лекарственно-устойчивых штаммов MTB все чаще ставят под угрозу глобальные меры по борьбе с туберкулезом.2

Для эффективной диагностики легочного туберкулеза в глобальном масштабе необходимы стандартизированные, простые в использовании и надежные диагностические средства, позволяющие напрямую выявлять как комплекс MTB, так и устойчивость к ключевым антибиотикам, таким как рифампицин (RIF). Последний результат может служить маркером множественной лекарственной устойчивости MTB (МЛУ-ТБ) и наблюдается в > 95% изолятов МЛУ-ТБ.4, 5 Быстрое получение надежных результатов тестирования, вероятно, напрямую способствует принятию обоснованных решений по лечению пациентов, что в конечном итоге позволит вылечить отдельного пациента и разорвать цепочку передачи ТБ в обществе.2

Анализ Xpert MTB/RIF компании Cepheid (Саннивейл, Калифорния, США)6, 7 удивительным образом отвечает вышеизложенным требованиям. Это тест по амплификации нуклеиновых кислот для 1) обнаружения ДНК комплекса MTB в мокроте или концентрированном осадке мокроты; и 2) обнаружения мутаций гена rpoB, связанных с устойчивостью к RIF.8 Он предназначен для использования с системой GeneXpert Dx от Cepheid, которая объединяет и автоматизирует обработку образцов, амплификацию нуклеиновых кислот и детектирование целевых последовательностей с помощью ПЦР в реальном времени и ПЦР с обратной транскрипцией. Система состоит из прибора, персонального компьютера, сканера штрих-кодов и предустановленного программного обеспечения для проведения тестов и просмотра результатов.9 В ней используются одноразовые картриджи Xpert MTB/RIF, в которых содержатся реагенты для ПЦР и в которых проходит процесс ПЦР. Поскольку картриджи являются герметичными, исключается перекрестное загрязнение образцов.6 Современные методы амплификации нуклеиновых кислот, используемые для обнаружения MTB, сложны, трудоемки и технически требовательны. Анализ Xpert MTB/RIF обладает потенциалом для внедрения стандартизированного, чувствительного и высокоспецифичного диагностического тестирования как туберкулеза, так и лекарственной устойчивости в общедоступных пунктах оказания медицинской помощи3, при условии их финансовой доступности. Чтобы облегчить доступ к диагностике, Фонд инновационной новой диагностики (FIND) договорился о значительном снижении цен. Актуальные цены, согласованные с FIND, а также список стран, имеющих право на скидки, доступны в сети.10

Протокол

Стандартный 2 Международные стандарты медицинской помощи больным туберкулезом утверждает, что все пациентов с подозрением на туберкулез легких должны представить не менее двух образцов мокроты для бактериологического исследования. Когда это возможно, по крайней мере одного утреннего образца должны быть получены, как мокроты, собранных на данный момент имеет самый высокий урожай. 11 Xpert MTB / RIF анализ может быть применен к мокроте или концентрированного осадка мокроты готовили из индуцированных или отхаркиваемой мокроты, которые . либо кислотоустойчивых микобактерий (КУМ) мазок положительный или отрицательный 6, 12, 13 тест предназначен для использования с образцами от пациентов, у которых есть клиническое подозрение на туберкулез легких, которые имеют: 1) не получили противотуберкулезные терапии, 2 ) было <7 дней терапии, или 3) не получили лечение в течение последних 60 дней. Обратите внимание, что она не должна быть использована для мониторинга воздействия лекарственной терапии 7, так как бактериальная ДНК может сохраняться после антибактериальной терапии.

1. Отхаркивается Образцы мокроты

Примечание: Процесс ровно столько образцов в одно время, так как есть GeneXpert системы Dx модули, доступные для выполнения теста!

  1. На каждом Xpert MTB / RIF картридж с соответствующим идентификатором экземпляра.
  2. Передача 1,0 мл мокроты отхаркивается к конической, с завинчивающимися крышками трубки с помощью стерильной пипетки передачи. Кроме того, весь образец могут быть обработаны в оригинальной герметичной контейнер забора мокроты.
  3. Добавить 2,0 мл Xpert MTB / RIF образец реагента (2:1, об / об) в отхаркиваемой мокроты помощью стерильной пипетки передачи.
  4. Замените крышку и встряхнуть трубку энергично 10-20 Раз. Кроме того, смесь может быть встряхивали (30 сек).
  5. Позвольте трубку стоять в течение 5 мин при комнатной температуре.
  6. Встряхните трубка энергично 10-20 раз. Кроме того, использование вихря (30 сек).
  7. Позвольте трубку стоять еще 10 мин при комнатной температуре.
  8. Проверка образцов: Образцы должны быть сжиженный без видимых сгустков мокроты.

2. Концентрированный осадков

Примечание: Процесс ровно столько образцов в одно время, как есть GeneXpert системы Dx модули, доступные для запуска тестов!

  1. На каждом Xpert MTB / RIF картридж с соответствующим идентификатором экземпляра.
  2. Передача 1,5 мл Xpert MTB / RIF образец реагента конические, завинчивающимися крышками трубки с помощью стерильной пипетки передачи.
  3. Добавить по крайней мере, 0,5 мл концентрированного осадка для образца содержащего реагента трубки с помощью стерильной пипетки передачи.
  4. Замените крышку и встряхнуть трубку Vigorously 10-20 раз. Кроме того, использование вихря (30 сек).
  5. Позвольте трубку стоять в течение 5 мин при комнатной температуре.
  6. Встряхните трубка энергично 10-20 раз. Кроме того, использование вихря (30 сек).
  7. Позвольте трубку стоять еще 10 мин при комнатной температуре.
  8. Проверка образцов: Образцы должны быть сжиженный без видимых сгустков мокроты.

3. Загрузка Xpert MTB / RIF картридж

Обратите внимание: Начало тестов в течение 30 минут после пробы в картридже!

  1. Проверьте этикетки на Xpert MTB / RIF-картридж и образца ID.
  2. Откройте крышку картриджа.
  3. С помощью стерильной пипетки передачи при условии, аспирации сжиженного образец в передачи пипетки, пока мениск выше минимальной отметки и передачи образцов в открытый порт Xpert MTB / RIF картриджа.

Примечание:Внесите медленно, чтобы минимизировать риск образования аэрозоля!

  1. Закройте крышку картриджа.

4. Начало испытаний

Примечание: Перед началом теста, убедитесь, что система GeneXpert Dx оснащен GX2.1 программного обеспечения, и Xpert MTB / RIF анализа импортируется в программу 9!

  1. Включите компьютер, а затем включить прибор GeneXpert Dx.
  2. На рабочем столе дважды щелкните ярлык GeneXpert Dx значок.
  3. Вход в систему GeneXpert Dx программного обеспечения с использованием имени пользователя и пароля.
  4. В системе окно GeneXpert Dx, нажмите кнопку Создать тест. Штрих-код сканирования картриджа появляется диалоговое окно.
  5. В поле ID примера, сканирование или введите образец ID.
  6. Сканирование штрих-кодов на Xpert MTB / RIF картриджа. В окне Создать тест.
  7. Нажмите кнопку Пуск испытаний сильный> и введите пароль в появившемся диалоговом окне.
  8. Откройте дверь, приборного отсека с мигающий зеленый свет, и загрузить картридж.
  9. Закройте дверь. Тест начинается и перестанет мигать и остается постоянно зеленый. Когда тест закончен, свет выключается.
  10. Подождите, пока система не освобождает замок в конце хода, откройте двери и модуль удаления картриджа.
  11. Утилизация использованных картриджей в соответствующие контейнеры для отходов в соответствии со стандартной практикой вашей организации.

5. Представитель Результаты

Каждый Xpert MTB / RIF картриджа включает в себя реагенты для обнаружения сложных и MTB РИФ сопротивление, а также контроль обработки образцов (SPC) для контроля за адекватную обработку целевой бактерий и контролировать присутствие ингибитора (ы) в реакции ПЦР . Управление Probe Check (PCC) проверяет реагент регидратации, ПЦР трубки заполнениякартридж, датчик целостности и стабильности красителя. 9 праймеров в Xpert MTB / RIF анализа усилить часть гроВ ген содержащей 81 пар оснований, "ядро" региона. Пять разноцветных флуорогенных нуклеиновой кислоты зондов гибридизации, называются молекулярными маяками, допросить всего 81 б.п. ядра. 14 Каждая молекулярная маяк был разработан, чтобы быть настолько специфичны, что он не привязан к своей цели, если цель отличается от последовательности дикого типа гроВ последовательности всего один нуклеотид замены. С молекулярной флуоресценции маяки только тогда, когда они привязаны к своей цели, то есть дикий тип гроВ последовательность, отсутствие одного из пяти цветов в анализ различий между сохраняющейся дикого типа и мутации в ключевом регионе, которые связаны с РИФ сопротивление 6.

СПК должны быть положительными в отрицательной пробы и может быть положительным или отрицательным в положительном образце. ТестРезультатом будет "Неверная", если НПФ не обнаружен в отрицательном. Перед началом реакции ПЦР, система GeneXpert Dx измеряет сигнал флуоресценции от датчиков контролировать шарик регидратации, реакция трубки наполнения, датчик целостности и стабильности красителя. PCC проходит, если флуоресцентного сигнала от датчиков соответствует заданным критериям признания. Полученные результаты интерпретируются в системе GeneXpert Dx от измеряемых сигналов флуоресценции и встроенные алгоритмы расчета и отображаются в окне просмотра результатов 9, как указано ниже:

MTB Обнаружено: MTB ДНК цель обнаружена, как управление, SPC и PCC, отвечают заданным критериям признания. Нижняя Ct значения представляют собой более высокий исходной концентрации ДНК-матрицы, выше Ct значения представляют собой более низкую концентрацию ДНК. В MTB ОБНАРУЖЕН результаты "РИФ сопротивления ОБНАРУЖЕН" (рис. 1А), "РИФ сопротивления не обнаружен" (

МТБ не обнаружена: MTB целевой ДНК не обнаружено, оба управления, SPC и PCC, отвечают назначены критерии приемки (рис. 2).

Неверная: Наличие или отсутствие MTB не может быть определена: SPC не соответствуют критериям приемлемости, то есть образец не был должным образом обработан, или ПЦР подавляется (рис. 3). Примечание: повторный тест с дополнительным образца!

Ошибка: один или несколько результатов удалось PCC (FAIL). И MTB и SPC отображения результата нет. Примечание: повторный тест с дополнительным образца! Если прошло PCC (PASS), ошибка вызвана отказом компонентов системы.

Рисунок 1: MTB целевой ДНК обнаруживается, как управление, SPC и PCC, отвечают заданным критериям признания. Нижняя Ct значения представляют собой более высокий исходныйКонцентрация ДНК-матрицы, более высокие значения Ct представляет собой низкую концентрацию ДНК. В MTB ОБНАРУЖЕН результаты "РИФ сопротивления не обнаружен" (рис. 1А), «РИФ сопротивления ОБНАРУЖЕН" (рис. 1в), или "РИФ сопротивление неопределенный" будет отображаться на отдельной линии.

Рисунок 1A
На рис. 1А MTB обнаружены; РИФ сопротивления не обнаружено, то есть только дикий тип нуклеиновой кислоты из 81-ВР РИФ сопротивления определения региона (RRDR) гена гроВ присутствовало 6. Нажмите здесь, чтобы увеличить рисунок .

Рисунок 1B
На рис. 1B MTB обнаружены; РИФ сопротивления обнаружено. Заполните бросают Probe B (стрелка), которая охватывает позиции 513 до 517 R RDR гена гроВ. 6 В, например, частичное секвенирование показало, что ген мутации гроВ D516V было обнаружено 8. Нажмите здесь, чтобы увеличить рисунок .

Рисунок 2
Рисунок 2 MTB целевой ДНК не была обнаружена,.. И управления, SPC и PCC, отвечают заданным критериям принятия Нажмите здесь, чтобы увеличить рисунок .

Рисунок 3
Рисунок 3. Неверный результат теста, то есть наличие или отсутствие MTB не может быть определена: SPC не соответствуют критериям приемлемости, поскольку выборка не была должным образом обработана, или потому, что ПЦР было законсервировано.3547fig3large.jpg "целевых =" _blank "> Нажмите здесь, чтобы увеличить цифру.

Обсуждение

Xpert MTB / RIF анализ включает образец обеззараживания, в режиме громкой связи, бортовой обработки образцов, и сверхчувствительных полу-ПЦР для одновременного обнаружения и MTB РИФ сопротивления, либо в отхаркиваемой мокроты или концентрированные отложения, в одном , простая в использовании система. Аналитического предела анализ на обнаружение оказалось 131 КОЕ / мл мокроты. 6 лог-линейная зависимость между значениями Ct и количество MTB клетки, присутствующие справедливо от 10 2 до 10 7 КОЕ / мл мокроты. Как клинически значимых концентрациях MTB все попадают в линейный диапазон анализа, анализа обеспечивает полу-количественные оценки бактериальной нагрузки 7. Анализ требует только умеренного лабораторной инфраструктуры и подготовки кадров. Предел обнаружения лежит по крайней мере на два порядка ниже, чем у обычной микроскопии. 6 Специфика отлично. Кроме того, одновременное обнаружение РИФ-resistanт MTB является существенным преимуществом в условиях точка-в-санитарной тестирования в эпоху лекарственно-устойчивый туберкулез 3.

На сегодняшний день лишь ограниченное опубликованы данные по производительности тест для диагностики туберкулеза легких в лечебных учреждениях имеются 12, 13. Общей клинической чувствительности Xpert MTB / RIF тест на выявления MTB в мокроте больных с подозрением на туберкулез легких было 97,6% по сравнению с культурой в качестве опорного. Это были результаты перспективных многоцентровых исследований, которые участвуют пять исследовательских центров (Лима, Перу, Баку, Азербайджан, Кейптауне и Дурбане, Южная Африка, Мумбай, Индия) и в общей сложности 1462 пациентов. В целом предварительные испытания вероятность культуры подтвержденным ТБ в исследуемой популяции было 50,7%. Чувствительность 99,8% за мазком и культурой-инфицированных и 90,2% для с отрицательным мазком, культурно-положительных случаев. Среди ВИЧ-положительных пациентов с туберкулезом легких, чувствительность MTB / RIF тест был 93,9%, по сравнению с 98,4% в. ВИЧ-негативных пациентов 12 В настройки с низкой распространенностью туберкулеза, общее соглашение для обнаружения MTB составил 89% по сравнению с культурой, чувствительность 98% с положительным мазком и 72% с отрицательным мазком образцов, соответственно, и Специфика была отличная. 13 Существовал никаких существенных различий в чувствительности между тестами на необработанных мокроты и те, на концентрированные отложения. 12 В том же исследовании, MTB / RIF тест правильно обнаружен РИФ сопротивление в 209 из 211 пациентов (99,1% чувствительность) и в Все 506 пациентов с предрасположенностью РИФ (100% специфичности), когда последовательность результаты были приняты во внимание. 12 авторы обнаружили, что производительность как для выявления случаев заболевания и дискриминации сопротивления РИФ, было одинаковым во всех разнообразных сайтов, предполагая, что результаты, скорее всего, быть широко применимым 12. Кроме того, концентрированный осадков респираторных образцов, кроме мокроты, таких как бронхо-альвеолярной и промывание бронховл выделений, были протестированы с сопоставимой чувствительностью и специфичностью. 13 Данные по производительности анализа, когда тестирование внелегочного туберкулеза становится 15.

Глобальная борьба с туберкулезом срочно нуждается в эффективных инструментов, которые позволяют экспресс-диагностика новых случаев заболевания туберкулезом и обнаружения РИФ-устойчивыми в MTB всеобщего доступа точка-в-санитарной помощи. 3 Текущий амплификации нуклеиновых кислот методы, используемые для обнаружения MTB являются сложными, трудоемкими, и технически сложных. Xpert MTB / RIF анализа имеет потенциал, чтобы довести стандартизированного, чувствительной и очень конкретные диагностическое тестирование на ТБ и лекарственной устойчивости этих параметров, при условии, что они смогут себе это позволить. В целях облегчения доступа, Фонд для инновационных и новых диагностических средств (FIND) заключила значительное снижение цен на Xpert MTB / RIF тест. Текущий НАЙТИ-договорным ценам, а также список стран, имеющих право на скидки, можно ознакомиться на веб-10.

Раскрытие информации

Нет конфликта интересов объявлены.

Благодарности

Авторы признают, WJ Looney для тщательного анализа рукописи.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
Реагент / Оборудование Компания Номер по каталогу
Xpert MTB / RIF тест Цефеиды GXMTB/RIF-10
Передача пипетки Sarstedt 86.1172.001
Конические трубки, 15 мл, 120 х 17 мм, PS Sarstedt 62.553.542

Ссылки

  1. Sudre, P., Dam, ten, Chan, G., C,, Kochi, A. Tuberculosis in the present time: a global overview of the tuberculosis situation. World Health Organisation Document WHO/TUB/91. 158, 1-47 (1991).
  2. World Health Organisation. Global tuberculosis control: epidemiology, strategy, financing. WHO report 2010. , (2010).
  3. The global plan to stop TB, 2006-2015. , World Health Organization. Geneva. (2006).
  4. Morris, S., et al. Molecular mechanisms of multiple drug resistance in clinical isolates of Mycobacterium tuberculosis. J. Infect. Dis. 171, 954-960 (1995).
  5. Traore, H., Fissette, K., Bastian, I., Devleeschouwer, M., Portaels, F. Detection of rifampicin resistance in Mycobacterium tuberculosis isolates from diverse countries by a commercial line probe assay as aninitial indicator of multidrug resistance. Int. J. Tuberc. Lung Dis. 4, 481-484 (2000).
  6. Helb, D., et al. Rapid Detection of Mycobacterium tuberculosis and Rifampin Resistance by Use of On-Demand Near-Patient Technology. J. Clin. Microbiol. 48, 229-237 (2010).
  7. Blakemore, R., et al. Evaluation of the Analytical Performance of the Xpert MTB/RIF. Assay. J. Clin. Microbiol. 48, 2495-2501 (2010).
  8. Telenti, A., et al. Detection of rifampicin-resistance in Mycobacterium tuberculosis. Lancet. 341, 647-650 (1993).
  9. GeneXpert Dx System Operator Manual. , Cepheid Inc. Sunnyvale, CA, USA. (2011).
  10. Foundation for new innovative diagnostics [Internet]. , Geneva, Switzerland. Available from: http://www.finddiagnostics.org/about/what_we_do/successes/find-negotiated-prices/xpert_mtb_rif.html (2011).
  11. International Standards for Tuberculosis Care (ISTC). , Tuberculosis Coalition for Technical Assistance. The Hague. (2009).
  12. Boehme, C. C., et al. Rapid Molecular Detection of Tuberculosis and Rifampin Resistance. N. Engl. J. Med. 363, 1005-1015 (2010).
  13. Marlowe, E. M., et al. Evaluation of the Cepheid Xpert MTB/RIF assay for the Direct Detection of Mycobacterium tuberculosis Complex from Respiratory Specimens. J. Clin. Microbiol. 49, 1621-1623 (2011).
  14. El-Hajj, H. H., Marras, S. A. M., Tyagi, S., Kramer, F. R., Alland, D. Detection of rifampin resistance in Mycobacterium tuberculosis in a single tube with molecular beacons. J. Clin. Microbiol. 39, 4131-4137 (2001).
  15. Hillemann, D., Ruesch-Gerdes, S., Boehme, C., Richter, E. Rapid molecular detection of extrapulmonary tuberculosis by automated GeneXpert MTB/RIF system. J. Clin. Microbiol. 49, 1202-1205 (2011).

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE

Запросить разрешение

Теги

Xpert MTB RIFGeneXpert DxMycobacterium tuberculosis

Похожие статьи