Summary
Den Xpert MTB / RIF test integrerer prøve dekontaminering, håndfri betjening, on-board prøve behandling, og ultra-følsomme hemi-nested PCR til samtidig påvisning af
Abstract
Tuberkulose (TB) på grund af Mycobacterium tuberculosis (MTB) er fortsat et stort spørgsmål om folkesundhed: infektionen påvirker op til en tredjedel af verdens befolkning 1, og næsten to millioner mennesker er dræbt af TB hvert år 2 Universel adgang til høj kvalitet. , er patient-centreret behandling af alle TB-patienter understreges af WHOs Stop TB-strategien. 3 Den hurtige detektion af MTB i luftvejsprøver og stoffri behandling baseret på pålidelige lægemiddelresistensmekanismer testresultaterne er en forudsætning for en vellykket gennemførelse af denne strategi. Men i mange områder af verden, TB diagnosen stadig afhængig af ufølsomme, dårligt standardiserede sputum mikroskopi metoder. Ineffektiv TB detektion og fremkomsten og overførsel af resistente MTB stammer i stigende grad true den globale TB kontrolaktiviteter. 2
Effektiv diagnosticering af lunge-TB kræver, at tilgængeligheden - på globalt plan - af standardized, nem at bruge, og robust diagnostiske værktøjer, der ville gøre det muligt direkte påvisning af både MTB komplekse og modstandsdygtighed over for vigtige antibiotika, såsom rifampicin (RIF). Sidstnævnte resultat kan tjene som markør for multiresistent MTB (MDR TB) og er blevet rapporteret i> 95% af MDR-tuberkulose isolater. 4, 5 hurtig tilvejebringelse af pålidelige testresultater er sandsynligvis direkte omsættes til lyd patientbehandling beslutninger, der i sidste ende, vil helbrede den enkelte patient og bryde kæden af TB transmission i samfundet. 2
Cepheid s (Sunnyvale, CA, USA) Mindst MTB / RIF assay 6, 7 opfylder kravene skitseret ovenfor i en bemærkelsesværdig måde. Det er en nukleinsyre-syrer amplifikation test for 1) påvisning af MTB kompleks DNA i spyt eller koncentrerede sputum aflejringer, og 2) detektering af RIF resistens-mutationer af rpoB-genet 8 er designet til brug med Cepheid s GeneXpert Dx. System thved integrerer og automatiserer prøven behandling, nukleinsyreamplifikation, og detektion af målsekvenser med real-time PCR og revers transkriptase PCR. Systemet består af et instrument, personlig computer, stregkode scanner, og præinstalleret software til at køre test og visning af resultaterne. 9 Det beskæftiger engangs-Xpert MTB / RIF patroner, der holder PCR-reagenser og være vært for PCR-processen. Fordi patroner er selvbærende, er krydskontaminering mellem prøver elimineres. 6 Aktuelle nukleinsyreamplifikationsreaktioner metoder, der anvendes til at påvise MTB er komplekse, arbejdskrævende, og teknisk krævende. Den Xpert MTB / RIF analyse har potentiale til at bringe standardiseret, følsom og meget specifik diagnostisk test for både TB og medicinresistens til universel-adgangspunkt-of-care indstillinger 3, forudsat at de vil være i stand til at råd til det. For at lette adgangen, har Fonden for innovative nye Diagnostics (FIND) forhandles betydeligtcant prisnedsættelser. Aktuelle FIND-forhandlede priser, sammen med en liste over lande, der er berettigede til de rabatter, er tilgængelige på internettet. 10
Protocol
Standard 2 af de internationale standarder for tuberkulose Care hedder det, at alle patienter mistænkt for at have lunge-TB skal indsende mindst to sputum prøver til bakteriologisk undersøgelse. Når det er muligt, bør mindst en tidlig morgen prøve opnås som sputum opsamlet på dette tidspunkt har den højeste udbytte. 11. Mindst MTB / RIF-assayet kan anvendes til spytprøver eller koncentrerede sputum sedimenter fremstillet ud fra inducerede eller ekspektoreret sputa, der . enten syrefaste baciller (AFB) smøre positiv eller negativ 6, 12, 13 Analysen er beregnet til brug med prøver fra patienter, for hvem der er klinisk mistanke om lunge-TB, der har: 1) ikke modtaget anti-tuberkulose-behandling, 2 ) havde <7 dages behandling, eller 3) ikke har modtaget terapi i de sidste 60 dage. Vær opmærksom på, at det ikke bør anvendes til overvågning af virkningerne af den medicinske behandling 7, fordi bakteriel DNA vil vare ved efter antimikrobiel terapi.
1. Ekspektoreres Spytprøver
Bemærk: Proces kun så mange prøver på én gang, da der er GeneXpert Dx System moduler, som findes for at køre testen!
- Mærk hver Xpert MTB / RIF patron med den tilsvarende model-ID.
- Overførsel 1,0 ml ekspektoreres sputum til en konisk, glas med skruelåg ved anvendelse af en steril overførsel pipette. Alternativt kan hele prøven behandles i den oprindelige tætte sputum opsamlingsbeholder.
- Tilsættes 2,0 ml Mindst MTB / RIF Prøve Reagent (2:1, vol / vol) til ekspektoreret sputum anvendelse af en steril overførsel pipette.
- Sæt låget på og ryst glasset kraftigt 10-20 Gange. Alternativt kan blandingen hvirvelbehandlet (30 sek).
- Tillade røret at stå oprejst i 5 minutter ved stuetemperatur.
- Ryste glasset kraftigt 10-20 gange. Alternativt anvendes en vortex (30 sek).
- Tillade røret at stå oprejst i yderligere 10 minutter ved stuetemperatur.
- Undersøg prøverne: Prøverne skal gøres flydende uden synlige klumper af sputum.
2. Koncentrerede sediment
Bemærk: Proces kun så mange prøver på én gang, som der er GeneXpert Dx System moduler, som findes til at køre tests!
- Mærk hver Xpert MTB / RIF patron med den tilsvarende model-ID.
- Overfør 1,5 ml Mindst MTB / RIF Prøve reagens til en konisk rør med skruelåg ved anvendelse af en steril overførsel pipette.
- Tilsættes mindst 0,5 ml koncentreret sediment til prøven reagens indeholdende rør under anvendelse af en steril overførsel pipette.
- Sæt låget på og ryst røret vigorously 10-20 gange. Alternativt anvendes en vortex (30 sek).
- Tillade røret at stå oprejst i 5 minutter ved stuetemperatur.
- Ryste glasset kraftigt 10-20 gange. Alternativt anvendes en vortex (30 sek).
- Tillade røret at stå oprejst i yderligere 10 minutter ved stuetemperatur.
- Undersøg prøverne: Prøverne skal gøres flydende uden synlige klumper af sputum.
3. Ilægning af Xpert MTB / RIF Cartridge
Bemærk: Start testen indenfor 30 minutter efter tilsætning af prøven til patronen!
- Kontroller mærkaterne på Xpert MTB / RIF patron og prøven ID.
- Åbne patronen låget.
- Brug af sterile overdragelse, pipette, opsug flydende prøven i overdragelsen pipetten indtil menisken er over det minimum mærke og overføre prøven i den åbne port af Xpert MTB / RIF patron.
Bemærk:Dispensere langsomt at minimere risikoen for aerosoldannelse!
- Lukke patronen låget.
4. Start testen
Bemærk: Før du starter testen, at GeneXpert Dx systemet er udstyret med GX2.1 software sikre, og Xpert MTB / RIF analysen er importeret til softwaren 9!
- Tænd for computeren, og tænd derefter GeneXpert Dx instrument.
- På Windows-skrivebordet, dobbeltklikke på GeneXpert Dx genvejsikon.
- Log på GeneXpert Dx System software ved hjælp af dit brugernavn og din adgangskode.
- I GeneXpert Dx System vinduet Klik på Opret Test. Scan Cartridge Stregkode vises dialogboksen.
- I Sample ID kassen, scanne eller skrive prøve-ID.
- Scan stregkoden på Xpert MTB / RIF patron. Opret Test vises.
- Klik på Start Test
- Åbn instrumentet modulet døren med blinkende grønt lys, og indlæse patronen.
- Luk døren. Testen starter og lyset holder op med at blinke og forbliver konstant grønne. Når testen er færdig, lyset slukkes.
- Vente indtil systemet frigiver dørlås ved afslutningen af kørslen, og derefter åbne modulet døren og fjerne kassetten.
- Bortskaf brugte patroner i de relevante affaldscontainere i overensstemmelse med din institutions standard praksis.
5. Repræsentative resultater
Hver Xpert MTB / RIF Patronen indbefatter reagenser til påvisning af MTB kompleks og RIF resistens såvel som en prøve forarbejdning (SPC) til at styre en passende behandling af målbakterier, og til at overvåge tilstedeværelsen af inhibitor (er) i PCR-reaktionen . Den Probe Check Control (PCC) kontrollerer reagens rehydrering, PCR rør udfyldepatronen, probe integritet og farvestof stabilitet. 9 Primerne i Mindst MTB / RIF assay amplificere en del af rpoB-genet indeholdende 81 basepar "kerne"-område. Fem forskelligt farvede fluorogene nukleinsyrehybridiseringsassays prober, kaldet molekylære signaler, interrogere hele 81-bp kerne. 14 Hver molekylære mærke blev designet til at være så specifikt, at det ikke binder til målet, hvis målsekvensen er forskellig fra vildtype-rpoB Sekvensen af så lidt som et enkelt nukleotid substitution. Idet Molecular Beacons fluorescens, når de er bundet til deres mål, dvs vildtype rpoB sekvens, differentierer fraværet af et hvilket som helst af de fem farver i assayet mellem konserverede vildtypesekvensen og mutationer i kerneområdet som er forbundet med RIF-resistens. 6
Det produktresuméet burde være positive i en negativ prøve, og kan være negativ eller positiv i en positiv prøve. TestenResultatet vil være "Ugyldig", hvis produktresumé ikke er påvist i en negativ test. Før starten af PCR-reaktionen, måler GeneXpert Dx System fluorescenssignalet fra proberne til at overvåge vulst rehydrering reaktion rør fyldning probe integritet og farvestof stabilitet. PCC passerer hvis fluorescens-signalet fra proberne opfylder de tildelte acceptkriterier. Resultaterne fortolkes af GeneXpert Dx System fra målte fluorescens signaler og indlejrede beregningsalgoritmer og vises i Vis resultater vindue 9, som angivet nedenfor:
MTB opdaget: MTB target DNA registreres, begge kontroller, SPC og PCC, opfylde de tildelte godkendelseskriterier. Lavere Ct-værdier repræsenterer højere startkoncentration af DNA-skabelon; højere Ct-værdier repræsenterer en lavere koncentration af skabelon-DNA. I MTB fundne resultater "RIF Resistance fundet" (figur 1A), "RIF modstand ikke fundet" ( MTB ikke fundet: MTB target DNA ikke påvises, begge kontroller, SPC og PCC, opfylde de tildelte godkendelseskriterierne (figur 2). Ugyldig: Tilstedeværelse eller fravær af MTB kan ikke bestemmes: SPC ikke opfylder godkendelseskriterierne, dvs prøven ikke var ordentligt behandlet, eller PCR blev hæmmet (Figur 3). Bemærk: Gentag testen med ekstra eksemplar! Fejl: En eller flere af de PCC resultater mislykkede (FAIL). Både MTB og SPC vise noget resultat. Bemærk: Gentag testen med ekstra eksemplar! Hvis PCC bestået (PASS), bliver fejlen skyldes et system komponentfejl. Figur 1: MTB target DNA registreres, begge kontroller, SPC og PCC, opfylde de tildelte godkendelseskriterier. Lavere Ct-værdier repræsenterer et højere startKoncentrationen af DNA-template, højere Ct-værdier repræsenterer en lavere koncentration af skabelon-DNA. I MTB fundne resultater "RIF modstand ikke fundet" (figur 1A), "RIF Resistance fundet" (figur 1B), eller "RIF Resistance ubestemt" vises på en separat linje. 
. Figur 1A MTB påvist RIF Resistance ikke detekteret, dvs kun vildtype-nukleinsyresekvens i 81-bp RIF resistens-bestemmende region (RRDR) af rpoB-genet var til stede 6. se større figur . 
. Figur 1B MTB påvist RIF Resistance detekteret. Komplet dropper ud af Probe B (pil), som dækker positionerne 513 til 517 af R RDR af rpoB genet. 6 I det eksempel, afslørede delvis sekventering at rpoB genmutation D516V blev opdaget. 8 Klik her for at se et større tal . 
Figur 2 MTB mål-DNA blev ikke påvist.. Begge kontroller, SPC og PCC, opfylde de tildelte godkendelseskriterier Klik her for at se større figur . 
Figur 3 ugyldig testresultat, dvs tilstedeværelsen eller fraværet af MTB kan ikke bestemmes: SPC ikke opfylder kriterierne for modtagelse, fordi prøven ikke blev korrekt bearbejdet, eller fordi PCR blev inhiberet.3547fig3large.jpg "target =" _blank "> Klik her for at se større figur.
Discussion
Den Xpert MTB / RIF analysen integrerer prøve dekontaminering, håndfri betjening, on-board prøve behandling, og ultra-følsomme hemi-nested PCR til samtidig påvisning af MTB og RIF modstand, enten i ekspektoreret spyt eller koncentrerede sedimenter, i en enkelt , let at bruge systemet. Assayet analytiske detektionsgrænse blev fundet at være 131 CFU / ml opspyt. 6. log-lineære forhold mellem Ct-værdier og antallet af MTB celler præsenterer gælder fra februar 10 - juli 10 CFU / ml opspyt. Som klinisk relevante MTB koncentrationer alle falder ind under det lineære område af analysen, giver analysen semi-kvantitative estimater af bakteriemængde. 7 Analysen kræver kun moderat laboratorium infrastruktur og uddannelse. Detektionsgrænsen ligger mindst to størrelsesordener mindre end den for konventionelt mikroskopi. 6 Specificitet er fremragende. Endvidere samtidig påvisning af RIF-resistant MTB er en signifikant fordel i fastsættelsen af point-of-care test i en tid med resistente TB. 3
Til dato er der kun begrænsede publicerede data vedrørende analysen ydeevne til diagnosticering af lunge-TB i kliniske indstillinger er tilgængelige 12;. 13 Den Xpert MTB / RIF analysen overordnede kliniske sensitivitet til påvisning af MTB i sputum af patienter med mistanke om lunge-TB var 97,6% i forhold til kultur som reference. Det var resultaterne af et prospektivt multicenter undersøgelse, der involverede fem målestationer (Lima, Peru, Baku, Aserbajdsjan, Cape Town og Durban, Sydafrika, Mumbai, Indien) og i alt 1462 patienter. Den samlede præ-test sandsynlighed for kultur-bekræftet TB i den undersøgte population var 50,7%. Følsomheden var 99,8% for smøre-og kultur-positive tilfælde, og 90,2% for smøre-negative, kultur-positive tilfælde. Blandt HIV-positive patienter med lunge-TB, var følsomheden for MTB / RIF test 93,9% sammenlignet med 98,4% i. HIV-negative patienter 12 I en indstilling af lav TB prævalens, den overordnede aftale til detektering af MTB var 89% i forhold til kultur, følsomhed var 98% for smear-positive og 72% for smøre-negative prøver, henholdsvis, og specificitet var fremragende. 13 Der var ingen signifikant forskel i følsomhed mellem test på ubehandlet opspyt og dem på koncentrerede sedimenter. 12 I samme undersøgelse, MTB / RIF testen korrekt opdaget RIF modstand i 209 af 211 patienter (99,1% følsomhed) og i alt 506 patienter med RIF modtagelighed (100% specificitet), da sekventering resultater blev taget i betragtning. 12 Forfatterne fandt, at udførelsen af både tilfælde afsløring og diskrimination af RIF modstand, var den samme på tværs af forskellige sites, tyder på, at resultaterne er sandsynligt, at være bredt anvendelig. 12 endvidere koncentrerede sedimenter af respiratoriske prøver bortset sputum, såsom broncho-alveolar udskylning og bronkiernel sekret, blev testet med sammenlignelig sensitivitet og specificitet. 13. Data om analysen præstationer ved test af ekstra-lunge-TB er ved at opstå. 15
Global TB kontrol presserende behov for effektive værktøjer, der tillader hurtig diagnosticering af nye TB-tilfælde og påvisning af RIF-resistent MTB i universel-adgangspunkt-of-care-indstillinger. 3 Nuværende nukleinsyreamplifikationsreaktioner metoder, der anvendes til at påvise MTB er komplekse, arbejdskrævende, og teknisk krævende. Den Xpert MTB / RIF analyse har potentiale til at bringe standardiseret, følsom og meget specifik diagnostisk test for både TB og medicinresistens til disse indstillinger, forudsat at de vil være i stand til at råd til det. For at lette adgangen, har Fonden for innovative nye Diagnostics (finde) forhandlede betydelige prisnedsættelser for Xpert MTB / RIF test. Aktuelle FIND-forhandlede priser, sammen med en liste over lande, der er berettigede til de rabatter, er tilgængelige på internettet. 10
Disclosures
Ingen interessekonflikter erklæret.
Acknowledgments
Forfatterne anerkender WJ Looney for nøje gennemgang af manuskriptet.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Xpert MTB/RIF test | Cepheid | GXMTB/RIF-10 | |
| Transfer pipettes | Sarstedt Ltd | 86.1172.001 | |
| Conical tubes, 15 ml, 120 x 17 mm, PS | Sarstedt Ltd | 62.553.542 |
References
- 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).
- World Health Organisation. Global tuberculosis control: epidemiology, strategy, financing. WHO report 2010. , (2010).
- The global plan to stop TB, 2006-2015. , World Health Organization. Geneva. (2006).
- Morris, S., et al. Molecular mechanisms of multiple drug resistance in clinical isolates of Mycobacterium tuberculosis. J. Infect. Dis. 171, 954-960 (1995).
- 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).
- 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).
- Blakemore, R., et al. Evaluation of the Analytical Performance of the Xpert MTB/RIF. Assay. J. Clin. Microbiol. 48, 2495-2501 (2010).
- Telenti, A., et al. Detection of rifampicin-resistance in Mycobacterium tuberculosis. Lancet. 341, 647-650 (1993).
- GeneXpert Dx System Operator Manual. , Cepheid Inc. Sunnyvale, CA, USA. (2011).
- 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).
- International Standards for Tuberculosis Care (ISTC). , Tuberculosis Coalition for Technical Assistance. The Hague. (2009).
- Boehme, C. C., et al. Rapid Molecular Detection of Tuberculosis and Rifampin Resistance. N. Engl. J. Med. 363, 1005-1015 (2010).
- 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).
- 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).
- 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).
