《Diagnostic Microbiology and Infectious Disease》:Evaluation of a 16S rRNA Real-time PCR Assay for Detection of Mycobacterium tuberculosis in Comparison with GeneXpert MTB/RIF in a Vietnam Hospital
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摘要研究目的在越南,结核病仍是一项重大的公共卫生挑战,需要及时且准确的诊断。本研究旨在评估一种针对结核分枝杆菌16S rRNA基因的简单实时PCR检测方法的临床性能,重点考察其在常规医院环境中的应用可行性。研究方法该研究于2022年至2023年在103军医院开展,共纳入60例新诊
摘要
研究目的
在越南,结核病仍是一项重大的公共卫生挑战,需要及时且准确的诊断。本研究旨在评估一种针对结核分枝杆菌16S rRNA基因的简单实时PCR检测方法的临床性能,重点考察其在常规医院环境中的应用可行性。
研究方法
该研究于2022年至2023年在103军医院开展,共纳入60例新诊断的肺结核患者(30例抗酸杆菌阳性,30例阴性)、30例社区获得性肺炎患者,以及作为对照的30株结核分枝杆菌和30株非结核分枝杆菌。根据研究分组和样本可用情况,这些样本分别接受了MGIT培养、抗酸杆菌涂片显微镜检查、GeneXpert MTB/RIF检测以及16S rRNA实时PCR检测,所有检测均按照研究方案和常规临床流程进行。以MGIT培养结果作为参考标准,评估各项检测方法的诊断性能。
研究结果
在对照菌株中,16S rRNA PCR检测的敏感性和特异性均为100%。在临床样本中,抗酸杆菌阳性患者的敏感性和特异性也为100%;抗酸杆菌阴性患者的敏感性为83.3%,特异性为100%;整体敏感性为91.7%,特异性仍为100%。GeneXpert MTB/RIF检测在所有测试样本中的敏感性为86.7%,特异性为100%。值得注意的是,在部分被血液污染的样本中,GeneXpert的检测敏感性有所下降,而16S rRNA检测则保持了稳定的检测性能。
研究结论
在常规实验室条件下,16S rRNA实时PCR检测在不同临床亚组和不同类型的样本中均展现出较高的诊断准确性。虽然这种方法并未采用新的分子靶标,但作为一种补充性诊断工具具有潜在价值,尤其适用于那些自动化分子检测设备不足或样本质量可能影响检测结果的场景。
引言
结核病主要由结核分枝杆菌引起,至今仍是全球范围内的重大公共卫生问题,尤其是在越南这类结核病负担较重的国家[1]。尽管过去几十年来在结核病控制方面取得了显著进展,但该疾病仍导致全球数百万人患病并死亡。根据世界卫生组织的数据,仅2023年就有约1080万人患上结核病,125万人因此丧生[2]。越南属于结核病负担最重的30个国家之一,因此及时且准确的诊断对于控制这一疾病至关重要[3]。诊断延迟会加剧疾病的传播,增加治疗难度,并促使耐药结核病菌株的出现,进一步恶化结核病疫情[4]。
目前常用的结核病诊断方法包括涂片显微镜检查、胸部X光检查、细菌培养以及聚合酶链反应检测,但这些方法都存在一定的局限性[5]。涂片显微镜检查的敏感性较低,尤其是对于细菌载量较低的患者;而细菌培养虽然敏感性更高,但耗时较长,通常需要数周才能出结果[5,6]。此外,有研究指出,在越南,Xpert MTB/RIF与BACTEC MGIT 960两种检测方法在检测细菌载量较低的结核病患者时存在差异[7]。在临床实践中,出现活动性咯血的患者往往需要反复取样,或者要等到出血停止后才能进行GeneXpert检测,这会导致诊断延误。另外,许多基层医院还无法配备GeneXpert检测设备,其高昂的运行成本、试剂需求以及维护费用也使得资源匮乏的地区更难使用这种检测技术[2]。
基于保守基因区域(如16S rRNA基因)的聚合酶链反应检测方法已被广泛用于检测结核分枝杆菌。16S rRNA基因具有高度保守性、适用范围广以及便于设计引物等优点。不过,尽管已有许多研究在受控条件下评估了基于16S rRNA的检测方法,但关于其在常规临床环境中的性能数据仍然有限,尤其是与GeneXpert MTB/RIF等成熟检测方法相比,以及在不同患者亚组和不同类型样本中的表现情况。
因此,本研究旨在评估一种针对16S rRNA基因的实时PCR检测方法在检测越南患者呼吸道样本中的结核分枝杆菌时的临床性能。研究重点考察了该检测方法在抗酸杆菌阳性患者和阴性患者中的诊断准确性,其在不同类型样本(如痰液和支气管肺泡灌洗液)中的检测效果,以及与GeneXpert MTB/RIF检测方法的对比性能,以此评估其在常规医院环境中的应用潜力。
章节要点
研究设计与样本量
本研究为横断面描述性研究,是在103军医院开展的。根据预定的纳入标准,2022年至2023年间共连续纳入90名患者。此外,还纳入了一组经培养确认的菌株作为对照,用以评估检测方法的特异性。
研究人群
本研究的人群包括60例新诊断的肺结核患者,以及30例作为非结核病对照的社区获得性肺炎患者。
新诊断肺结核患者中Xpert MTB/RIF检测结果
Xpert MTB/RIF检测在两类肺结核患者群体中的检出率存在明显差异(见表1)。在抗酸杆菌阳性的肺结核患者组中,76.7%的患者的检测结果为阳性,23.3%为阴性。而在那些连续两次抗酸杆菌涂片检测均为阴性的患者中,经过支气管肺泡灌洗液检测后,96.7%的检测结果为阳性,3.3%为阴性。总体而言,Xpert MTB/RIF检测的阳性率在
讨论
在本研究中,我们评估了一种针对16S rRNA基因的实时PCR检测方法在常规医院环境中检测呼吸道样本中结核分枝杆菌的临床性能。虽然将16S rRNA基因作为分子靶标并非首创,但我们的目的并非开发新的检测方法,而是考察这种易于实施的检测方法在高结核病负担地区的不同临床场景中的适用性和诊断可靠性。
作为一种快速且
结论
本研究证明,16S rRNA实时PCR检测是一种灵敏度与特异性均较高的方法,可用于检测临床样本中的结核分枝杆菌。该检测方法在抗酸杆菌阳性样本和阴性样本(包括支气管肺泡灌洗液样本)中均表现出良好的稳定性,且特异性很高。这些结果表明,在越南这类结核病负担较重的地区,基于16S rRNA的分子检测方法能够助力实现结核病的准确诊断。不过,这种方法并不
伦理审批与知情同意
本研究涉及人类受试者的所有操作均符合相关机构及国家科研委员会的伦理标准,同时也遵循1964年《赫尔辛基宣言》及其后续修订版本所规定的伦理要求。该研究已获得103军医院伦理委员会的批准(批准编号:163/IRB/16-Sep-2021)。所有参与研究的患者均签署了同意书。所有患者均按照统一的治疗方案接受治疗。
数据获取方式
本研究使用的数据集,如需获取,可向相应作者提出合理请求。
资金来源
本研究所得成果是由城市级科技项目资助的,资助协议编号为:01C-08/02-2021-3。
CRediT作者贡献说明
Thang Ba Ta:撰写与修订、可视化、验证、项目管理、正式分析、数据整理、概念构建。Bang Ngoc Dao:可视化、验证、监督、软件使用、项目管理、方法学设计、研究实施、正式分析、数据整理、概念构建。Thuc Cong Luong:可视化、验证、监督、方法学设计、数据整理、概念构建。Nhung Thi Kim Pham:可视化、验证、方法学设计、研究实施,
CRediT作者贡献说明
Bang Ngoc Dao:可视化、验证、监督、软件使用、项目管理、方法学设计、研究实施、正式分析、数据整理、概念构建。Thang Ba Ta:撰写与修订、可视化、验证、项目管理、正式分析、数据整理、概念构建。Thuc Cong Luong:可视化、验证、监督、方法学设计、数据整理、概念构建。Nhung Thi Kim Pham:可视化、验证、方法学设计、研究实施,
Bang Ngoc Dao|Thang Ba Ta|Thuc Cong Luong|Nhung Thi Kim Pham|Dung Van Nguyen|Hien Thi Dieu Le|Cong Hai Nguyen|Thuy Thi Bich Vo