МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ТЕСТЫ GENEXPERT MTB/RIF И XPERT MTB/RIF (ULTRA) В ДИАГНОСТИКЕ ТУБЕРКУЛЁЗА (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

Аннотация

Туберкулёз в последние годы является основной причиной заболеваемости и смерти среди больных ВИЧ-инфекцией. Современная диагностика туберкулёза включает в себя массовый скрининг населения: цифровая флюорография с 15 лет и иммунодиагностика у детей и подростков. Выявление микобактерий туберкулёза методом микроскопии происходит при формах туберкулёза с распадом лёгочной ткани. Такие пациенты представляют высокую эпидемическую опасность. Для повышения верификации диагностики в практике фтизиатра все шире используются молекулярно-генетические методы детекции микобактерий, основанные на выявлении специфических фрагментов цепи ДНК в диагностическом материале. Самым применяемым является метод полимеразной цепной реакции (ПЦР), в основе которого лежит направленная амплификация ДНК. Последними инновациями являются полностью автоматизированные системы с использованием картриджной технологии GeneXpert. Преимуществами GeneXpert является высокая чувствительность, скорость (результат через 2 часа), детекция ПЦР в реальном времени, исключение — контаминации образцов. Методика картриджной технологии постоянно совершенствуется, на её платформе применяются различные картриджи, с помощью которых не только обнаруживаются M. tuberculosis, но и определяется чувствительность к противотуберкулёзным препаратам (ПТП) — рифампицину (картридж MTB/RIF) или нескольким ПТП (MTB/XDR). Разработаны картриджи, способные выявить микобактерии туберкулёза (МБТ) при ещё меньшей концентрации в исследуемом материале — MTB/RIF (Ultra). Технология GeneXpert может быть применена для диагностики внелёгочного туберкулёза путём исследования различных биологических материалов, именно их эффективнее применять при выявлении туберкулёза у детей и подростков, у ВИЧ-позитивных лиц.

Об авторах

Список литературы

Yasemin A., Ahmad S., Afzal S., Ullah A., Sheed, A. Evaluation of GeneXpert MTB/RIF Assay for Detection of Pulmonary Tuberculosis on Sputum Samples. Journal of the College of Physicians and Surgeons — Pakistan. 2019; 29(1): 66-9. https://doi.org/10.29271/jcpsp.2019.01.66

Li S., Liu B., Peng M., Chen M., Yin W., Tang H. et al. Diagnostic accuracy of Xpert MTB/RIF for tuberculosis detection in different regions with different endemic burden: A systematic review and meta-analysis. PLoS ONE. 2017; 12(7): e0180725. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0180725

Бородулина Е.А., Маткина Т.Н., Вдоушкина Е.С. Причины смерти больных ВИЧ-инфекцией и туберкулезом. Туберкулез и болезни легких. 2015; (5): 44-5.

Шубина А.Т., Бородулина Е.А., Кудлай Д.А., Герасимов А.Н., Яковлева Е.В. Клинический анализ крови при дифференциальной диагностике туберкулеза легких и внебольничной пневмонии у пациентов с ВИЧ-инфекцией. Вестник современной клинической медицины. 2022; 15(1): 7-16. https://doi.org/10.20969/VSKM.2022.15(1).7-16

Ho J., Fox G.J., Marais B.J. Passive case finding for tuberculosis is not enough.Int. J. Mycobacteriol. 2016; 5(4): 374-378. https://doi.org/10.1016/j.ijmyco.2016.09.023

WHO, Systematic Screening for Active Tuberculosis (2013).

Onozaki I., Law I., Sismanidis C., Zignol M., Glaziou P., Floyd K. National tuberculosis prevalence surveys in Asia, 1990-2012: an overview of results and lessons learned. Trop. Med.Int. Health. 2015; 20(9): 1128-45. https://doi.org/10.1111/tmi.12534

Report FIRST National TB Prevalence Survey 2012, Nigeria.

Balcha T.T., Sturegård E., Winqvist N., Skogmar S., Reepalu A., Jemal Z.H. et al.Intensified Tuberculosis Case-Finding in HIV-Positive Adults Managed at Ethiopian Health Centers: Diagnostic Yield of Xpert MTB/RIF Compared with Smear Microscopy and Liquid Culture. PLoS ONE. 2014; 9(1): e85478. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0085478

Бородулина Е., Скопцова Н., Бородулин Б., Амосова Е., Поваляева Л. Сложности диагностики туберкулеза. Врач. 2018; (2): 30-32. https://doi.org/10.29296/25877305-2018-02-07

Бородулина Е.А., Кудлай Д.А., Власова Б., Кузнецова А.Н. Возможности тестов in vitro в диагностике туберкулеза (обзор литературы) Meдицинский Aльянс. 2021; 9(2): 15-21. https://doi.org/10.36422/23076348-2021-9-2-15-21

Бородулина Е.А., Поваляева Л.В., Бородулина Э.В., Вдоушкина Е.С., Бородулин Б.Е. Проблема диагностики туберкулеза в практике врача-пульмонолога. Вестник современной клинической медицины. 2017; 10(1): 89-93. https://doi.org/10.20969/VSKM.2017.10(1).89-93

Chikaonda T., Nguluwe N., Barnett B., Gokhale R., Krysiak R., Thengolose I. et al. Performance of Xpert ® MTB/RIF among tuberculosis outpatients in Lilongwe, Malawi. African Journal of Laboratory Medicine. 2017; 6(2), а464. https://doi.org/10.4102/ajlm.v6i2.464

Malawi National Tuberculosis Programme. National tuberculosis control programme manual. 7th ed. Lilongwe, Malawi: Ministry of Health; 2012.

Rachow A., Zumla A., Heinrich N., Rojas-Ponce G., Mtafya B., Reither K. et al. Rapid and accurate detection of Mycobacterium tuberculosis in sputum samples by Cepheid Xpert MTB/RIF assay — a clinical validation Study. PLoS One. 2011; 6(6): e20458. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0020458

Шубина А.Т., Бородулина Е.А., Герасимов А.Н., Яковлева Е.В. Туберкулез легких в пульмонологической практике. Сибирский научный медицинский журнал. 2021; 41(3): 78-84. https://doi.org/10.18699/SSMJ20210311

Atherton R.R., Cresswell F.V., Ellis J., Kitaka S.B., Boulware D.R. Xpert MTB/RIF Ultra for Tuberculosis Testing in Children: A Mini-Review and Commentary. Front. Pediatr. 2019; 7: 34. https://doi.org/10.3389/fped.2019.00034

Tadesse M., Aragaw D., Rigouts L., Abebe G. Increased detection of smear-negative pulmonary tuberculosis by GeneXpert MTB/RIF® assay after bleach concentration.Int. J. Mycobacteriol. 2016; 5(2): 211-8. https://doi.org/10.1016/j.ijmyco.2016.03.005

Azman A.S., Golub J.E., Dowdy D.W. How much is tuberculosis screening worth? Estimating the value of active case finding for tuberculosis in South Africa, China, and India. BMC Med. 2014; 12: 216. https://doi.org/10.1186/s12916-014-0216-0

Shi J., Dong W., Ma Y., Liang Q., Shang Y., Wang F. et al. GeneXpert MTB/RIF Outperforms Mycobacterial Culture in Detecting Mycobacterium tuberculosis from Salivary Sputum. BioMed. Research International. 2018; 2018: 5. https://doi.org/10.1155/2018/1514381

Marlowe E.M., Novak-Weekley S.M., Cumpio J., Sharp S.E., Momeny M.A., Babst A. et al. Evaluation of the cepheid xpert MTB/RIF assay for direct detection of mycobacterium tuberculosis complex in respiratory specimens. Journal of Clinical Microbiology. 2011; 49(4): 1621- 3. https://doi.org/10.1128/JCM.02214-10

Acuña-Villaorduña C., Orikiriza P., Nyehangane D., White L.F., Mwanga J., Kim S.H. et al. Effect of previous treatment and sputum quality on diagnostic accuracy of XpertW MTB/RIF. The International Journal of Tuberculosis and Lung Disease. 2017; 21(4): 389-97. https://doi.org/10.5588/ijtld.16.0785

Al-Darraji H.A., Abd Razak H., Ng K.P., Altice F.L., Kamarulzaman A. The diagnostic performance of a single GeneXpert MTB/RIF assay in an intensified tuberculosis case finding survey among HIV-infected prisoners in Malaysia. PLoS One. 2013; 8(9): e73717. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0073717

Dorman S.E., Schumacher S.G., Alland D., Nabeta P., Armstrong D.T., King B. et al. Xpert MTB/RIF Ultra for detection of Mycobacterium tuberculosis and rifampicin resistance: a prospective multicentre diagnostic accuracy study. Lancet Infect. Dis. 2018; 18: 76-84. https://doi.org/10.1016/S1473-3099(17)30691-6

Geleta D.A., Megerssa Y.C., Gudeta A.N., Akalu G.T., Debele M.T., Tulu K.D. Xpert MTB/RIF assay for diagnosis of pulmonary tuberculosis in sputum specimens in remote health care facility. BMC Microbiol. 2015; 15: 220. https://doi.org/10.1186/s12866-015-0566-6

Hmwe H.K., Maddison E.R., Nathaniel J.H., Mumford J.U., Barber R., Shields C. et al. The global burden of tuberculosis: results from the Global Burden of Disease Study 2015. Lancet Infect. Dis. 2019; 18(3): 261-84. https://doi.org/10.1016/S1473-3099(17)30703-X

Calligaro G.L., Zijenah L.S., Peter J.G., Theron G., Buser V., McNerney R. et al. Effect of new tuberculosis diagnostic technologies on community-based intensified case finding: a multicentre randomised controlled trial. Lancet Infect. Dis. 2017; 17(4): 441-50. https://doi.org/10.1016/S1473-3099(16)30384-X

Hargreaves N.J., Kadzakumanja O., Whitty C., Salaniponi F.M.L., Harries A.D., Squire S.B. ‘Smear-negative’ pulmonary tuberculosis in a DOTS programme: Poor outcomes in an area of high HIV seroprevalence. The International Journal of Tuberculosis and Lung Disease. 2001; 5(9): 847-54.

Bainomugisa A., Gilpin C., Coulter C., Marais B.J. New Xpert MTB/XDR: added value and future in the field. Eur. Respir. J. 2020; 56(5): 2003616. https://doi.org/10.1183/13993003.03616-2020

Cao Y., Parmar H., Gaur R.L., Lieu D., Raghunath S., Via N. et al. Xpert MTB/XDR: a ten-color reflex assay suitable for point of care settings to detect isoniazid, fluoroquinolone, and second line injectable drug-resistance directly from Mycobacterium tuberculosis positive sputum. J. Clin. Microbiol. 202; 59(3): e02314-20. https://doi.org/10.1128/JCM.02314-20

Ligthelm L.J., Nicol M.P., Hoek K.G., Jacobson R.K., Helden P., Marais B. et al. Xpert MTB/RIF for rapid diagnosis of tuberculous lymphadenitis from fine-needle-aspiration biopsy specimens. J. Clin. Microbiol. 2011; 49: 3967-70. https://doi.org/10.1128/JCM.01310-11

Denkinger C.M., Schumacher S.G., Boehme C.C., Dendukuri N., Pai M., Steingart K.R. Xpert MTB/RIF assay for the diagnosis of extrapulmonary tuberculosis: a systematic review and meta-analysis. Eur. Respir. J. 2014; 44(2): 435-46. https://doi.org/10.1183/09031936.00007814

Xie Y.L., Chakravorty S., Armstrong D.T., Hall S.L., Via L.E., Song T. et al. Evaluation of a rapid molecular drug-susceptibility test for tuberculosis. N. Engl. J. Med. 2017; 377: 1043-54. https://doi.org/10.1056/NEJMoa1614915

WHO. Policy Update: Xpert MTB/RIF Assay for the Diagnosis of Pulmonary and Extrapulmonary TB in Adults and Children. Geneva; 2014.

Kay A.W., González Fernández L., Takwoingi Y., Eisenhut M., Detjen A.K., Steingart K.R. et al. Xpert MTB/RIF and Xpert MTB/RIF Ultra assays for active tuberculosis and rifampicin resistance in children. Cochrane Database of Systematic Reviews. 2020; 8(8): CD013359. https://doi.org/10.1002/14651858.CD013359.pub2

Lönnroth K., Migliori G.B., Abubakar I., D’Ambrosio L., de Vries G., Diel R. et al. Towards tuberculosis elimination: an action framework for low-incidence countries. Eur. Respir. J. 2015; 45(4): 928-52. https://doi.org/10.1183/09031936.00214014

Van Ingen J., Simons S., De Zwaan R., Van Der Laan T., Kamst-van Agterveld M., Boeree M.J. et al.Comparative study on genotypic and phenotypic second-line drug resistance testing of Mycobacterium tuberculosis complex isolates. J. Clin. Microbiol. 2010; 48(8): 2749-53. https://doi.org/10.1128/JCM.00652-10

Chakravorty S., Roh S.S., Glass J., Smith L.E., Simmons A.M., Lund K. et al. Detection of isoniazid-, fluoroquinolone-, amikacin-, and kanamycin-resistant tuberculosis in an automated, multiplexed 10-color assay suitable for point-of-care use. J. Clin. Microbiol. 2016; 55(1): 183-98. https://doi.org/10.1128/JCM.01771-16

Tomasicchio M., Theron G., Pietersen E., Streicher E., Stanley-Josephs D., van Helden P. et al. The diagnostic accuracy of the MTBDRplus and MTBDRsl assays for drug-resistant TB detection when performed on sputum and culture isolates. Sci. Rep. 2016; 6: 17850. https://doi.org/10.1038/srep17850

World Health Organization. WHO Consolidated Guidelines on Drug-resistant Tuberculosis Treatment. https://www.who.int/tb/publications/2019/consolidated-guidelines-drug-resistant-TB-treatment/en/Last updated: January 2021.

World Health Organization. High-priority Target Product Profiles for New Tuberculosis Diagnostics: Report of a Consensus Meeting. https://www.who.int/tb/publications/tpp_report/en/ Last updated: January 2021.

Chakravorty S., Simmons A.M., Rowneki M., Parmar H., Cao Y., Ryan J. et al. The new xpert MTB/RIF ultra: improving detection of Mycobacterium tuberculosis and resistance to rifampin in an assay suitable for point-of-care testing. mBio. 2017; 8(4): e00812-17. https://doi.org/10.1128/mBio.00812-17

Jiang J., Yang J., Shi Y., Jin Y., Tang S., Zhang N. et al. Head-to-head comparison of the diagnostic accuracy of Xpert MTB/RIF and Xpert MTB/RIF Ultra for tuberculosis: a meta-analysis. Infectious Diseases. 2020; 52(11): 763-75. https://doi.org/10.1080/23744235.2020.1788222

Bahr N.C., Tugume L., Rajasingham R., Kiggundu R., Williams D.A., Morawski B. et al. Improved diagnostic sensitivity for tuberculous meningitis with Xpert® MTB/RIF of centrifuged CSF.Int. J. Tuberc. Lung Dis. 2015; 19(10): 1209-15. https://doi.org/10.5588/ijtld.15.0253

Pooran A., Theron G., Zijenah L., Chanda D., Clowes P., Mwenge L. et al. Point of care Xpert MTB/RIF versus smear microscopy for tuberculosis diagnosis in southern African primary care clinics: a multicentre economic evaluation. Lancet Glob. Health. 2019; 7(6): e798-e807. https://doi.org/10.1016/S2214-109X(19)30164-0

Салина Т.Ю., Морозова Т.И. Распространенность мутаций в генах микобактерий туберкулеза, кодирующих лекарственную устойчивость к изониазиду и рифампицину, у больных туберкулезом в разных возрастных группах. Туберкулез и болезни легких. 2019; 97(4): 12-8. https://doi.org/10.21292/2075-1230-2019-97-4-12-18

Аляпкина Ю.С., Алексеев Я.И., Варламов Д.А., Домотенко Л.В., Шипина Л.К., Владимирский М.А. Разработка технологии ПЦР в реальном времени для экспресс-определения лекарственной устойчивости микобактерий туберкулеза к противотуберкулезным препаратам резервного ряда: фторхинолонам, амикацину и капреомицину. Туберкулез и болезни легких. 2014; (12): 69-75.

Ключевые слова