葡萄牙里斯本在本周举行的欧洲临床微生物学和传染病大会(ecmid)上,Cepheid公司的科学家和临床合作者表示,该公司正在为其旗舰GeneXpert平台开发一种分析方法,以区分全血样本中的细菌和病毒感染。
该原型试验整合了样品制备和RT-PCR,以测量6个mrna宿主特征,包括3个在细菌感染中上调的mrna, 2个在病毒感染中上调的mrna,以及1个对照mrna。
为了开发这种检测方法,Cepheid的科学家们筛选了30多篇同行评审的出版物,并根据它们的拟议用途和验证状态评估了潜在的生物标志物,然后根据已发表的微阵列数据集中它们与感染状态的关联,筛选出21个mRNA目标的子集。
然后,研究人员在2017年4月至2020年2月从6个不同地点收集的230个全血样本中验证了这个较小的目标列表。从发烧或其他疑似感染的患者以及健康对照组中收集样本。
通过进一步的机器学习方法和统计分析,Cepheid开发了6 - mrna签名,并设计了一个原型GeneXpert分析,以测量EDTA血液中的目标,包括静脉和毛细血管。
作为ecmid的诊断微生物追踪的一部分,威斯康星医学院的病理学助理教授、密尔沃基Froedtert医院的执业病理学家Matthew Faron展示了该试验的早期评估数据,指出迫切需要能够快速准确区分病毒和细菌感染的商业诊断测试。
Faron说,目前出现不明原因发热症状的患者对医生来说是一个困境,因为不迅速使用抗生素治疗的风险是巨大的。目前,快速微生物鉴定和抗菌药物敏感性测试需要24至48小时,但如果患者患有败血症,死亡率会随着时间的推移呈指数增长,通常是数小时。“我们仍然依赖于血液培养呈阳性,即使是更新的快速测试,”Faron说。
另一方面,用广谱抗生素治疗每个人,甚至是病毒感染的人,有可能导致大规模抗菌素耐药性问题。
为了评估原型试验,Faron的团队回顾性测试了来自已知病毒或细菌感染患者的314个样本,产生了307个有效测试结果,包括204个细菌感染、100个病毒感染、1个真菌感染和2个合并感染。不出所料,很大比例的病毒感染是SARS-CoV-2。对比诊断使用了多种测试类型,包括血液培养,BioMerieux的BioFire Diagnostics呼吸道检测、COVID-19/流感PCR检测和尿液培养。
该测试采用了与其他商用Xpert测试类似的工作流程:用EDTA管采集毛细血管或静脉血进行抗凝,200 μL血液与Xpert裂解试剂混合。然后,将1ml的血液/裂解混合物放入Xpert cartridge中,扫描后放入GeneXpert系统中。从样品到结果的总分析时间约为35分钟。
Faron说,他的团队最初担心的是,在采集样本并准备在GeneXpert上分析的时间内,血液样本中mRNA生物标志物的潜在降解。然而,在另一项研究中,研究小组证实,RNA在EDTA血液中具有高度的稳定性。
Faron报告说,该试验显示,在受试者工作特征曲线下的面积为0.88,用于区分细菌和非细菌感染以及病毒和非病毒感染,这通常被认为是诊断试验的优良性能。然而,法伦也强调,这些数据还很早期,需要注意。
“我们的目标是获得一些强有力的数据,让造父变星可以研究,”Faron指出,并补充说,他们的研究的早期局限性之一是,他们挑选了许多已知的感染。
Faron说,尽管如此,造父变星已经开始了一项多位点研究,目的是增加样本量和可变性,包括自愿提出非传染性发热疾病的患者的样本。
在Faron的演讲中,一位观众问到,未来商业测试的结果会是什么样的,Faron再次指出,现在考虑这个问题还为时过早。他补充说,也许可以创建感染严重程度评分,但一些医生可能更喜欢看到一个是/否的答案,以确定感染是细菌还是病毒。Faron说:“当它准备进入临床试验时,这种情况可能会改变。”
Cepheid并不是第一家开发血液测试来试图区分细菌和病毒感染的公司——以色列的MeMed公司就有一个ce标记而且美国食品和药物管理局批准一种叫做MeMed BV的免疫反应分析,它使用三种可溶性蛋白质来确定病人对感染的免疫反应的性质。事实上,Faron还在ecmid上展示了验证MeMed测试的海报,证明在MeMed提供的冷冻人工样品上使用它具有很强的准确性和可重复性。这个测试也很快,只需要15分钟就可以完成。
关于像MeMed这样的蛋白质测试和像造父变星这样的mRNA测试的潜在优势和弱点,Faron在演讲后的采访中说,目前还没有足够的可靠数据来进行这样的比较。“它们是两种独特的方法,可能需要更多的数据来理解蛋白质方法在哪些途径上可能更有益,以及RNA方法在什么时候可能更有用,”Faron说。“老实说,他们俩都有生存空间。”
这样的公司我nflammatix,Cytovale,Presymptom健康也在准备投放市场的分子宿主反应试验,更专注于败血症的早期发现。
但是,像造父变星这样的公司进行测试的吸引力在于,它可能更容易在医院实验室实施——假设它的开发保持在正轨上,并获得监管机构的批准——因为GeneXpert平台被广泛使用。其母公司Danaher今年1月报告称,造父变星在2021年放置了大约1万台新的GeneXpert仪器,总共安装了4万多台仪器。