Published April 27, 2022
| Version v1
Publication
Use of Whole-Genome Sequencing to Predict<i>Mycobacterium tuberculosis</i>Complex Drug Resistance from Early Positive Liquid Cultures
Creators
- 1. Shanghai Pulmonary Hospital
- 2. Tongji University
- 3. Shanghai University
- 4. Shuguang Hospital
- 5. Shanghai University of Traditional Chinese Medicine
- 6. National Institute for Communicable Disease Control and Prevention
- 7. Shanghai Municipal Center For Disease Control Prevention
Description
Our objective was to evaluate the performance of whole-genome sequencing (WGS) from early positive liquid cultures for predicting Mycobacterium tuberculosis complex (MTBC) drug resistance. Clinical isolates were obtained from tuberculosis patients at Shanghai Pulmonary Hospital (SPH). Antimicrobial susceptibility testing (AST) was performed, and WGS from early Bactec mycobacterial growth indicator tube (MGIT) 960-positive liquid cultures was performed to predict the drug resistance using the TB-Profiler informatics platform. A total of 182 clinical isolates were enrolled in this study. Using phenotypic AST as the gold standard, the overall sensitivity and specificity for WGS were, respectively, 97.1% (89.8 to 99.6%) and 90.4% (83.4 to 95.1%) for rifampin, 91.0% (82.4 to 96.3%) and 95.2% (89.1 to 98.4%) for isoniazid, 100.0% (89.4 to 100.0%) and 87.3% (80.8 to 92.1%) for ethambutol, 96.6% (88.3 to 99.6%) and 61.8% (52.6 to 70.4%) for streptomycin, 86.8% (71.9 to 95.6%) and 95.8% (91.2 to 98.5%) for moxifloxacin, 86.5% (71.2 to 91.5%) and 95.2% (90.3 to 98.0%) for ofloxacin, 100.0% (54.1 to 100.0%) and 67.6% (60.2 to 74.5%) for amikacin, 100.0% (63.1 to 100.0%) and 67.2% (59.7 to 74.2%) for kanamycin, 62.5% (24.5 to 91.5%) and 88.5% (82.8 to 92.8%) for ethionamide, 33.3% (4.3 to 77.7%) and 98.3% (95.1 to 99.7%) for para-aminosalicylic acid, and 0.0% (0.0 to 12.3%) and 100.0% (97.6 to 100.0%) for cycloserine. The concordances of WGS-based AST and phenotypic AST were as follows: rifampin (92.9%), isoniazid (93.4%), ethambutol (89.6%), streptomycin (73.1%), moxifloxacin (94.0%), ofloxacin (93.4%), amikacin (68.7%), kanamycin (68.7%), ethionamide (87.4%), para-aminosalicylic acid (96.2%) and cycloserine (84.6%). We conclude that WGS could be a promising approach to predict MTBC resistance from early positive liquid cultures. IMPORTANCE In this study, we used whole-genome sequencing (WGS) from early positive liquid (MGIT) cultures instead of solid cultures to predict drug resistance of 182 Mycobacterium tuberculosis complex (MTBC) clinical isolates to predict drug resistance using the TB-Profiler informatics platform. Our study indicates that WGS may be a promising method for predicting MTBC resistance using early positive liquid cultures.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
كان هدفنا هو تقييم أداء تسلسل الجينوم الكامل (WGS) من المستنبتات السائلة الإيجابية المبكرة للتنبؤ بمقاومة الأدوية لمركب المتفطرة السلية (MTBC). تم الحصول على العزلات السريرية من مرضى السل في مستشفى شنغهاي الرئوي. تم إجراء اختبار الحساسية المضادة للميكروبات (AST)، وتم إجراء WGS من أوائل أنبوب مؤشر نمو البكتيريا الفطرية Bactec (MGIT) 960 - مزارع سائلة إيجابية للتنبؤ بمقاومة الأدوية باستخدام منصة المعلوماتية TB - Profiler. تم تسجيل ما مجموعه 182 حالة عزل سريري في هذه الدراسة. باستخدام النمط الظاهري AST كمعيار ذهبي، كانت الحساسية العامة والخصوصية لـ WGS، على التوالي، 97.1 ٪ (89.8 إلى 99.6 ٪) و 90.4 ٪ (83.4 إلى 95.1 ٪) للريفامبين، 91.0 ٪ (82.4 إلى 96.3 ٪) و 95.2 ٪ (89.1 إلى 98.4 ٪) للإيزونيازيد، 100.0 ٪ (89.4 إلى 100.0 ٪) و 87.3 ٪ (80.8 إلى 92.1 ٪) للإيثامبوتول، 96.6 ٪ (88.3 إلى 99.6 ٪) و 61.8 ٪ (52.6 إلى 70.4 ٪) للستربتومايسين، 86.8 ٪ (71.9 إلى 95.6 ٪) و 95.8 ٪ (91.2 إلى 98.5 ٪) للموكسيفلوكساسين، 86.5 ٪ (71.2 إلى 91.5 ٪) و 95.2 ٪ (90.3 إلى 98.0 ٪) للفلوكساسين، 100.0 ٪ (54.1 إلى 100.0 ٪) و 67.6 ٪ (60.2 إلى 74.5 ٪) للأميكين (100.0 ٪ إلى 67.0 ٪) و 67.0 ٪ (100.2 ٪ إلى 67.2 ٪) و 74.2 ٪ (74.2 ٪ إلى 62.5 ٪ إلى 82.5 ٪ (24.5 ٪ إلى 92.5 ٪ إلى 83.8 ٪)، و 92.3 ٪ إلى 97.7 ٪ (97.3 ٪ إلى 97.0 ٪ إلى 97.0 ٪) و 97.0 ٪ إلى 97.0 ٪ (100.0 ٪ إلى 97.0 ٪). كانت التوافقات بين AST المستندة إلى WGS و AST الظاهري على النحو التالي: ريفامبين (92.9 ٪)، إيزونيازيد (93.4 ٪)، إيثامبوتول (89.6 ٪)، ستربتوميسين (73.1 ٪)، موكسيفلوكساسين (94.0 ٪)، أوفلوكساسين (93.4 ٪)، أميكاسين (68.7 ٪)، كاناميسين (68.7 ٪)، إيثيوناميد (87.4 ٪)، حمض بارا أمينوساليسيليك (96.2 ٪) وسيكلوسيرين (84.6 ٪). نستنتج أن WGS يمكن أن تكون نهجًا واعدًا للتنبؤ بمقاومة MTBC من مستنبتات السوائل الإيجابية المبكرة. الأهمية في هذه الدراسة، استخدمنا تسلسل الجينوم الكامل (WGS) من مستنبتات السوائل الإيجابية المبكرة (MGIT) بدلاً من المستنبتات الصلبة للتنبؤ بمقاومة 182 من العزلات السريرية لمركب السل المتفطرة (MTBC) للتنبؤ بمقاومة الأدوية باستخدام منصة المعلوماتية TB - Profiler. تشير دراستنا إلى أن WGS قد تكون طريقة واعدة للتنبؤ بمقاومة MTBC باستخدام مزارع سائلة إيجابية مبكرة.Translated Description (French)
Notre objectif était d'évaluer la performance du séquençage du génome entier (WGS) à partir de cultures liquides positives précoces pour prédire la résistance aux médicaments du complexe Mycobacterium tuberculosis (MTBC). Des isolats cliniques ont été obtenus chez des patients tuberculeux à l'hôpital pulmonaire de Shanghai (SPH). Des tests de sensibilité aux antimicrobiens (AST) ont été effectués, et WGS à partir de 960 cultures liquides positives pour le tube indicateur de croissance mycobactérienne (MGIT) Bactec précoce a été réalisé pour prédire la résistance aux médicaments à l'aide de la plate-forme informatique TB-Profiler. Au total, 182 isolats cliniques ont été inclus dans cette étude. En utilisant l'AST phénotypique comme étalon-or, la sensibilité et la spécificité globales pour le WGS étaient, respectivement, de 97,1 % (89,8 à 99,6 %) et 90,4 % (83,4 à 95,1 %) pour la rifampicine, 91,0 % (82,4 à 96,3 %) et 95,2 % (89,1 à 98,4 %) pour l'isoniazide, 100,0 % (89,4 à 100,0 %) et 87,3 % (80,8 à 92,1 %) pour l'éthambutol, 96,6 % (88,3 à 99,6 %) et 61,8 % (52,6 à 70,4 %) pour la streptomycine, 86,8 % (71,9 à 95,6 %) et 95,8 % (91,2 à 98,5 %) pour la moxifloxacine, 86,5 % (71,2 à 91,5 %) et 95,2 % (90,3 à 98,0 %) pour l'ofloxacine, 100,0 % (54,1 à 100,0 %) et 67,6 % (60,2 à 74,5 %) pour l'amikacine, 100,0 % (63,1 à 100,0 %) et 67,2 % (59,7 à 74,2 %) pour la kanamycine, 62,5 % (24,5 à 91,5 %) et 88,8 % (82,8 à 92,8 %) pour l'éthionamide, 33,3 % (4,3 à 77,7 %) et 95,7 % (99,1 à 95,7 %) pour l'acide amino-alicylique, 0,03 % (12,0 à 100,0 %) et 100,0 % (100,0 %) pour la cyclosérine. Les concordances des TSA à base de WGS et des TSA phénotypiques étaient les suivantes : rifampicine (92,9 %), isoniazide (93,4 %), éthambutol (89,6 %), streptomycine (73,1 %), moxifloxacine (94,0 %), ofloxacine (93,4 %), amikacine (68,7 %), kanamycine (68,7 %), éthionamide (87,4 %), acide para-aminosalicylique (96,2 %) et cyclosérine (84,6 %). Nous concluons que le WGS pourrait être une approche prometteuse pour prédire la résistance au MTBC à partir de cultures liquides positives précoces. IMPORTANCE Dans cette étude, nous avons utilisé le séquençage du génome entier (WGS) à partir de cultures liquides positives précoces (MGIT) au lieu de cultures solides pour prédire la pharmacorésistance de 182 isolats cliniques du complexe Mycobacterium tuberculosis (MTBC) afin de prédire la pharmacorésistance à l'aide de la plateforme informatique TB-Profiler. Notre étude indique que le WGS peut être une méthode prometteuse pour prédire la résistance au MTBC en utilisant des cultures liquides positives précoces.Translated Description (Spanish)
Nuestro objetivo fue evaluar el rendimiento de la secuenciación del genoma completo (WGS) a partir de cultivos líquidos positivos tempranos para predecir la resistencia a los medicamentos del complejo Mycobacterium tuberculosis (MTBC). Los aislados clínicos se obtuvieron de pacientes con tuberculosis en el Hospital Pulmonar de Shanghai (SPH). Se realizaron pruebas de susceptibilidad antimicrobiana (AST) y se realizó WGS de cultivos líquidos positivos para el tubo indicador de crecimiento micobacteriano Bactec (MGIT) 960 para predecir la resistencia a los medicamentos utilizando la plataforma informática TB-Profiler. Un total de 182 aislados clínicos se inscribieron en este estudio. Usando AST fenotípico como estándar de oro, la sensibilidad y especificidad generales para WGS fueron, respectivamente, 97.1% (89.8 a 99.6%) y 90.4% (83.4 a 95.1%) para rifampicina, 91.0% (82.4 a 96.3%) y 95.2% (89.1 a 98.4%) para isoniazida, 100.0% (89.4 a 100.0%) y 87.3% (80.8 a 92.1%) para etambutol, 96.6% (88.3 a 99.6%) y 61.8% (52.6 a 70.4%) para estreptomicina, 86.8% (71.9 a 95.6%) y 95.8% (91.2 a 98.5%) para moxifloxacina, 86.5% (71.2 a 91.5%) y 95.2% (90.3 a 98.0%) para ofloxacina, 100.0% (54.1 a 100.0%) y 67.6% (60.2 a 74.5%) para amikacina, 100.0% (63.1 a 100.0%) y 67.2% (59.7 a 74.2%) para kanamicina, 62.5% (24.5 a 91.5%) y 88.5% (82 a 92.8%) para etionamida, 33.3% (4.3 a 77.7) y 98.3% (95.7 a 99.7%) para ácido paraaminoalílico, y 0.0 a 0.0% (0.0 a 97.0%) para cianamicina. Las concordancias de AST basado en WGS y AST fenotípico fueron las siguientes: rifampicina (92.9%), isoniazida (93.4%), etambutol (89.6%), estreptomicina (73.1%), moxifloxacina (94.0%), ofloxacina (93.4%), amikacina (68.7%), kanamicina (68.7%), etionamida (87.4%), ácido para-aminosalicílico (96.2%) y cicloserina (84.6%). Concluimos que WGS podría ser un enfoque prometedor para predecir la resistencia al MTBC a partir de cultivos líquidos positivos tempranos. IMPORTANCIA En este estudio, utilizamos la secuenciación del genoma completo (WGS) de cultivos líquidos positivos tempranos (MGIT) en lugar de cultivos sólidos para predecir la resistencia a los medicamentos de 182 aislados clínicos del complejo Mycobacterium tuberculosis (MTBC) para predecir la resistencia a los medicamentos utilizando la plataforma informática TB-Profiler. Nuestro estudio indica que WGS puede ser un método prometedor para predecir la resistencia a MTBC utilizando cultivos líquidos positivos tempranos.Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- استخدام تسلسل الجينوم الكامل للتنبؤ بمقاومة الأدوية المعقدة للمتفطرة<i> السلية</i> من الثقافات السائلة الإيجابية المبكرة
- Translated title (French)
- Utilisation du séquençage du génome entier pour prédire la résistance aux médicaments complexes de<i> Mycobacterium tuberculosis</i> à partir de cultures liquides positives précoces
- Translated title (Spanish)
- Uso de la secuenciación del genoma completo para predecir la resistencia a los medicamentos del complejo<i> Mycobacterium tuberculosis</i> a partir de cultivos líquidos positivos tempranos
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4220785567
- DOI
- 10.1128/spectrum.02516-21
References
- https://openalex.org/W1264804816
- https://openalex.org/W1667512889
- https://openalex.org/W1684152776
- https://openalex.org/W1980108230
- https://openalex.org/W2003000952
- https://openalex.org/W2028522909
- https://openalex.org/W2046205873
- https://openalex.org/W2063477045
- https://openalex.org/W2073847674
- https://openalex.org/W2075658074
- https://openalex.org/W2101478678
- https://openalex.org/W2102379790
- https://openalex.org/W2106947574
- https://openalex.org/W2108166717
- https://openalex.org/W2109751189
- https://openalex.org/W2118167370
- https://openalex.org/W2124355658
- https://openalex.org/W2126491689
- https://openalex.org/W2140586560
- https://openalex.org/W2158023121
- https://openalex.org/W2166137292
- https://openalex.org/W2188306988
- https://openalex.org/W2323027476
- https://openalex.org/W2472021049
- https://openalex.org/W2527608648
- https://openalex.org/W2539321774
- https://openalex.org/W2552927417
- https://openalex.org/W2593459163
- https://openalex.org/W2605343367
- https://openalex.org/W2623236826
- https://openalex.org/W2770557999
- https://openalex.org/W2783758534
- https://openalex.org/W2787477033
- https://openalex.org/W2794372577
- https://openalex.org/W2797801294
- https://openalex.org/W2806877669
- https://openalex.org/W2885437209
- https://openalex.org/W2889510886
- https://openalex.org/W2889514250
- https://openalex.org/W2902271181
- https://openalex.org/W2941232997
- https://openalex.org/W2955662367
- https://openalex.org/W3001315484
- https://openalex.org/W3008435667
- https://openalex.org/W3017978072
- https://openalex.org/W3018228145
- https://openalex.org/W3038107124
- https://openalex.org/W3042402112
- https://openalex.org/W3112822289
- https://openalex.org/W3113451780
- https://openalex.org/W3206193721
- https://openalex.org/W4229957117
- https://openalex.org/W4322578554