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2015/12/16

AsperGenius:利用 PCR 來同時偵測 aspergillus 感染與 azole resistance



作者:陳偉挺醫師


screenshot from www.pathonostics.eu website
 

今年開始出現一款 commercialized 的 PCR assay,AsperGenius multiplex PCR,是一種可以同時檢測 Aspergillus fumigatus 是否存在,以及是否夾帶 azole resistance 抗藥性基因突變的檢測工具。

荷蘭的 aspergillus resistance 研究有名,這也是一家荷蘭公司的產品。而關於 PCR 檢測 aspergillus 的難處,可以參考這篇文章




和其他新診斷工具評估的模式類似,也是先找兩組人馬,一組有 aspergillus 感染,另一組沒有的當成 control,然後分別跑出 sensitivity 和 specificity。

這個研究以 serum sample 為檢體,個案數不多,測試的味道濃厚。(有 positive Aspergillus fumigatus PCR detection 的檢體,量夠多的話,才會繼續跑 resistance assay)

結果這個小規模的研究發現,若為偵測 aspergillus,limit of detection 為 10 genomes per sample 以上;若為偵測抗藥性,則需 75 genomes per sample 以上。



而另一組人馬則是選用 bronchoalveolar lavage(BAL)進行 validation。同樣是將檢體分成兩組,一組有 aspergillus 感染,另一組則是當 control,然後用 AsperGenius 來跑 sensitivity 和 specificity。文章中以 BAL 的 galactomannan antigen index(GMI)> or = 1.0 為診斷 cut-off value。

主要病人群為血液科(n = 37)和加護病房(n = 40)的病人。其中有 22 個 BAL 檢體來自 invasive aspergillosis 的病人(其中 19 個為 BAL GMI 陽性或培養陽性)。

而在這 19 個 BAL GMI 陽性或培養陽性的 BAL 中,有 16 個 PCR 陽性。其中亦有兩個 azole resistant aspergillus(TR34/L98H 及 TR46/Y121F/T289A 各一)。




若跑 sensitivity、specificity、positive predictive value、negative predictive value 的話,結果如上圖。




目前這樣的 PCR 檢測,仍有一些 limitation。

由於 AsperGenius PCR 針對「抗藥性」的檢測僅針對 cyp51A ,因此只有一個 gene target 可供檢測,比起偵測 Aspergillus 「是否存在」的眾多 gene target,其 sensitivity 可能不足。特別是血液檢體,其 sensitivity 又可能比不上 bronchoalveolar lavage 檢體,更需特別小心。

而且目前 AsperGenius PCR 也僅偵測兩種 gene mutations(TR34/L98H 及 TR46/Y121F/T289A),無法涵蓋全部的 cyp51A gene mutation 類型,因此 negative PCR for resistance,並不等同於沒有抗藥性的存在。

另外即使是培養陽性的病人,其感染的 aspergillus 菌種可能也混雜了抗藥性與無抗藥性的菌種,這也會造成 PCR 結果的誤判。

總結而言,目前以 PCR 進行 aspergillus 的檢測和抗藥性偵測,處於快速發展,尚未塵埃落地的階段,在未來的角色應可期待;但傳統的培養方式,亦是不可或缺的重要流行病學與分析資料。


Azole-resistant aspergillosis 系列文章


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Azole resistant aspergillosis 的基因突變分析:敵人在環境中?
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參考資料


  1. White PL, et al. An analytical and clinical evaluation of the PathoNostics AsperGenius® Assay for detection of invasive aspergillosis and resistance to azole antifungal drugs when testing serum samples. J Clin Microbiol (2015): 2115-2121.
  2. Chong GL, et al. Direct detection of Aspergillus and azole resistance of Aspergillus fumigatus on bronchoalveolar lavage fluid. Validation of a new Aspergillus real-time PCR. J Clin Microbiol (2015): 868-874.
  3. Verweij PE, et al. Azole resistance in Aspergillus fumigatus: Can we retain the clinical use of mold-active antifungal azoles ? Clin Infect Dis (2015) Epub.