Clinical utility of target-based next-generation sequencing for drug-resistant TB

Int J Tuberc Lung Dis. 2023 Jan 1;27(1):41-48. doi: 10.5588/ijtld.22.0138.

Abstract

BACKGROUND: In high TB burden countries, access to drug susceptibility testing is a major bottleneck. Targeted next-generation sequencing (tNGS) is a promising technology for rapid resistance detection. This study assessed the role of tNGS for the diagnosis of drug-resistant TB (DR-TB).METHODS: A total of 161 samples from bacteriologically confirmed TB cases were subjected to tNGS using the Deeplex® Myc-TB kit and sequenced using the MiSeq platform. These samples were also processed for conventional phenotypic DST (pDST) using 13 drugs on Mycobacteria Growth Indicator Tube and line-probe assays (MTBDRplus and MTBDRsl).RESULTS: There were 146 DR-TB and 15 drug-susceptible TB (DS-TB) samples. About 70% of patients with DR-TB had no previous TB treatment history. Overall, 88.2% had rifampicin-resistant/multidrug-resistant TB (RR/MDR-TB), 58.5% pre-extensively drug-resistant TB (pre-XDR-TB) and 9.2% had XDR-TB as defined by the WHO (2020). Around 8% (n = 13) of samples were non-culturable; however, identified 8 were resistant to first and second-line drugs using tNGS. Resistance frequency was similar across methods, with discordance in drugs less reliable using pDST or with limited mutational representation within databases. Sensitivities were aligned with literature reports for most drugs. We observed 10% heteroresistance, while 75% of strains were of Lineages 2 and 3.CONCLUSIONS: Programme data supported tNGS in the diagnosis of DR-TB for early treatment using individualised regimens.

CONTEXTE: Dans les pays où la TB est très répandue, l’accès aux tests de sensibilité aux médicaments constitue un obstacle majeur. Le séquençage ciblé de nouvelle génération (tNGS) est une technologie prometteuse pour la détection rapide de la résistance. Cette étude a évalué le rôle de cette technique dans le diagnostic de la TB résistante aux médicaments (DR-TB).

MÉTHODES: Au total, 161 échantillons provenant de cas de TB confirmés par des analyses bactériologiques ont été soumis à un tNGS à l’aide du kit Deeplex® Myc-TB et séquencés sur la plateforme MiSeq. Ces échantillons ont également été traités pour une DST phénotypique conventionnelle (pDST) utilisant 13 médicaments sur le tube indicateur de croissance des mycobactéries et des tests à sonde linéaire (MTBDRplus et MTBDRsl).

RÉSULTATS: Il y avait 146 échantillons de DR-TB et 15 échantillons de TB-susceptible aux médicaments (DS-TB). Environ 70% des patients atteints de DR-TB n’avaient pas d’antécédents de traitement antituberculeux. Dans l’ensemble, 88,2% d’entre eux présentaient une TB résistante à la rifampicine/multirésistante (RR/MDR-TB), 58,5% une TB pré-résistante aux médicaments (pre-XDR-TB) et 9,2% une XDR-TB selon la définition de l’OMS (2020). Environ 8% (n = 13) des échantillons n’étaient pas cultivables ; toutefois, 8 ont été identifiés comme étant résistants aux médicaments de première et de deuxième ligne par la méthode tNGS. La fréquence de la résistance était similaire d’une méthode à l’autre, avec une discordance dans les médicaments moins fiables en utilisant la pDST ou avec une représentation mutationnelle limitée dans les bases de données. Les sensibilités étaient alignées avec les rapports de la littérature pour la plupart des médicaments. Nous avons observé 10% d’hétérorésistance, tandis que 75% des souches étaient de lignées 2 et 3.

CONCLUSIONS: Les données du programme ont permis d’appuyer le tNGS dans le diagnostic de la DR-TB pour un traitement précoce à l’aide de régimes individualisés.

MeSH terms

  • Databases, Factual
  • Extensively Drug-Resistant Tuberculosis* / diagnosis
  • Extensively Drug-Resistant Tuberculosis* / drug therapy
  • High-Throughput Nucleotide Sequencing
  • Humans
  • Microbial Sensitivity Tests
  • Mycobacterium tuberculosis* / genetics