[发明专利]结核病耐药性预测方法

说明书

本发明涉及一种预测分枝杆菌耐药性的方法，包括从样品中分离分枝杆菌核酸，从该核酸获得样品序列，将该样品序列与参考序列进行比对和比较，并对每个参考位置确定该样品序列值是否与表中分配至该位置的特定序列值相同。如果两个值相同，则将位置权重值分配给该位置。通过将所有位置权重值相加获得预测值，并且将预测值与阈值进行比较。如果预测值小于阈值，则预测为耐药。本发明包括实施该方法的系统，以及某些抗菌药物在治疗病原体感染中的用途，所述病原体的耐药性已通过本发明的方法确定。

本发明涉及一种预测分枝杆菌病原体对常见抗菌药物的耐药性的方法。

背景技术

结核病(TB)由结核分枝杆菌引起。根据世界卫生组织，世界上大约四分之一的人口患有潜伏性TB，一生中患TB的风险为5％–15％。免疫系统受损的患者，例如患有HIV、营养不良或糖尿病的人、或使用烟草的人，患病的风险高得多。因此，TB是全球十大死因之一。2017年，1000万人患有TB、160万死于该疾病(包括患有HIV的30万人)。

抗TB药物已经使用了几十年，并且已经在全世界发现了对1种或更多种最常见的药物具有耐药性的菌株。当药物使用不当，医疗保健提供者的处方不当，药品质量较差，患者过早停药，就会出现耐药性。

多重耐药结核病(MDR-TB)是由对异烟肼和利福平无反应的细菌引起的TB形式。MDR-TB可通过使用二线药物治疗和治愈。然而，二线治疗选择是有限的，并且需要使用昂贵且有毒的药物进行广泛化疗。广泛耐药性TB(XDR-TB)是由对最有效的二线抗TB药物无应答的细菌引起的MDR-TB的更严重形式，通常使患者没有任何进一步的治疗选择。MDR-TB仍然是公共健康危机和健康安全的威胁。WHO估计在2017年有558,000例新病例对利福平——最有效的一线药物——有耐药性，其中82％具有MDR-TB。大约8.5％的MDR-TB病例具有广泛耐药性TB(XDR-TB)。

在世界范围内，目前仅有55％的MDR-TB患者被成功治疗。在2016年，WHO批准了对不具有对二线TB药物有耐药性的菌株的MDR-TB患者使用简短的、标准化的方案。这种方案需要9–12个月，并且比传统的MDR-TB治疗花费少得多，传统的MDR-TB治疗可能花费长达2年。然而，XDR-TB患者或对二线抗TB药物具有耐药性的患者不能使用该方案，需要进行更长的MDR-TB方案。

本发明的目的是提供基因分析耐药性和预测分枝杆菌的耐药性或敏感性的改进方法，从而能够快速鉴定TB患者的应答谱，并对患者施用适当的药物方案。该目的通过独立权利要求的主题来实现。

发明内容

为了诊断疑似结核病患者，本发明人首先从文献检索中确定结核分枝杆菌复合体(MTBC)成员基因组上的哪些基因具有预测对17种抗生素耐药的突变。本发明人使用了商业上可获得的引物和探针来扩增含有耐药预测所需的特定突变的全长基因。这些特定突变通过机器学习预测，通过实验验证并形成本发明。

目前，在常规诊断中使用或正在开发基于DNA/RNA分析(实时PCR、微阵列、数字PCR)或蛋白质分析(质谱)的几种分子诊断方法。这些方法识别了病原体特有的少数基因或突变体，这些基因或突变体是导致产生耐药性表型的原因。它们通常是快速和准确的。

分枝杆菌基因组的全基因组测序目前在专门的参考中心进行，目的是鉴定新的耐药基因/基因突变体和监测菌株的传播。通常需要细菌的预培养。完整基因组序列还没有进入常规TB诊断领域。已经公开了用于分析全基因组数据的方法，包括耐药预测，其仅考虑有限数量的基因，使得它们仅可用作基于培养物的诊断的补充。目前还没有一种分子方法能够根据分子分析产生的基因信息精确预测所有或至少大部分相关抗生素药物的敏感性，因此迄今为止分子诊断学还不能提出抗生素治疗。全基因组测序方法主要限于研究活动，并且由于比当前的替代方案成本更高以及缺乏CE-IVD认证的诊断软件来解释全基因组测序数据，因此还未被转化为常规诊断。

基于上述现有技术，本发明的目的是提供对患者的耐药性进行基因分析和预测分枝杆菌药物敏感性或分枝杆菌耐药性的手段和方法。