Application of FreezeTB, a targeted nanopore sequencing assay, for identification of drug resistance and lineages among pulmonary tuberculosis cases in Alaska
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT Alaska has the highest incidence of tuberculosis (TB) in the United States, with 8% mortality while undergoing TB treatment. With a quarter of TB cases lacking sputum culture to enable drug resistance testing, FreezeTB aimed to develop tools tailored to meet the challenges in Alaska while being translatable to other settings. We designed a rapid and cost-effective laboratory workflow and software to identify drug-resistant mutations in Mycobacterium tuberculosis using targeted next-generation sequencing (tNGS). FreezeTB, a Fast, Reliable, Economical Evaluation tool to Zap Endemic Tuberculosis, amplifies 22 gene loci associated with resistance to 16 anti-tuberculosis drugs. M. tuberculosis isolates from Alaska (2011–2024) were blinded and underwent analysis with FreezeTB, then compared with phenotypic drug susceptibility testing (pDST) and whole genome sequencing (WGS). Compared with WGS ( n = 79), FreezeTB provided the same mutations in 96% ( n = 76/79) of samples with 100% lineage agreement ( n = 79/79). Compared with pDST using Cohen’s kappa, FreezeTB had almost perfect agreement for rifampin (RIF, 0.90; n = 97/98) and ethambutol (EMB, 1.00; n = 98/98), strong agreement for isoniazid (INH, 0.80; n = 88/98), moderate agreement for ethionamide (ETO, 0.78; n = 95/98), weak agreement for streptomycin (STR, 0.56; n = 95/98), and no agreement for pyrazinamide (PZA, 0.20; n = 91/98). Using a portable nanopore sequencer, each sample cost under $30 for sequencing, which included a flow cell, a barcoding kit, a flow cell wash kit, a polymerase, and primers. FreezeTB provides a portable, 1-day laboratory and bioinformatic workflow for sequencing M. tuberculosis . Freeze TB can accurately determine mycobacterial lineage and resistance for RIF, INH, ETH, and ETO at a low cost. IMPORTANCE Globally, tuberculosis is the leading infectious cause of mortality with 10.8 million new cases and 1.25 million deaths occurring in 2024. Targeted next-generation sequencing (tNGS) is a rapid, cost-effective method for identifying mutations in the Mycobacterium tuberculosis genome associated with drug resistance. FreezeTB was created to provide low-cost, portable sequencing and tNGS analysis for drug resistance. FreezeTB selectively amplifies and sequences 24 targets of the M. tuberculosis genome that cover regions the WHO has designated as containing mutations conferring drug resistance, as well as provides species confirmation and rapid lineage determination. Freeze TB is a laboratory workflow and free, open-source (OS) low dependency bioinformatic software that can be downloaded onto a computer with no further need for internet access. Using M. tuberculosis isolates from Alaska, FreezeTB provided the same mutations in 96% ( n = 76/79) of samples with 100% lineage agreement ( n = 79/79) compared with whole genome sequencing.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».