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2016/06/19

T2MR:診斷 candidemia 的全新工具



作者:陳偉挺醫師


什麼?利用核磁共振的原理,也可以診斷念珠菌血症?




T2MR 的原理是,先藉由 superparamagnetic particles(如上圖橙色空心圓,表面 coated with target specific binding agents),和 target(如上圖白線條所示,念珠菌的 DNA)bind and cluster。

在 superparamagnetic particles 和 target bind and cluster 之後,會改變周遭水分子的 microscopic environment,然後進一步改變 T2MR 的 signal(T2 relaxation signal),達到偵測的目的。

如果有興趣的話,也可以前去觀看 T2MR animation video,有更詳細的動畫解說。




經過一些 pre-clinical studies 之後,T2MR 目前為止最大的 clinical pivotal trial,就屬 Mylonakis 等人的研究了

這個研究分成三部分:

(1)Prospectively collected blood cultures from 1501 patients,from routine standard of care during septic workup。除 blood culture 之外,亦同時進行 T2MR

(2)因為難以掌握上述族群的 candidemia 盛行率如何,以及即時取得知情同意書的困難,所以創造了一個 250 個病人的 contrived arm,於血液培養中 "seeded" with candia。

(3)接下來用 50 個 non-contrived sample 當作上述的 negative control。

每個 T2MR 會檢測三次,分別檢測 A/T(A = C.albicans / T = C.tropicalis)、P(P = C.parapsilosis)、K/G(K = C.krusei / G = C.glabrata)。




首先來看 T2MR 的 sensitivity 部分。Sensitivity 的分析由上述的 250 個 contrived sample 加上額外 7 個血液培養 candidemia 陽性的檢體所組成。

上圖表示在不同菌量的情形之下,T2MR 的 detection rate;五個直條分別代表五個念珠菌種(A = C.albicans / T = C.tropicalis / P = C.parapsilosis / K = C.krusei / G = C.glabrata)。

可以發現在非常低(< 1)的 fungal load 之下(以 colony forming unit,CFU 來代表),T2MR 依然有 50% 到 80% 不等的偵測率(總體約 70%)。

隨著菌量的提高,超過 1 CFU/mL之後,T2MR 的 detection rate 即大幅提昇,在 31-100 CFU/mL 的組別,全部菌種的 T2MR detection rate 均為 100%。

在五種念珠菌種之中,也可以看到 C.glabrata 的 detection rate 爬升較為緩慢。




把上述不同菌量的檢體通通放在一起檢視,可以發現 T2MR 偵測 C.glabrata 的 sensitivity 較低,但其他菌種均在 92-96% 的範圍。




分別用 per patient 和 per assay 的方式來看 T2MR 的 sensitivity 和 specificity,可以發現 per patient or per assay 的 sensitivity 均為 91% 左右,specificity 則落在 98-99%。




T2MR 不僅可以用 whole blood 檢測,不需前處理或離心之外,檢驗的 turn-around-time 亦很短。Mylonakis 的研究發現 time to positivity 的平均時間約為 4.4 小時,相較傳統血液培養,時間則長達 129 小時以上。




T2MR 的 short turn-around time 以及 high specificity,讓它有機會可以即時排除 candidemia 的風險。

Mylonakis 的研究發現 time to negative 的平均時間約為 4.2 小時,相較傳統血液培養,時間則往往長達 120 小時以上。




最後來看 T2MR 的 limit of detection(LOD)。C.tropicalis / C.krusei 的 LOD 甚至可以低到 1 CFU/mL。(A = C.albicans / T = C.tropicalis / P = C.parapsilosis / K = C.krusei / G = C.glabrata)

總結而言,T2MR 提供了一個嶄新、不同於 Ag/Ab 或 PCR 的檢測概念,並且在近年的 pre-clinical 及 初步 clinical studies 有不錯的表現,也讓人期待後續 real world 的檢測結果會是如何。


其他參考資料


Complete T2MR introduction video
How T2MR works