Desempeño de la espectrometría de masas maldi biotyper sirius y la secuenciación de genoma completo por Oxford Nanopore para la identificación de especies de Mycobacterium spp.

Abstract

Introducción: Mycobacterium tuberculosis (MTB) y las micobacterias no tuberculosas (MNT) desafían la salud pública en el Perú por su carga y complejidad diagnóstica. Los métodos convencionales son limitados en rapidez, especificidad y costo. La espectrometría de masas MALDI Biotyper Sirius y la secuenciación por Oxford Nanopore podrían optimizar la identificación de Mycobacterium spp.Objetivo: Evaluar el desempeño de MALDI Biotyper sirius y la secuenciación por Oxford Nanopore para la identificación de especies de Mycobacterium spp.Métodos: Estudio comparativo, observacional y descriptivo. Se procesaron 186 aislados criopreservados del Laboratorio de Micobacterias (UPCH). Tras cultivo e inactivación, se procesaron por MALDI Biotyper Sirius; en paralelo se extrajo ADN para Nanopore (estándar de referencia). Se estimaron sensibilidad, especificidad, concordancia (κ), curvas ROC/AUC y métricas de ensamblaje genómico (completitud y N50).Resultados: MALDI Biotyper Sirius identificó 177/186 como Mycobacterium tuberculosis complex y 9/186 como grupo M. chimaera/intracellulare; solo 4/9 se subtipificaron como M. intracellulare. El score promedio fue 2,018. La secuenciación de genoma completo o Whole genome sequencing (WGS) asignó 177 como M. tuberculosis y 9 como M. intracellulare, con ensamblajes de alta calidad (un contig o secuencia continua de ADN generada por ensamblaje de lecturas; N50 ~4,3–4,4 Mbp; contaminación 0,02–0,91%). En la clasificación de aislamientos como MTB o MNT, MALDI Biotyper Sirius presentó una sensibilidad y especificidad de 100%, con κ=1,000 y AUC=1,000. Para especie exacta, la sensibilidad relativa de MALDI Biotyper Sirius fue 2,15% (IC95% 0,59–5,41).Conclusiones: MALDI Biotyper Sirius presentó desempeño y concordancia excelentes para diferenciar MTB vs MNT (sensibilidad/especificidades cercanas al 100%, κ=1,000; AUC=1,000). Sin embargo, a nivel de especie su concordancia fue limitada por la baja/nula subtipificación, con una sensibilidad relativa frente a Nanopore de 2,15%.

Introduction: Mycobacterium tuberculosis (MTB) and nontuberculous mycobacteria (NTM) challenge public health in Peru due to their burden and diagnostic complexity. Conventional methods are limited in terms of speed, specificity, and cost. MALDI Biotyper Sirius mass spectrometry and Oxford Nanopore sequencing could optimize the identification of Mycobacterium spp.Objective: To evaluate the performance of MALDI Biotyper Sirius and Oxford Nanopore sequencing for the identification of Mycobacterium spp. species.Methods: Comparative, observational, and descriptive study. A total of 186 cryopreserved isolates from the Mycobacteria Laboratory (UPCH) were processed. After culture and inactivation, they were processed by MALDI Biotyper Sirius; in parallel, DNA was extracted for Nanopore sequencing (reference standard). Sensitivity, specificity, agreement (κ), ROC/AUC curves, and genomic assembly metrics (completeness and N50) were estimated.Results: MALDI Biotyper Sirius identified 177/186 as Mycobacterium tuberculosis complex and 9/186 as the M. chimaera/intracellulare group; only 4/9 were subtyped as M. intracellulare. The mean score was 2.018. Whole genome sequencing (WGS) assigned 177 as M. tuberculosis and 9 as M. intracellulare, with high-quality assemblies (one contig or continuous DNA sequence generated by read assembly; N50 ~4.3–4.4 Mbp; contamination 0.02–0.91%). In the classification of isolates as MTB or NTM, MALDI Biotyper Sirius showed a sensitivity and specificity of 100%, with κ=1.000 and AUC=1.000. For exact species identification, the relative sensitivity of MALDI Biotyper Sirius was 2.15% (95% CI 0.59–5.41).Conclusions: MALDI Biotyper Sirius showed excellent performance and agreement for differentiating MTBC vs NTM (sensitivities/specificities close to 100%, κ=1.000; AUC=1.000). However, at the species level, its agreement was limited by the low/null subtyping, with a relative sensitivity of 2.15% compared with Nanopore.