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Background. Early Lyme disease patients often present to the clinic prior to developing a detectable antibody response to Borrelia burgdorferi, the etiologic agent. Thus, existing two-tier serology-based assays yield low sensitivities (29-40%) for early infection. The lack of an accurate laboratory test for early Lyme disease contributes to misconceptions about diagnosis and treatment, and underscores the need for new diagnostic approaches.
Results. Metabolic biosignature development selected 95 molecular features that distinguished early Lyme disease patients from healthy controls. Statistical modeling reduced the biosignature to 44 molecular features, and correctly classified early Lyme disease patients and healthy controls with a sensitivity of 88% (84-95%), and a specificity of 95% (90-100%). Importantly, the metabolic biosignature correctly classified 77-95% of the of serology negative Lyme disease patients.
Conclusion. The data provide proof-of-concept that metabolic profiling for early Lyme disease can achieve significantly greater (p<0.0001) diagnostic sensitivity than current two-tier serology, while retaining high specificity.
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