1882年3月24日是著名德国科学家罗伯特·科赫在柏林宣读发现结核菌的日子。在1982年纪念科赫发现结核菌100周年时,世界卫生组织(WHO)和国际防痨和肺病联合会(IUATLD)共同倡议将3月24日作为“世界防治结核病日”,以提醒公众加深对结核病的认识。2021年3月24日是第26个世界防治结核病日,今年我国的宣传主题是:“终结结核流行,自由健康呼吸”
结核病(Tuberculosis,TB)是常见并可致命的一种传染病,由结核分枝杆菌感染引起,主要通过空气传播。结核病困扰人类已经有成千上万年的历史。科学家们在9000年前的以色列人遗骸和2000年前的埃及木乃伊上都发现了肺结核感染的痕迹。如今,这种病每年仍导致大概150万人死亡,多于其他任何一种传染病,是目前全球面临的重大公共卫生问题之一。
2020年10月14日,世界卫生组织(WHO)正式发布了最新的全球结核病年度报告。报告估计过去一年全球新发结核病患者仍有1000万,其中32%为女性,12%为15岁以下儿童,全球因结核死亡患者约141万。大多数结核病病例集中在东南亚(44%)、非洲(25%)和西太平洋(18%),而东地中海(8.2%)、美洲(2.9%)和欧洲(2.5%)占比较小;三分之二的结核患者来自8个国家:印度(26%)、印度尼西亚(8.5%)、中国(8.4%)、菲律宾(6.0%)、巴基斯坦(5.7%)、尼日利亚(4.4%)、孟加拉国(3.6%)和南非(3.6%)。中国新发患者数约83.3万,居全球第三位,仅次于印度和印度尼西亚。防治肺结核的工作依旧严峻。
早期快速确诊及治疗是控制结核病传播的关键,目前肺结核的诊断主要依靠患者症状、胸部影像学检查及痰涂片抗酸染色和痰MTB培养。然而,肺结核患者症状及影像学检查往往缺乏特异性,痰涂片抗酸染色法检查敏感性和特异性都很低,很多时候会导致漏诊;痰MTB培养耗时长,以上检测手段难以满足早期快速诊断肺结核的要求。随着分子生物学的飞速发展,越来越多的分子诊断方法被应用于结核病临床诊断。2017 年我国颁布的《“十三五”全国结核病防治规划》中明确提出分子生物学检验阳性可以辅助确诊肺结核。
分子生物学诊断
结核病分子生物学诊断方法主要分为:
①实时荧光定量PCR 检测
②恒温扩增检测
③基因探针(基因芯片)检测
实时荧光定量PCR
通过监测荧光信号实时检测结核菌的特异基因及耐药相关基因 单核苷酸多态性(SNP) 位点,可以在 2 小时内检测样本中是否存在结核分枝杆菌以及是否耐药,是目前最快的结核病分子诊断技术之一,并且该方法操作简便、检测准确性高(敏感度 88%,特异度 99%)、污染几率小,不足之处是价格昂贵,并且目前仅能针对利福平耐药相关 rpoB 做出检测,能够检测的耐药相关基因及位点较少。2010年12月WHO批准了利福平耐药实时荧光定量核酸扩增技术( Xpert MTB /RIF)的应用,该技术被WHO誉为结核病诊断中革命性的突破。
恒温扩增
利用链置换型 DNA 聚合酶(Bst DNA polymerase)在恒温条件下对目标基因进行快速扩增反应。该方法可用于涂阴结核病的诊断,检测灵敏度在 50%~80%之间,并且恒温诊断方法对仪器的依赖程度小,试剂成本低,非常适用于基层结核病的检测,代表方法:loop-mediated isothermal amplification (TB-LAMP; Eiken Chemical, Tokyo, Japan)。但是该方法容易产生假阳性结果,实验室检测时需要注意分子气溶胶的产生。
基因探针(基因芯片)检测
分为扩增和检测两步,首先对特异的片段进行 PCR 扩增,然后检测扩增后片段是否与结核分枝杆菌(MTB)检测探针或者耐药检测探针结合。其特点是可以区分结核病与非结核病,检测通量高,并且可以在 5~8 小时内检测是否为耐多药结核病(MDR-TB),代表方法: line-probe assays (LPAs; GenoType® MTBDRplus and GenoType® MTBDRsl, HAIN Lifescience, Nehren, Germany; NTM+MDRTB Detection Kit, NIPRO Corporation, Osaka, Japan),该方法特异度及灵敏度较高(80%~90%)。其缺点是需要开盖操作,容易产生污染,并且操作繁琐,价格昂贵。
未来展望
过去几十年,为预防和治疗结核病及耐药性结核病,全球进行了大量努力。结核病的基础研究、诊断方法和治疗手段都取得了巨大进步。通过此次新冠疫情我们也认识到分子诊断技术推广的必要性,随着人工智能和实验室自动化技术的快速发展,全面实现肺结核自动化分子诊断将是未来的一大趋势。
参考文献:
[1]:World Health Organization 2020.
[3]:刘权贤等.TB-LAMP、Xpert MTB/RIF及罗氏固体培养在肺结核诊断中的比较.2018,31.(12).
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