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美国快速肺结核诊断技术问世
作者: 来源: 2014-07-09

   导读:一种便宜的便携诊断系统可以将辨识肺结核(TB)细菌的时间从几周乃至数月缩减至不足半小时,从而有望帮助医生赶在病人不知不觉将这种疾病传染给他人之前对其展开治疗。

  

 

  包含肺结核细菌的痰液样本遇到CDG-3能够发出荧光

  美国加利福尼亚州斯坦福大学流行病学家Jason Andrews指出,导致TB的细菌——结核分枝杆菌——在实验室中生长得非常缓慢,因此临床医生鲜有选择来确诊这种传染病。他们要么尝试着从一个样本中培养细菌——这大约需要2个月的时间,要么尝试着在涂抹于一块载玻片上的痰液样本中寻找这种细菌,而这种技术每次大约会漏掉一半的传染病细菌。

  由加利福尼亚州森尼维尔市希菲尔德公司研制的一种名为GeneXpert的方法——并于2010年得到了世界卫生组织(WHO)的大力支持,能够在两三个小时内准确测定结核分枝杆菌的脱氧核糖核酸(DNA),但这种方法需要专门的设备以及人员培训,因此对于农村地区或发展中国家而言有些不切实际。

  CDG-3探针大大缩短检测结核分枝杆菌的时间

  为了加速这一过程,斯坦福大学化学家Jianghong Rao与得克萨斯农工大学健康科学中心微生物学家Jeffrey Cirillo研制了一种名为CDG-3的化学制品,这种化合物在被结核分枝杆菌的一种名为BlaC的酶分解后便会发光。研究人员发现,利用这种方法,他们在1毫升样本中便可以检测到10个细菌。

  研究人员随后利用采自得克萨斯州的50个痰液样本对这种方法进行了测试。结果表明,该方法可以正确识别所有在显微镜下可见的结核分枝杆菌样本,同时还能够识别80%不可见的传染源。在对非TB患者进行测试时,CDG-3探针的诊断准确率达到了73%。研究人员在7月3日的德国《应用化学》网络版上报告了这一研究成果。

  开发便携携带装置

  新泽西州纽瓦克市罗格斯大学传染病专家David Alland表示,尽管这项测试有着令人印象深刻的敏感性,但健康人有27%的几率被误诊为TB的事实意味着它将成为一种最有用的分诊方法。例如,在一些偏远的山村,这种方法可以用来排除那些不需要治疗的人们,以便为剩下的人用更昂贵和精确的方法——例如GeneXpert——进行更进一步的临床测试创造条件。在2013年发布的一项研究结果中,Alland及其同事通过计算得出,一套假设的分诊系统能够削减30%到40%的开销。

  Rao和Cirillo如今正在与得克萨斯州的诊断公司GBDbio合作,开发一种靠电池供电的便携装置。该装置将能够识别CDG-3被分解时发出的荧光。该公司首席执行官Michael Norman表示,他们希望能够在2015年完成研制工作并顺利上市。他预测,一次单项测试将花费5美元,并且用不了30分钟便能够给出诊断结果。

  从实验室到临床的“巨大飞跃”

  阿尔伯克基市新墨西哥大学毒理学家Graham Timmins说:“这里为更快速的分诊测试留下了许多空间。”他指出,从健康的角度而言,假阴性(导致感染者被送回家)比假阳性(这会使健康人接受不必要的治疗)更令人担忧——尽管过度使用抗生素会导致耐药性。他称赞这篇论文实现了从实验室到临床的“巨大飞跃”,但他同时表示,该项技术还需要对更加广泛的人群进行测试。

  Rao和Cirillo表示,他们正在确认CDG-3的测试结果,并且在更大的人群中进行试验,其中包括一些发展中国家。肺结核是由结核分枝杆菌引起的慢性传染病,可侵及许多脏器,以肺部结核感染最为常见。排菌者为其重要的传染源。人体感染结核菌后不一定发病,当抵抗力降低或细胞介导的变态反应增高时,才可能引起临床发病。若能及时诊断,并予合理治疗,大多可获临床痊愈。

  参考文献 

        Fluorogenic Probes with Substitutions at the 2 and 7 Positions of Cephalosporin are Highly BlaC-Specific for Rapid Mycobacterium Tuberculosis Detection

  文献检索:DOI: 10.1002/anie.201405243

  Current methods for the detection of Mycobacterium tuberculosis (Mtb) are either time consuming or require expensive instruments and are thus are not suitable for point-of-care diagnosis. The design, synthesis, and evaluation of fluorogenic probes with high specificity for BlaC, a biomarker expressed by Mtb, are described. The fluorogenic probe CDG-3 is based on cephalosporin with substitutions at the 2 and 7 positions and it demonstrates over 120 000-fold selectivity for BlaC over TEM-1 Bla, the most common β-lactamase. CDG-3 can detect 10 colony-forming units of the attenuated Mycobacterium bovis strain BCG in human sputum in the presence of high levels of contaminating β-lactamases expressed by other clinically prevalent bacterial strains. In a trial with 50 clinical samples, CDG-3 detected tuberculosis with 90 % sensitivity and 73 % specificity relative to Mtb culture within one hour, thus demonstrating its potential as a low-cost point-of-care test for use in resource-limited areas.