分子测试——关闭之间的差距结核病诊断和治疗

分枝杆菌,属于属分枝杆菌家庭的Actinobacteriaceae不动,杆状,革兰氏阳性细菌。这些细菌可以被分成三个小组诊断和治疗的目的:结核分枝杆菌复杂的(MTBC),结核(TB)的病原体;nontuberculous分枝杆菌(特种加工),不同致病潜力;和麻风杆菌,麻风病的致病病原体。

分枝杆菌普遍存在生物,通常生活在土壤、水、动物组织,和食物来源,可以在宿主没有诱导致病迹象或可引起潜伏感染,会导致严重的疾病。尽管属分枝杆菌在1896年首次引入,感染MTBC生物和特种加工继续挑战全球医生和微生物学家。独特的分枝杆菌细胞壁特点防止他们被标准的革兰氏染色剂染色过程。由于这种“抗酸性”,如需要特定的诊断测试auramine-rhodamine或Ziehl-Neelsen染色。

区分MTBC和特种加工可以通过免疫层析法,但确切的物种鉴定需要更复杂的技术,如分子诊断。造成的感染MTBC很难治疗由于内在的抵抗抗生素如青霉素G,磺胺类药、四环素、红霉素、氯霉素。^[1]分枝杆菌可以接触酸、碱、洗涤剂或氧化破裂,但幸运的是大多数特种加工是抗生素克拉霉素和利福霉素敏感,尽管抗生素耐药菌株也出现了,带来新的威胁全球公共卫生。

全球结核病流行

MTBC物种包括结核分枝杆菌、牛分枝杆菌m . affricanum m . canetti m . microti和m . pinnipedii,最常见的病原体TB-causing人类认为是结核分枝杆菌。这些病原体传播通过通过空气飞沫传染通过咳嗽、打喷嚏、说话。在高发病率国家,感染的风险大大增加在人口密集的地区,在高风险婴儿和免疫功能不全的患者。

结核病是一个全世界十大死因和死亡的主要原因是一个传染病艾滋病毒/艾滋病和疟疾(上图)。2017年,据估计,每年有1000万人发展了疾病,^[2]和大约有17亿人(占世界人口的23%)估计有潜伏结核感染,因此在一生中患活动性结核病病的风险。^[3]

早期诊断和快速、适当的药物需要改善结核病治疗成功,全球仍低55%左右。治疗工作也受到耐药结核菌株的持久性。最近的估计表明,2017年,558000人发达rifampicin-resistant结核病(RR-TB)——与最有效的一线抗结核药物,82%的病例对第二个一线药物异烟肼,因此称为耐多药结核病(mdr - TB)。^[3][4]

关闭之间的差距检测和治疗需要更具体的药敏测试诊断出患有结核病。治疗耐多药结核病更耗费时间和特点是更频繁和严重的副作用。这导致了较低的合规率治疗病人,导致药物抗性的进一步增加。如果感染机体抵抗两个一线抗生素(利福平和异烟肼)和至少一个由每个类氟喹诺酮类药物的药物和二线注射制剂(阿米卡星、或硫酸卷曲霉素),它被归入广泛耐药(XDR)一样。^[5]因此确定耐药模式是至关重要的建立一个成功的治疗方案治愈病人,防止耐药菌株的传播。

分枝杆菌检测的挑战

之间的区别为诊断和治疗结核病和特种加工是至关重要的,和行动取决于各自的分枝杆菌的物种。基因型的物种分化和电阻测试(分子)方法在结核病和特种加工诊断是有价值的工具,并提供相当大的优势与耗时的传统方法相比,如生化测试和表型电阻测试。

使用传统文化方法识别结核病的过程通常需要2 - 4周为一个积极的结果,和6 - 8周阴性结果(从而需要进一步测试)取决于固体或液体媒体使用。这是相当慢与基因检测,识别结核病和特种加工可以在3小时完成。基因检测为病人提供了明显的优势,正如前面电阻模式可用适当的治疗。

此外,没有要求一个实验室生物安全三级实验室(BSL3)凭证分子方法,因为这些测试可以执行从直接净化样品。通过直接采样法,任何实验室可以在样品上运行基因检测确定的存在与否结核分枝杆菌并进行进一步的测试来识别特种加工。

2016年5月,世界卫生组织(世卫组织)发布了新的建议使用快速诊断测试——线性探针测定(LPA)基因族群类型MTBDRsl——检测抗二线抗结核药物(SL-LPA)。^[6]与传统培养技术相比,lpa是一个更可靠的方法排除抗二线抗生素氟喹诺酮类原料药和注射药物卷曲霉素、卡那霉素和阿米卡星,使临床医生将病人适当的政权在最早的时候。

检测SL-LPA意味着任何二线电阻的耐多药结核病患者不应登记在较短的方案,因为这可能危及他们的治疗结果和燃料广泛耐药结核的发展。广泛耐药结核患者发现应该也不是注册在短疗程,需要精心设计的个人方案优化成功的治疗。

临床分子检测的影响

教授罗伯特·沃伦、单位负责人和首席专家科学家,南非医学研究理事会(SAMRC),他的研究集中在分子流行病学和不断挑战假设与结核病有关。他的发现表明,结核病的传播主要发生以外的家庭和耐药性的流行是由传播,特别是在以前治疗的病人,这意味着再感染。

南非被认为是最大的消费者对结核病的分子诊断测试,和仅在开普敦,超过15000 lpa估计每年进行。沃伦教授的经验,这种类型的测试是广泛的。

“南非的情况非常不同结核病的发病率,”沃伦教授解释说,继续说:“这个国家已经有了一个高发病率,但艾滋病的发病在1980年代,这个快速加速,直到我们的率是世界上最高的之一。的重点我们卫生系统在2000年代早期停止药物敏感结核病的增加,但是缺点是耐药结核病被忽视了。现在我们的数据表明,我们似乎在易感结核病发病率的下降趋势,但现在需要将重点在耐药结核病。”

分子工具,如SL-LPA已经改变了景观在南非进行测试。说服医生远离传统的表型检测基因检测是一个最初的障碍这个方法的介绍,但一旦好处变得清楚,采用迅速。

沃伦教授介绍了他的角色在发展中结核病识别方法:“在研究中心,我们一直负责评估市场上可用的诊断工具之前通过我们的发现一个独立小组,然后提出建议卫生部。从我们的工作开展,线性探针测定现在是我们的一个最常用的测试方法为二线结核病识别。”

“未来分子检测领域的结核病,在我看来,需要关注低到中等收入国家,没有必要的基础设施对于复杂或特殊测试”,沃伦教授解释道。“这里有两个不同的流派——开发一个测试,将结果与一组定义的药物,或开发将提供的测试结果对一组全面的药物。每个解决方案都有其地方,但无论哪种方式,测试需要尽可能简单和实验室技术员的结果容易理解,没有专业知识。”

未来前景分枝杆菌

优化病人治疗的能力通过提供一种快速、可靠的结核分枝杆菌鉴定是改善健康结果和特种加工全球感染。未来的结核病和特种加工测试正在改变。更高的利率的结核病被发现在不发达国家实验室和检测基础设施投资较低,相应的测试需要调整的方法。将会有更少的训练有素的技术人员在这些位置和分子测试需要变得更加直观的满足吞吐量要求。

世卫组织的建议SL-LPA分子测试来检测抗二线抗结核药物表明阶梯式治疗这种疾病。这些诊断测试适用于未来,更全面的分析发展前景是必需的。在其“结核战略”,世卫组织的共同愿景是一个没有结核与零死亡的世界,2035年疾病和痛苦。^[3]这需要绝对的结核病死亡人数减少了95%,发病率与2015年相比减少了90%的基线。结核病的早期诊断,包括万能药敏测试和系统筛选高危人群,将实现这一目标的关键组成部分。

引用

(1) Jarlier V和Nikaido H(1994)分枝杆菌细胞壁:在自然结构和作用对抗生素的耐药性。《。列托人。123:11-18。

(2) Porvaznik我Solovič我Mokry J (2017) Non-Tuberculous分枝杆菌:分类、诊断和治疗。地中海之实验医学杂志,944:19-25。

(3) 结核病-数据和统计数据,疾病预防和控制中心(CDC), 2018年,https://www.cdc.gov/tb/statistics/default.htm。

(4) 消除结核病:广泛耐药结核病结核病(XRD),简报,国家中心艾滋病毒/艾滋病、病毒性肝炎、性病,和结核病预防、疾病控制和预防中心(CDC), 2013年,https://www.cdc.gov/tb/publications/factsheets/drtb/xdrtb.pdf。

(5) 2018年世界卫生组织全球结核病报告:https://www.who.int/tb/publications/global_report/en/

(6) 使用分子检测的线性探针分析耐异烟肼和利福平、政策更新,世界卫生组织,2016年,https://apps.who.int/iris/bitstream/handle/10665/250586/9789241511261-eng.pdf?sequence=1。