更新觀念加速合理應用結核病新型診斷技術的步伐

趙雁林

作者單位：102206 北京，中國疾病預防控制中心結核病預防控制中心

近年來，隨著大數據、云計算和人工智能等領域的快速發展，以及其在分子生物學、遺傳學、微電子科學、材料學、細胞生物學、納米科學等學科的應用，給傳染病的實驗室診斷帶來了革命性的改變。各領域在結核病實驗室診斷方面也取得了實質性的進展，市場上出現了許多新的、有前景的結核病實驗室診斷方法[1-2]。隨著利用大樣本、高通量的測序技術在全基因組范圍研究基因的結構、功能及其調控的基因組學(genomics)手段的廣泛使用，以及直接從樣本中提取全部微生物的DNA，建立宏基因組文庫，利用基因組學的方法分析樣本中的全部微生物的遺傳組成及其群落功能的宏基因組學(metagenomics)技術的逐步完善與擴展，使得這些技術正在從實驗室研究發展階段轉化為應用于臨床實驗室診斷,改變了臨床醫生診斷和治療一些感染性疾病和腫瘤，以及人類宿主基因表達異常等疾病的方案。具有區域代表性的分枝桿菌基因組序列也是事關國家生物安全的重要戰略資源，這些技術正在與生物信息學和流行病學有機整合起來，逐步改變著結核病監測、研究和防控措施，在全球范圍內顯現出越來越大的作用。

結核病病原體基因組學領域呈現出持續較快發展的態勢，許多分子生物學和質譜等技術正在被逐步有機地整合進入結核病的診斷和預防控制策略和措施之中。基因組學和宏基因組學技術為結核病病原菌的鑒定、耐藥性分析和溯源，以及遺傳和進化中病原微生物組學分析和結核分枝桿菌與宿主相互作用的研究、人群結核病易感性、全基因組關聯分析(GWAS)與外顯子測序、DNA甲基化修飾等實驗室檢測提供了強有力的手段[3-4]。

隨著基因組學技術、生物信息學及大數據管理技術的迅速發展，新一代的基因組測序技術可以對標本中的結核分枝桿菌和其他致病微生物進行更加詳細的分析，通過生物信息學分析和大型服務器的高速運算對海量全基因組序列數據進行加工整理，可以準確進行結核分枝桿菌的溯源，了解結核分枝桿菌的進化過程，發現其毒力和致病因子及耐藥基因，從而掌握結核分枝桿菌的致病和耐藥機制，為結核病的“精準防控”提供理論依據。

在發達國家，由于結核病疫情低，具有特征性的持續咳嗽、發熱等癥狀已經不再是疑似結核病的可疑癥狀，在這些國家需要使用能夠在高危險人群中確定潛伏性感染的方法。包括能夠替代X線攝影和痰涂片來發現移民和其他高感染風險人群中的活動性結核病的措施，能夠替代傳統培養方法的早期診斷手段，快速便捷的指紋分析手段來區別醫原性感染和社區獲得性感染，以及采用代替生化方法來進行菌種鑒定的若干新技術。

我國作為發展中國家，結核病負擔嚴重。世界衛生組織[5]2020年全球結核病報告估算，我國結核病負擔約占全球總負擔的8.4%，位居第三位；耐藥結核病負擔約占全球的14%，位居第二位。在我國，許多結核病可疑癥狀者暴露史很難進行確定和評估，卡介苗(BCG)接種及HIV感染可能影響一些血清學方法的診斷特異性。2020年我國在診斷的結核病患者中，病原學檢測陽性的比率提高到了52%，但是仍然需要進一步提升，從而提高結核病的診斷質量。目前，我國對于尋找快速、可信、簡便的方法來替代現行的痰涂片顯微鏡檢查的需求不是很迫切；我國結核病防治的需要傾向于：較傳統培養方法更敏感、快速、簡便的手段來診斷涂陰肺結核和無癥狀的結核病患者；在耐藥結核病高流行地區應用快速、可靠、廉價的技術和方法來發現耐藥結核病患者；研發簡便的技術和辦法在HIV感染者中篩查結核病，等等。

我國結核病疫情分布不均衡，不同地區社會經濟條件存在一定差異。對結核病診斷技術的選擇，既要考慮新技術的準確、快速等特性和臨床需求，盡可能選擇既能快速診斷結核病、檢查耐藥性甚至溯源等比較全面的方法；又要結合各地的實際情況，盡量采用適宜的實驗室診斷技術和方法，不能不加分析、不合時宜地盲目使用各類檢測技術而造成過度檢查，要避免不必要或者重復性的實驗室檢測。同時，提倡合理地采用不同適宜技術進行聯合實驗室診斷，以提高結核病的病原學診斷陽性率和正確診斷率[6]。