世界结核病日：NEJM发表升级版结核杆菌快速检测技术

【编者按】今天是世界防治结核病日，我们在此回顾《新英格兰医学杂志》2017年9月14日发表的论著《结核病的快速分子药物敏感性检测方法评估》（Evaluation of a Rapid Molecular Drug-Susceptibility Test for Tuberculosis），《NEJM医学前沿》已在其app和官网发表该文的中译全文。更多详情，请参考中国科学院上海巴斯德研究所沈洪波和陈维政教授撰写的述评（点击阅读）。

2007年5月，一位名为Andrew Speaker的美国男子在罗马度完蜜月后，辗转捷克布拉格、加拿大蒙特利尔，最后驱车从美加边境进入美国。如此曲折的路线，不是一时的心血来潮，而是为躲避美国政府禁飞令而做的精心计划。

原来，美国疾控中心的监控系统认为Speaker患有具传染性而又极为难治的广泛耐药结核病，因此告知他被禁飞，并强烈建议他在罗马就地隔离观察。

此事被美国各大媒体竞相报道，甚至还有8位同行的乘客起诉Speaker，希望得到赔偿。一个多月之后，经过进一步检测，才确定这一切不过是虚惊一场——Speaker所患的是无需政府大动干戈的耐多药结核病。

2017年9月14日《新英格兰医学杂志》（NEJM）发表的一篇论文对一种新型快速分子检测技术进行了临床评估，该技术可以在2小时左右准确检测出疑似患者痰中是否含有广泛耐药的结核杆菌[1]。如果这项被称为Xpert MTB/RIF升级版的新技术被广泛应用，或许会避免发生Speaker十年前的尴尬事件。

这项研究由美国国立过敏和传染病研究所（NIAID）与中国科技部共同资助，来自中国、美国、韩国和南非的十几位研究者共同完成。在研究中主要负责临床项目的河南省胸科医院刘新主任介绍说，NIAID从2010年起就开始在河南开展前期准备工作。

在中国郑州和韩国首尔，医生收集了结核分枝杆菌阳性患者的痰标本，然后使用Xpert MTB/RIF升级版分析耐药情况。研究者发现，无论与传统的表型药敏实验还是作为耐药位点检测金标准的DNA测序技术相比，新型检测技术对结核耐药（异烟肼、氧氟沙星、莫西沙星、卡那霉素、阿米卡星）检测的敏感度和特异度均非常高。除去卡那霉素检测敏感度稍低外，Xpert MTB/RIF升级版对其他药物的突变检测都能满足WHO的规定，即与DNA测序方法相比敏感度和特异度至少达95%和98%。

中国国家结核病参比实验室主任赵雁林一直在评估全球各种检测肺结核杆菌的方法。他强调，这项研究的亮点是“用临床数据证实了Xpert MTB/RIF升级版的灵敏度和特异度都很好”。他认为升级版Xpert MTB/RIF是“很大的进步”，而世界卫生组织当前推荐的Xpert MTB/RIF第一代技术只能检查利福平耐药性。

结核病仍为全球十大死因之一，全球每年约有950万新发活动性结核病例，中国每年约有100万新发结核病例[2]。2007年的一项耐药结核病调查估计，中国约6%的新发结核病为耐多药结核，而在已经治疗过的结核病中耐多药则高达约26%[3]。

因此，药敏试验常规化对于结核耐药诊断非常重要，快速、准确诊断出耐药特征，直接关系到用药的选择和疗效。论文的主要作者、美国南卡罗来纳医科大学Susan Dorman教授向《NEJM医学前沿》介绍，升级版技术能“促进结核患者的分流，确定是否应使用短程耐多药结核治疗”。

“传统的表型药物敏感性的检测至少要1个月，甚至长达3个月，”研究参与者之一、负责DNA测序工作的复旦大学高谦教授指出。由于实验室条件、技术人员水平等限制，中国省级以下基层医疗机构的药敏试验并不普及，严重限制了耐药结核的准确诊断和合理用药。上海华山医院感染科主任张文宏介绍，一般采用一线药物治疗新结核病人6个月后，“如果症状不见好转，才做耐药性检测。”他说，“中国 80%~90%的结核病初诊都在非专科医院。但是，第一次准确诊断率很低”。而Xpert MTB/RIF使用一步到位的样品处理过程，对操作人员的技术要求较低，有利于普及。

值得注意的是，Xpert MTB/RIF第一代测试设备虽然已经进入中国，但主要在大型专科医院和省级疾控中心使用，且由于设备生产方赛沛公司拒绝提供优惠价格，单次检测成本高，目前还未被广泛使用。升级版能否降低成本，将在很大程度上决定该技术在中国的应用前景。

Xpert MTB/RIF升级版未来或许仍需要大样本进一步验证其对耐药结核的诊断能力。而且，该技术本身仍有一些不足。一直关注结核菌分子诊断技术的美国亚利桑那州立大学胡晔副教授指出，它不能区分活菌和死菌，对治疗效果的快速评估意义不大，对于菌阴肺结核以及某些肺外结核的检测敏感性低。另外，Xpert MTB/RIF升级版仍然没有摆脱目前分子诊断技术对耐药性与耐药基因突变关联性的依赖。

NIAID负责结核病项目的官员Karen Lacourciere指出，NIAID将继续资助该NEJM论文的主要作者之一、罗格斯新泽西医学院的David Alland教授，以进一步改进Xpert MTB/RIF。

不过，中国科学院上海巴斯德研究所沈洪波和陈维政教授在《NEJM医学前沿》的评论中指出（点击阅读），这项新技术“已经在耐药结核的快速诊断方面前进了一大步”。尤为重要的是，郑州是本次研究现场之一，证明新技术能够为中国耐药结核病的诊断提供帮助。

Andrew Speaker入境美国后，主动联系了疾控中心，随即被专机运送至亚特兰大，成为了1963年以来首次被政府依法强制隔离的美国人。后来，Speaker又住进丹佛的一个医院，接受治疗，在此被最终确诊为危险性较低的耐多药结核病。

* 背景资料

伴随着结核治疗的进展，耐药问题逐步凸显。早在1955-1956年英国首次开展的全国性耐药结核调查中问题就出现端倪，2.5%的菌株对链霉素耐药、2.6%对对氨基水杨酸耐药、1.3%对以异烟肼耐药[4]。随后的美国数据显示异烟肼耐药在新诊断的结核病患者存在上升趋势，从1961-1964年的6.3%上升到1965-1968年9.7% [5]。结核耐药会主要分为如下几类。单耐药结核病是指结核病患者感染的结核分枝杆菌对1种一线抗结核药物耐药的结核病，多耐药结核病是指结核病患者感染的结核分枝杆菌对1种以上一线抗结核药物耐药（但不包括同时对异烟肼和利福平耐药耐药）的结核病，耐多药结核病（MDRTB）是指结核病患者感染的结核分枝杆菌至少同时对异烟肼和利福平耐药的结核病，广泛耐药结核病（XDRTB）是指结核病患者感染的结核分枝杆菌除至少同时对异烟肼和利福平耐药外，还对任何一种氟喹诺酮类抗菌药物耐药，以及3种主要二线注射类药物（卷曲霉素、卡那霉素和阿米卡星）中的至少1种耐药的结核病。利福平耐药结核病是指结核病患者感染的结核分枝杆菌对利福平耐药的结核病，包括任何耐利福平的结核病，如利福平单耐药结核病、利福平多耐药结核病、耐多药结核病和广泛耐药结核病等。

耐药结核中耐多药结核和广泛耐药结核问题最为突出。2015年全球新发结核病例中约3.9%为耐多药结核，在复治疗患者中21%为耐多药结核[2]。中国2007年调查数据发现1/3的新结核病人和1/2的复治结核病人存在耐药，在新诊断的结核病人中耐多药结核病检出率高达5.7%，同时在耐多药结核病人中8%为广泛耐药结核病，仅2007年就存在11万耐多药结核病患者和8200左右广泛耐药结核病患者[3]。耐药结核由于对部分抗生物不敏感，其用药选择比较复杂，治疗通常会更加昂贵和费时，且疗效不一定好[6]。因此，无论在中国还是其他国家，耐药结核将一直是结核病防控的重中之重。

结核病作为一种古老的疾病，早在人类文明起源时就已存在。新石器时代人类骨化石和埃及4500年前制成的木乃伊上就已存在脊柱结核痕迹。文学名著中也多有对这种常见疾病的描述，如中国的《红楼梦》中消瘦并时常咳嗽咯血的林黛玉和法国的《茶花女》中瘦弱苗条因低热脸颊深红的巴黎名妓玛格丽特都是结核病患者。“十病九痨”和“十痨九死”的说法表明结核病曾经对中国人类健康造成巨大危害。

人类对结核病病因的最初发现来自于德国医生和细菌学家罗泊特·科赫（Robert Koch），其于1882年首次分离出结核分枝杆菌，并于3月24日在柏林生理学会上公布这一发现[7]，而1995年世界卫生组织将每年这一天确定为“世界结核病日”，而罗泊特·科赫也因为发现结核分枝杆菌而获得1905年的诺贝尔奖。人类在结核病抗争上一直在努力，也曾取得巨大成就。1920年法国医生、细菌学家阿尔伯特·卡尔梅特（Albert Calmette）和兽医卡米尔·介朗（Camille Guérin） 成功研制出减毒后能产生特异性细胞免疫的活结核杆菌，即卡介菌（BCG），用于预防结核病。20多年后的1944年，美国生物化学家、微生物学家赛尔曼·亚伯拉罕·瓦克斯曼（Selman Abraham Waksman）分离出链霉素，当年用于治疗首例结核病且获得成功。1948年英国医学研究理事会首次以随机对照方式开展大规模临床试验，分析链霉素治疗结核病的疗效。后来，异烟肼、利福平、雷米封、乙胺丁醇等药物相继问世，并用于治疗结核病。到20世纪90年代短程化疗（DOTS）已经在临床上广泛推广使用，截至2008年约有3600万结核病人经短程疗法治愈[8]，这些结核病防治成效一度让人欢欣鼓舞。

HIV/AIDS患者免疫力受损会伴随着结核病的出现，人群中HIV/AIDS患者的增多也进一步让结核病变得普遍。加上耐药结核病例逐年增加，其治疗中存在的困境也让结核问题变得复杂。这些都让人类彻底消灭结核病的愿景变得日趋遥远。全球结核病死亡率从1990年到2015年下降了47% [2]。2014年世界卫生大会通过的世界卫生组织终结结核病战略（WHO End TB Strategy）中提出，到2030年结核病死亡率要比2015年降低90%，发病率要降低80% [2]，要实现该目标无疑任重而道远。

[1] Xie YL, Chakravorty S, Armstrong DT, et al. Evaluation of a rapid molecular drug-susceptibility test for tuberculosis. N Engl J Med 2017;377:1043-54.

[2] World Health Organization. Global Tuberculosis Report 2016. 2016 (http://apps.who.int/iris/bitstream/10665/250441/1/9789241565394-eng.pdf).

[3] Zhao Y, Xu S, Wang L, et al. National survey of drug-resistant tuberculosis in China. N Engl J Med 2012;366:2161-70.

[4] Fox W, Wiener A, Mitchison DA, Selkon JB, Sutherland I. The prevalence of drug-resistant tubercle bacilli in untreated patients with pulmonary tuberculosis; a national survey, 1955-56.Tubercle 1957;38:71-84.

[5] Steiner M, Chaves AD, Lyons HA, Steiner P, Portugaleza C. Primary drug-resistant tuberculosis. Report of an outbreak. N Engl J Med 1970;283:1353-8.

[6] Gandhi NR, Nunn P, Dheda K, etal. Multidrug-resistant and extensively drug-resistant tuberculosis: a threat to global control of tuberculosis. Lancet 2010;375:1830-43.

[7] Barnett R. Tuberculosis. Lancet 2017;390:351.

[8] Marais BJ, Raviglione MC, Donald PR, et al. Scale-up of services and research priorities for diagnosis, management, and control of tuberculosis: a call to action. Lancet 2010;375:2179-91.