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Science:简单快速诊断结核病技术有望在发展中国家应用

摘要 : 结核病可谓是传染病中的一个最大灾难——每年会导致近200万人死亡,并且大部分集中在发展中国家。在没有第一流卫生保健系统的国家,结核病的诊断也是出了名的困难与缓慢。

 

结核病可谓是传染病中的一个最大灾难——每年会导致近200万人死亡,并且大部分集中在发展中国家。在没有第一流卫生保健系统的国家,结核病的诊断也是出了名的困难与缓慢。

8月23日,研究人员在宾夕法尼亚州费城召开的美国化学会(ACS)会议上报告称,他们设计了一种诊断结核病的简单新方法,这种方法甚至能够区分活体结核病细胞与死亡结核病细胞,这将帮助医生更容易搞清他们的抗结核病药物是否奏效。研究人员目前正在把他们的诊断与南非的病人样本同步起来,这里是全世界结核病发病率最高的地区之一。研究人员希望能够尽快推出针对这种新技术的临床测试。

根据世界卫生组织提供的数据,全球每年有近1000万人感染结核病。当携带结核分枝杆菌的人咳嗽甚至说话时,周围的人便会吸入含有细菌的飞沫,感染从而发生。

在发达国家,医生会对被怀疑患有结核病的病人进行肺X射线检查,并测试其痰(黏液和唾液)中的细菌DNA标记物。然而在发展中国家,由于这些技术的应用范围非常有限,医生通常转而求助于一种被称为Ziehl-Neelsen(ZN)测试的技术。

然而在100多年前便已问世的ZN测试见效慢且不敏感,并且会产生许多假阳性。加利福尼亚州帕洛阿尔托市斯坦福大学化学家Carolyn Bertozzi和她的同事于是便寻思有没有一种更好的方法标记结核病。

Bertozzi的研究小组花了十多年时间研究不同的生物体——包括病原菌——如何将各种各样的糖化合物附着在组成细胞膜的被称为脂质的蛋白质和脂肪分子上。在早期研究中,他们发现,与大多数其他细菌和大多数其他生物体不同,结核分枝杆菌和它的近亲使用一种被称为海藻糖的糖来完成这一构造。Bertozzi说:“我们想知道是否可以使用这一特性标记结核病细胞。”

研究人员设计了一系列用一种名为DMN的荧光染料标记的不同海藻糖。这种染料在吸收光后会发出明亮的绿光,但并不总是如此—— 一旦其周围被最少量的水包围便不会发光。当水被排除在外时,因为是在一个细胞膜的疏水室内部,这种染料便亮了起来。

Bertozzi希望,如果她的团队用这种被染料标记的糖喂食结核病细胞,这些微生物会吸收它们并将其附着在细胞膜脂上,从而使其发出绿光。这一切在死亡的结核病细胞中并不会发生,因为其无法吸收糖,并且对大多数其他有机体的细胞也不奏效,从而使得在高度多样化的痰液样本中发现活体结核病感染成为可能。

研究人员在实验室研究中得出了这样的结论。Bertozzi在这次会议上报告称,活体结核分枝杆菌在荧光显微镜下会发出绿光,而那些包含有常见细菌,例如大肠杆菌或金黄色葡萄球菌的细胞则不会发出荧光。此外,活体结核病细胞在被喂食糖后仅仅5分钟便开始发光,并且在1个小时内展现出明亮的绿色。与此形成对比的是,ZN测试往往需要几个小时的时间,并且经常会错过低水平的感染。

Bertozzi和同事还与南非约翰内斯堡金山大学生化学家Bavesh Kana合作,后者提供了被怀疑感染了结核病的病人的痰液样本。对这些样本的实验室测试不但迅速标记了活体结核病细胞,而且展现出了与更严格的脱氧核糖核酸(DNA)研究的紧密匹配。

Bertozzi说,她和同事希望推出一项针对这一诊断方法的临床试验,从而检验其在真实世界条件下的成功几率。

结核病是由结核杆菌感染引起的慢性传染病。结核菌可能侵入人体全身各种器官,但主要侵犯肺脏,称为肺结核病。结核病是青年人容易发生的一种慢性和缓发的传染病。潜伏期4~8周。其中80%发生在肺部,其他部位(颈淋巴、脑膜、腹膜、肠、皮肤、骨骼)也可继发感染。人与人之间呼吸道传播是本病传染的主要方式。传染源是接触排菌的肺结核患者。随着环境污染和艾滋病的传播,结核病发病率越发强烈。除少数发病急促外,临床上多呈慢性过程。常有低热、乏力等全身症状和咳嗽、咯血等呼吸系统表现。

原文链接:

Simple test could quickly detect tuberculosis in developing countries

原文摘要:

PHILADELPHIA, PENNSYLVANIA—Tuberculosis (TB) is one of the biggest scourges there is among infectious diseases, killing nearly 2 million people a year, most in developing countries. It is also notoriously hard and slow to detect in places without top-flight health care systems. Yesterday, researchers reported at the American Chemical Society (ACS) meeting here that they’ve devised a simple new way to diagnose TB, and even distinguish living TB cells from dead ones, which could give doctors an easy way to see whether their anti-TB medications are working. The researchers are now putting their diagnostic through its paces with samples from patients in South Africa, which has one of the world’s highest incidences of TB, and they hope to launch a clinical trial of their test soon.

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