更新观念加速合理应用结核病新型诊断技术的步伐

赵雁林

作者单位：102206 北京，中国疾病预防控制中心结核病预防控制中心

近年来，随着大数据、云计算和人工智能等领域的快速发展，以及其在分子生物学、遗传学、微电子科学、材料学、细胞生物学、纳米科学等学科的应用，给传染病的实验室诊断带来了革命性的改变。各领域在结核病实验室诊断方面也取得了实质性的进展，市场上出现了许多新的、有前景的结核病实验室诊断方法[1-2]。随着利用大样本、高通量的测序技术在全基因组范围研究基因的结构、功能及其调控的基因组学(genomics)手段的广泛使用，以及直接从样本中提取全部微生物的DNA，建立宏基因组文库，利用基因组学的方法分析样本中的全部微生物的遗传组成及其群落功能的宏基因组学(metagenomics)技术的逐步完善与扩展，使得这些技术正在从实验室研究发展阶段转化为应用于临床实验室诊断,改变了临床医生诊断和治疗一些感染性疾病和肿瘤，以及人类宿主基因表达异常等疾病的方案。具有区域代表性的分枝杆菌基因组序列也是事关国家生物安全的重要战略资源，这些技术正在与生物信息学和流行病学有机整合起来，逐步改变着结核病监测、研究和防控措施，在全球范围内显现出越来越大的作用。

结核病病原体基因组学领域呈现出持续较快发展的态势，许多分子生物学和质谱等技术正在被逐步有机地整合进入结核病的诊断和预防控制策略和措施之中。基因组学和宏基因组学技术为结核病病原菌的鉴定、耐药性分析和溯源，以及遗传和进化中病原微生物组学分析和结核分枝杆菌与宿主相互作用的研究、人群结核病易感性、全基因组关联分析(GWAS)与外显子测序、DNA甲基化修饰等实验室检测提供了强有力的手段[3-4]。

随着基因组学技术、生物信息学及大数据管理技术的迅速发展，新一代的基因组测序技术可以对标本中的结核分枝杆菌和其他致病微生物进行更加详细的分析，通过生物信息学分析和大型服务器的高速运算对海量全基因组序列数据进行加工整理，可以准确进行结核分枝杆菌的溯源，了解结核分枝杆菌的进化过程，发现其毒力和致病因子及耐药基因，从而掌握结核分枝杆菌的致病和耐药机制，为结核病的“精准防控”提供理论依据。

在发达国家，由于结核病疫情低，具有特征性的持续咳嗽、发热等症状已经不再是疑似结核病的可疑症状，在这些国家需要使用能够在高危险人群中确定潜伏性感染的方法。包括能够替代X线摄影和痰涂片来发现移民和其他高感染风险人群中的活动性结核病的措施，能够替代传统培养方法的早期诊断手段，快速便捷的指纹分析手段来区别医原性感染和社区获得性感染，以及采用代替生化方法来进行菌种鉴定的若干新技术。

我国作为发展中国家，结核病负担严重。世界卫生组织[5]2020年全球结核病报告估算，我国结核病负担约占全球总负担的8.4%，位居第三位；耐药结核病负担约占全球的14%，位居第二位。在我国，许多结核病可疑症状者暴露史很难进行确定和评估，卡介苗(BCG)接种及HIV感染可能影响一些血清学方法的诊断特异性。2020年我国在诊断的结核病患者中，病原学检测阳性的比率提高到了52%，但是仍然需要进一步提升，从而提高结核病的诊断质量。目前，我国对于寻找快速、可信、简便的方法来替代现行的痰涂片显微镜检查的需求不是很迫切；我国结核病防治的需要倾向于：较传统培养方法更敏感、快速、简便的手段来诊断涂阴肺结核和无症状的结核病患者；在耐药结核病高流行地区应用快速、可靠、廉价的技术和方法来发现耐药结核病患者；研发简便的技术和办法在HIV感染者中筛查结核病，等等。

我国结核病疫情分布不均衡，不同地区社会经济条件存在一定差异。对结核病诊断技术的选择，既要考虑新技术的准确、快速等特性和临床需求，尽可能选择既能快速诊断结核病、检查耐药性甚至溯源等比较全面的方法；又要结合各地的实际情况，尽量采用适宜的实验室诊断技术和方法，不能不加分析、不合时宜地盲目使用各类检测技术而造成过度检查，要避免不必要或者重复性的实验室检测。同时，提倡合理地采用不同适宜技术进行联合实验室诊断，以提高结核病的病原学诊断阳性率和正确诊断率[6]。