結(jié)核能否治療？DNA測序顯神通
結(jié)核桿菌掃描電鏡圖片。Photo: CDC/Janice Haney Carr
撰文 | 王承志
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一項最新的研究通過大規(guī)模全基因組測序，發(fā)現(xiàn)結(jié)核桿菌基因測序結(jié)果可以預(yù)測93.6%的耐藥表型結(jié)果以及93.5%的藥物敏感性表型結(jié)果。
結(jié)核是嚴(yán)重威脅人類健康的重大傳染病，目前每年奪走160萬人的生命 [1]。雖然有利福平等廣泛使用的抗結(jié)核藥物，但是耐藥菌株的大量出現(xiàn)使得結(jié)核感染形勢非常嚴(yán)峻。在2016年新發(fā)病例中，預(yù)計有60萬病人受利福平耐藥菌株或多重耐藥菌株的感染，而這些人中只有不到四分之一接受了診斷和治療。
結(jié)核菌的耐藥類型對于診斷和治療至關(guān)重要。傳統(tǒng)的痰培養(yǎng)檢測方法需要5~9周時間，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足臨床快速診斷的實際需求。新澤西醫(yī)科和牙科大學(xué)的David Alland教授等發(fā)明了基于基因擴(kuò)增（PCR）技術(shù)的Xpert MTB/RIF技術(shù)，將檢測時間縮短至2小時。2010年，該方法被世界衛(wèi)生組織（WHO）推薦用于結(jié)核高發(fā)區(qū)篩查，收到了顯著成效。但該方法只能檢查利福平耐藥株，且是少數(shù)幾種突變類型，有很大局限性。
最近，結(jié)核病綜合耐藥性預(yù)測國際聯(lián)合會（The CRyPTIC Consortium ）和100,000基因組計劃（100,000 Genomes Project）項目組聯(lián)合發(fā)表論文，公布了使用基因組測序手段進(jìn)行一線抗結(jié)核藥耐藥性預(yù)測的結(jié)果 [2]。2018年10月11日，《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》（The New England Journal of Medicine）刊登了該論文。
研究人員對從六大州16個國家搜集的10290株結(jié)核菌進(jìn)行了全基因組測序和耐藥性評價。這些菌株涵蓋了所有主要的流行株。
數(shù)據(jù)表明，測序結(jié)果對4種一線抗結(jié)核藥均有很高的敏感性和特異性。測序預(yù)測與培養(yǎng)結(jié)果比較后，敏感性和特異性的結(jié)果分別為：異煙肼（97.1％和99.0％），利福平（97.5％和98.8％），乙胺丁醇（94.6％和93.6％），吡嗪酰胺（91.3％和96.8％）。
除了乙胺丁醇的特異性略低于國際標(biāo)準(zhǔn)，這4種藥物的預(yù)測數(shù)據(jù)幾乎均滿足WHO的結(jié)核耐藥性分子診斷標(biāo)準(zhǔn)（敏感性達(dá)到90%，特異性達(dá)到95%）。
這項工作為耐藥結(jié)核菌株，特別是多重耐藥菌株的檢測開辟了新道路，但依然有很多問題需要解決。
要推進(jìn)測序的準(zhǔn)確率和特異性，必須發(fā)現(xiàn)對已有的和新的抗結(jié)核藥物抗藥性相關(guān)的所有突變。另外，雖然一線抗結(jié)核藥物能夠治愈80%的結(jié)核病人，但對于利福平耐藥以及多重耐藥菌株感染的病人，治愈率則顯著降低，全球范圍治愈率只有54%。對這些病人進(jìn)行快速準(zhǔn)確的個性化檢測與藥物匹配還需要大量的數(shù)據(jù)積累。
全球抗結(jié)核工程也需要大量新藥。最近，CRyPTIC檢測了14種抗結(jié)核藥的耐藥性，包括bedaquiline和delamanid等新藥。這些新藥越來越多地用于多重耐藥菌株，而這些新藥的耐藥菌株與哪些突變相關(guān)是需要進(jìn)一步研究的方向。
《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》同期配發(fā)了惠康基金會（Wellcome trust）非洲傳染病研究中心Helen Cox博士和Valerie Mizrahi博士的評論文章 [3]。文章肯定了該研究的開拓性意義，但也同時指出，在結(jié)核病最流行的地區(qū)如非洲地區(qū)，基因測序的成本可能很難為當(dāng)?shù)卣兔癖娯?fù)擔(dān)。該論文也沒有描述全基因組檢測每例標(biāo)本的成本和時間，這兩者對于大規(guī)模地推廣使用至關(guān)重要。因此，使用全基因測序進(jìn)行結(jié)核耐藥檢測還需要進(jìn)一步提高針對更多藥物的準(zhǔn)確率和特異性以及降低成本。 
參考文獻(xiàn)：
1. World Health Organization. Global tuberculosis report 2017. Geneva: World Health Organization, 2017 (http://www.who.int/tb/publications/global_report/en/)
2. CRyPTIC Consortium and the 100,000 Genomes Project.Prediction of Susceptibility to First-Line Tuberculosis Drugs by DNASequencing[J]. New England Journal of Medicine, 2018.
3. Cox H, Mizrahi V. The Coming of Age ofDrug-Susceptibility Testing for Tuberculosis[J]. 2018.
制版編輯 | 皮皮魚
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