结核病是单一传染病中的头号杀手,长期以来对人类健康带来了巨大威胁。据2019年世界卫生组织(WHO)报告,全世界约有1/4人口感染结核分枝杆菌 (Mycoplasma pneumoniae ,MTB), 每年全球结核病新增患病人数超过1000万人次, 且以肺结核最为常见。随着耐药结核菌株增加,人类免疫缺陷病毒(HIV)合并结核双重感染患者逐年增多, 每年因结核病死亡人数超过180万。
根据WHO统计,我国是全球22个结核病流行严重的国家之一,同时也是全球27个耐多药结核病流行严重的国家之一。由于缺乏有效疫苗,缺乏高特异性和敏感性诊断试剂,且耐药性结核病的不断涌现等原因,该病仍然是全球公共卫生的重大威胁。因此早期快速确诊及治疗是控制结核病传播的关键。
WHO支持的和新出现的结核病和耐药性分子检测。蓝色勾勒的是WHO支持的NAAT,包括LPA、Xpert Ultra、LAMP和Truelab。尚未得到世界卫生组织批准但正在开发或评估的测试用橙色标识。所示图片是每个类别中的产品示例。
2017 年我国颁布的《「十三五」全国结核病防治规划》中明确提出分子生物学检验阳性可以辅助确诊肺结核。就在上周,国家疾控局、国家卫健委、国家发改委、教育部、公安部、司法部、财政部、医保局、药监局等9部委联合发布《 全国结核病防治规划(2024—2030年) 》,旨在全面加强结核病防治工作,终结结核病流行,并且将分子检测技术作为首选诊断手段!
qPCR
GeneXpert MTB/RIF
2010年,WHO极力推荐GeneXpert MTB/RIF作为结核病常规诊断工具, 其被誉为结核病诊断突破性检测技术。
2013年, WHO推荐HIV合并疑似结核病患者优先使用GeneXpert MTB/RIF检测。
2018年,一项关于该技术的肺外结核病诊断效应的meta分析结果显示, GeneXpert MTB/RIF诊断肺外结核同样表现出色, 对不同肺外结核的灵敏度有差异,但诊断特异度及RIF耐药检测准确性都很高。GeneXpert MTB/RIF技术优点如此之多,可在有条件的实验室广泛开展,但基层医疗卫生机构及条件落后地区开展此项技术可能受限。
随后, Cepheid研发的GeneXpert MTB/RIF Ultra系统问世,其作为GeneXpert MTB/RIF的升级版,在原技术的基础上仅需额外下载一款应用软件,其余操作相同。GeneXpert MTB/RIF Ultra对痰液样本检测极限更低 (15.6CFU/mL),灵敏度、RIF耐药检出率更高,但特异度稍降。
线性探针杂交技术(LPA)
LPA是将PCR扩 增、反向杂交、膜显色技术结合的快速分子诊断技术。尽管LPA检测MTB DNA操作较GeneXpert MTB/ RIF复杂,且需1~2天获得结果,但LPA 除可检测RIF耐药性外,还能检测INH耐药(KatG、inhA 基因突变)。
德国Hain Lifescience公司开发了试剂盒 GenoType® MTBDR。2008年,WHO推荐采用 GenoType® MTBDR检测痰检阳性标本中MTB的RIF及INH 耐药性,但不能检测二线抗结核药。随后,二代产品GenoType® MTBDR plus系列问世。
研究显示, GenoType® MTBDR plus2.0对结核病诊断的灵敏度为68.4%,特异度为89.3%,但诊断 RIF耐药性的灵敏度和特异度分别为 100.00%和99.24%,诊断INH耐药性的灵敏度和特异度分别为97.62%和98.55%。
间隔区寡核苷酸分型技术(Spoligotyping)
结核分枝杆菌复合物分子流行病学的孢子分型
研究表明,McSpoligotyping对MTB菌种的鉴定具有良好一致性,且其更简便的操作程序利于MTB流行病学研究。该类技术与较传统培养法相比,具有获得检测结果快速、操作简便、设备不复杂等优点,因此可作为MTB菌种鉴定及MTB耐药性检测的诊断工具推广。
环介导等温扩增(LAMP)
LAMP可在恒温、不需要热循环条件下直接对MTB DNA 进行扩增,且具有操作简便、检测设备不复杂、实验室条件要求低、全封闭环境下检测、诊断灵敏度及特异度高等优点,但其对涂片阴性患者的诊断灵敏度明显下 降(52.1%~90.3%),存在假阳性。
基因芯片
MTB与NTM临床特征相似、易混淆,但治疗方法不同,因此早期区分二者尤为重要。MTB耐药性检测对及时、有效治疗结核病具有重要意义。基因芯片技术正是可以兼顾 MTB菌种鉴定与耐药性检测的新型高通量自动化核酸检测技术,其基本原理为将DNA、cDNA等不同探针固定于基质后形成微阵列,然后与目标核酸(DNA、RNA) 杂交,进一步检测每个探针分子杂交信号强度获取标本中分子数量与核酸信息从而鉴定菌群。通过检测ropB、katG、inhA3种基因的常见位点突变鉴定MTB对RIF、INH的耐药情况。
基因芯片技术可一次性分析大量基因,极大提高了检测效率,同时还能够快速、 准确地获得检测结果(4~5h),且重复性及生物安全性也高。国内研究显示,该方法对 MTB耐药性及MTB菌种检测的诊断灵敏度、特异度与培养法具有较高一致性。研究显示,基因芯片技术、LPA、GeneXpert MTB/RIF检测MTB对RIF耐药性均表现出色,适用于临床。
NGS
基因测序技术日渐成熟,被世界公认为MTB DNA及耐药性检测的最终分子诊断方法,不同于其他分子检测方法(检测范围受限于特定探针目标),NGS检测能够迅速、全面获得MTB对现有所有抗结核药物耐信息,(如全基因组测序,WGS)或多个感兴趣基因区域的序列信息(如目标NGS,tNGS),对结核病患者个体化抗结核治疗及多重耐药结核病的控制具有重大意义。另外,WGS在结核病分子流行病学、多重耐药结核菌传播及MTB耐药性演变的研究中发挥着重要作用。
2019年,WHO建立了一个名为ReSeqTB的结核测序数据库,用于整理、标准化和统一DST相关的基因型和表型数据,以及耐药性结核(DR-TB)的元数据。其中一种已上市的tNGS检测方法是Deeplex Myc-TB(法国里尔Genoscreen公司开发),通过超深度测序24种扩增子混合物实现分枝杆菌种类鉴定、基因分型和DST。
迈迪安推出的Saliva-specific唾液直扩qPCR/LAMP预混液可用于从高达20%痰液样本中直接、快速进行结核肺支杆菌检测,无需进行核酸提取步骤,是用于开发快速MTB分子检测的理想选择。其独特的优化配方对痰液样本中存在的抑制物有超高的耐受性,并且可以兼容qPCR扩增仪的快速循环设置,最快可在15分钟完成检测。除此以外,该配方含有优化的冻干或风干赋形剂,既可以用于液体体系,也可以通过冻干或风干开发成常温稳定的检测。
对高达20%痰液样本中MTB快速qPCR扩增
迈迪安用于开发MTB检测的qPCR/LAMP预混液 | |
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MDX013 | 抗抑性qPCR预混液 |
MDX130 | 可风干唾液直扩qPCR预混液 |
MDX132 | 可冻干唾液直扩qPCR预混液 |
MDX134 | 可冻干唾液直扩LAMP预混液 |
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北京迈迪安生物科技有限公司是Meridian Bioscience在中国设立的全资子公司。Meridian BioScience (以下简称:迈迪安)是一家全球领先的生物诊断公司,总部设立在美国,距今已有47年的历史。迈迪安公司分为诊断和生命科学两个部分,在中国地区的主营业务是生命科学产品,包括各种分子和免疫诊断检测的关键原料,如抗原抗体、免疫阻断剂、PCR和LAMP反应的聚合酶和优化的预混液、核苷酸等,为人体、动物、农业、环境及食品安全等各种检测提供全面的解决方案。47年来,迈迪安已经成为全球各领域诊断企业的首选原料供应商!
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