结核病控制前景展望
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结核病(TB)是一个全球性公共卫生问题。它不断给全人类带来新的挑战,例如HIV混合感染以及出现多药耐药(MDR)和广泛耐药(XDR)结核分枝杆菌菌株等。为了应对这些挑战,遏制TB全球规划(GPST)提倡开发新的诊断试验方法、新药和新疫苗。以下就未来可能的一些新诊断方法、新药和新疫苗对有效控制TB的影响进行展望。
结核病诊断
在大多数国家,目前仍沿用120年前的痰显微镜检查来诊断活动性TB。该方法快速、经济,但敏感性低(40%~60%,在HIV混合感染患者中则降至20%)。痰培养的敏感性则较高,但需1~3周才能得到结果(这取决于所用的是液体培养基还是固体培养基)。对于痰涂片阳性标本,技术要求高的核酸测定敏感性则较高,但对痰涂片阴性标本,则敏感性较低(48%~53%)。
新TB诊断试验应该是比较经济,且技术完善,可在基层医疗单位使用,在HIV感染患者中的检测效果也一样好,能够敏感、特异和及时地发现TB患者。
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研究不同条件下生长的结核分枝杆菌的整套蛋白质,对识别可以诊断活动性TB的抗原很有前途。利用生物信息学可预测蛋白质之间的相互作用,识别协同功能的蛋白质。此外,细菌在活跃繁殖时释放的分枝杆菌抗原可能是现场检测的候选对象,如果能够开发出足够敏感的检测新方法,就可直接检测血液或尿液标本(后者更好)。
结核分枝杆菌的酚基糖脂很长时间以来一直被认为是血清学诊断TB的有前途候选对象,近来,科学家对其又重新产生了兴趣,近期在开展的一些研究目以弄清楚它们复杂的生物合成途径为目的。这些方法(根据体液免疫反应)可能更用适于诊断CD4+细胞计数降低的HIV感染患者的TB。
隐性结核病诊断
检测隐性TB感染(LTBI)的标准试验是结核菌素皮试(Mendel-Mantoux),该方法使用的是结核分枝杆菌纯蛋白质衍生物。但对接种过卡介苗(BCG)、环境分枝杆菌和免疫抑制患者(例如感染HIV)敏感性降低的问题,需要更特异和更敏感的诊断方法。
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目前,这方面现已有进展,结核分枝杆菌编码2个分泌抗原(ESAT-6和CEP-10)的基因组区已被发现,这是所有BCG菌株和大多数非结核环境分枝杆菌所没有的。检测接触ESAT-6和CEP-10后TNF-γ释放或存在产TNF-γ细胞的检测方法已被开发出来(QuantiFERON-TB Gold或T-SPOT-TB)。由于该抗原几乎只存在于结核杆菌,因而该方法诊断TB感染较Mendel-Mantoux更特异。在数个TB发病率低的国家,这些方法已被用在对传染性TB接触者的研究中。但在TB流行国家,是否可使用这些昂贵检测方法仍有争议。
抗结核病药
目前的抗TB方案要求患者坚持用4种药治疗2个月,然后再接受利福平和异烟肼联合治疗4个月。患者往往不能坚持完成疗程,导致菌株获得耐药性。因此,抗TB 新药开发的1个主要目的是,开发可缩短疗程,与抗逆转录病毒治疗相容,并可有效抗MDR-TB和LTBI的新药物。关于氟喹诺酮类广谱抗生素(包括莫西沙星和加替沙星)是否可缩短抗TB治疗的疗程,目前正进行临床研究评估。
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此外,目前正在努力寻找和开发特效抗TB药,某些药物已处在Ⅱ期药物开发阶段。确定抗TB新药疗效的传统方法是筛查新化合物的各种文库,确定其作用于活跃结核菌的能力。在这种全细胞筛查后,再进行相关药物设计。研究者们用这种方法研究者最近发现了一种有抗TB作用的二芳基喹啉(diarylquinoline)。
以靶点为基础的方法也被用来鉴定新药物分子。该方法的主要挑战之一是确定对结核分枝杆菌存活必不可少的靶点,且该靶点应存在于所有临床分离株,但人类不存在或与之有显著不同。在这方面,越来越多的生物基因组序列资料(见http//www.genomesonline.org)可被利用,这对寻找新药的研究具有重要意义。
结核分枝杆菌基因筛选方法已经建立,它可以从基因组广泛识别细菌体外和(或)体内生长所必不可少的基因。有研究表明,大约15%的结核分枝杆菌基因对其在体外生长是必不可少的。此外,大量分枝杆菌的很多酶是体外和(或)体内生长必不可少的,它们也是很有吸引力的药物靶点,受到研究者们的广泛关注。但是,识别靶点只是第一步,后面在还有很多步骤需要完成,包括高通量筛选和先导化合物优化等。
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另外,建立休眠期模型可帮助研究者了解使结核分枝杆菌能继续存活但暂停复制的生理学机制。采用剥夺营养素来模拟休眠期,通过全基因组表达分析已能识别出数百个饥饿诱导基因。而采用微阵测序方法,可深入探讨对休眠结核杆菌具有杀菌作用的硝咪唑衍生化合物的作用方式。
结核疫苗
BCG疫苗是1921年开发出来的。虽然BCG可预防儿童播散性TB,但不能预防成人肺结核,而全世界结核病大部分为肺结核。目前开发新疫苗策略是以预防为目的的改良BCG疫苗,或开发以预防休眠期感染再活动为目的的暴露后疫苗,据估计,有效的暴露后疫苗可预防30%~40%的TB病例。
近年来,人们试图改进暴露前疫苗,包括活疫苗替代物和开发新的加强疫苗。研究者还在努力研制可提供长期保护的重组BCG(rBCG)疫苗。例如引入RDI区(如前所述,编码ESAT-6和CEP 10)以增加rBCG株的抵抗力。小鼠和豚鼠模型研究显示,该疫苗可为播散型TB提供更好的保护。
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另一种方法是可以过度表达85B抗原的rBCG,豚鼠模型研究显示,它可增加抗TB的保护性免疫力,已完成未感染人类志愿者的Ⅰ期临床研究。
表达单核细胞增多利斯特菌的利斯特菌溶细胞素O的rBCG株正在等待Ⅰ期临床研究。删除编码转录调节因子PhoP的基因或RD1区和panD基因的减毒结核分枝杆菌菌株亦在动物模型中进行研究。
在加强疫苗中,MVA85A[一种表达85A抗原的复制缺陷重组痘苗病毒(Rv3804c)]已进入Ⅱ期临床研究。表达Ag 85的腺病毒疫苗最近进入Ⅰ期临床研究。此外,数种亚单位疫苗正在进行Ⅰ期临床研究、正在等待或已进入Ⅱ期临床研究,如在佐剂AS02A中的Mtb72或在佐剂IC31中的Ag85B-ESAT-6融合蛋白,可通过加强剂量来增强BCG疫苗的免疫力,从而预防原发病(新的预致敏加强方法)或加强潜伏感染个体的免疫力,预防疾病再活动。
如果我们能研发出敏感性与痰培养类似,检查速度与显微镜检测类似的诊断试验方法,研发出能够消灭休眠细菌且疗程较短的治疗方法,将对TB控制产生重大影响。对暴露前和暴露后患者(包括HIV阳性患者)的有效疫苗将从根本上改变TB控制状况。
[蒋鸿鑫 摘译自 Bull World Health Organ 2007, 85 (5):410], http://www.100md.com