加強結核病的科學研究

逄宇 趙雁林

·述 評 ·

加強結核病的科學研究

逄宇 趙雁林

我國結核病疫情嚴峻，如若不能有效控制結核病在我國的流行，那么WHO確定的在2050年基本消除結核病的目標將不能實現。

結核病的有效控制離不開科學研究提供的技術支撐；結核病的防治需要依靠日益進步的科學技術，就科學研究的應用性而言，亦需面向結核病防治；耐藥結核病是人類與結核病長期斗爭過程中，必須高度重視和著力解決的問題［1］。

1948年英國醫(yī)學委員會組織的世界上第一個大規(guī)模臨床試驗（關于鏈霉素的臨床應用治療肺結核）開創(chuàng)了循證醫(yī)學的先河，該研究被譽為世界上第一個發(fā)表的隨機對照試驗，為后來的相關研究奠定了方法學的參照和標準［2］。英國于1955—1956年開展了世界上第一個全國結核病耐藥性監(jiān)測，結果提示耐藥結核病在英國由于應用了抗結核藥物而大量出現；隨后學者們開始研究并嘗試聯合使用抗結核藥物的治療方案。自1990年起，WHO推薦在全球應用以短程化療為基礎的 DOTS策略，然而DOTS策略不能完全解決耐藥、Mtb與HIV雙重感染、流動人口和脆弱人群等問題，于是專家們又致力于結核病防治政策和公平性的研究。

當前我國的結防工作迫切需要新診斷技術和新治療手段，需要制定兼顧公平性的政策，并考慮生物-社會因素的復雜性等。我國結防“十二五”規(guī)劃中明確提出加強基礎研究和應用性研究，以及結合我國新醫(yī)療改革、疫情現狀等具體情況加強科學研究和結防的進一步結合。然而，目前我國結核病研究總體上存在研究規(guī)模小、研究力量分散、研究課題重點不突出等問題，結核病研究需要進一步與結核病的防治需求有效地結合起來；需要圍繞結防中的熱點、難點，集中力量打殲滅戰(zhàn)。

一、結核病預防與研究

目前，我國在不同人群中 Mtb潛伏感染者的本底尚無客觀、準確的數據，正在研發(fā)和應用的疫苗中尚沒有保護效力滿意的候選疫苗，潛伏感染者（人群）中的結核病易感人群不易識別，預防性用藥的依從性和遠期效果觀察尚無明確的科學結論；針對免疫力低下群體（HIV感染者、糖尿病等慢性、消耗性疾病和免疫抑制劑使用者）尚缺乏有效的預防措施等。

結核病的病原體和其宿主間的關系無疑是復雜的，Mtb感染人體后許多基因表達發(fā)生了改變。研究顯示，這些基因可以分成不同種類的家族，可是目前仍然有許多關鍵環(huán)節(jié)不甚清晰。比如，哪些基因對宿主的防衛(wèi)是不可缺少的？哪些促進了微生物的侵入、存活和發(fā)?。縈tb（和它們的代謝產物）被認為是與宿主的不同細胞受體作用，刺激了共同的和特異性的信號途徑，并激活了一些不同的基因的表達，Mtb可以在人體長期潛伏感染，可能與諸如prcBA等編碼蛋白酶體復合物的基因沉默有關［3］，但其具體的機制和其他基因的作用仍然需要進一步闡明。Mtb入侵體內后，能夠抵抗巨噬細胞中溶酶體的酸化作用［4］，使得 Mtb可從巨噬細胞中逃逸，并且可以感染新的宿主細胞，從而在體內長期潛伏［5］。

Mtb全基因組序列測定確定了4000多個基因，但僅明確了與 Mtb生長、致病性及耐藥性等相關的部分基因的功能，仍然有一些基因功能及基因之間的相互關系不甚清晰，也沒有找到特異性較強的抗原及有效的宿主免疫保護性抗原；新疫苗和簡便、快速、敏感度和特異度高的新診斷技術的研發(fā)都將得益于 Mtb不同基因功能的研究，以及找出特異性較強的抗原和有效的免疫保護性抗原；新藥的研發(fā)同樣需依賴于對 Mtb基因結構和功能的深入理解。目前，對于結核病的宿主和病原體，以及兩者的相互作用仍有許多方面的機制不清晰。諸如，為何并非所有感染者發(fā)??？為何發(fā)病者臨床歸屬各異？為何BCG在人群中的保護性各異？為何結核性保護性免疫的效率各異？結核性潛伏感染的由來和本質？結核性免疫反應的特異性本質？結核性保護性免疫效率差異的本質？個體行為差異的本質？等等。

對 Mtb脂質代謝組學的研究有著重要的意義。一方面，脂質作為 Mtb的結構成分，在 Mtb的生長速度、持留狀態(tài)轉換、逆境脅迫、耐藥性方面發(fā)揮著重要作用［6］；另一方面，許多釋放到外周的脂質作為信號分子的一類，這些脂類分子對于 Mtb的感染過程可能發(fā)揮了重要作用。因此，分析 Mtb的脂類物質在各種不同狀況（包括持留狀態(tài)、活躍狀態(tài)，以及不同藥物處理、一些活性氧或活性氮誘導）下的脂肪酸的代謝變化，特別是一些 Mtb特異性的脂質的變化，對于闡明 Mtb生物學及與宿主相互關系中起重要作用；此外，脂質代謝組學的研究可進一步指導針對新的靶位點開發(fā)新型藥物。

Mtb屬于慢生長分枝桿菌，這種低速增殖使得細菌學檢測受到很大的限制，即延長了患者的檢測時間；非結核分枝桿菌中存在許多快生長分枝桿菌，兩種類型的分枝桿菌在基因組水平上高度相似，然而繁殖速度相差較大。因此，研究兩種類型的分枝桿菌的轉錄水平差異對于揭示生長速度的差異具有重要作用，Mtb的復制速度與人體的免疫狀況相關［7］。進一步應用新技術確定與宿主免疫保護性抗原相關的Mtb的基因功能，明確 Mtb在人體長期潛伏的機制，是研究結核病的免疫機理和發(fā)病機制的新方向。

二、結核病的診斷

早期、有效的診斷，特別是對涂陰和耐多藥結核?。∕DR-TB）的診斷，是全球結核病控制工作的優(yōu)先領域。盡管在過去的15年間，通過結核病控制工作的有效實施，已經避免了近600萬例患者因結核病而死亡［8］；然而有研究顯示，絕大多數正在接受治療的結核病患者，已經使社區(qū)中的另一些人感染了Mtb［9］；因此，當前結核病診斷和治療并不能有效地減少其在社區(qū)中播散，從而導致全球結核病患者數量仍逐年增多［8］。

發(fā)達國家已經開始廣泛使用新的結核病實驗室診斷方法。γ干擾素釋放試驗對于 Mtb感染，特別是區(qū)別自然感染和卡介苗接種等潛伏感染的診斷具有較強的特異性［10］。

分子生物學在醫(yī)學領域取得的飛速發(fā)展，核酸擴增檢測（NAAT）、熒光原位雜交，以及噬菌體FASTPlaque和高壓液相色譜（HPLC）等方法也被應用于結核病的診斷，使得診斷結果報告時間縮短至2 d。目前對于結核病診斷有較高敏感度和特異度的方法有：核酸雜交、16S核糖體基因的測序、應用HPLC對細胞壁脂質（分枝菌酸）的分析及核酸擴增法［11-15］。

從全球來看，結核病的高負擔國家主要集中在發(fā)展中國家，已經被使用了百余年的痰涂片顯微鏡檢查技術，目前在許多發(fā)展中國家仍然作為發(fā)現傳染源的主要手段，痰涂片顯微鏡檢查在 HIV高流行地區(qū)敏感度不是很高，也不能鑒別耐藥結核病；固體培養(yǎng)Mtb生長緩慢，出結果通常需要4～6周，考慮到生物安全因素，其操作不是很簡單，至少需要恒溫培養(yǎng)箱、生物安全柜等設備。

新的診斷技術雖然相對成熟，由于新診斷方法常常不是很昂貴就是需要較高水平的專門技術；開展免費檢查項目的實驗室或單位通常不能提供高新診斷方法；結核病實驗室專家在經濟欠發(fā)達地區(qū)特別匱乏，以上原因限制了新技術在發(fā)展中國家的廣泛推廣和使用。在我國的部分發(fā)達省份和地區(qū)的結核病實驗室中，當前可應用的結核病診斷新技術和新方法，已經悉數得到了技術貯備和應用。

近年來國內一些學者對 Mtb產生耐藥性的分子機制研究取得了一些成果。本期重點號集中了部分學者的研究論文，分別就 Mtb融合抗原38F和64F對于活動性肺結核的輔助診斷價值、Mtb對氟喹諾酮類抗結核藥物的耐藥機制、Mtb的基因多態(tài)性及藥物敏感性試驗、肺結核患者耐藥性監(jiān)測及基因水平耐藥機制的研究、構建Rv1733c真核表達載體pcDNA-Rv1733c及對TB新型疫苗的研究意義、采用多中心對照實驗方法評價 Mtb特異性蛋白（tuberculosis specific antigen，TB-SA）抗體檢測試劑在結核病中的應用價值、結核病患者外周血IL-8表達變化與肺結核病情進展中的表達變化對肺結核患者病情轉歸的相關性、檢測血漿內毒素及CRP含量快速判斷肺結核患者是否合并革蘭陰性菌感染的意義等課題進行了有益的研究和探索［16-27］。

結核病實驗室工作是為國家結核病防治規(guī)劃（NTP）服務的，結核病實驗室檢查是結核病診斷、治療及預防等各個環(huán)節(jié)中不可或缺的。根據我國結核病防治規(guī)劃的要求，需要加強如下幾方面的工作，來提高結核病實驗室的服務水平：（1）加快引入快速、可靠的結核病實驗室診斷新方法和新技術；（2）完善實驗室質量保證體系；（3）加強耐藥機制的研究并實施耐藥監(jiān)測，建立具有全國代表性的我國分枝桿菌耐藥突變位點的數據庫、分枝菌酸數據庫、基因分型數據庫；（4）組織實驗室網絡中的專家參與全國實驗室生物安全、相關學術團體的學術活動，加強能力建設；（5）通過國際交流和學術活動拓寬各級實驗室工作人員的視野和知識面，了解國際相關學術動態(tài)，建立和加強對外交流與合作，進一步發(fā)揮 WHO和其他國際合作伙伴專家優(yōu)勢，學習和鑒戒先進經驗，開展積極的研究合作。

三、結核病治療

目前抗結核藥物新藥少，部分抗結核藥物的藥效尚不能確定，現在的藥物體系中缺少實時監(jiān)測、療效評價手段與方法的指標，對不良反應的早期識別也缺乏客觀指標。

基于當前可應用的抗結核化療方案對初治失敗和耐藥患者的總體治療效果欠佳（治愈率50%～70%），而抗結核新藥（OPC67683、PA824、TMC209等）上市仍需等待一些時日。我國關于不同類型結核病的個體化治療方案和標準方案，以及經驗方案的系統(tǒng)療效評估正在進行中。需要對結核病合并糖尿病、Mtb與 HIV雙重感染、肺外結核病（骨結核等），以及兒童結核病的治療進行深入、全面的研究。

Mtb持留狀態(tài)是導致結核病化療療程偏長、療效不佳及化療后易再次復發(fā)的主要原因之一。因而，研究 Mtb的持留狀態(tài)對于結核病的預防和治療都有重要意義。一方面，關注持留狀態(tài)與活躍狀態(tài)下的Mtb在轉錄和轉錄后水平上的差異，有助于闡明 Mtb的持留狀態(tài)原理，并尋找持留狀態(tài)的分子標識，為預防和診斷 Mtb感染提供理論基礎；另一方面，關注持留狀態(tài) Mtb向活躍狀態(tài)的轉變過程，可以為 Mtb攜帶者向活動性結核病患者的轉變提供檢測依據和參考［28］。蛋白化學修飾在 Mtb生長代謝中的作用研究表明，蛋白質磷酸化、甲基化、乙?；刃揎棇τ诘鞍踪|發(fā)揮功能有重要作用，通過蛋白質組學研究方法，可以初步建立不同狀態(tài)下的Mtb的蛋白修飾譜，結合 Mtb的表型特征，了解這種轉錄后的調控機理；金屬離子在 Mtb中的生長代謝過程中發(fā)揮著重要作用，鐵離子和鎂離子對于 Mtb的生長是必需的。因此，確切闡明金屬離子對 Mtb生長的作用，對于新藥開發(fā)將會開辟一個新思路。

四、結核病管理

加強對結核病患者的管理是現代結核病控制策略中的重要內容。結核病患者治療成功的關鍵在于合理的化療及科學的治療管理。在肺結核患者管理中，傳染性肺結核患者和耐藥肺結核患者是治療管理的重點。我國早在1989年頒布的《傳染病防治法》將“結核病”列入法定傳染病進行管理；1991年衛(wèi)生部發(fā)布《結核病防治管理辦法》，明確規(guī)定對結核病患者實施歸口管理。2004年重新修訂的《傳染病防治法》正式將肺結核與艾滋病、血吸蟲病、病毒性肝炎等列為乙類傳染病管理。俄羅斯于2003年頒布了《俄羅斯防止結核病擴散法》，該法律的突出特點是規(guī)定了結核病患者和因疑似結核病而被觀察者的權利和義務，確定了結核病患者或被觀察者享有受醫(yī)務作者尊重和人文關懷的權利，社會對該人群有援助的義務；在因結核病患者因病離崗（解職）期間，按照俄羅斯法律發(fā)給其社會保險補助金等；法律規(guī)定對于不服從治療的患者采取拘禁措施，警察和醫(yī)生均有權利執(zhí)行對患者的拘禁。日本于1961年修訂的《結核病控制法》規(guī)定政府承擔結核病的治療費用比例達到100%；該法律明確規(guī)定：首診醫(yī)生在發(fā)現結核病患者后必須向公共衛(wèi)生中心報告，對結核病患者實施強制性管理措施，明確保護感染者和患者的人權，并確定了非歧視原則和保護原則等。

直接面視下的督導化療（directly observed therapy，DOT）是 WHO推薦的患者治療管理方式。對患者治療實施DOT，一方面能提高患者的治療依從性，另一方面能夠及時發(fā)現和處理治療過程中的不良反應。許多國家的經驗證明，DOT對于結核病的控制作用顯著［29］。我國自1992年開始逐步推行WHO推薦的醫(yī)務人員面視下的短程督導化療方式，提高了結核病的治愈率，降低了中斷治療率。紐約的研究經驗證明，DOT使耐藥結核病的發(fā)病率明顯下降。西班牙對那些可能不依從的人群，如吸毒、流浪、移民、無家可歸的人群推薦采用DOT，研究結果證明DOT能明顯提高患者的依從性，與自服藥相比，患者的治愈率明顯提高。在一些衛(wèi)生資源匱乏的地區(qū)，醫(yī)務人員實施DOT受到了限制，但是許多國家的經驗都證明通過開展家庭督導、社區(qū)督導能取得很好的效果。坦桑尼亞的研究顯示，家庭督導能夠取得與社區(qū)督導相同的效果；社區(qū)督導即通過選擇患者的配偶或其他家庭成員作為督導員督導患者服藥；以患者為中心的治療方式實施2年后，除外那些住院患者，患者選擇醫(yī)院督導的比例明顯下降。尼泊爾的一篇文獻研究地區(qū)為山區(qū)，衛(wèi)生資源有限，交通不便，通過開展家庭督導和社區(qū)督導，結核病患者的治愈率均超過了85%的結核病控制目標，家庭督導和社區(qū)督導被認為是一種非常適合山區(qū)的患者管理模式［30］。

五、結核病防治模式

我國的結核病防治工作取得了舉世矚目的成績，然而結核病仍然是我國公共衛(wèi)生面臨的重大挑戰(zhàn)之一。在新醫(yī)療改革背景下如何進一步有效實施結防模式，如何發(fā)揮醫(yī)療機構特別是公立醫(yī)院在結防中的作用，如何在結核病定點醫(yī)院集中治療結核病患者？如何加強醫(yī)療機構和結防機構的高效合作？都是“十二五”期間創(chuàng)建我國新型結防服務體系值得研究的問題。

2002年，WHO提出了公立機構與私立機構合作的策略，即PPM-DOTS策略，其核心內容就是建立不同機構間合作開展結防工作。調查發(fā)現，大多數結核病高負擔國家中結核病患者首診場所在私人機構，然而多數患者在私人機構得不到規(guī)范化的督導治療而產生耐藥。PPM的合作形式多樣，不僅僅局限于公立機構與私立機構合作，經過不同國家的探索其范圍已經逐漸擴大，包括公立-公立機構合作，公立-私立機構合作，公立-非政府組織合作，私立-非政府組織合作。尼泊爾通過開展私人開業(yè)醫(yī)生-非政府組織-結防機構（NTP）三方合作，提高了患者報告率和治愈率。在孟加拉國，全國有75%的人口都在農村地區(qū)，接受最多的醫(yī)療服務都來自于村醫(yī)，然而村醫(yī)醫(yī)療水平有限，可能會造成疾病診斷延遲及藥物的不合理使用?；诖?，達米恩基金會在孟加拉國開展PPM，將村醫(yī)納入到國家的結防規(guī)劃中，通過對村醫(yī)進行培訓，由村醫(yī)負責患者的轉診、督導治療。PPM合作期間，患者的治療成功率達到了90%，依從性達到了98%。在中國PPM的主要形式還是公立-公立合作，即醫(yī)療機構與結防機構之間的合作（醫(yī)防合作）。醫(yī)防合作的模式為機構間建立協(xié)調小組，實施例會制度；專人負責收集醫(yī)院結核病信息；結防機構培訓醫(yī)院的醫(yī)生，保證醫(yī)院藥品供應、定期督導，開展患者追蹤；機構間雙向轉診制度；建立和規(guī)范門診患者接診和轉診程序等?？傊?，新型結防服務模式，需要利用醫(yī)療衛(wèi)生資源，加強醫(yī)療、衛(wèi)生和社區(qū)等機構的合作，共同開展結防工作。

總之，盡管結核病給人類生命帶來如此巨大的負擔，但人們現在對Mtb致病、耐藥、毒力等的分子機制知之不多?？茖W技術的發(fā)展將繼續(xù)為結核病控制帶來新的前景，隨著結核病相關研究的不斷深入和發(fā)展，人類將繼續(xù)受科學研究發(fā)展之惠，盡管征途坎坷，但人類將有望在本世紀內徹底控制、甚至消滅結核病。

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2013-08-26）

（本文編輯：薛愛華）

102206北京，中國疾病預防控制中心國家結核病參比實驗室

趙雁林，Email：zhaoyanlin@chinatb.org