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生物芯片在结核病领域前景广阔

结核病疫情何以“死灰复燃”

      自20世纪90年代以来,全球结核病疫情回升。在造成疫情升高的诸多因素中,耐多药结核病是主要原因之一。我国是全球22个耐多药结核病高负担国家之一,结核病患者数量居世界第2位,尤其是耐多药菌株的不断产生和流行,致使结核病的患病率和死亡率居高不下。

      中国CDCC国家结核病参比实验室赵雁林主任谈到耐药结核病的话题是,感叹道:“当前耐药产生的主要原因跟以下两点有关。一个是病人的依从性不好,由于一些病人对全疗程的抗结核病药物治疗的必要性认识不足,导致有些病人在症状改善后就擅自停药;还有是耐药性菌的感染,导致了部分病人直接发病的时候就是原发性耐药结核病。”

      耐多药结核对两种最有效的抗结核一线药物(异烟肼和利福平)具有耐药性,导致治疗可选药物种类减少。2008年根据对耐多药结核病最大规模调查的81个国家数据,WTO发表了《世界耐抗结核病药物报告》,其中提到,耐多药结核病发病率创历史最高纪录,而在全球结核病高负担国家中,只有不到5%的耐多药结核病得到了合适的诊断。

      赵主任指出:“目前结核领域另一个头疼的事是非结核分枝杆菌越来越多,第四次全国结核病流行病调查显示,非结核分枝杆菌的感染率约占11%。随着艾滋病人群的发展,这一比例会越来越高。目前关于非结核分枝杆菌的鉴定还缺乏有效地快速检测方法。”

我国实验室诊断现状

      随着DOTS(全程监督短程化疗)策略的广泛实施,许多国家的结核病控制工作正朝着既定的国家结核病防治规划目标迈进。尤其是耐药结核病的蔓延急需快速准确的实验室诊断方法,同时也需要积极开发新的抗结核药物和有效的疫苗。结核病实验室检查主要有:涂片染色显微镜检查、分枝杆菌分离培养、分枝杆菌药物敏感性实验等,尤其以细菌学检查为主。

      赵主任带领的国家结核病参比实验室团队成立于1995年,主要负责全国结核病细菌学工作的规划实施以及技术管理,建立结核病细菌学实验技术标准化准则,开展结核病细菌学等实验诊断新技术、新方法的研究以及对其实际应用可行性进行评估。赵主任认为生物芯片这门新技术将会在结核病诊治领域内大方异彩。他谈到:“一直以来困扰结核病防治存在两个问题,一个是结核菌和非结核分枝杆菌的检测周期长,不利于患者的及时救治,另一个是对患者用药的耐药情况不能及时检测,不能做到针对性地联合用药治疗”。

生物芯片“闯”出一片天

    生物芯片是80年代末在生命科学领域中迅速发展起来的一项高新技术,它主要是指通过微加工技术和微电子技术在固体芯片表面构建微型生物化学分析系统,以实现对细胞、蛋白质、核酸以及其他生物组分的准确、快速、高通量检测,其效率是传统检测的成百上千倍。

     赵主任介绍说:“生物芯片作为一种新兴前沿技术,在结核病研究中的应用前景非常广阔。比如说,在临床上,同样药物的剂量对病人甲有效,可能对病人乙并不起作用,而对病人丙可能有副作用。在药物疗效与副作用方面,病人的反应差异很大。这主要是由于病人在遗传上存在差异,导致对药物产生不同的反应。如果利用生物芯片技术对患者先进行诊断,再开处方,就可以对病人实施个体化治疗。例如,针对结核杆菌rpoB、katG、inhA基因突变的检测,可以在早期就确定病人对利福平和异烟肼的耐药情况,有利于结核病患者的个体化医疗方案的制定,将大大减少抗结核药物不良反应的出现,从而提高抗结核化疗的依从性,有助于降低耐药性的产生。”

    赵主任对生物芯片这项技术信心满满,他兴奋地表示:“2009年,博奥生物有限公司完成了分枝杆菌菌种鉴定和结核耐药检测两款基因芯片的第三方多中心临床验证,当时选择了在国内非常权威的3家医院,分别是北京市胸科医院、上海市肺科医院、广州胸科医院,同时具有很好的地域代表性。分枝杆菌菌种鉴定基因芯片完成了1724例临床样本验证,与测序的符合率为100%,结核耐药基因芯片完成了1186例临床样本的检测,与测序的符合率是100%。由于生物芯片具有高通量、快速、平行性分析等特点,故可大大缩短临床诊断的时间。以现在芯片的价格来看,用于临床早期诊断和耐药检测已经具备了经济上的可行性。相信生物芯片技术对于结核病尤其是耐药结核病的控制将发挥巨大的作用。