研究人员开发新技术可轻松检测活动性结核病

韦恩州立大学的一个教员团队发现了一项新技术，可以快速轻松地检测活跃的结核分枝杆菌 (TB) 感染抗体。他们的工作“新型转酮醇酶表位的发现和基于 IgG 的结核病血清学诊断学的发展”发表在最近一期的微生物学谱上。

结核病仍然是全球健康威胁，每年有 1000 万新病例和 170 万人死亡。根据世界卫生组织最新报告，结核病是第 13 大死因，也是仅次于 COVID-19 的第二大传染性杀手。潜伏性结核感染 (LTBI) 被认为是 TB 细菌的宿主，受试者可以发展为活动性 TB。世界上三分之一的人口感染了结核病，平均而言，感染 LTBI 的人中有 5% 到 10% 会在其一生中发展为活动性结核病，通常是在初次感染后的头五年内。

确定感染是否为活动性结核病的金标准测试是痰涂片和培养测试。然而，这些方法需要收集痰液，费时、昂贵、需要经过培训的人员且缺乏敏感性。目前区分 LTBI 和未感染对照的常规测试——例如结核菌素皮肤试验 (TST) 和/或干扰素释放试验 (IGRA)——不能区分活动性 TB 感染和潜伏性 TB。尽管用于结核病诊断的快速分子技术取得了进步，但对简单、廉价的床旁 (POC) 快速非痰检测的需求仍未得到满足。

Samavati 的研究小组已经工作了 15 年多，致力于开发检测各种呼吸道疾病抗体的技术。她的实验室开发了一种新的非痰液技术，并发现了几种新的免疫表位，这些表位与结核病感染者体内的特异性免疫球蛋白(IgG) 有差异地结合。血清中表位特异性 IgG 的水平可以将活动性结核病与 LTBI 受试者、健康对照和其他呼吸系统疾病区分开来。该技术可用作一种简单的血清检测，非基于痰液的血清学 POC-TB 检测，具有高度特异性和敏感性，可区分活动性 TB 和 LTBI。

“以前，我们开发了一个 T7 噬菌体抗原展示平台，并在对大量血清样本进行免疫筛选后，鉴定了 10 个与活动性结核病患者血清抗体 (IgG) 差异结合的克隆，从而将结核病与其他呼吸道疾病区分开来，”Samavati 说。

“这些高性能克隆中的一个与结核菌的转酮醇酶 (TKT) 酶具有同源性，这是细菌在宿主细胞内生长所需的一种必需酶。我们假设血清中存在大量针对已鉴定的新型新抗原的 IgG我们命名为 TKTµ 的抗体可以区分活动性结核病、LTBI 和其他非结核性肉芽肿性肺部疾病，例如结节病。我们开发了一种新型直接肽 ELISA 测试来量化血清样本中针对 TKTµ 的 IgG 水平。我们设计了两个额外的重叠 M .tb TKT 肽同系物具有对应于 M.tb 特异性转酮酶（M.tb-TKT1 和 M.tb-TKT3）的潜在抗原性，因此标准化了三种肽 ELISA（TKTμ、M.tb TKT1 和 M.tb TKT3）用于结核病血清学诊断。”

在针对三种肽开发和标准化直接肽 ELISA 后，研究小组测试了 292 名受试者，他们的 TKT 肽 ELISA 结果表明，与健康对照和 LTBI 患者相比，结核病患者的 TKT 特异性抗体水平明显更高. TKT 特异性抗体水平的升高可能与活动性结核病患者体内结核分枝杆菌的生长有关。TKT 在从休眠期到增殖期的转变中起着关键作用，TKT 特异性 IgG 可能揭示活动性 TB 和 LTBI 之间的差异。因此，使用 TKT 肽 ELISA 对结核病进行基于 IgG 的血清学诊断是有希望的。

目前，市售的血清学 TB 测试显示灵敏度和特异性较差。使用韦恩州立大学团队发现的 TKT 肽获得的 ELISA 结果具有很高的特异性和灵敏度。他们的结果表明，针对转酮醇酶的 IgG 抗体可以区分活动性结核病。 

“我们的 TKT 肽 ELISA 测试需要化学合成的 TKT 肽覆盖 ELISA 板的孔、少于 100μl 的患者血清样本、检测试剂和 ELISA 读板器，”Samavati 说。“我们对我们的技术以及通过简单的测试就可以将活动性结核病与 LTBI 和其他呼吸道疾病区分开来这一事实充满热情。我们相信我们的方法和 TKT 肽 ELISA 可以满足世界卫生组织和中心的要求作为 POC 筛查方法的疾病控制和预防。”