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Lancet:基因检测预测结核病发生

 

 

胸部X射线检查被用于诊断结核病。

图片来源:iStock

弗雷德里克·肖邦、弗朗茨·卡夫卡和纳尔逊·曼德拉有什么共同之处吗?3人都曾罹患结核病(TB)。尽管这听起来有一点“八卦”,但却涉及长期困扰传染病研究人员的一个核心问题。在感染了能够引发结核病的结核分枝杆菌的每10个人中只有1个人最终患病。那么究竟该如何区分呢?

如今,科学家似乎已经找到了一个答案——与那些感染了结核分枝杆菌但仍保持健康的人相比,有16个基因在随后一两年中更为活跃的感染者更有可能患上这种传染病。

并未参与该项研究的美国波士顿市哈佛T.H.Chan公共卫生学院抗击结核病老手Barry Bloom认为:“这是一项真正的突破。”Bloom说,摸清谁将患上结核病以及有可能传播这种疾病将有助于开展针对性预防工作;它还有助于使新疗法的研发变得更容易、更廉价。

结核病是由结核分枝杆菌感染引起的一种慢性传染病,发病者多为老人、儿童等免疫系统较弱的人群。大约有20多亿人——几乎是全世界人口的1/3——携带有结核分枝杆菌,据估计2014年有150万人因结核病死亡,这也使得结核病成为全球最致命的传染病。然而预测谁将不幸罹患该病迄今依然是不可能的。目前可用血液检测法区分上述潜伏性结核与结核病,但却无法预测感染者是否会发展成结核病。

为了找到一种预测特征,科学家利用了一项在南非进行的对6000多名有可能罹患结核病的年轻人进行的至少两年的大型跟踪调查。

研究人员将患上结核病的37人与携带结核分枝杆菌但依然保持健康的77人的血样进行了比较,结果发现,有16种基因在前者体内更为活跃。他们随后测试了这一特征在另外9名结核病患者及30名健康受试者血样中的状况。最终证实了这一基因特征的预测能力。在冈比亚进行的另一项独立测试也确认了这一研究结果。研究人员在最新出版的《柳叶刀》杂志上报告了该发现。

然而这种预测方法并非完美无缺。总的来说,基因特征只能筛选出约80%可能在未来1年中罹患结核病的潜在患者,并且还会错误地指认约1/3依然保持健康的人群。同时潜伏期越长,测试的准确率就越低。

尽管如此,英国伦敦卫生与热带医学学院结核病中心主任Helen Fletcher依然认为:“这是一项令人激动的研究工作。”她说,这是因为人们只有在生病后才有传染性,而这项研究可以提供一种方法,在疾病从一个人传播到另一个人之前检测和治疗结核病。

研究人员表示,这种检测方法可提前一年以上预测是否会发病,这就给医生充足的时间采取相应治疗措施。目前该检测方法正进行临床测试,研究人员希望能够找到具有针对性的疗法来阻止感染者发病。

这项研究的作者之一、华盛顿州西雅图市比尔与梅琳达·盖茨基金会Willem Hanekom表示,这样的尝试正在计划当中。他说:“这些基因特征不需要100%的具体和敏感便能够进行干预工作。”Fletcher说,以当前的准确率足以开始异烟肼(一种抗结核药)治疗,但并不会使用全部的结核病疗法,后者有可能产生更多的副作用。

这项研究的作者之一、德国柏林马普学会传染病生物学研究所Stefan Kaufmann指出,这种测试也将为结核病研究带来好处。测试结核病治疗疫苗以及其他干预手段花销巨大,而新的发现可以缩小成本。

2016年3月24日是第21个世界防治结核病日。世界卫生组织表示,结核病、艾滋病毒相关结核病和耐多药结核病对发展和全球卫生安全构成威胁

参阅文献:

A blood RNA signature for tuberculosis disease risk: a prospective cohort study

Lancet. 2016 Mar 23. pii: S0140-6736(15)01316-1. doi: 10.1016/S0140-6736(15)01316-1. 

Background

Identification of blood biomarkers that prospectively predict progression of Mycobacterium tuberculosis infection to tuberculosis disease might lead to interventions that combat the tuberculosis epidemic. We aimed to assess whether global gene expression measured in whole blood of healthy people allowed identification of prospective signatures of risk of active tuberculosis disease.

Methods

In this prospective cohort study, we followed up healthy, South African adolescents aged 12–18 years from the adolescent cohort study (ACS) who were infected with M tuberculosis for 2 years. We collected blood samples from study participants every 6 months and monitored the adolescents for progression to tuberculosis disease. A prospective signature of risk was derived from whole blood RNA sequencing data by comparing participants who developed active tuberculosis disease (progressors) with those who remained healthy (matched controls). After adaptation to multiplex quantitative real-time PCR (qRT-PCR), the signature was used to predict tuberculosis disease in untouched adolescent samples and in samples from independent cohorts of South African and Gambian adult progressors and controls. Participants of the independent cohorts were household contacts of adults with active pulmonary tuberculosis disease.

Findings

Between July 6, 2005, and April 23, 2007, we enrolled 6363 participants from the ACS study and 4466 from independent South African and Gambian cohorts. 46 progressors and 107 matched controls were identified in the ACS cohort. A 16 gene signature of risk was identified. The signature predicted tuberculosis progression with a sensitivity of 66·1% (95% CI 63·2–68·9) and a specificity of 80·6% (79·2–82·0) in the 12 months preceding tuberculosis diagnosis. The risk signature was validated in an untouched group of adolescents (p=0·018 for RNA sequencing and p=0·0095 for qRT-PCR) and in the independent South African and Gambian cohorts (p values <0·0001 by qRT-PCR) with a sensitivity of 53·7% (42·6–64·3) and a specificity of 82·8% (76·7–86) in the 12 months preceding tuberculosis.

Interpretation

The whole blood tuberculosis risk signature prospectively identified people at risk of developing active tuberculosis, opening the possibility for targeted intervention to prevent the disease.

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