新荧光方法通过唾液诊断肺结核

2012-09-04 11:30 · pobee

美国研究人员开发出一种简单易行的新型肺结核检测方法,只需在检测装置中加入唾液,结核杆菌会分泌一种名为BlaC的酶,据此设计出一种能与这种酶反应的分子,两者反应后会发出荧光。相关研究发表在9月2日大的英国《自然—化学》杂志上。

新荧光方法通过唾液诊断肺结核

新荧光方法通过唾液诊断肺结核

英国《自然—化学》杂志9月2日刊登论文说,美国研究人员开发出一种简单易行的新型肺结核检测方法,只需在检测装置中加入唾液,若含有结核杆菌,检测装置就会发出荧光。有需要的人可在家自行检测。

肺结核是由结核分枝杆菌引发的肺部感染性疾病。结核分枝杆菌的传染源主要是排菌的肺结核患者,通过呼吸道传播。健康人感染结核菌并不一定发病,只有在机体免疫力下降时才发病。世界卫生组织(WHO)统计表明,全世界每年发生结核病800~1000万,每年约有300万人死于结核病,是造成死亡人数最多的单一传染病。1993年WHO宣布“全球结核病紧急状态”, 认为结核病已成为全世界重要的公共卫生问题。我国是世界上结核疫情最严重的国家之一。

肺结核由结核杆菌引起,传染性很强。如果怀疑有感染迹象,及时检查很重要,但过去的一些检测方法耗时较长,且需要专门的仪器设备和人员。

唾液诊断肺结核的生物标记物

2008年,美国南加州大学的丹尼(Denny)等在《蛋白组学研究杂志》[J Proteome Res 2008,7(5):1994]发表文章指出,人的唾液中有1166种蛋白质。其中大部分蛋白质能同时在血浆和泪液中找到。当时研究者就提出,从这些蛋白质中可以找到与疾病相关的生物标志物,从而为今后的临床诊断提示一种新方式。

美国斯坦福大学等机构研究人员报告说,结核杆菌会分泌一种名为BlaC的酶,据此设计出一种能与这种酶反应的分子,两者反应后会发出荧光。在此基础上制成的检测装置只需在其中加入唾液,若含有结核杆菌,检测装置就会发出荧光。如果自行检测者拿不准如何判断荧光,可用手机拍照后传给专业医生,无须亲自到医院就能获知检测结果。

这种新型检测方法灵敏度很高,样本中只含少量的结核杆菌就能检测出来。与之相比,传统的利用显微镜观察样本中是否含结核杆菌的方法,在结核杆菌数量很少时常常判断困难。

过去也有类似探索,但所用分子不只对结核杆菌敏感,也会引起其他一些种类的细菌产生反应。本次研究针对这一问题进行改进,所用分子只有遇到结核杆菌分泌的酶时才发出荧光。

据介绍,研究人员正在开发这种检测装置的商业化生产,预计相关产品几年内就能上市。

之前的方法从血液中快速诊断肺结核

英国科学家最近研究出一种快速、准确诊断肺结核的新方法。伦敦圣乔治医院的研究人员对采自多个国家400多人的血样进行了分析,这些人中有170人患有肺结核。通过分析和鉴别,研究人员鉴定出人体免疫系统产生的3种蛋白质化合物。它们对肺结核感染有反应,可以作为“炎症生物标记物”。检测出它们,便可以判断患者是否已感染肺结核。 

研究人员说,初步研究显示,这种新方法能在短时间内对肺结核作出诊断,准确率高达78%。 

Rapid point-of-care detection of the tuberculosis pathogen using a BlaC-specific fluorogenic probe

Hexin Xie,  Joseph Mire,  Ying Kong,  MiHee Chang,  Hany A. Hassounah,  Chris N. Thornton,  James C. Sacchettini,  Jeffrey D. Cirillo  & Jianghong Rao

Early diagnosis of tuberculosis can dramatically reduce both its transmission and the associated death rate. The extremely slow growth rate of the causative pathogen, Mycobacterium tuberculosis (Mtb), however, makes this challenging at the point of care, particularly in resource-limited settings. Here we report the use of BlaC (an enzyme naturally expressed/secreted by tubercle bacilli) as a marker and the design of BlaC-specific fluorogenic substrates as probes for Mtb detection. These probes showed an enhancement by 100–200 times in fluorescence emission on BlaC activation and a greater than 1,000-fold selectivity for BlaC over TEM-1 β-lactamase, an important factor in reducing false-positive diagnoses. Insight into the BlaC specificity was revealed by successful co-crystallization of the probe/enzyme mutant complex. A refined green fluorescent probe (CDG-OMe) enabled the successful detection of live pathogen in less than ten minutes, even in unprocessed human sputum. This system offers the opportunity for the rapid, accurate detection of very low numbers of Mtb for the clinical diagnosis of tuberculosis in sputum and other specimens.

文献链接Rapid point-of-care detection of the tuberculosis pathogen using a BlaC-specific fluorogenic probe