结核与耐药结核快速诊断技术
传统技术 现代技术
影像学
涂片镜检
培养
皮肤菌素试验
IGRA
分子诊断
可诊断活动期结核感染 无法区分活动期结核与潜伏期结核
当前临床诊治的难点
依据抗酸染色为基础的结核初筛的不可靠性
敏感性为~50%
结核/非结核分枝杆菌不能区分(NTM可能占到40%)
以培养为基础的结核确诊和药敏对治疗的影响
2个月才获得药敏结果,导致患者脱落
是否WHO推荐
耐药结核诊断
否
否
否
否
否
结核及耐药结核 初始诊断
仪器通量 出报告时间 试剂储存条件 涂阳培阳样本 MTB灵敏度 涂阴培阳样本 MTB灵敏度 耐药灵敏度
或12(选用杂交仪 可同时做12个样品) 6小时 部分试剂需冷冻 无 无
痰标本与处 理液 1:2混合 标本自动 清洗过滤 超声裂解 DNA提纯 DNA和 PCR反应 试剂混合 半巢式实 时荧光定 量核酸扩 增检测
分子信标
吸取2ml处理 样品 到反应盒
靶序列
杂交体
打印 检测 报告
将反应盒放入检 测模块(手工操 作完成)
SPC
每个探针用不同的荧光染料标记,允许同时检测。
获得检测结果时间:1小时 45分钟
不应当替代可检测结核和利福平耐药的快速分子诊断技术,尤其是耐药结核高危人群
由于缺乏证据,TB-Lamp对于持续有肺结核症状的HIV患者的诊断价值,是否优于涂片尚不清楚 TB-Lamp 的推荐只适用于检测持续有肺结核症状的患者的痰液样本 TB-Lamp对儿童患者的检测由于缺乏数据,仅是推测
恒温扩增 — 试纸条法
操作步骤: 1. 将痰液液化、离心、灭活,制备成核酸扩增 模板液 2. 取0.4ul移入1.5ml PCR管中,放入恒温装置 中扩增 3. 使用水浴锅或金属浴;63℃扩增1小时; 4. 将完成扩增的 PCR管放入一次性防污染扩增 物试纸条检测装置中检测 , 15 分钟目测定性 结果
利福平、异烟肼
WHO未评估或推荐 鉴定与药敏需用两套试剂盒,鉴定药敏各需6小时 配套设备:需不同PCR室,需PCR仪、杂交仪、扫描仪等,需配备扫描仪及配套软件判读
熔解曲线
核酸提取 扩增 检测结果
原理:一定环境下,DNA双链在其长度和序列一定时,Tm值也一定,发生错配时,Tm值下降,下降幅
操作步骤: 1. 反转10次混匀 2. 37°C条件下孵育16-24小时 3. 2000-3000g离心15分钟 4. 用移液管取血浆 5. 每个孔内放50ul结合液 6. 加入50ul血浆,室温孵育120分钟 7. 洗板至少6次 8. 每个孔内加100ul底物,室温孵育 30分钟 9. 加入50ul反应终止液 10. 450nm波长下读取吸光度 11. 使用专用软件计算结果
度与发生错配的碱基数目、类型和位置有关
2-3小时获得结果,目前通过CFDA的有利福平和异烟肼耐药两套试剂盒 WHO未评估或推荐 配套设备:核酸提取仪、PCR仪等
半巢式实时荧光PCR(Xpert)— WHO与FIND支持研发成果
系统内自动完成
PCR的目标是rpoB基因的81 bp区域:
5个探针结合到野生型,而不是突变体目标
文献:3种分子诊断方法比对
样本:根据“结核病诊断和治疗指 南”,收集2014 年4-7月西安市结 核病胸部肿瘤医院收治的经病理确 诊或细菌性确诊的肺结核患者痰标 本共378份。
无论涂阳培阳还是涂阴培阴,Xpert的检出率均最高
利福平耐药检测对MDR-TB诊疗足够吗?
“结核+利福平耐药”对多耐结核控制产生的效果最 为显著。即便补充异烟肼耐药,能提升的效果有限
无需昂贵的仪器 无耐药检测 手工操作相对较少 WHO未评估或推荐
恒温扩增 — 试纸条法
WHO在2015工作报告新技术章节中提到该技术 但说明目前该技术没有WHO评估并进行推荐所必须的多中心评估的数据
实时荧光RNA恒温扩增检测技术
RNA检测技术,高灵敏度,可区分活菌和死菌,适用于疗
效监测
需配备超声波仪,且仍需要实时荧光PCR仪检测 无耐药检测 WHO未评估或推荐 手工操作步骤相对较少
单个 2小时 部分试剂需冷冻
通量取决于扩增仪 2小时 部分试剂需冷冻
纯手工操作 2小时 室温储存
96 2-3小时 部分试剂需冷冻
1-80 2小时 室温储存
84.1%5 59.8%5
无
84.6%6 61.9%6
无
98.2%7 55.6%7
无
80%8 81%8
98%3 68%3-88.8%2
RIF 95%3
2个月后调整治疗方案,导致耐药患者的漏诊和传播
无法更早确诊耐药结核患者
我国结核诊断现状 结核诊断新技术 2015 WHO结核诊断指南更新
9
© Cepheid
结核诊断新技术
IGRA
T-Spot QuantiFeron
NAAT技术
‒ 等温扩增检测技术 ‒ 线性探针 ‒ 基因芯片 ‒ 熔解曲线 ‒ 巢式PCR
血清学检测
IGRA
原理:机体感染过结核分枝杆菌,T-淋巴细胞会在再次接触结核分枝杆菌时,产生和分泌特异性的细胞因子IFN-γ
两者均有大量手工操作步骤,操作要求高 QuantiFERON-TB
采血量:0.8-1.2ml
QFT低采血量,更具优势
T-SPOT.TB
采血量: <2岁儿童:2-3ml 免疫力低下患者:6-8ml 其他患者:4-6ml 操作步骤: 1. 密度梯度离心分离外周血单个核 细胞(PBMCs) 2. 洗涤PBMCs 3. 将PBMCs与特异抗原一同加入到 预包被抗γ -干扰素抗体的培养孔 4. 37°C孵育16-20小时 5. 洗涤培养孔 6. 加标记二抗 7. 孵育1小时 8. 洗涤培养孔 9. 加显色液 10. 用蒸馏水终止反应 11. 用肉眼判断结果
2014年全球耐药结核发病率
WHO估算2014年中国耐药结核发病数 新发病例:43000 复发病例:8200 我国属于耐药结核 高负担国家
来源:WHO 2015年工作报告
新发结核病例中的耐药结核比例
高负担国家的耐药结核发现
我国当前耐药结核防控的问题: 不充分的耐药病人发现,不充足的耐药病人治疗
5.56% 纳入治疗
2011年WHO评估完成后正式推荐
Dr. Mario Raviglione. Director, Stop TB, WHO
WHO全力推荐Xpert
各类分子诊断技术比对
(液体培养/DST为金标准)
线性探针 基因芯片 RNA恒温扩增 恒温扩增 (试纸条法) LAMP 熔解曲线 Xpert MTB/RIF
IGRA
将IGRA写入国家诊疗指南的有: 美国、加拿大 、英国、法国、西班牙、德国、意大 利、瑞士、荷兰、丹麦、挪威、芬兰、爱尔兰、葡 萄牙、捷克共和国、斯洛伐克、波兰、保加利 亚、 克罗地亚、澳大利亚、沙特阿拉伯、韩国、日本 WHO的推荐
2011年,IGRA在中低收入国家的政策声明
欧美发达国家 或/和 结核低负担国家
线性探针
标本制备 PCR反应 杂交 结果判读
结果需要人工判读,或配备专门的设备
WHO 2008年推荐用于涂阳标本检测MDR,2013年更新
推荐检测二线药物
全程检测需6-8小时 配套设备繁多,需3个房间,需PCR仪、杂交仪等 手工操作步骤繁多,复杂的结果判读
基因芯片
基于rpoB/katG/inhA的基因突变,快速检测分离株或者痰液样本中结核杆菌的两种一线抗结核药耐药 —
INH单耐药的患者通常不会考虑立即改变治疗方案,与此相反,对RIF单耐药的患者,无 论INH是否耐药,都会采取与耐多药患者相同的治疗方案1。 约90%利福平耐药的结核患者同时异烟肼耐药,也就是耐多药结核患者2。
1. Sven O. Friedrich et al,. Suitability of Xpert MTB/RIF and Genotype MTBDRplus for Patient Selection for a Tuberculosis Clinical Trial. Journal of Clinical Microbiology. 2011 (49):2827-2831. 2. Xichao Ou et al. A feasibility study of Xpert MTB/RIF test at the peripheral level laboratory in China. International Journal of Infectious Diseases. 2015 (31):41-46.
全球结核控制不理想的问题出在哪里?
结核诊治出现偏差!
过多依赖X-光片或其他影像学检查,忽略了以痰标本为基础的微生物
诊断
过多依赖未经验证、或不能作为诊断依据的测试,比如血清学检查 只参考传统的微生物检测结果
因为这些检测的不可靠性,WHO 不得不采取非常规手段,特别提出反 对这些测试的建议
结核诊断的常见技术
IGRA适用于高收入、结核低负担国家的潜伏结核筛查 在中低收入国家,尤其是结核高负担国家,不推荐使用IGRA
环介导等温扩增
设备要求较低 操作复杂,人工判读结果
环介导等温扩增
中国CDC推荐可用于基层实验室 无耐药检测 WHO推荐
对于持续有肺结核症状的成人可替代涂片(条件性推荐) 可作为持续有肺结核症状的成人的,可作为涂片的后续检测(条件性推荐) 备注 适用于可开展传统涂片的实验室
结核及耐药结核自动化检测技术
2016年12月
我国结核现状 结核诊断新技术 2015 WHO结核诊断指南更新