新的血液测试可用于帮助数百万人感染结核病

全世界有1000多万人患有活动性肺结核(ATB)，每年有100多万人死于该病。大多数患者生活在资源匮乏的国家，在那里诊断ATB尤其具有挑战性——更新的检测需要昂贵的实验室设备，而这些设备往往无法获得。此外，采集痰样本并进行培养的历史标准是缓慢的，而且往往不够敏感，无法正确识别ATB，这意味着许多需要治疗的患者直到为时已晚才被发现。

为了帮助生病的患者在拥有ATB获得所需的最高风险的患者，世界卫生组织（WHO）呼吁建立一个基于血液的血液的分类测试（最小化部署所需的基础设施）并且可以识别患者高风险的患者，并应给予诊断测试。一些商业血液检测已经试图填补这一空白，但世界卫生组织强烈建议不要使用这些检测，因为有证据表明这些检测太不准确。

现在，来自威斯生物启发工程研究所、哈佛大学和麻省理工学院的布罗德研究所、布里格姆和妇女医院(BWH)以及其他几个合作机构的研究人员已经用一种快速、超灵敏的、多重血液结核分诊检测，分析四种蛋白质和一种抗结核抗体结合水平的“签名”血液样本以确定哪些患者可能患有ATB，并需要先进的诊断和治疗。它可以配置成一个只需2美元的即时检测，在大约30分钟内就能得出结果，降低了在资源匮乏的环境下进行护理的障碍，并可能拯救数百万人的生命。这项研究发表在科学翻译医学。

“我们的测试表明敏感性86%,特异性69%,非常接近的最低要求的敏感性90%,特异性70%有效的结核病诊断测试,”第一作者Rushdy艾哈迈德说,博士,研究员前Broad研究所现总统真北生物。“它还有效地识别了来自三个不同大陆的患者样本中的ATB特征，这意味着它可以检测出许多病原体的毒株，在艾滋病毒阳性和阴性样本中，使其广泛适用于大多数ATB患者。”

蛋白质的权力

该研究团队通过识别患者血液中的签名组符合ATB的血液的签名生物标志物识别生物标志物的签名集，然后开发可以检测到该签名的易于部署的测定来创造他们的血液的测试。他们首先测量了从坦桑尼亚的人们和使用传统的微生物学评估被诊断出患有ATB或TB（OTB）以外的菲律宾的400种不同血液蛋白的水平。然后，他们使用机器学习算法分析蛋白质水平数据，该算法磨合的四种蛋白质，该蛋白质在患有ATB的患者中始终升高：白细胞介素（IL）-6，IL-8，IL-18和血管内皮生长因子（VEGF）。基于此ATB签名，该算法正确预测了所有阳性样本（敏感性）的86％的ATB的存在，并且在65％的阴性样品（特异性）中没有ATB。它还在艾滋病毒阳性的100％样本中正确鉴定了ATB，并且在84％的样品中没有患有ATB的人的ATB。

为了提高检测四种低浓度蛋白质的能力，他们在Simoa®平台上开发了一种超灵敏的免疫分析方法，可以有效地测量蛋白质水平，只需从手指上滴下一滴血。该方法提高了算法的灵敏度为87%，特异性为66%。此外，该测试并不能预测19个潜在结核病样本中的ATB，这表明它能有效地将需要立即治疗的患者与不需要昂贵干预的患者区分开来。

“我们分析的所有四种血液蛋白质的升高已经鉴定在一系列不同的疾病中，但只有在组合成预测算法时，他们只有能够将ATB与其他条件区分开来，”Co-Convenddion作者David Walt博士，博士学位，博士学位，博士学位，哈佛医学院（HMS）和BWH的病理学教授，以及BWH的病理学教授，以及霍华德休斯医学院教授的核心学院。

更快,更好,更便宜

对于研究的第二阶段，研究小组通过测试其在越南，南非和秘鲁患者中识别ATB的能力来验证其算法。他们还在这种样品队列中测试了第五个生物标志物，以改善算法的性能：对Tb抗原Ag85b的抗体存在。通过此添加的参数，测试能够达到86％的灵敏度和69％的特异性。它还保留了其在艾滋病毒阳性和阴茎样品中的性能，以及具有潜在TB的样品。该研究中使用的设置每次测试中的10美元，但可以使用更便宜的材料配置为2美元的消耗版本。

“这种方法不仅是目前最快、最准确的ATB分诊检测方法之一，而且比其他现有方法更适合在资源匮乏的社区部署，它对不同菌株的结核病患者有效，它的结果不受艾滋病毒感染状况的影响，”共同通讯作者迈克尔·吉列博士说，他是Broad Institute的研究科学家和蛋白质组学和生物标志物发现项目的高级组长，也是HMS的医学助理教授和马萨诸塞州总医院的肺/重症护理医生。“这些特性使它有可能成为一种救死扶伤的工具，可以立即确定哪些患者需要进行诊断性结核病测试，从而减少未确诊的ATB、过度使用抗生素和非ATB患者昂贵的诊断导致的死亡。”

该团队正在通过添加更多的诊断性生物标记物(包括直接测量结核病抗原)和多重分析方法来继续完善和改进他们的分诊检测，从而可以同时检测多达10种分析物。

”的方法来创建这个多路复用标志物的诊断测试优先为一种疾病提供一个非常具体的签名,然后设计一个试验来实现端点已经建立了临床need-represents范式转换的方式开发诊断测试,我们希望看到这个测试和many others emerge from the Wyss Institute's Diagnostic Accelerator in the future succeed where previous attempts have failed," said Wyss Founding Director Donald Ingber, M.D., Ph.D., who is also the Judah Folkman Professor of Vascular Biology at HMS and the Vascular Biology Program at Boston Children's Hospital, as well as Professor of Bioengineering at Harvard's John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences.

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