2017年度聚焦：結核病研究新進展

　　時至2017歲末，2018年馬上就要到來了，在即將過去的2017年里，科學家們在結核病研究領域取得了諸多重磅級的研究成果，本文中，小編對相關研究報道進行整理，分享給大家！

　　【1】PNAS：開發結核桿菌疫苗的新思路

　　DOI：10.1073/pnas.1708252114

　　最近，來自南漢普頓大學的研究者們發現了有效抵抗致命性感染病的有效疫苗。

　　結核桿菌（TB）是世界上殺傷性最強的病原微生物，每年有將近170萬人死于結核桿菌感染。這類呼吸道疾病目前變得對抗生素越來越耐受，但盡管經歷了20年的研究，目前仍沒有有效的結核桿菌疫苗的面世。

　　今年來的研究重點都在常規人源T細胞對結核桿菌也異性蛋白質片段的特異性識別，而如今研究者們則發現了結核桿菌表面的特定脂質分子能夠引發“非常規”T細胞的免疫反應。

　　【2】Ann Intern Med：抗結核桿菌感染常規療法具有有效性與安全性

　　新聞閱讀：Updated review confirms efficacy and safety of most standard treatments for latent tuberculosis infection

　　此前已經有大量的研究驗證了目前由WHO以及CDC推薦的針對慢性結合桿菌感染的標準療法的有效性與安全性，包括利福平-異煙肼聯合治療三個月左右等，也有證據表明上述療法能夠有效降低細菌的載量。然而，我們仍需要更多的證據證實其對于高危人群的預防性治療效果以及藥物的安全性。

　　根據最近發表在《Annals of Internal Medicine》雜志上的一篇文章，這項大規模的研究結論或許能夠為歐洲CDC以及潛在的國家與地區提供預防與治療慢性結合桿菌感染的新方法。

　　肺結核是一類全球性的感染性疾病，2015年因肺結核死亡的人數達到了150萬人。針對慢性結合桿菌的感染，尤其是對于高危人群的預防性治療措施，是抑制肺結核流行趨勢的關鍵，也是全球衛生組織的共同目標。

　　【3】Nature：揭示結核病為何如此難治？結核分枝桿菌利用蛋白LamA產生多樣化的細菌亞群

　　doi：10.1038/nature22361

　　即便當抗生素消滅了大多數導致結核病（tuberculosis， TB）的結核分枝桿菌（Mycobacterium tuberculosis， Mtb）群體，一些結核分枝桿菌亞群仍然能夠持續存在。清除這些持續存在的結核分枝桿菌亞群的需要是TB治療方案如何漫長的一種原因。如今，在一項新的研究中，來自美國哈佛大學陳曾熙公共衛生學院的Eric J. Rubin博士、E. Hesper Rego博士和他們的合作者Rebecca E. Audette首次研究了一種與結核分枝桿菌存在密切親緣關系的恥垢分枝桿菌（Mycobacterium smegmatis）。相關研究結果于2017年5月31日在線發表在Nature期刊上，論文標題為“Deletion of a mycobacterial divisome factor collapses single-cell phenotypic heterogeneity”。

　　當單個分枝桿菌細胞生長和分裂時，他們利用熒光報告分子和時差顯微成像技術（time-lapse microscopy）研究了它們。分枝桿菌能夠通過不對稱生長產生子細胞，從而導致遺傳上完全相同但生理學上多樣化的細菌群體出現。這種能力背后的機制和分枝桿菌細胞的大小、生長率和其他生理學性質在多大程度上與分枝桿菌群體存活存在關聯并未得到很好地理解。

　　【4】Science：利用小分子SMARt-420逆轉結核分枝桿菌的抗生素耐藥性

　　doi：10.1126/science.aag1006

　　在一項新的研究中，來自瑞典、法國、比利時和瑞士的一個研究團隊發現一種方法逆轉對一種用于治療肺結核的抗生素藥物產生的耐藥性。在他們發表在2017年3月17日的Science期刊上的論文中，該團隊描述了他們如何篩選激活用于活化ethionaide的不同通路的化合物。Ethionaide是一種被用來治療肺結核的前體分子，在體內經過代謝后產生一種真正有療效的藥物。

　　開發治療細菌性感染的抗生素已明顯地讓這個世界變得更加健康。不幸的是，隨著時間的推移，細菌不斷地進化出挫敗這些抗生素的能力，從而讓我們再次處于危險當中。也正因如此，科學家們一直在尋找新的療法，或者在一些情形下，利用新的技術讓舊的療法再次起作用。在這項新的研究中，這些研究人員發現一種方法讓ethionaide再次有效地治療被耐藥性結核分枝桿菌（Mycobacterium tuberculosis）菌株感染的病人。

　　在1950年代晚期，ethionaid是作為一種肺結核治療藥物而被開發出來的。它被結核分枝桿菌中發現的酶EthA激活。一經激活，ethionaid就會攻擊這種細菌。隨著時間的推移，很多結核分枝桿菌菌株通過發生不再激活這種前體分子的EthA突變而對ethionaide產生耐藥性，從而使得它不再適合用于治療。

　　【5】Science子刊：重大突破！新的尿液測試方法可在12小時內診斷結核病

　　doi：10.1126/scitranslmed.aal2807

　　結核病（TB）是由結核分枝桿菌感染引起的慢性傳染病，可侵及許多臟器，以肺部結核最為常見。2016年，新增的結核病感染人數超過1000萬人，結核病殺死170萬人。在大約40％的病例中，只有在癥狀明顯之后才能發現這種感染。

　　結核病目前通過皮膚測試或培養來自人痰液的細菌（即細菌培養法）來加以診斷。但是這兩種方法都需要數天時間才能給出結果，而且只能由經過培訓的微生物學人員執行。

　　在一項新的研究中，來自美國、澳大利亞、秘魯、英國和意大利的研究人員開發出一種新的結核病尿液測試方法，它的準確性比之前的尿液測試方法高出1000倍，而且它也比皮膚測試法和細菌培養法快得多。這種新的方法檢測在結核分枝桿菌外殼中發現的脂肪阿拉伯甘露聚糖（lipoarabinomannan， LAM）。相比于數天才能夠給出檢測結果的皮膚測試法和細菌培養法，這種新的測試方法僅需12小時就給出檢測結果。相關研究結果發表在2017年12月13日的Science Translational Medicine期刊上，論文標題為“Urine lipoarabinomannan glycan in HIV-negative patients with pulmonary tuberculosis correlates with disease severity”。

　　【6】Nat Commun：科學家有望開發出徹底攻克結核病的新型療法

　　doi：10.1038/s41467-017-01365-y

　　日前，科學家解開了一項長達10年的奧秘，有望幫助開發抵御肺結核的新型療法，來自蘇賽克斯大學和波蘭科學院的研究人員通過研究鑒別出了兩種關鍵蛋白質，這兩種蛋白質能夠使得結核分枝桿菌在細胞中“隱姓埋名”，而結核分枝桿菌是引發結核病的病原體。

　　全世界有超過1060萬人患有肺結核，而且每年都又170萬患者因肺結核而死亡，全球有四分之一的人群患有潛在的肺結核，而潛在的疾病會不斷演變成為活動性肺結核（十分之一的人群會發生），利用當前的藥物療法很難治療肺結核，盡管如此這些療法還會給患者帶來不同程度的副作用，包括肌肉損耗和視力喪失。

　　此前，研究人員通過研究發現，分枝桿菌能利用名為連接酶D（LigD）的酶類復合體來修復DNA，最新研究中研究者發現了密切相關的的酶—連接酶C，但研究者并不清楚該酶類的功能，連接酶C能夠結合其它修復蛋白來修復結核分枝桿菌基因組因氧自由基損傷的DNA元件。剔除連接酶C就能夠降低分枝桿菌修復并且存活于氧化性DNA損傷的能力，而同時剔除連接酶C和D甚至能夠更長久地降低細菌的存活率，這就表明，抑制分枝桿菌的修復機制或許能夠幫助開發新型的抗結核分枝桿菌的策略。

　　【7】PLoS Med：科學家解讀中國農村地區結核病治療管理的薄弱環節

　　doi：10.1371/journal.pmed.1002405

　　近日，一項刊登在國際雜志PLoS Medicine上的研究報告中，來自中國山東大學、北卡羅來納大學等機構的研究人員通過研究發現，中國很多衛生保健提供者并不能成功管理結核病患者，尤其是鄉村診所和鄉鎮衛生中心。

　　盡管如今結核病的流行率發生了明顯下降，但中國仍然面臨著嚴重的結核病帶來的負擔，尤其是在農村貧困地區，這項研究中，研究人員將表現為典型肺結核癥狀但未宣布的標準化患者（unannounced standardized patients (SPs)）送往21個縣醫院、207個鄉鎮衛生院及46個村衛生室中，這些患者共成功完成了247項互動調查。

　　結果表明，41%（111/274）的患者能被正確進行管理，即根據患者的癥狀進行轉診、胸部X光檢查及痰標本檢查等。在168項互動中研究者發現了指定的與結核病療法不相關的抗生素使用；相比鄉鎮衛生院和村衛生室而言，縣醫院中正確管理的比例更高，當研究人員檢測臨床醫生對結核病的知曉程度時，他們發現這些醫生意識到正確管理的程度要比他們實施正確做法要高出45%的比例。

　　【8】Sci Rep：結核病研究再獲重大突破！

　　doi：10.1038/srep33265

　　每年世界衛生組織（WHO）都會創辦世界衛生日，旨在傳播全球健康相關知識，目前WHO將肺結核（TB）列為引發全球人口死亡的十大原因之一，而且有超過95%的死亡都發生在低收入和中等收入的國家。為了改善人們對肺結核的理解并且為人們提供更多信息來抵御治療肺結核，近日來自圣母院大學的研究人員通過研究開發了一種新型菌株和新型的研究方法，這種新方法或可幫助科學家們深入研究肺結核的發病機制，相關研究刊登于國際雜志Scientific Reports上。

　　肺結核是由結核分枝桿菌所誘發，這種細菌能在機體細胞中繁殖增長，為了更深入地研究該細菌誘發肺結核的機制，研究者Matthew Champion及其同事通過研究表示，結核分枝桿菌和其它細菌一樣，能夠分泌對所有生命過程都非常重要的特殊蛋白質，這些蛋白就能夠幫助結核分枝桿菌引發疾病，目前研究人員正在對其中一種名為EsxA的蛋白進行深入研究。

　　【9】mBio eLife：利用小型3D球體模型就能夠有效抵御結核病

　　doi：10.1128/mBio.02073-16 DOI：10.7554/eLife.21283

　　近日，來自南安普敦大學等機構的研究人員通過研究開發了一種在實驗室用于研究人類機體感染的新型3D模型，文章中研究人員利用靜電封裝技術制造出了一種小型3D球體，其能夠在被結核分枝桿菌（TB）感染的人類細胞中產生密切反映患者機體疾病的狀況，相關研究刊登于國際雜志mBio和eLife上。

　　這種新型3D球體能夠幫助研究人員深入研究機體感染結核病時所發生的事件，同時研究者也希望基于本文研究結果開發出新型的抗生素療法和抵御結核病的疫苗。研究者Paul Elkington教授說道，這是結核病研究領域的一項重大研究進展，這種3D球體能夠在膠原蛋白基質中被創建以便其看起來和人類肺部非常相似，與此同時也能夠產生一種特殊環境來使得治療患者的特殊抗生素能夠有效殺滅引發肺結核的細菌，目前這在其它2D模型系統中還無法實現，這種新系統或將加速研究人員尋找治療人類結核病新型療法及開發疫苗的速度。

　　此外，這種新型3D球體結構還能夠將整個實驗過程延長至三周，是標準2D模型系統的4倍多，還能夠為科學家們提供更多信息來闡明患者機體感染的發生過程以及不同干預措施對患者疾病的效果。

　　【10】Genome Biol：西北農大張涌團隊首次利用CRISPR技術培育出抵抗結核病的奶牛

　　doi：10.1186/s13059-016-1144-4

　　在一項新的研究中，來自中國西北農林科技大學動物醫學院的研究人員首次利用CRISPR/Cas9基因編輯技術成功地培育出具有增加抵抗牛結核病能力的奶牛。相關研究結果于2017年2月1日發表在Genome Biology期刊上，論文標題為“Single Cas9 nickase induced generation of NRAMP1 knockin cattle with reduced off-target effects”。

　　研究人員利用一種改進的CRISPR基因編輯技術將一種新的基因插入到奶牛基因組中，而且在奶牛基因組中沒有檢測到脫靶效應。當利用CRISPR構建轉基因動物時，脫靶效應是一個常見的問題。

　　論文通信作者、西北農林科技大學動物醫學院教授、博導張涌（Yong Zhang）博士說，“我們利用一種新的被稱作CRISPR/Cas9n的CRISPR系統將結核抗性基因NRAMP1成功地插入到奶牛基因組中。我們隨后能夠成功地培育出具有增加抵抗結核病能力的奶牛。重要的是，我們發現這不會在奶牛基因組中產生脫靶效應，這意味著我們采用的這種CRISPR技術可能更好地適用于產生轉基因家畜。”