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2021-2022年结核病领域十大重要研究成果

稿件来源:深圳市第三人民医院 发布时间:2023-01-30 11:41:54

2021-2022年,结核病领域有较多高质量研究结果发布,在基础研究方面列举了3项重要研究;在诊断方面列举了2项重要研究;在治疗方面,涉及耐多药结核病的短程治疗(2项研究)、药物敏感性结核病的短程治疗(2项研究);在预防方面,列举了1项重要研究。这些研究成果或促进了新版WHO结核病指南的制定,或对结核病诊治和研究工作将产生深远影响。

结核病基础研究

一、结核杆菌ptpB抑制宿主细胞焦亡促进自身存活的分子机制

中国科学院刘翠华及其团队在Science发表的期刊论文中发现结核杆菌分泌蛋白PtpB同时具有磷酸酶结构域和泛素互作结构域,其在结核杆菌感染过程中通过抑制炎症小体介导的细胞凋亡,促进自身存活。

a)结核分枝杆菌PtpB为一种磷脂磷酸酶抑制宿主炎症小体-焦亡通路。

b)PtpB去磷酸化宿主细胞膜定位的磷脂酰肌醇-4-单磷酸盐(PI4P)和磷脂酰肌醇(4,5)- 二磷酸(PI(4,5)P2),从而破坏了裂解的GSDMD的膜定位,以抑制巨噬细胞细胞因子释放和细胞焦亡。

c)这种磷酸酶活性需要PtpB与泛素结合。

d)破坏PtpB的磷脂磷酸酶活性或与泛素相互作用基序,增强宿主GSDMD依赖性免疫反应并降低细胞内病原体存活率。

参考文献:

[1]   Chai Q, Yu S, Zhong Y, et al. A bacterial phospholipid phosphatase inhibits host pyroptosis by hijacking  ubiquitin[J]. Science, 2022,378(6616):q132.

二、结核杆菌感染过程中TNF通过反向电子传递诱导线粒体ROS

英国剑桥大学Lalita Ramakrishnan及其团队在Science发表的期刊论文中利用斑马鱼模型探究了TNF诱导的mROS在结核感染过程中的分子机制。研究发现在分枝杆菌感染的巨噬细胞中过量的TNF通过电子传递链复合物I的逆向电子传输(RET)提高mROS的产生。TNF激活细胞谷氨酰胺摄入进而增加柠檬酸循环中间产物柠檬酸的积累,复合物II氧化过量的柠檬酸驱动RET,导致复合物I产生mROS超氧化物。二甲双胍作为复合物I的抑制剂,以往用于糖尿病治疗,在本研究它可以抑制结核杆菌感染过程中由TNF诱导的mROS和细胞坏死,这提示二甲双胍有用于结核病治疗的潜力。

参考文献:

[1]   Roca F J, Whitworth L J, Prag H A, et al. Tumor necrosis factor induces pathogenic mitochondrial ROS in tuberculosis through reverse electron transport[J]. Science, 2022,376(6600):h2841.

三、线粒体ROS可通过Gasdermin D介导的细胞坏死促进感染的敏感性

美国科学家Robert O Watson及其团队在CELL发表的期刊论文发现与疾病相关的功能获得等位基因Lrrk2G2019S(富含亮氨酸的重复激酶2)突变能扰乱线粒体稳态并重新编程巨噬细胞中的细胞死亡途径。当在Lrrk2G2019S巨噬细胞中激活炎症小体时,线粒体ROS(mtROS)驱动孔形成蛋白GSDMD与线粒体膜的关联。然后,线粒体GSDMD孔的形成释放mtROS,促进RIPK1/RIPK3/MLKL依赖性坏死性。与增强的细胞坏死一致,结核分枝杆菌感染的Lrrk2G2019S小鼠引起过度炎症和严重的免疫病理。研究表明,GSDMD在多个细胞死亡途径中发挥执行的关键作用,并证明线粒体功能障碍可以通过细胞死亡模态切换来指导免疫结果。这项工作提供了有关Lrrk2突变如何表现或加剧人类疾病并识别GSDMD依赖性坏死的潜在靶标,以限制Lrrk2G2019S介导的免疫病理学。

a)线粒体稳态的改变重新编程细胞死亡方式。

b)线粒体ROS在炎性体激活后将GSDMD引导至线粒体。

c)MITO-GSDMD将Lrrk2G2019S巨噬细胞的细胞死亡从焦亡转移到坏死。

d)Lrrk2G2019S引发苍蝇和小鼠感染的过度炎症和易感性。

参考文献:

[1]   Weindel C G, Martinez E L, Zhao X, et al. Mitochondrial ROS promotes susceptibility to infection via gasdermin D-mediatednecroptosis[J]. Cell, 2022,185(17):3214-3231.

结核病诊断

四、血液中的细胞外囊泡和cfDNA诊断结核病

美国杜兰医学院的Tony Hu教授团队开发了NEIs(Nanoparticle-enhanced extracellular vesicle immunoassays)和CRISPR-TB(CRISPR-Cas12a-powered fluorescence assay to detect Mtb-cfDNA in blood)两种新型结核病非痰液诊断技术。NEIs利用机器学习算法和纳米等离子体增强暗场暗场显微镜成像能力,通过检测血液样本中细胞外囊泡上的两种结核分支杆菌毒力因子(脂阿拉伯甘露聚糖及其载体膜蛋白LprG),灵敏特异地诊断结核病。动物模型和临床队列验证表明,该诊断技术可区分活动性感染和潜伏性感染,显著增强HIV感染儿童的结核病诊断,并具有床旁检测的潜力。

(NEIs)

CRISPR-TB利用草灵敏的CRISPR/Cas核酸检测系统实时追踪血液样本中的痕量结核分枝杆菌DNA片段,同时实现结核病的诊断、负担评估和转归预测。在一组包含153个HIV感染的严重免疫抑制儿童的队列中,CRISPR-TB显示了超高的诊断灵敏度,表明基线Mtb-cfDNA水平与该组儿童6月死亡风险升高相关,且观察到Mtb-cfDNA水平响应结核病治疗而快速降低,表明其具有监测治疗响应的潜在价值。

参考文献:

[1]Zheng W, LaCourse S M, Song B, et al. Diagnosis of paediatric tuberculosis by optically detecting two virulence factorson extracellular vesicles in blood samples[J]. Nat Biomed Eng, 2022,6(8):979-991.

[2]Huang Z, LaCourse S M, Kay A W, et al. CRISPR detection of circulating cell-free Mycobacterium tuberculosis DNA inadults and children, including children with HIV: a molecular diagnostics study[J]. Lancet Microbe, 2022,3(7):e482-e492.

五、整合中枢神经系统宏基因组学和宿主反应诊断结核性脑膜炎

加州大学旧金山分校结核病中心的M. R. Wilson等人将脑脊液(CSF)宏基因组下一代测序(mNGS)与基于宿主基因表达的机器学习分类器(MLC)相结合用诊断结核性脑膜炎,并识别具有相似症状的其他感染和合并感染。通过利用mNGS的特异性和从CSF宿主转录组创建的MLC的敏感性,组合检测对结核性脑膜炎具有高灵敏度(88.9%)和特异性(86.7%)。同时,该技术在更适合在低资源环境中执行诊断性mNGS的测序深度上实现了可比较的组合测定性能。

结核病治疗

六、Ze-Nix研究

在前期Nix-TB研究中,贝达喹啉-普托马尼-利奈唑胺(BPaL)方案对高度耐药的结核病有90%的良好结局,但每天服用1200 mg利奈唑胺的不良事件发生率很高。目前还不清楚利奈唑胺的适当剂量和最佳持续时间,以尽量减少毒性作用,同时保持对高度耐药结核病的疗效。

纳入广泛耐药结核病(XDR-TB,即对利福平、氟喹诺酮类和氨基糖苷类均耐药),准广泛耐药(pre-XDR-TB,即对利福平和氟喹诺酮/氨基糖苷耐药),或对治疗无反应或因副作用而停用二线方案的利福平耐药结核病(RR-TB)。随机分配受试者接受和利奈唑胺的不同剂量组(4个组:26周或9周每天1200 mg,或26周或9周每天600 mg),每组同时使用贝达喹啉26周(8周每天200 mg,然后18周每天100 mg)和普托马尼(26周每天200mg)。改良意向治疗人群的主要终点是不良结局的发生率,定义为治疗失败或治疗结束后26周的结核病复发(临床或细菌学)。

共有181名受试者入选,其中88%患有XDR-TB或pre-XDR-TB。在四个组中,分别有93%、89%、91%和84%的患者获得了良好结局;周围神经病变发生率分别为38%、24%、24%和13%;骨髓抑制率分别为22%、15%、2%和7%;而利奈唑胺的剂量分别为51%、30%、13%和13%。4名受试者(9%)出现视神经病变,他们接受了1200 mg剂量的利奈唑胺治疗26周;所有病例均能缓解。在78周的随访中,7个基于微生物学结果的不良结局病例中,有6个发生在9周利奈唑胺组。

在所有四个BPaL中,共有84%至93%的受试者获得了良好结局。总体风险-收益比有利于接受剂量为600 mg、持续26周的利奈唑胺组,报告的不良事件发生率较低,且利奈唑胺剂量调整较少。

参考文献:

[1]    CONRADIE F, BAGDASARYAN T R, BORISOV S, et al. Bedaquiline–Pretomanid–Linezolid Regimens for Drug-Resistant Tuberculosis[J]. N Engl J Med, 2022,387(9): 810-823.

七、TB-PRACTECAL研究

在RR-TB患者中,需要探索比现有方案更有效、更短、副作用更可接受的口服治疗方案。

研究者开展了一项开放性、2-3期、多中心、随机、对照、非劣效性试验,以评估三种24周全口服方案治疗RR-TB的疗效和安全性。在白俄罗斯、南非和乌兹别克斯坦,纳入15岁或以上患有RR-TB的患者。在试验的第2阶段,将24周的贝达喹啉-普托马尼-利奈唑胺-莫西沙星(BPaLM)方案与9-20个月的WHO标准方案进行比较。主要结局是随机分组后72周的不良结局(死亡、治疗失败、治疗中断、随访失败或肺结核复发)。非劣效边际为12%。

本研究的招募提前终止。在试验第2阶段的301名患者中,分别有145名、128名和90名患者在意向治疗、改良意向治疗和符合方案人群中可进行评估。在改良意向治疗分析(mITT)中,BPaLM组中11%的患者和标准治疗组中48%的患者发生了主要结局事件(风险差异,-37%;96.6%置信区间[CI],-53至-22)。在符合方案分析(PP)中,BPaLM组中4%的患者和标准治疗组中12%的患者发生了主要结局事件(风险差异,-9%;96.6%CI,-22至4)。在接受治疗的人群中,BPaLM组3级或更高不良事件或严重不良事件的发生率低于标准治疗组(19% vs. 59%)。

结论:在RR-TB患者中,24周全口服方案非劣于公认的标准治疗方案,并且具有更好的安全性。

参考文献:

[1]    NYANG'WA B T, BERRY C, KAZOUNIS E, et al. A 24-Week, All-Oral Regimen for Rifampin-Resistant Tuberculosis[J]. N Engl J Med, 2022,387(25): 2331-2343.

八、Study 31/A5349研究

基于利福喷丁的治疗方案具有强大的抗结核活性,可以缩短药物敏感性肺结核患者的疗程。

在一项涉及来自13个国家的新确诊肺结核患者的开放性、3期、随机、对照试验中,研究者使用6.6个百分点的非劣效性界限,将两种4个月的含利福喷丁方案与标准6个月方案(2HRZE/4HR)进行了比较。在一个4个月方案中,利福平被利福喷丁替代(2PHZE/2PH);另一个4个月方案中,用利福喷丁代替利福平,用莫西沙星代替乙胺丁醇(2PHZM/2PHM)。主要疗效结果是12个月时无肺结核生存。

在接受随机分组的2516名受试者中,有2343名对异烟肼、利福平或氟喹诺酮不耐药的结核分枝杆菌培养阳性(微生物学合格人群;对照组768人,利福喷丁莫西沙星组791人,利福喷丁组784人)患者,其中194人同时感染了人类免疫缺陷病毒,1703人有胸部空洞。共有2234名受试者可评估主要结果(可评估人群:对照组726人,利福喷丁-莫西沙星组756人,利福喷丁组752人)。在符合微生物学条件的人群中(15.5%对14.6%的不良结局;差异为1.0%;95%置信区间[CI]为-2.6至4.5)和可评估人群中(11.6%对9.6%;差异为2.0%;95%CI为-1.1至5.1),利福喷丁-莫西沙星的疗效均非劣于对照组。在两个人群中,没有莫西沙星的利福喷丁组均未表现出非劣于对照组(在符合微生物学条件的人群中,结果为17.7%对14.6%,差异为3.0%[95%CI,-0.6至6.6];在可评估人群中,差异为14.2%对9.6%;差异为4.4%[95%CI,1.2至7.7])。在治疗期间,对照组19.3%的受试者、利福喷丁莫西沙星组18.8%的受试者和利福喷丁组14.3%的受试者发生了3级或以上的不良事件。

结论:4个月利福喷丁-莫西沙星方案治疗肺结核的疗效非劣于标准的6个月方案。

参考文献:

[1]    DORMAN S E, NAHID P, KURBATOVA E V, et al. Four-Month Rifapentine Regimens with or without Moxifloxacin for Tuberculosis[J]. N Engl J Med, 2021,384(18): 1705-1718.

九、SHINE研究

三分之二的结核病儿童患有非严重结核病,与目前的6个月方案相比,可以用更短的方案治疗。

研究者在乌干达、赞比亚、南非和印度,进行了一项开放性、缩短治疗时间、非劣效性试验,涉及非严重、有症状、可能对药物敏感、涂片阴性结核病的儿童。将16岁以下的儿童随机分为4个月(16周)或6个月(24周)的标准一线抗结核治疗(根据WHO建议,采用儿童固定剂量复合制剂),即2HRZE/2HR vs. 2HRZE/4HR。主要疗效结果为72周后的不良结局状态(治疗失败[延长、改变或重新开始治疗或肺结核复发]、治疗期间随访失败或死亡),不包括未完成4个月治疗的受试者(改良治疗意向人群)。使用了6%的非劣效边际。主要安全性结果是治疗期间和治疗后30天内发生3级或更高的不良事件。

从2016年7月到2018年7月,共有1204名儿童接受了随机分组(每组602名)。受试者的中位年龄为3.5岁(2个月至15岁),52%为男性,11%感染人类免疫缺陷病毒,14%感染细菌证实的结核病。72周的研究保留率为95%,对指定治疗的依从性为94%。4个月组共有16名受试者(3%)出现主要结局事件,而6个月组有18名(3%)发生主要结局事件(调整后差异,-0.4%;95%置信区间,-2.2至1.5)。4个月治疗的非劣效性在意向治疗、符合方案和关键次要分析中是一致的,包括当分析仅限于在基线时被独立判定患有结核病的958名受试者(80%)时。共有95名受试者(8%)发生了3级或更高的不良事件,包括15次药物不良反应(11次肝脏损伤事件中,有9次均发生在前8周内,这一阶段两组治疗用药相同)。

结论:对药物敏感、非严重、涂片阴性的结核病患儿,4个月的抗结核治疗方案非劣于6个月的标准治疗方案。

参考文献:

[1]    TURKOVA A, WILLS G H, WOBUDEYA E, et al. Shorter Treatment for Nonsevere Tuberculosis in African and Indian Children[J]. N Engl J Med, 2022,386(10): 911-922.

结核病预防

十、WHIP3TB研究

对HIV感染者的结核病预防治疗是有效的,但其持久性尚不确定。在南非、埃塞俄比亚和莫桑比克研究点,本研究比较每周异烟肼-利福喷丁3个月与每天异烟肼6个月的治疗完成率,以及3个月的异烟肼-利福喷丁方案的2年重复给药(每年1次)与仅1次给药的疗效。受试者:正在接受抗逆转录病毒治疗的艾滋病毒感染者,年龄在2岁或以上,没有活动性肺结核。

受试者被随机分配到每周接受异烟肼-利福喷丁治疗3个月,2年内每年1次或仅给药1次,或每天服用异烟肼6个月。在每个研究年度的第0至3个月和第12个月,以及第12和24个月,使用胸部X线和痰培养对受试者进行活动性结核病筛查。使用药丸计数评估治疗完成情况。在24个月内测量肺结核发病率。

2016年11月至2017年11月,共有4027名受试者报名;4014人被纳入分析(中位年龄41岁;69.5%的女性;均使用抗逆转录病毒疗法)。异烟肼-利福喷丁联合用药组(n=3610)第一年的治疗完成率为90.4%,而异烟肼组(n=404)为50.5%(风险比,1.78[95%可信区间,1.61至1.95])。两次(n=1808)或一次(n=1802)接受异烟肼-利福喷丁联合用药组的结核病发病率相似(风险比0.96[CI,0.61至1.50])。注意,如果异烟肼-利福喷丁对治疗亚临床结核病有效,那么在第12个月进行的强化结核病筛查可能会降低其有效性。

结论:3个月异烟肼-利福喷丁的治疗完成率高于6个月异烟肼。在结核病传播率高的环境中,第二轮预防性治疗并没有为接受抗逆转录病毒治疗的人带来额外的益处。

参考文献:

[1]    CHURCHYARD G, CÁRDENAS V, CHIHOTA V, et al. Annual Tuberculosis Preventive Therapy for Persons With HIV Infection : ARandomized Trial[J]. Ann Intern Med, 2021,174(10): 1367-1376.

(CSF-mNGS&MLC)

参考文献:

Ramachandran P S, Ramesh A, Creswell F V, et al. Integrating central nervous system metagenomics and host response for diagnosis  of tuberculosis meningitis and its mimics[J]. Nat Commun, 2022,13(1):1675.


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