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为解决结核病早期诊断难题，哈尔滨医科大学的研究人员开展外周血微生物组及结核分枝杆菌来源 rsRNA 作为结核病诊断生物标志物的研究，发现相关特征和分子可用于诊断，为结核病诊断提供新方向。
结核病（Tuberculosis，TB），这个由结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis，Mtb）引发的 “健康杀手”，在全球范围内肆意横行。据世界卫生组织 2024 年发布的《全球结核病报告》显示，2023 年约有 1080 万人患上结核病，125 万人因此失去生命 。在与结核病的长期斗争中，早期诊断一直是关键难题。传统的基于痰液的检测方法，就像带着镣铐跳舞，存在诸多限制。痰液样本采集困难，其复杂的成分还会干扰核酸提取和扩增，影响检测准确性。而世界卫生组织推荐的快速分子诊断方法 Xpert MTB/RIF，虽然在痰液检测中有一定优势，但对非痰液样本检测时，灵敏度大幅下降，在成人高结核病负担和高 TB/HIV 共感染地区，其诊断灵敏度仅为 62 - 69%，在儿童中的灵敏度为 55.3 - 72.9%。因此，寻找一种更便捷、准确的非痰液检测方法迫在眉睫。
在这样的背景下，哈尔滨医科大学的研究人员勇挑重担，开展了一项极具意义的研究。他们试图通过探索外周血微生物组特征以及结核分枝杆菌基因组衍生的小 RNA 分子（rRNA-derived small RNA，rsRNA），为结核病诊断开辟新的道路。最终，他们的努力取得了丰硕成果，研究发现一组血液微生物组特征和 Mtb 来源的 rsRNA 可作为血液生物标志物用于结核病诊断，这一成果为结核病的早期诊断带来了新的希望。该研究成果发表在《Journal of Translational Medicine》期刊上。
为了实现这一目标，研究人员运用了多种先进技术方法。他们从 NCBI-SRA 数据库检索 TB 患者和健康对照者的血液 RNA 测序数据，精心筛选出符合条件的数据集进行分析。同时，对 TB 患者和健康对照者血浆外泌体进行小 RNA 测序（Small RNA-seq），并通过实时定量逆转录聚合酶链反应（real-time quantitative reverse transcription PCR，RT-qPCR）测定候选 Mtb rsRNAs 的水平。此外，还纳入了 73 例 TB 患者和 62 例健康对照者的独立队列，以验证研究结果的可靠性。
下面来详细看看研究结果。
- 血液微生物组成：对 TB 患者和健康对照者血液微生物进行分析后发现，细菌在血液微生物中占比超 97%。TB 患者血液中细菌、真菌和病毒的 α 多样性降低，不过 β 多样性无显著变化。在微生物种类上，TB 患者血液中芽孢杆菌门（Bacillota）、放线菌门（Actinomycetota）、拟杆菌门（Bacteroidota）和蓝藻门（Cyanobacteriota）的丰度增加，而变形菌门（Pseudomonadota）减少。同时，有 25 种细菌属在 TB 患者血液中富集，10 种在健康个体血液中富集。
- 差异微生物组与结核分枝杆菌的相关性：研究发现与结核分枝杆菌属相关的微生物包括 69 种细菌属、6 种真菌属和 4 种病毒属。通过分析，确定了 11 种与结核分枝杆菌相关的差异细菌属，其中 6 种（Priestia、Mycobacterium、Nocardioides、Agrobacterium、Bradyrhizobium 和 Escherichia）在 TB 患者和健康对照者之间存在显著差异。基于这 6 种细菌属构建的诊断模型，曲线下面积（Area under the curve，AUC）达到 0.8945，展现出良好的诊断效能。
- rsRNAs 的鉴定与分析：研究人员从 TB 患者血液和血浆外泌体中鉴定出了映射到 Mtb 基因组的 rsRNAs。高丰度 rsRNAs 分布在多个细菌属，而低丰度 rsRNAs 特异性匹配结核分枝杆菌属。RNA 测序分析显示，TB 患者和健康对照者的 rsRNAs 表达水平存在差异，血浆外泌体 Small RNA-seq 进一步验证了 TB 患者中 rsRNAs 水平更高。在独立队列中，16 S-L1 和 16 S-L2 这两种低丰度 rsRNAs 对结核病诊断具有良好价值，二者联合诊断的 AUC 为 0.7197 。
在研究结论和讨论部分，研究人员发现的血液微生物组多样性降低，与 TB 患者肠道和肺部微生物群多样性改变一致，但背后的机制还需进一步探索。他们构建的由 6 种细菌属组成的微生物组特征诊断模型，以及确定的 2 种血浆 rsRNA 诊断标志物，为结核病诊断提供了新的非痰液检测指标。虽然这些新指标的诊断效能与其他非痰液诊断方法相当，但仍需在不同人群中广泛验证。此外，研究人员还指出，未来应进一步研究 rsRNAs 对宿主模式识别受体的分子作用以及其他潜在靶点，明确其在结核病易感性和疾病进展中的作用。同时，开展前瞻性研究，探索血浆细菌 RNA 与结核病进展的关系，有助于制定个性化治疗策略，提高患者治疗效果。
总的来说，这项研究意义重大。它首次揭示了 TB 患者循环微生物 rsRNAs 的存在，并验证了其作为血浆诊断标志物的潜力。研究成果为结核病的早期诊断提供了新的思路和方法，有望推动结核病诊断技术的发展，让我们在与结核病的斗争中迈出更坚实的一步。
