多重 PCR 检测技术在痰涂片阴性样本中同步鉴别结核分枝杆菌与非结核分枝杆菌的临床可行性研究

【字体: 时间:2025年05月31日 来源:Microbiology Spectrum 3.7

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  该研究开发并验证了一种多重 PCR 检测技术,可在单管反应中靶向 IS6110 和 rpoB 基因,同步检测结核分枝杆菌(M. tuberculosis)及 23 种非结核分枝杆菌(NTM)。其具高灵敏度、特异性及快速等优势,为临床鉴别诊断提供新方案,助力优化治疗策略。

  

研究背景与目的


结核病(TB)由结核分枝杆菌复合群(MTBC)引起,全球负担重,2023 年中国新发病例约 74.1 万。非结核分枝杆菌(NTM)感染临床症状与 TB 相似,二者鉴别困难,尤其在痰涂片阴性样本中。传统方法如涂片镜检灵敏度低(20–60%),培养耗时长,易导致误诊和治疗延误。本研究旨在开发一种快速、准确鉴别结核分枝杆菌(M. tuberculosis)与 NTM 的分子诊断方法,以满足临床需求。

材料与方法


研究设计与样本


研究分两阶段,首先开发多重 PCR 检测方法,随后在长沙市第一医院开展前瞻性单中心临床可行性研究。2023 年 2 月至 10 月,纳入 96 例痰涂片阴性疑似肺结核患者,排除曾患 TB、肺癌或 HIV 感染者。患者提供痰标本,进行涂片镜检、分枝杆菌培养、DNA 测序、Xpert MTB/RIF 检测及多重 PCR 检测。

检测方法


多重 PCR 检测靶向 M. tuberculosis 的 IS6110 基因和 NTM 的 rpoB 基因,使用 TaqMan 探针,通过不同荧光通道区分目标。DNA 提取采用自动化仪器,反应体系 25 μL,包含 Hot-Start Taq DNA 聚合酶等成分,反应条件经优化,总时长约 3 小时。以临床诊断结合培养结果为参考标准,评估检测性能。

结果


分析性能


多重 PCR 检测线性动态范围为 10?–103 copies/mL,检测下限(LOD)为 103 copies/mL。批内变异系数(CV)为 0.05–1.18%,批间 CV 为 0.08–2.57%,显示高精密性。特异性测试中,对 15 种非目标细菌无交叉反应,内参基因 RHOG 确保样本有效性。

临床可行性


在 96 例患者中,60 例诊断为肺结核(PTB),7 例为 NTM 肺炎,29 例为其他下呼吸道感染(LRTI)。多重 PCR 检测 M. tuberculosis 的灵敏度为 73.33%(44/60),特异性 100%;检测 NTM 的灵敏度 100%(7/7),特异性 94.33%。与 Xpert MTB/RIF 相比,多重 PCR 在部分培养阴性病例中检测到阳性结果,显示更高灵敏度。此外,成功识别 1 例 M. tuberculosis/NTM 混合感染。

讨论


该多重 PCR 检测通过优化靶基因选择(IS6110 和 rpoB)和探针设计,实现单管同步检测,避免传统方法的繁琐步骤和污染风险。与其他分子检测相比,其成本低($5 / 次)、耗时短(3 小时),适合资源有限地区。尽管存在样本量小、单中心等局限性,但在痰涂片阴性样本中表现出的高特异性和对混合感染的识别能力,显著提升了结核与 NTM 感染的诊断效率,为临床及时制定治疗方案提供依据,符合世界卫生组织(WHO)对新型诊断工具的要求。

结论


本研究开发的多重实时 PCR 检测可快速、准确鉴别痰涂片阴性样本中的 M. tuberculosis 和 NTM,具良好的分析性能和临床可行性,为结核和 NTM 感染的诊断提供了经济高效的新选择,有助于改善患者预后,支持全球 “终止 TB” 战略目标的实现。

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