來自自然雜誌
本週發表在《自然化學》1雜誌上的一項研究表明，一種高度特異性和靈敏的熒光分子可以快速檢測痰液樣本中的結核病（TB）細菌。科學家們希望它能很快成為一種快速且廉價的疾病診斷工具。
結核病具有毀滅性的影響。2010年，這種疾病每天造成近4000人死亡，主要發生在發展中國家。儘管有可用的治療方法，但診斷可能需要幾周時間，在此期間，患者可能會將感染傳播給他人。世界衛生組織估計，如果一名活動性結核病患者未經治療，他們平均每年會感染10至15人。
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“因尋求治療的延誤——或長期無效的治療——而造成的傳播對社會造成了巨大的代價，因此一種能夠解決檢測方法中不準確性的方法是一項突破，”紐約霍華德·休斯醫學研究所和阿爾伯特·愛因斯坦醫學院的微生物學家比爾·雅各布斯說。
最常見的活動性結核病檢測方法稱為痰塗片顯微鏡檢查，即在顯微鏡下檢查咳出的痰液中是否存在結核病菌。然而，這種方法需要訓練有素的實驗室人員，並且可能無法診斷出細菌數量不多的人，例如兒童的結核病。儘管其他方法可以診斷結核病，例如胸部X光片和血液檢查，但這些方法昂貴且難以在缺乏臨床基礎設施的偏遠地區使用。
為了解決這個問題，加利福尼亞州帕洛阿爾託市斯坦福大學的科學家，在化學家蔣洪（音譯 Jianghong Rao）的帶領下，利用天然產生的結核病蛋白 BlaC，創造了一種高效的檢測方法，該方法使用一種簡單的熒光分子。BlaC 是一種分泌型 β-內醯胺酶，可分解 β-內醯胺類物質，這是一類包括青黴素等抗生素的化學物質。研究人員設計的分子類似於 β-內醯胺，因此會被 BlaC 切成兩半。通常，探針保持無色，但當被切割時，它會釋放出綠色的熒光產物，可以使用包含發光二極體和幾個濾光片的自制盒子進行檢測。* 發出的微弱光線可以被手機攝像頭捕捉到，從而可以輕鬆地與臨床醫生分享——無需複雜的實驗室裝置。
以前使用類似技術的探針的缺點是會被產生 β-內醯胺酶的其他細菌啟用，因此它們對結核病沒有特異性。Rao 和他的團隊修改了他們的探針，以防止它被除結核病菌 BlaC 以外的任何物質切割。結果表明，該測試非常靈敏，可以檢測到未經處理的人痰中少於十個結核病菌。
未參與這項研究的雅各布斯說：“這種方法非常強大，因為它不依賴於顯微鏡和實驗室設施。而且它比目前可用的其他測試方法靈敏得多。”
全球生物診斷公司（位於德克薩斯州坦普爾市）目前正在開發原型測試產品，預計該產品將於 2015 年上市。
馬薩諸塞州波士頓哈佛公共衛生學院的微生物學家埃裡克·魯賓說，儘管該探針仍需要臨床測試，“基於此原理的診斷方法可能會在藥物開發和疾病控制方面產生重大影響，尤其是在技術獲取受限的地區”。
*更正（2012年9月7日）：本文最初宣告熒光分子發出藍光。它產生綠光。文字已更改以反映這一點。
本文經自然雜誌許可轉載。該文章最初於 2012 年 9 月 2 日發表。