扫描电子显微镜下的结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis），这是导致结核病的细菌。图片来源：NIAID。
目前的结核病感染检测方法在HIV感染者中难以发现疾病。作为常见的共感染疾病，HIV通过消灭传统检测依赖的免疫细胞，使结核病得以隐藏。
尽管全球20亿结核病例中有90%以上为潜伏性感染——无症状且不具传染性——但HIV患者的免疫系统削弱可能导致潜伏性结核转为活动性，从而增加新感染传播的可能性，并常导致致命后果。结核病是全球HIV患者死亡的主要原因。
现在，杜兰大学的研究人员开发了一种新型手持式结核病检测工具，据《自然生物医学工程》期刊的一项新研究显示，该工具在HIV感染者中显著提高了检测能力。
这种设备由甲虫启发的化学反应驱动，无需电力，解决了长期以来阻碍消除这一世界最致命传染病的检测空白问题。
这款名为ASTRA（抗原特异性T细胞反应测定）的信用卡大小设备，仅需一滴血即可提供当日诊断结果，无需实验室或专业人员操作。在与传统的IGRA血液检测（干扰素-γ释放试验）对比测试中，ASTRA在HIV感染者中的检测特异性达到87%，而IGRA仅为60%，同时在无HIV共感染的结核病检测中也表现更优。
“我们的目标是开发一种可以在任何地方使用的结核病检测工具，为任何人提供更快、更准确的结果。”资深作者Tony Hu博士表示。他是杜兰大学生物技术创新Weatherhead总统讲席教授，同时也是杜兰细胞与分子诊断中心主任。
“当前的检测方法如IGRA成本过高，或者需要资源有限社区无法获得的设施。如果我们想要消除结核病，就必须尽可能多地诊断和治疗感染病例。”
主要作者、杜兰大学医学院生物化学助理教授Bo Ning补充道：“如果你所在的社区有免疫功能受损人群，他们可能携带潜伏性结核。这可以帮助阻断结核病的传播，并确保没有人被遗漏。”
为了开发出不会受HIV影响的检测工具，研究人员识别了两个新的生物标志物，这些标志物能够检测结核病而不依赖于易受病毒攻击的免疫细胞。
在将一滴血加入设备后，样品需要孵育四小时，以便预装试剂刺激免疫细胞产生反应。试剂的作用就像一张“通缉令”，询问免疫细胞是否曾见过结核分枝杆菌。
为了避免使用电力，研究人员从一个意想不到的来源获得了灵感——放屁甲虫。当受到威胁时，这种大型昆虫会混合两种化学物质，产生的反应会喷射出强力液体。类似地，ASTRA中的两种化学物质结合后推动样本穿过芯片，进行最终分析和诊断。
新设备可在约四小时内提供结果，而IGRA需要24小时，常见的结核皮试则需要两到三天才能得出诊断。
ASTRA的性能通过来自Eswatini（斯威士兰）的一组样本进行了验证。Eswatini是结核病发病率高且HIV流行率最高（27.3%）的国家。
Tony Hu指出，随着结核病对药物的耐药性不断增强，提高检测的准确性、可及性和速度变得更加重要。
“越早得到诊断，就能越快开始确定适当的治疗方案。”Hu说，“结核病是全球HIV患者最担心的病原体。如果治疗可用，我们就应该努力消灭这些细菌，无论它们是潜伏还是活跃。”
更多信息：自供能快速抗原特异性T细胞反应测定法用于结核分枝杆菌感染，《自然生物医学工程》（2025）。DOI: 10.1038/s41551-025-01441-5
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