资源：威特沃特斯兰大学

概要：

科学家们率先开发了一种检测结核细菌的方法，通过在细菌自身的装甲中添加一种分子，在荧光灯下点亮。

威特沃特斯兰大学，约翰内斯堡大学和国际研究人员的科学家们开创了一种创新的方法，通过在细菌自身的保护层中添加一种分子来检测结核细菌，该分子在荧光灯下发光。

在昨晚在科学转化医学杂志上发表的一篇论文中，作者报告说，结核分枝杆菌（Mtb）特异性可以用荧光海藻糖类似物检测。

这种类似物，一种称为DMN-海藻糖的新染料，仅在活的结核细菌内部点亮，这减轻了通常需要揭开细菌的耗时过程。

现在可以更准确快速地诊断和治疗结核病患者。

“我们定位新染色剂的过程就是创建一个更简单的过程，从而提供更快速，更高特异性地对涂片中的结核菌进行染色的机会，”生物医学结核研究卓越中心主任Bavesh Kana教授说。在Wits和论文的合着者。

传统上通过三种方式检测结核菌：

1.痰液[唾液]涂片染色显微镜

2.在实验室培养[生长]结核菌，需要长达42天

3.使用需要机器的GeneXpert机器检测结核细菌的DNA

新的DMN-海藻糖创新旨在使涂片显微镜更易于执行。

科学内部

结核菌是棒状的，并具有保护性外层 - 类似于包含并保护粉末内部的胶囊。其中一层是霉菌酸，由称为海藻糖的分子制成，这是一种脂肪“砖块”。

结核菌使用海藻糖建立自己的防御墙，保护细菌免受人体免疫力的损害。海藻糖是一种化学分子，对含有结核菌的有机体家族来说是独一无二的。

“霉菌酸是脂肪酸，因此，它们是蜡质的，它们形成厚厚的蜡质外衣，药物难以穿过 - 就像砖，这层保护细菌，”Kana说。

细胞自我保护

该创新涉及海藻糖与DMN分子的融合[缀合]。然后将得到的DMN-海藻糖供给痰源细菌。结核菌将其吸收并将DMN-海藻糖掺入其自身的细胞壁中。当用荧光灯照射时，细菌在显微镜下点亮。

结核细菌细胞继续使用这些“砖块”作为其保护墙，而忽略了对其化学成分的调整。

“你知道那些看不见的墨水笔，只有在你把正确的光照之前，你才能看到它吗？这就是这样的美丽 - 你不需要添加任何东西，由于它的化学特性，它点亮了，“Kana说。

DMN-海藻糖由Carolyn Bertozzi及其在斯坦福大学的团队创建。 Kana和Christopher S. Ealand博士以及Wits的Julian S. Peters博士在南非豪登省Soweto省添加了DMN-海藻糖痰涂片，并证明它可以用于从患者诊断标本中检测结核病。

没有洗涤高特异性的可能性染色

虽然现有的染色过程也可以区分结核病和其他细菌，但DMN-海藻糖染色只能活TB结核菌。

Kana说：“只有活的结核细菌才能做到这一点[照亮]，因为它们必须将DMN-海藻糖构建到细胞壁中。

DMN-海藻糖天然具有荧光和溶剂化变色[颜色变化]，并且仅在具有特异性TB型细菌的情况下才发光。其优点是没有背景信号表明除了TB型细菌以外的任何其他信号，因此不需要洗涤以揭示这些细菌。

“技术上这个过程变得非常简单，你可以取痰样品，用一些DMN-海藻糖孵育几个小时，涂抹它然后看它，没有洗涤，这是一种没有洗涤的高特异性活性染色剂，”假名。

结核病患者的进展

重要的是，新的DMN-海藻糖染色能够监测患者对治疗的反应。

例如，感染100TB细菌的患者可以预期在六个月的治疗期间TB细菌的数量逐渐减少。然而，现有的涂片诊断方法不足以证明某人实际上对治疗有反应，因为这些方法揭示了活的和死的细菌。

Kana说：“由于DMN-海藻糖只会污染活细菌，它将更好地表明结核病患者对治疗的反应有多好或差，”Kana说。

DMN-海藻糖已被证明可有效检测患者中的活结核细菌。 Neil Martinson博士，这篇论文的合着者和Wits围产期艾滋病毒研究小组的代理主任，收集了患者的痰标本。

“我们可以在临床标本中证明[DMN-海藻糖]，我们不是在实验室里做的 - 我们去了病人身上并涂抹了病人，Neil能够帮助我们得到这些病人，”Kana说。 。

科学家们尚未确定DMN-海藻糖是否能检测到活的但无活性或休眠的结核细菌，或不是棒状的Mtb。

Kana说：“我们看到结核杆菌不是棒状的，并且不会染色。