結核病是世界性重大的公共衛生問題。隨著“精準醫學”概念的提出，結核病的防治被帶入精準醫學的時代，結核病的精準診斷、治療和患者管理方面取得了許多重要進展，但是還存在諸多挑戰。要抓住機遇，用精準醫療的理念建立并完善新型結核病防治措施，建立患者的精準診斷標準，制訂精準的治療方案，早期鑒定治療失敗的高風險人群，及時開展精準的個體干預措施，提高結核病患者的治療水平，從而有效阻斷結核病在人群中的傳播，為達成 2035 年“消滅結核病”的宏偉目標不懈努力。
引用本文： 逄宇, 李亮. 精準醫療助力結核病防治. 華西醫學, 2018, 33(8): 921-925. doi: 10.7507/1002-0179.201807059 復制
2015 年 1 月 20 日，美國時任總統奧巴馬在國情咨文提出了“精準醫療”計劃，旨在通過分析 100 多萬名美國志愿者基因信息，了解疾病形成機制，相應開發藥物，實現精準施藥[1]。2015 年 3 月，習近平主席指示科技部召開了國家首次精準醫學戰略專家座談會，明確精準醫學將為我國醫學發展帶來一場新的改革或顛覆性革命[2]。2016 年我國將精準醫療納入國家“十三五”規劃，計劃在 2030 年前投入 600 億元，積極將精準醫療概念引入科學研究和臨床實踐中，一場醫學革命正席卷全球。
何為精準醫療？其本質是綜合運用基因組、轉錄組、蛋白質組等組學技術和醫學前沿技術，通過對大樣本人群與特定疾病類型進行生物標志物的鑒定與應用，從而精確尋找到疾病的原因，確認針對性的治療靶點，并對疾病的不同狀態和過程進行精確分類，最終實現對患者進行個性化精準治療的目的，提高疾病預防與診治的效益[1, 3]。精準醫療計劃的近期目標是針對癌癥和糖尿病開展的，希望能以這兩種常見病為突破口，開啟其他遺傳病和慢性病的防治[1]。與美國國情不盡相同，盡管癌癥和糖尿病仍是困擾我國的重要慢性非傳染病，對病死原因有重大貢獻度的慢性傳染性疾病應作為研究重點，近年，結核病的精準醫療方面取得了許多重要進展。
1 結核病的精準診斷
痰涂片和培養仍然是現階段結核病患者發現最主要的實驗室檢查手段，然而兩種細菌學檢查方法受到很多因素的影響[4]。傳統的痰涂片抗酸染色雖然特異度較高，但靈敏度低，同時無法區分結核分枝桿菌和非結核分枝桿菌也是其重要問題之一。分枝桿菌培養雖然被認定為結核病實驗室診斷的“金標準”，但其診斷的周期受限于結核分枝桿菌緩慢生長的速度，通常需 4～8 周時間獲得結果，因此，貽誤了患者最佳治療時間[5]。即便是綜合運用上面兩種方法也仍有 50% 患者缺乏病原學診斷依據，換言之，約有 50% 患者僅依靠影像學或者臨床癥狀進行診斷，鑒于結核病患者癥狀與其他呼吸疾病存在很多相似性，因此如何提高菌陰結核病患者診斷是結核病精準醫療的首要挑戰。
近年來，隨著分子生物技術的突飛猛進，一批用于結核病早期診斷的快速診斷技術涌現出來，相比于傳統的細菌學檢測方法，分子生物學檢測方法擁有更快的檢測周期，同時具有很高的靈敏度，來自國內外數個多中心大樣本臨床評估結果表明多種分子生物學檢測技術不僅對于菌陽結核病患者具有很高的檢出率，對于培養陰性的結核病患者也具有一定的陽性檢出率[6-7]。上述研究成果拓展了分子生物學檢測技術用于菌陰結核的應用前景，特別是 2013 年世界衛生組織修訂了結核病的診斷標準，將世界衛生組織推薦的 GeneXpert MTB/RIF 和 TB-LAMP 技術陽性檢出結果視同于細菌學檢測陽性，作為病原學陽性結核的診斷依據[8]，極大地補充了傳統細菌學檢測方法，積極發揮分子生物學對于涂陰結核病患者診斷的優勢更好地服務臨床。
菌陰結核病診斷的另一個重要實驗室診斷技術為病理學診斷。傳統的肺結核病理學診斷主要采用抗酸染色及蘇木素-伊紅染色等，但由于其他感染亦可能出現上述特征，聯合其他結核特異性的檢測方法，對于提高病理學在菌陰結核病診斷具有重要意義[9]。近年，有報道指出采用結核特異性抗體進行免疫組織化學的檢測可將傳統抗酸染色檢測結核的靈敏度提高 20% 以上[10]。此外，多種核酸檢測技術相繼問世，為結核病的分子病理學診斷提供了更多選擇，不僅提高了檢測靈敏度，同時能快速鑒別診斷結核分枝桿菌與非結核分枝桿菌感染。分子病理檢測將作為結核病輔助診斷，特別是在菌陰結核病及肺外結核精準診斷中發揮更重大的作用。
但不可否認，盡管新型診斷技術為臨床診斷結核病提供了眾多選擇，但依賴于痰標本的肺結核檢出策略差強人意，一方面現有檢測技術依賴于高質量痰標本，因此當患者提供唾液痰時，標本檢出率顯著降低[11]；另一方面，痰標本中結核分枝桿菌的檢出，依賴于結核病灶進展并與引流支氣管相通，當患者在結核病發病早期階段就診時，由于病灶結核分枝桿菌未能進入氣管，因此使用基于痰標本檢測的細菌學及分子生物學方法無法完成對早期結核病患者的診斷[12]。2009 年，有文章報道，通過檢測尿液中是否存在脂阿拉伯甘露聚糖（lipoarabinomannan，LAM，一種結核分枝桿菌細胞壁的成分，在活躍代謝的結核分枝桿菌中會大量合成并脫落到患者血液中，當帶有 LAM 的血液經過腎臟時，部分 LAM 能進入患者尿液中），能夠診斷患者是否為結核病患者[13]。前期的評估結果表明基于 LAM 的抗原檢測方法在人類免疫缺陷病毒（human immunodeficiency virus，HIV）陽性的結核病患者中靈敏度為 67%，遠高于 HIV 陰性結核病患者的 14%，提示基于尿液的 TB-LAM 檢測方法僅適于 HIV 感染人群的結核早期檢測[13]。世界衛生組織 2015 年推薦 TB-LAM 可作為 CD4 細胞計數小于 100 個/μL 或癥狀嚴重的 HIV 陽性患者出現結核病疑似癥狀（肺結核或肺外結核）的輔助診斷[14]。2017 年，Liu 等[15]報道一種基于對結核分枝桿菌分泌蛋白的培養濾液蛋白 10 和早期分泌靶抗原 6 為標志物的抗原檢測方法，利用高靈敏度的質譜技術可從結核病患者血液發現活躍代謝的結核分枝桿菌分泌的蛋白肽段，從而對菌陰結核病患者早期診斷提供實驗室證據。
除了分泌抗原的檢測方法，尋找血液中新型診斷標志物也將拓展結核病精準診斷范疇。筆者認為未來新型診斷標志物的突破可能存在于以下兩個方面：一方面，結核分枝桿菌的基因組 DNA 會在代謝過程或被巨噬細胞殺滅過程中，釋放 DNA 進入患者血液或其他體液標本中，這種細胞外的 DNA 稱為游離 DNA（cell-free DNA），因此，可從血液或其他體液中通過檢測是否存在結核分枝桿菌游離 DNA 實現對患者早期診斷[16]。Che 等[17]發現通過從胸水中檢測游離 DNA 可顯著提高結核性胸膜炎的檢測效率，提示游離 DNA 在結核病診斷中的潛在價值。另一方面，基于外泌體發現的非編碼 RNA 被廣泛應用于腫瘤、精神類疾病的早期診斷[18]。外泌體中豐富的非編碼 RNA 使其檢測成為一種有巨大潛在價值的無創診斷方法。目前結核病外泌體研究尚處于早期階段[19]，隨著對結核病患者血液外泌體內含物質組學的解析，未來將有越來越多的新型標志物適于結核病的精準診斷。
2 耐藥結核的精準診斷
結核病精準治療的核心是形成有效的抗結核治療方案，而制定方案需要依賴于準確的體外藥物敏感性（藥敏）試驗結果。傳統的表型藥敏試驗耗時較長，且部分藥物（如吡嗪酰胺和某些二線抗結核藥物）的表型檢測不穩定或尚無關鍵濃度，因此，對于耐藥患者治療方案的制訂往往依賴于患者治療史[20]。近年來，基于耐藥相關基因檢測的分子藥敏在數小時內可以檢測患者對利福平、異煙肼、氟喹諾酮、乙胺丁醇等藥物的耐藥結果[21-23]。目前世界衛生組織推薦，GenoType MTBDRplus 可用于耐多藥患者的早期診斷，其二代產品 GenoType MTBDRsl 可用于已診斷利福平耐藥或者耐多藥患者對氟喹諾酮和二線注射類藥物的藥敏檢測[24]。
分子藥敏的應用，使臨床醫生能及時診斷耐藥患者，開展有針對性的治療，但現有分子診斷技術存在不足。首先，分子藥敏的檢測基礎為基因擴增，因此需耐藥菌在菌群中所占比例大于 20% 才能檢出，對于耐藥菌株比例較低的標本，可能獲得“假陰性”結果[25]。全基因測序技術用于結核分枝桿菌分子藥敏檢測將克服以上不足，它能高通量、準確地從患者分離菌株中檢出結核分枝桿菌耐藥菌比例，為開展精準治療提供重要的實驗室證據[26]。
3 結核病的精準治療
上個世紀 90 年代中期，世界衛生組織提出面視下短程化學治療方案及聯合、全程用藥原則，結核病的治愈率顯著提高，但仍有約 15% 患者治療失敗[2]。患者治療效果的差異反映了不同患者對標準化治療方案應答的個體差異，造成上述差異的原因較為復雜，其一，不同患者群體（老年人、兒童和 HIV 患者）、不同合并癥患者、結核分枝桿菌不同耐藥譜對治療效果均會產生顯著的影響；其二，不同患者對抗結核藥物的吸收及代謝差別會影響藥物在血液中的濃度，目前機制研究較清楚的是 N-乙酰基轉移酶 2（N-acetyltransferase 2，NAT2）與異煙肼代謝的影響，通常而言根據 NAT2 等位基因的不同可分為快乙酰化基因型和慢乙酰化基因型，慢乙酰化基因型比快乙酰化基因型肝毒性發生率更高，同時快乙酰化基因型的血藥濃度低于慢乙酰化基因型[27]，因此基于 NAT2 基因型分析對結核病患者制定個體化異煙肼用藥具有重要意義。但不可否認，血藥濃度不僅與代謝基因有關，還受很多其他因素影響，因此，對患者進行治療藥物檢測將更精準地反映患者對藥物的吸收利用狀況，從而有效地制訂并調整治療方案，在對結核分枝桿菌達到殺滅作用的同時最大程度地減少不良反應。
2012 年，經過近半個世紀全球結核病新藥研發的沉寂和厚積薄發，第一抗結核新藥貝達喹啉經過美國食品藥品監督管理局審批，正式進入臨床使用階段，其作用機制為干擾結核分枝桿菌 ATP 合成酶質子泵，阻斷細胞能量產生過程[28]。另一個抗結核新藥是硝基咪唑類的德拉馬尼，它能抑制結核分枝桿菌分枝菌酸的合成，影響結核分枝桿菌細胞壁形成[29]。除了上述兩種新藥，未來將有更多的針對結核分枝桿菌的靶向藥物問世，包括抑制蛋白質合成的 Sutezolid、Deplazolid 和 PA824，抑制結核分枝桿菌細胞壁合成的 SQ109 和 PBTZ169，多數靶向藥物有更好抑制效果，同時對于耐藥結核病也有效[30]。
除了基于抗結核藥物的化學治療，基于宿主開展的免疫治療成為結核病精準治療的一個重要方面。宿主導向的免疫治療通過調節宿主免疫系統控制或者清除結核分枝桿菌，對于提高患者的治療效果，降低患者復發具有顯著影響[31]。目前針對宿主的免疫調節劑主要包括分枝桿菌全菌、分枝桿菌產物、細胞因子及其他免疫調節制劑。滅活的母牛分枝桿菌是最主要被用于免疫治療的疫苗，一篇匯總了 54 項研究報告的 Meta 分析表明母牛分枝桿菌聯合抗結核藥物使用能夠顯著促進結核病患者痰菌轉陰，同時提高患者影像學癥狀改善[32]。細胞因子治療也成為免疫治療的一個重要組成部分，盡管研究數量較少，但現有證據表明聯合使用伽馬干擾素和（或）白細胞介素-12 能顯著提高耐多藥結核病患者的治療效果[33]。在其他免疫調節劑中，最受矚目的當屬維生素 D，維生素 D 通過循環免疫應答及抗原刺激免疫反應，有助于肺結核患者更快康復[34]。盡管免疫治療必須依賴于抗結核藥物的聯合使用，但不可否認基于患者個體自身免疫狀態而開展的針對性治療將在結核病精準治療中發揮重要作用。
盡管當前結核病治療取得重大進展，新藥層出不窮、抗結核治療方法不斷豐富使臨床醫生有更多的手段治療結核病，但不可否認在精準醫療領域還存在諸多難題：首先，針對潛伏感染者的預防性治療是目前臨床重要難題。目前世界衛生組織推薦對于重點結核潛伏感染人群開展預防性治療，然而僅 10% 的潛伏感染者會發展成結核病，換言之 90% 的潛伏感染者可能經歷長期服用預防治療方案帶來的不良反應[35]，如何尋找新型標志物以準確鑒定發病高風險人群是精準治療潛伏感染結核病患者的核心。其次，結核病治療需多藥聯合以有效殺滅潛在的耐藥結核分枝桿菌，提高治療效果。但目前不同藥物間相互作用不清晰，僅有少量研究表明乙胺丁醇可能通過抑制細胞壁合成提高結核分枝桿菌細胞的通透性[36]，因此與大部分抗結核藥物存在協同作用，但其他藥物，特別是新型抗結核藥物間的協同或拮抗作用需進一步闡釋，從而最大限度發揮不同抗結核藥物在化學治療方案中的效果。再次，近年針對結核分枝桿菌特定蛋白開發的靶向藥物提高了治療效果，但藥物進入人體后，通常全身性分布，和腫瘤等領域將藥物特異性聚集在病灶附近的“靶向治療”存在一定差別，鑒于抗結核治療不良反應常與長期服藥導致藥物在患者體內非特異性分布有關，如何開發結核病灶局部定位的“靶向治療”藥物將是對結核病精準治療的重大突破。
4 結核病的精準管理
當患者制訂適宜的治療方案之后，實施有效的治療管理是化學治療成敗的關鍵。傳統的結核病患者的治療管理主要依賴于基層衛生人員面視下的督導管理，然而這種管理方式在某些情況實施存在一定困難，因此如何充分利用高科技方式實現對患者的精準管理是提升結核病防治水平的重要舉措。目前比較成熟的患者管理系統主要包括電子藥盒和移動醫療 APP。先前一項在中國基層開展的研究表明使用電子藥盒后，患者的失訪率從先期的 29.9% 顯著下降到 13.9%，提示電子藥盒能顯著提升患者依從性[37]。盡管使用電子藥盒在患者管理方面取得了比較可喜的結果，但電子藥盒的攜帶便捷性是一個主要問題。伴隨著手機和網絡的普及，越來越多的慢性病管理使用移動醫療 APP 方式，中國疾病預防控制中心結核病防治臨床中心、中華醫學會結核病學分會、全國結核病醫院聯盟、首都醫科大學附屬北京胸科醫院及其他合作伙伴，共同開發建設的“結核助手”APP，則是服務于廣大結核病患者的手機移動軟件，具有提醒結核病患者按時服藥和復診的功能，并定期向患者發布關于結核病的知識和資訊，實現與醫生的隨時溝通，提高治療依從性和療效。我們相信，利用當前移動互聯網終端普及的優勢，使其在結核病防治和患者服務中發揮作用，讓結核病患者能更好地進行自我管理，是實現結核病患者精準管理的最佳解決之道。
5 大數據助力結核病精準防治
隨著互聯網、云計算等新一代信息技術的應用和推廣，大數據時代應運而生。大數據中含有豐富的信息資源，通過對數據信息的有效提取和挖掘開發其潛在有效價值。醫學發展已由傳統醫學階段進入循證醫學階段，而提高循證醫學的精準程度離不開大數據的深度開發[38]。在結核病防治領域，大數據正發揮著日益重要的作用，其中尤其在結核病影像學診斷領域，通過對大數據的深度發掘和電腦的自動學習功能，電腦軟件對結核病患者影像學診斷的準確度為 90%，優于人工判讀的 82%[39]。此外，在臨床中基于 3D 影像數據技術，通過對比不同時期患者隨訪的影像學檢測結果，能輕而易舉地檢測、評估患者病情的發展和療效，在時間軸上量化患者病灶大小及嚴重程度，為個體化治療提供依據。影像學僅僅是大數據在結核領域應用的一個重要方面，基于大數據聯合云計算技術，能輔助臨床醫生、科研工作者、生物信息學家們整合所需的大數據，并挖掘分析以促進多學科領域的發展與更新，為結核病精準醫學的發展提供強大的技術支持。
6 結語
精準醫療正滲透在結核病防治領域的每個環節，我們要抓住機遇，用精準醫療理念建立并完善新型結核病防治措施，建立患者精準診斷標準，制訂精準治療方案，早期鑒定治療失敗的高風險人群，及時開展精準個體干預措施，提高結核病患者治療水平，從而有效阻斷結核病在人群中傳播，為達成 2035 年“消滅結核病”的宏偉目標不懈努力。
2015 年 1 月 20 日，美國時任總統奧巴馬在國情咨文提出了“精準醫療”計劃，旨在通過分析 100 多萬名美國志愿者基因信息，了解疾病形成機制，相應開發藥物，實現精準施藥[1]。2015 年 3 月，習近平主席指示科技部召開了國家首次精準醫學戰略專家座談會，明確精準醫學將為我國醫學發展帶來一場新的改革或顛覆性革命[2]。2016 年我國將精準醫療納入國家“十三五”規劃，計劃在 2030 年前投入 600 億元，積極將精準醫療概念引入科學研究和臨床實踐中，一場醫學革命正席卷全球。
何為精準醫療？其本質是綜合運用基因組、轉錄組、蛋白質組等組學技術和醫學前沿技術，通過對大樣本人群與特定疾病類型進行生物標志物的鑒定與應用，從而精確尋找到疾病的原因，確認針對性的治療靶點，并對疾病的不同狀態和過程進行精確分類，最終實現對患者進行個性化精準治療的目的，提高疾病預防與診治的效益[1, 3]。精準醫療計劃的近期目標是針對癌癥和糖尿病開展的，希望能以這兩種常見病為突破口，開啟其他遺傳病和慢性病的防治[1]。與美國國情不盡相同，盡管癌癥和糖尿病仍是困擾我國的重要慢性非傳染病，對病死原因有重大貢獻度的慢性傳染性疾病應作為研究重點，近年，結核病的精準醫療方面取得了許多重要進展。
1 結核病的精準診斷
痰涂片和培養仍然是現階段結核病患者發現最主要的實驗室檢查手段，然而兩種細菌學檢查方法受到很多因素的影響[4]。傳統的痰涂片抗酸染色雖然特異度較高，但靈敏度低，同時無法區分結核分枝桿菌和非結核分枝桿菌也是其重要問題之一。分枝桿菌培養雖然被認定為結核病實驗室診斷的“金標準”，但其診斷的周期受限于結核分枝桿菌緩慢生長的速度，通常需 4～8 周時間獲得結果，因此，貽誤了患者最佳治療時間[5]。即便是綜合運用上面兩種方法也仍有 50% 患者缺乏病原學診斷依據，換言之，約有 50% 患者僅依靠影像學或者臨床癥狀進行診斷，鑒于結核病患者癥狀與其他呼吸疾病存在很多相似性，因此如何提高菌陰結核病患者診斷是結核病精準醫療的首要挑戰。
近年來，隨著分子生物技術的突飛猛進，一批用于結核病早期診斷的快速診斷技術涌現出來，相比于傳統的細菌學檢測方法，分子生物學檢測方法擁有更快的檢測周期，同時具有很高的靈敏度，來自國內外數個多中心大樣本臨床評估結果表明多種分子生物學檢測技術不僅對于菌陽結核病患者具有很高的檢出率，對于培養陰性的結核病患者也具有一定的陽性檢出率[6-7]。上述研究成果拓展了分子生物學檢測技術用于菌陰結核的應用前景，特別是 2013 年世界衛生組織修訂了結核病的診斷標準，將世界衛生組織推薦的 GeneXpert MTB/RIF 和 TB-LAMP 技術陽性檢出結果視同于細菌學檢測陽性，作為病原學陽性結核的診斷依據[8]，極大地補充了傳統細菌學檢測方法，積極發揮分子生物學對于涂陰結核病患者診斷的優勢更好地服務臨床。
菌陰結核病診斷的另一個重要實驗室診斷技術為病理學診斷。傳統的肺結核病理學診斷主要采用抗酸染色及蘇木素-伊紅染色等，但由于其他感染亦可能出現上述特征，聯合其他結核特異性的檢測方法，對于提高病理學在菌陰結核病診斷具有重要意義[9]。近年，有報道指出采用結核特異性抗體進行免疫組織化學的檢測可將傳統抗酸染色檢測結核的靈敏度提高 20% 以上[10]。此外，多種核酸檢測技術相繼問世，為結核病的分子病理學診斷提供了更多選擇，不僅提高了檢測靈敏度，同時能快速鑒別診斷結核分枝桿菌與非結核分枝桿菌感染。分子病理檢測將作為結核病輔助診斷，特別是在菌陰結核病及肺外結核精準診斷中發揮更重大的作用。
但不可否認，盡管新型診斷技術為臨床診斷結核病提供了眾多選擇，但依賴于痰標本的肺結核檢出策略差強人意，一方面現有檢測技術依賴于高質量痰標本，因此當患者提供唾液痰時，標本檢出率顯著降低[11]；另一方面，痰標本中結核分枝桿菌的檢出，依賴于結核病灶進展并與引流支氣管相通，當患者在結核病發病早期階段就診時，由于病灶結核分枝桿菌未能進入氣管，因此使用基于痰標本檢測的細菌學及分子生物學方法無法完成對早期結核病患者的診斷[12]。2009 年，有文章報道，通過檢測尿液中是否存在脂阿拉伯甘露聚糖（lipoarabinomannan，LAM，一種結核分枝桿菌細胞壁的成分，在活躍代謝的結核分枝桿菌中會大量合成并脫落到患者血液中，當帶有 LAM 的血液經過腎臟時，部分 LAM 能進入患者尿液中），能夠診斷患者是否為結核病患者[13]。前期的評估結果表明基于 LAM 的抗原檢測方法在人類免疫缺陷病毒（human immunodeficiency virus，HIV）陽性的結核病患者中靈敏度為 67%，遠高于 HIV 陰性結核病患者的 14%，提示基于尿液的 TB-LAM 檢測方法僅適于 HIV 感染人群的結核早期檢測[13]。世界衛生組織 2015 年推薦 TB-LAM 可作為 CD4 細胞計數小于 100 個/μL 或癥狀嚴重的 HIV 陽性患者出現結核病疑似癥狀（肺結核或肺外結核）的輔助診斷[14]。2017 年，Liu 等[15]報道一種基于對結核分枝桿菌分泌蛋白的培養濾液蛋白 10 和早期分泌靶抗原 6 為標志物的抗原檢測方法，利用高靈敏度的質譜技術可從結核病患者血液發現活躍代謝的結核分枝桿菌分泌的蛋白肽段，從而對菌陰結核病患者早期診斷提供實驗室證據。
除了分泌抗原的檢測方法，尋找血液中新型診斷標志物也將拓展結核病精準診斷范疇。筆者認為未來新型診斷標志物的突破可能存在于以下兩個方面：一方面，結核分枝桿菌的基因組 DNA 會在代謝過程或被巨噬細胞殺滅過程中，釋放 DNA 進入患者血液或其他體液標本中，這種細胞外的 DNA 稱為游離 DNA（cell-free DNA），因此，可從血液或其他體液中通過檢測是否存在結核分枝桿菌游離 DNA 實現對患者早期診斷[16]。Che 等[17]發現通過從胸水中檢測游離 DNA 可顯著提高結核性胸膜炎的檢測效率，提示游離 DNA 在結核病診斷中的潛在價值。另一方面，基于外泌體發現的非編碼 RNA 被廣泛應用于腫瘤、精神類疾病的早期診斷[18]。外泌體中豐富的非編碼 RNA 使其檢測成為一種有巨大潛在價值的無創診斷方法。目前結核病外泌體研究尚處于早期階段[19]，隨著對結核病患者血液外泌體內含物質組學的解析，未來將有越來越多的新型標志物適于結核病的精準診斷。
2 耐藥結核的精準診斷
結核病精準治療的核心是形成有效的抗結核治療方案，而制定方案需要依賴于準確的體外藥物敏感性（藥敏）試驗結果。傳統的表型藥敏試驗耗時較長，且部分藥物（如吡嗪酰胺和某些二線抗結核藥物）的表型檢測不穩定或尚無關鍵濃度，因此，對于耐藥患者治療方案的制訂往往依賴于患者治療史[20]。近年來，基于耐藥相關基因檢測的分子藥敏在數小時內可以檢測患者對利福平、異煙肼、氟喹諾酮、乙胺丁醇等藥物的耐藥結果[21-23]。目前世界衛生組織推薦，GenoType MTBDRplus 可用于耐多藥患者的早期診斷，其二代產品 GenoType MTBDRsl 可用于已診斷利福平耐藥或者耐多藥患者對氟喹諾酮和二線注射類藥物的藥敏檢測[24]。
分子藥敏的應用，使臨床醫生能及時診斷耐藥患者，開展有針對性的治療，但現有分子診斷技術存在不足。首先，分子藥敏的檢測基礎為基因擴增，因此需耐藥菌在菌群中所占比例大于 20% 才能檢出，對于耐藥菌株比例較低的標本，可能獲得“假陰性”結果[25]。全基因測序技術用于結核分枝桿菌分子藥敏檢測將克服以上不足，它能高通量、準確地從患者分離菌株中檢出結核分枝桿菌耐藥菌比例，為開展精準治療提供重要的實驗室證據[26]。
3 結核病的精準治療
上個世紀 90 年代中期，世界衛生組織提出面視下短程化學治療方案及聯合、全程用藥原則，結核病的治愈率顯著提高，但仍有約 15% 患者治療失敗[2]。患者治療效果的差異反映了不同患者對標準化治療方案應答的個體差異，造成上述差異的原因較為復雜，其一，不同患者群體（老年人、兒童和 HIV 患者）、不同合并癥患者、結核分枝桿菌不同耐藥譜對治療效果均會產生顯著的影響；其二，不同患者對抗結核藥物的吸收及代謝差別會影響藥物在血液中的濃度，目前機制研究較清楚的是 N-乙酰基轉移酶 2（N-acetyltransferase 2，NAT2）與異煙肼代謝的影響，通常而言根據 NAT2 等位基因的不同可分為快乙酰化基因型和慢乙酰化基因型，慢乙酰化基因型比快乙酰化基因型肝毒性發生率更高，同時快乙酰化基因型的血藥濃度低于慢乙酰化基因型[27]，因此基于 NAT2 基因型分析對結核病患者制定個體化異煙肼用藥具有重要意義。但不可否認，血藥濃度不僅與代謝基因有關，還受很多其他因素影響，因此，對患者進行治療藥物檢測將更精準地反映患者對藥物的吸收利用狀況，從而有效地制訂并調整治療方案，在對結核分枝桿菌達到殺滅作用的同時最大程度地減少不良反應。
2012 年，經過近半個世紀全球結核病新藥研發的沉寂和厚積薄發，第一抗結核新藥貝達喹啉經過美國食品藥品監督管理局審批，正式進入臨床使用階段，其作用機制為干擾結核分枝桿菌 ATP 合成酶質子泵，阻斷細胞能量產生過程[28]。另一個抗結核新藥是硝基咪唑類的德拉馬尼，它能抑制結核分枝桿菌分枝菌酸的合成，影響結核分枝桿菌細胞壁形成[29]。除了上述兩種新藥，未來將有更多的針對結核分枝桿菌的靶向藥物問世，包括抑制蛋白質合成的 Sutezolid、Deplazolid 和 PA824，抑制結核分枝桿菌細胞壁合成的 SQ109 和 PBTZ169，多數靶向藥物有更好抑制效果，同時對于耐藥結核病也有效[30]。
除了基于抗結核藥物的化學治療，基于宿主開展的免疫治療成為結核病精準治療的一個重要方面。宿主導向的免疫治療通過調節宿主免疫系統控制或者清除結核分枝桿菌，對于提高患者的治療效果，降低患者復發具有顯著影響[31]。目前針對宿主的免疫調節劑主要包括分枝桿菌全菌、分枝桿菌產物、細胞因子及其他免疫調節制劑。滅活的母牛分枝桿菌是最主要被用于免疫治療的疫苗，一篇匯總了 54 項研究報告的 Meta 分析表明母牛分枝桿菌聯合抗結核藥物使用能夠顯著促進結核病患者痰菌轉陰，同時提高患者影像學癥狀改善[32]。細胞因子治療也成為免疫治療的一個重要組成部分，盡管研究數量較少，但現有證據表明聯合使用伽馬干擾素和（或）白細胞介素-12 能顯著提高耐多藥結核病患者的治療效果[33]。在其他免疫調節劑中，最受矚目的當屬維生素 D，維生素 D 通過循環免疫應答及抗原刺激免疫反應，有助于肺結核患者更快康復[34]。盡管免疫治療必須依賴于抗結核藥物的聯合使用，但不可否認基于患者個體自身免疫狀態而開展的針對性治療將在結核病精準治療中發揮重要作用。
盡管當前結核病治療取得重大進展，新藥層出不窮、抗結核治療方法不斷豐富使臨床醫生有更多的手段治療結核病，但不可否認在精準醫療領域還存在諸多難題：首先，針對潛伏感染者的預防性治療是目前臨床重要難題。目前世界衛生組織推薦對于重點結核潛伏感染人群開展預防性治療，然而僅 10% 的潛伏感染者會發展成結核病，換言之 90% 的潛伏感染者可能經歷長期服用預防治療方案帶來的不良反應[35]，如何尋找新型標志物以準確鑒定發病高風險人群是精準治療潛伏感染結核病患者的核心。其次，結核病治療需多藥聯合以有效殺滅潛在的耐藥結核分枝桿菌，提高治療效果。但目前不同藥物間相互作用不清晰，僅有少量研究表明乙胺丁醇可能通過抑制細胞壁合成提高結核分枝桿菌細胞的通透性[36]，因此與大部分抗結核藥物存在協同作用，但其他藥物，特別是新型抗結核藥物間的協同或拮抗作用需進一步闡釋，從而最大限度發揮不同抗結核藥物在化學治療方案中的效果。再次，近年針對結核分枝桿菌特定蛋白開發的靶向藥物提高了治療效果，但藥物進入人體后，通常全身性分布，和腫瘤等領域將藥物特異性聚集在病灶附近的“靶向治療”存在一定差別，鑒于抗結核治療不良反應常與長期服藥導致藥物在患者體內非特異性分布有關，如何開發結核病灶局部定位的“靶向治療”藥物將是對結核病精準治療的重大突破。
4 結核病的精準管理
當患者制訂適宜的治療方案之后，實施有效的治療管理是化學治療成敗的關鍵。傳統的結核病患者的治療管理主要依賴于基層衛生人員面視下的督導管理，然而這種管理方式在某些情況實施存在一定困難，因此如何充分利用高科技方式實現對患者的精準管理是提升結核病防治水平的重要舉措。目前比較成熟的患者管理系統主要包括電子藥盒和移動醫療 APP。先前一項在中國基層開展的研究表明使用電子藥盒后，患者的失訪率從先期的 29.9% 顯著下降到 13.9%，提示電子藥盒能顯著提升患者依從性[37]。盡管使用電子藥盒在患者管理方面取得了比較可喜的結果，但電子藥盒的攜帶便捷性是一個主要問題。伴隨著手機和網絡的普及，越來越多的慢性病管理使用移動醫療 APP 方式，中國疾病預防控制中心結核病防治臨床中心、中華醫學會結核病學分會、全國結核病醫院聯盟、首都醫科大學附屬北京胸科醫院及其他合作伙伴，共同開發建設的“結核助手”APP，則是服務于廣大結核病患者的手機移動軟件，具有提醒結核病患者按時服藥和復診的功能，并定期向患者發布關于結核病的知識和資訊，實現與醫生的隨時溝通，提高治療依從性和療效。我們相信，利用當前移動互聯網終端普及的優勢，使其在結核病防治和患者服務中發揮作用，讓結核病患者能更好地進行自我管理，是實現結核病患者精準管理的最佳解決之道。
5 大數據助力結核病精準防治
隨著互聯網、云計算等新一代信息技術的應用和推廣，大數據時代應運而生。大數據中含有豐富的信息資源，通過對數據信息的有效提取和挖掘開發其潛在有效價值。醫學發展已由傳統醫學階段進入循證醫學階段，而提高循證醫學的精準程度離不開大數據的深度開發[38]。在結核病防治領域，大數據正發揮著日益重要的作用，其中尤其在結核病影像學診斷領域，通過對大數據的深度發掘和電腦的自動學習功能，電腦軟件對結核病患者影像學診斷的準確度為 90%，優于人工判讀的 82%[39]。此外，在臨床中基于 3D 影像數據技術，通過對比不同時期患者隨訪的影像學檢測結果，能輕而易舉地檢測、評估患者病情的發展和療效，在時間軸上量化患者病灶大小及嚴重程度，為個體化治療提供依據。影像學僅僅是大數據在結核領域應用的一個重要方面，基于大數據聯合云計算技術，能輔助臨床醫生、科研工作者、生物信息學家們整合所需的大數據，并挖掘分析以促進多學科領域的發展與更新，為結核病精準醫學的發展提供強大的技術支持。
6 結語
精準醫療正滲透在結核病防治領域的每個環節，我們要抓住機遇，用精準醫療理念建立并完善新型結核病防治措施，建立患者精準診斷標準，制訂精準治療方案，早期鑒定治療失敗的高風險人群，及時開展精準個體干預措施，提高結核病患者治療水平，從而有效阻斷結核病在人群中傳播，為達成 2035 年“消滅結核病”的宏偉目標不懈努力。