精準醫學是隨著基因組測序技術的快速進步以及生物信息與大數據科學的交叉應用而發展起來的新型醫療模式，在結核病領域精準醫學需同時關注病原菌及其宿主人體。該文重點介紹了精準醫學在結核病診斷和治療中的應用，并對我國結核病學科在精準醫學研究中的不足進行了分析，最后對精準醫學在結核病領域的未來發展作了展望。
引用本文： 劉坤, 李為民. 精準醫學在結核病診治中的應用. 華西醫學, 2018, 33(8): 926-929. doi: 10.7507/1002-0179.201807078 復制
2015 年 1 月，時任美國總統奧巴馬在國情咨文演講中正式宣布啟動“精準醫學計劃”[1]；2015 年 2 月，習近平總書記對科技部和國家衛生和計劃生育委員會作出指示，要求成立中國精準醫療戰略專家組；2015 年 3 月，科技部召開國家首次精準醫學戰略專家會議，并決定在 2030 年前在精準醫療領域投入科研經費 600 億元；2016 年精準醫療研究項目被列入國家自然科學基金指南，精準醫學已經成為國際和國內醫學領域的前沿與焦點。精準醫學是隨著基因組測序技術的快速進步以及生物信息與大數據科學的交叉應用而發展起來的新型醫療模式，其本質是通過高通量的基因組、蛋白質組等組學技術和醫學前沿信息技術，對大樣本人群與特定疾病進行生物標志物的分析與鑒定、驗證與應用，從而精確尋找到疾病的病因及治療的靶點，并對同一種疾病不同狀態和過程進行精確亞分類，最終實現對于疾病和特定患者進行個性化精準治療的目的，提高疾病診治與預防的效益。
美國精準醫學計劃的首要目標是腫瘤，其次是糖尿病等慢性疾病。而在我國具體醫學實踐中，精準醫學還應將以結核病為代表的發病率和病死率高、疾病負擔重的慢性傳染性疾病列入重點研究內容。結核病的病因是結核分枝桿菌（Mycobacterium tuberculosis，MTB）的傳播和感染，因而與精準醫學在腫瘤性疾病中主要圍繞人體基因組進行研究不同，精準醫學在結核病中需同時關注病原菌及其宿主人體，且前者可能更為重要。目前，精準醫學在結核病診斷和治療中已取得一些成果，現綜述如下。
1 精準醫學在結核病診斷中的應用
目前國際上針對結核病診斷的精準醫學研究主要集中在用于檢測病原菌 MTB 的 Xpert MTB/RIF、環介導恒溫擴增（loop-mediated isothermal amplification，LAMP）技術、線性探針技術、基因芯片技術及測序技術等方面；在宿主層面，利用精準醫學相關技術篩選新的生物標志物也為結核病快速診斷提供了新的途徑。基于大量研究成果，2017 年國家衛生和計劃生育委員會發布了新的“肺結核診斷衛生行業標準”[2]，將分子生物學診斷作為結核病確診的一種重要方法，MTB 核酸檢測陽性結合影像學檢查就可以確診肺結核；氣管、支氣管分泌物與胸水的分子生物學檢測陽性也可確診為結核病。2017 年中華醫學會結核病學分會制定的“中國結核病病理學診斷專家共識”[3]中也包括了涉及精準醫學領域的分子病理學檢測和耐藥結核病的分子病理學診斷的內容。
1.1 Xpert MTB/RIF 技術
Xpert MTB/RIF 技術是以半巢式實時聚合酶鏈反應技術為基礎的快速全自動核酸擴增檢測技術，集標本處理、DNA 提取、核酸擴增、MTB 特異核酸檢測以及利福平耐藥基因rpoB突變檢測于一體，可在 2 h 內完成 MTB 檢測和利福平耐藥檢測。該技術廣泛應用于痰、腦脊液、胸腔積液、心包積液等液態標本，操作簡便、快速、安全，靈敏度和特異度較高，除了對肺結核有重要診斷價值外，對于肺外結核也可為臨床提供很好的診斷依據，對基層實驗室早期檢測 MTB 及判定利福平耐藥有重要價值。
2017 年新發布的 Xpert MTB/ RIF Ultra（簡稱 Ultra）技術，采用的是高分辨率熔解技術，用時更短；同時檢測 IS6110 和 IS1081 兩個高拷貝數的核酸插入序列，使得檢測結核的敏感性提高 10 倍以上。Chakravorty 等[4]研究顯示：對于 MTB 標準株 H37Rv 而言，Ultra 的結核菌檢測低限為 15.6 個/mL，遠低于 Xpert MTB/RIF 的 112.6 個/mL。Ultra 在檢測痰菌時的總靈敏度為 87.5%，其中對涂片陰性樣品的靈敏度為 78.9%。
1.2 LAMP 技術
LAMP 技術是一種獨特的 DNA 恒溫擴增方式，反應 2 h 即可完成核酸擴增，可肉眼目測結果，對實驗室設備和生物安全要求較低，可作為一種快速的即時檢測方法替代目前的痰涂片鏡檢診斷肺結核。
Bhirud 等[5]發現，同涂片鏡檢相比，TB-LAMP 檢測的靈敏度、特異度、陽性預測值和陰性預測值分別為 98.96%、95%、96% 和 98.70%；同培養相比，TB-LAMP 檢測的靈敏度、特異度、陽性預測值和陰性預測值分別為 98.94%、96.34%、96.90% 和 98.75%；同線性探針相比，TB-LAMP 檢測的靈敏度和陽性預測值分別為 98.97% 和 96%。張偉陽等[6]對 LAMP 檢測與 Xpert 的檢測效果進行比較發現：在 100 例肺結核涂陽標本中，LAMP 技術與 Xpert 檢測的陽性率分別為 96.0%和 97.0%；在 200 例涂陰標本中，LAMP 技術與 Xpert 檢測的陽性率分別為 53.5%和 25.0%，差異有統計學意義。
1.3 線性探針技術
線性探針技術能快速檢測 MTB 復合群并進行利福平和異煙肼的藥物敏感性測試。Nathavitharana 等[7]對線性探針技術診斷結核病進行了 Meta 分析，在納入的 74 項獨立研究中，對利福平檢測（21 225 個樣本）的靈敏度和特異度分別為 96.7% 和 98.8%；對異煙肼檢測（20 954 個樣本）的靈敏度和特異度分別為 90.2% 和 99.2%。Meaza 等[8]應用線性探針 2.0 技術對涂片陽性痰樣品進行了檢測，其靈敏度、特異度、陽性預測值和陰性預測值分別為 96.4%、100%、100% 和 96.9%，對涂片陰性樣本檢測的靈敏度、特異度、陽性預測值和陰性預測值分別為 77.8%、97.2%、82.4% 和 97.2%，對于耐多藥結核病檢測的檢出率為 100%。
1.4 基因芯片技術
MTB 生長緩慢，分裂一代需 15～20 h，傳統比例法藥物敏感性試驗成熟可靠，但耗時達 1 個月甚至更久，不能滿足臨床需要，而 DNA 微陣列芯片技術全程只需 4 h，且該技術可直接檢測痰標本及其他臨床標本，同時可通過檢測利福平耐藥相關基因rpoB和異煙肼耐藥相關基因katG、inhA基因啟動子的野生型及突變型來判斷是否耐藥，作為一種快速、準確、高通量的檢測方法在臨床應用推廣，對于控制結核病流行非常有價值。Tang 等[9]利用 DNA 微陣列芯片方法分別檢測了 MTB 對利福平和異煙肼的耐藥性，與傳統的絕對濃度法進行比較，DNA 微陣列芯片方法檢測利福平耐藥的靈敏度和特異度分別為 92.8% 和 93.8%，檢測異煙肼耐藥的靈敏度和特異度分別為 66.7% 和 81%。
1.5 測序技術
全基因組測序技術也可用來診斷結核病以及分析耐藥類型，但其缺點是價格較昂貴，且能進行此項檢測的醫療機構不多，一般只在科學研究中應用。Senghore 等[10]應用全基因組測序對尼日利亞西南部結核病多重耐藥性的進化和傳播進行了研究，結果發現大多數 MTB 分離株屬于歐美裔譜系中的喀麥隆進化枝。系統發育分析顯示，這一進化枝在該地區正在克隆擴增，并表明它參與了敏感和耐多藥結核病的社區傳播。
1.6 宿主生物標志物的篩選
有研究表明，一些微RNA（microRNA，miRNA）在結核病患者中的表達會發生顯著上調或下調，可以作為宿主生物標志物用于結核病的診斷。Wagh 等[11]評估了結核病和耐多藥結核病患者血清中選定的 miRNA 水平，并對患者治療后血清中的 miRNA 水平進行了分析。結果顯示血清中 miR-16 和 miR-155 表達水平可能作為結核病的替代標志物，其在評估耐多藥肺結核的治療效果方面也有一定的價值。Cui 等[12]研究了血漿 miRNA 表達與空洞型肺結核的關系。通過高通量測序篩選出了結核病患者與健康對照組有差異表達的 29 個血漿 miRNA，并通過實時定量聚合酶鏈反應驗證了 miR-769-5p、miR-320a 和 miR-22-3p 在結核病患者中的表達顯著低于健康對照組。
1.7 耐藥結核病的分子病理學診斷
2017 年 6 月，“中國結核病病理學診斷專家共識”發布，其中對耐藥結核病的分子病理診斷作了介紹，MTB 大部分的耐藥屬性是通過耐藥相關基因突變獲得，因此通過分子生物學技術檢測病灶中的 MTB 耐藥相關基因位點是否發生突變，可快速診斷耐藥結核病。常見的 MTB 耐藥相關基因有利福平相關（rpoB）、異煙肼相關（katG、inhA）、乙胺丁醇相關（embABC）、吡嗪酰胺相關（pncA）、鏈霉素相關（rpsL、rrs）、氟喹諾酮相關（gyrA、gyrB）。檢測方法主要有 Xpert MTB/RIF 檢測系統、探針雜交技術和高分辨率熔解曲線技術等。
2 精準醫學在結核病治療中的應用
隨著耐藥結核病在全球的流行，通過精準醫學研究 MTB 的致病機制進而發現新的藥物靶標成為目前的迫切需要。而近兩年提出的宿主導向治療（host-directed therapy，HDT）的概念，有可能是未來結核病有效的免疫治療方法之一，尤其是針對耐多藥、廣泛耐藥的肺結核患者。在結核病藥物基因組學領域，目前受到關注較多的是 N-乙酰基轉移酶 2（N-acetyltransferase 2，NAT2）編碼基因多態性對結核病患者異煙肼個體化用藥劑量的指導價值。
2.1 新致病機制的發現
通過對比 MTB 毒力菌株 H37Rv 和減毒菌株 H37Ra 蛋白質組和磷酸化蛋白質組學差異，尋找導致致病性和毒力差異的分子是目前常用的 MTB 致病機制研究方法。Verma 等[13]利用定量蛋白質組和磷酸化蛋白質組的方法分別分析了菌株對數生長期和平臺期的蛋白表達差異，結果發現 265 個新的磷酸化位點，其中有 84 個蛋白的磷酸化水平在毒力和減毒菌株中明顯不同，表達量超過 5 倍以上變化的蛋白多屬于Ⅶ細菌分泌系統中。生物信息學分析表明這些改變的蛋白多為參與脂防酸合成和細菌體內的雙組分調節系統。該研究結果表明對磷酸化蛋白差異的研究將會為開發致病性 MTB 的治療藥物提供可供硏究的新靶點，對未來抗結核藥物新靶點的開發具有重要的意義。
2.2 HDT
HDT 的理念是通過研究找到一系列方法來提高宿主抵抗 MTB 的免疫保護能力，且其作為輔助治療能提高結核病的化學治療效果。
維生素 D3 輔助治療結核病即屬于 HDT 策略。Ganmaa 等[14]報道了一項維生素 D3 輔助治療肺結核的隨機對照臨床試驗。共納入 390 例肺結核患者，隨機分為 2 組：維生素 D3 干預組 190 例及安慰劑組 200 例。結果表明：從整體人群的統計結果來看，給予額外補充維生素 D3 并不能縮短痰培養陰轉時間，但在具有維生素 D 受體（rs4334089，rs11568820）和 25-羥維生素 D-1α 羥化酶（CYP27B1：rs4646536）的單核苷酸多態性特征的人群中補充維生素 D3 則可加速痰培養陰轉。這一研究結果很好地體現了精準醫學對疾病特定亞分類的患者實施精準治療的理念。
2.3 NAT2基因多態性與異煙肼個體化用藥劑量
異煙肼在體內存在多條代謝通路，其中最重要的通路是在 NAT2 的作用下將其乙酰化為乙酰異煙肼，之后在酰胺酶的作用下生成乙酰肼，另外一小部分直接由酰胺酶催化水解為酰肼。依據編碼基因NAT2的核苷酸多態性，可將人群分為 3 種類型：快乙酰化型、中間乙酰化型和慢乙酰化型。這 3 種類型人群的血藥濃度存在明顯差異，快乙酰化型人群快速代謝了異煙肼，導致血藥濃度降低，可能會影響異煙肼的療效，且血藥濃度持續達不到治療濃度也提高了發生異煙肼耐藥的風險；而對于慢乙酰化型人群，異煙肼的血藥濃度持續處于高水平，由此激活了另外一條代謝通路，生成了對肝臟有損傷作用的酰肼。Azuma 等[15]對 172 例日本結核病患者進行研究，對快、中間、慢 3 種 NAT2 代謝類型的患者均分別設置常規用藥組別和個體化劑量組別（中間代謝型服用標準劑量的異煙肼5.0 mg/kg，快代謝型按 7.5 mg/kg 劑量服用，慢代謝型按 2.5 mg/kg 劑量服用），8 周后評估各劑量組別的肝損傷情況及治療效果。研究結果表明，基于NAT2基因型的個體化用藥劑量和常規劑量相比，可降低不良事件（治療失敗或肝損傷）的發生率。
3 目前的不足與未來展望
目前，在我國精準醫學在結核病的診療方面主要存在以下不足：① 對已有研究成果的推廣應用不足。Xpert MTB/RIF 技術、TB-LAMP 等已被世界衛生組織推薦的成熟的快速 MTB 與耐藥檢測技術在我國的推廣應用明顯不足，很多結核病定點醫院及大型綜合醫院都沒有開展這些檢測項目，今后應加速推廣這些項目并優先覆蓋重點人群（耐藥結核病高危人群、人類免疫缺陷病毒感染者和兒童）。② 藥物基因組學研究尚待加強。目前一線抗結核藥物中只有異煙肼與NAT2基因多態性之間的研究比較充分，而像利福平等更易發生不良反應的藥物與基因組學的關系研究尚待加強。③ 新的抗結核藥物靶標尚待發現。目前結核病尤其耐多藥結核病治療效果尚不令人滿意，隨著全基因組測序分析等技術的進步，我們應該利用好精準醫學這一利器尋找更多新的抗結核藥物靶標，研發出新的抗結核靶向藥物以提高抗結核治療的療效。
精準醫學理念的提出為結核病的診治提供了嶄新的思路。在今后的工作中，廣大臨床科研工作者應從基因組、轉錄組、蛋白質組、代謝組發掘海量數據，在基因技術、數據科學、計算機及網絡技術發展的基礎上，通過多角度樣本對比與聚類，對結核病進行新的分子生物學定義或分類，對患者臨床信息進行結構化存儲和數據管理，開發數據庫快速檢索和智能化數據挖掘工具，挖掘病原學信息與患者臨床表現及治療效果的相關性，實現臨床采樣、樣本分析、臨床信息、診療方案的高效整合，最終實現結核病的精準診療。
2015 年 1 月，時任美國總統奧巴馬在國情咨文演講中正式宣布啟動“精準醫學計劃”[1]；2015 年 2 月，習近平總書記對科技部和國家衛生和計劃生育委員會作出指示，要求成立中國精準醫療戰略專家組；2015 年 3 月，科技部召開國家首次精準醫學戰略專家會議，并決定在 2030 年前在精準醫療領域投入科研經費 600 億元；2016 年精準醫療研究項目被列入國家自然科學基金指南，精準醫學已經成為國際和國內醫學領域的前沿與焦點。精準醫學是隨著基因組測序技術的快速進步以及生物信息與大數據科學的交叉應用而發展起來的新型醫療模式，其本質是通過高通量的基因組、蛋白質組等組學技術和醫學前沿信息技術，對大樣本人群與特定疾病進行生物標志物的分析與鑒定、驗證與應用，從而精確尋找到疾病的病因及治療的靶點，并對同一種疾病不同狀態和過程進行精確亞分類，最終實現對于疾病和特定患者進行個性化精準治療的目的，提高疾病診治與預防的效益。
美國精準醫學計劃的首要目標是腫瘤，其次是糖尿病等慢性疾病。而在我國具體醫學實踐中，精準醫學還應將以結核病為代表的發病率和病死率高、疾病負擔重的慢性傳染性疾病列入重點研究內容。結核病的病因是結核分枝桿菌（Mycobacterium tuberculosis，MTB）的傳播和感染，因而與精準醫學在腫瘤性疾病中主要圍繞人體基因組進行研究不同，精準醫學在結核病中需同時關注病原菌及其宿主人體，且前者可能更為重要。目前，精準醫學在結核病診斷和治療中已取得一些成果，現綜述如下。
1 精準醫學在結核病診斷中的應用
目前國際上針對結核病診斷的精準醫學研究主要集中在用于檢測病原菌 MTB 的 Xpert MTB/RIF、環介導恒溫擴增（loop-mediated isothermal amplification，LAMP）技術、線性探針技術、基因芯片技術及測序技術等方面；在宿主層面，利用精準醫學相關技術篩選新的生物標志物也為結核病快速診斷提供了新的途徑。基于大量研究成果，2017 年國家衛生和計劃生育委員會發布了新的“肺結核診斷衛生行業標準”[2]，將分子生物學診斷作為結核病確診的一種重要方法，MTB 核酸檢測陽性結合影像學檢查就可以確診肺結核；氣管、支氣管分泌物與胸水的分子生物學檢測陽性也可確診為結核病。2017 年中華醫學會結核病學分會制定的“中國結核病病理學診斷專家共識”[3]中也包括了涉及精準醫學領域的分子病理學檢測和耐藥結核病的分子病理學診斷的內容。
1.1 Xpert MTB/RIF 技術
Xpert MTB/RIF 技術是以半巢式實時聚合酶鏈反應技術為基礎的快速全自動核酸擴增檢測技術，集標本處理、DNA 提取、核酸擴增、MTB 特異核酸檢測以及利福平耐藥基因rpoB突變檢測于一體，可在 2 h 內完成 MTB 檢測和利福平耐藥檢測。該技術廣泛應用于痰、腦脊液、胸腔積液、心包積液等液態標本，操作簡便、快速、安全，靈敏度和特異度較高，除了對肺結核有重要診斷價值外，對于肺外結核也可為臨床提供很好的診斷依據，對基層實驗室早期檢測 MTB 及判定利福平耐藥有重要價值。
2017 年新發布的 Xpert MTB/ RIF Ultra（簡稱 Ultra）技術，采用的是高分辨率熔解技術，用時更短；同時檢測 IS6110 和 IS1081 兩個高拷貝數的核酸插入序列，使得檢測結核的敏感性提高 10 倍以上。Chakravorty 等[4]研究顯示：對于 MTB 標準株 H37Rv 而言，Ultra 的結核菌檢測低限為 15.6 個/mL，遠低于 Xpert MTB/RIF 的 112.6 個/mL。Ultra 在檢測痰菌時的總靈敏度為 87.5%，其中對涂片陰性樣品的靈敏度為 78.9%。
1.2 LAMP 技術
LAMP 技術是一種獨特的 DNA 恒溫擴增方式，反應 2 h 即可完成核酸擴增，可肉眼目測結果，對實驗室設備和生物安全要求較低，可作為一種快速的即時檢測方法替代目前的痰涂片鏡檢診斷肺結核。
Bhirud 等[5]發現，同涂片鏡檢相比，TB-LAMP 檢測的靈敏度、特異度、陽性預測值和陰性預測值分別為 98.96%、95%、96% 和 98.70%；同培養相比，TB-LAMP 檢測的靈敏度、特異度、陽性預測值和陰性預測值分別為 98.94%、96.34%、96.90% 和 98.75%；同線性探針相比，TB-LAMP 檢測的靈敏度和陽性預測值分別為 98.97% 和 96%。張偉陽等[6]對 LAMP 檢測與 Xpert 的檢測效果進行比較發現：在 100 例肺結核涂陽標本中，LAMP 技術與 Xpert 檢測的陽性率分別為 96.0%和 97.0%；在 200 例涂陰標本中，LAMP 技術與 Xpert 檢測的陽性率分別為 53.5%和 25.0%，差異有統計學意義。
1.3 線性探針技術
線性探針技術能快速檢測 MTB 復合群并進行利福平和異煙肼的藥物敏感性測試。Nathavitharana 等[7]對線性探針技術診斷結核病進行了 Meta 分析，在納入的 74 項獨立研究中，對利福平檢測（21 225 個樣本）的靈敏度和特異度分別為 96.7% 和 98.8%；對異煙肼檢測（20 954 個樣本）的靈敏度和特異度分別為 90.2% 和 99.2%。Meaza 等[8]應用線性探針 2.0 技術對涂片陽性痰樣品進行了檢測，其靈敏度、特異度、陽性預測值和陰性預測值分別為 96.4%、100%、100% 和 96.9%，對涂片陰性樣本檢測的靈敏度、特異度、陽性預測值和陰性預測值分別為 77.8%、97.2%、82.4% 和 97.2%，對于耐多藥結核病檢測的檢出率為 100%。
1.4 基因芯片技術
MTB 生長緩慢，分裂一代需 15～20 h，傳統比例法藥物敏感性試驗成熟可靠，但耗時達 1 個月甚至更久，不能滿足臨床需要，而 DNA 微陣列芯片技術全程只需 4 h，且該技術可直接檢測痰標本及其他臨床標本，同時可通過檢測利福平耐藥相關基因rpoB和異煙肼耐藥相關基因katG、inhA基因啟動子的野生型及突變型來判斷是否耐藥，作為一種快速、準確、高通量的檢測方法在臨床應用推廣，對于控制結核病流行非常有價值。Tang 等[9]利用 DNA 微陣列芯片方法分別檢測了 MTB 對利福平和異煙肼的耐藥性，與傳統的絕對濃度法進行比較，DNA 微陣列芯片方法檢測利福平耐藥的靈敏度和特異度分別為 92.8% 和 93.8%，檢測異煙肼耐藥的靈敏度和特異度分別為 66.7% 和 81%。
1.5 測序技術
全基因組測序技術也可用來診斷結核病以及分析耐藥類型，但其缺點是價格較昂貴，且能進行此項檢測的醫療機構不多，一般只在科學研究中應用。Senghore 等[10]應用全基因組測序對尼日利亞西南部結核病多重耐藥性的進化和傳播進行了研究，結果發現大多數 MTB 分離株屬于歐美裔譜系中的喀麥隆進化枝。系統發育分析顯示，這一進化枝在該地區正在克隆擴增，并表明它參與了敏感和耐多藥結核病的社區傳播。
1.6 宿主生物標志物的篩選
有研究表明，一些微RNA（microRNA，miRNA）在結核病患者中的表達會發生顯著上調或下調，可以作為宿主生物標志物用于結核病的診斷。Wagh 等[11]評估了結核病和耐多藥結核病患者血清中選定的 miRNA 水平，并對患者治療后血清中的 miRNA 水平進行了分析。結果顯示血清中 miR-16 和 miR-155 表達水平可能作為結核病的替代標志物，其在評估耐多藥肺結核的治療效果方面也有一定的價值。Cui 等[12]研究了血漿 miRNA 表達與空洞型肺結核的關系。通過高通量測序篩選出了結核病患者與健康對照組有差異表達的 29 個血漿 miRNA，并通過實時定量聚合酶鏈反應驗證了 miR-769-5p、miR-320a 和 miR-22-3p 在結核病患者中的表達顯著低于健康對照組。
1.7 耐藥結核病的分子病理學診斷
2017 年 6 月，“中國結核病病理學診斷專家共識”發布，其中對耐藥結核病的分子病理診斷作了介紹，MTB 大部分的耐藥屬性是通過耐藥相關基因突變獲得，因此通過分子生物學技術檢測病灶中的 MTB 耐藥相關基因位點是否發生突變，可快速診斷耐藥結核病。常見的 MTB 耐藥相關基因有利福平相關（rpoB）、異煙肼相關（katG、inhA）、乙胺丁醇相關（embABC）、吡嗪酰胺相關（pncA）、鏈霉素相關（rpsL、rrs）、氟喹諾酮相關（gyrA、gyrB）。檢測方法主要有 Xpert MTB/RIF 檢測系統、探針雜交技術和高分辨率熔解曲線技術等。
2 精準醫學在結核病治療中的應用
隨著耐藥結核病在全球的流行，通過精準醫學研究 MTB 的致病機制進而發現新的藥物靶標成為目前的迫切需要。而近兩年提出的宿主導向治療（host-directed therapy，HDT）的概念，有可能是未來結核病有效的免疫治療方法之一，尤其是針對耐多藥、廣泛耐藥的肺結核患者。在結核病藥物基因組學領域，目前受到關注較多的是 N-乙酰基轉移酶 2（N-acetyltransferase 2，NAT2）編碼基因多態性對結核病患者異煙肼個體化用藥劑量的指導價值。
2.1 新致病機制的發現
通過對比 MTB 毒力菌株 H37Rv 和減毒菌株 H37Ra 蛋白質組和磷酸化蛋白質組學差異，尋找導致致病性和毒力差異的分子是目前常用的 MTB 致病機制研究方法。Verma 等[13]利用定量蛋白質組和磷酸化蛋白質組的方法分別分析了菌株對數生長期和平臺期的蛋白表達差異，結果發現 265 個新的磷酸化位點，其中有 84 個蛋白的磷酸化水平在毒力和減毒菌株中明顯不同，表達量超過 5 倍以上變化的蛋白多屬于Ⅶ細菌分泌系統中。生物信息學分析表明這些改變的蛋白多為參與脂防酸合成和細菌體內的雙組分調節系統。該研究結果表明對磷酸化蛋白差異的研究將會為開發致病性 MTB 的治療藥物提供可供硏究的新靶點，對未來抗結核藥物新靶點的開發具有重要的意義。
2.2 HDT
HDT 的理念是通過研究找到一系列方法來提高宿主抵抗 MTB 的免疫保護能力，且其作為輔助治療能提高結核病的化學治療效果。
維生素 D3 輔助治療結核病即屬于 HDT 策略。Ganmaa 等[14]報道了一項維生素 D3 輔助治療肺結核的隨機對照臨床試驗。共納入 390 例肺結核患者，隨機分為 2 組：維生素 D3 干預組 190 例及安慰劑組 200 例。結果表明：從整體人群的統計結果來看，給予額外補充維生素 D3 并不能縮短痰培養陰轉時間，但在具有維生素 D 受體（rs4334089，rs11568820）和 25-羥維生素 D-1α 羥化酶（CYP27B1：rs4646536）的單核苷酸多態性特征的人群中補充維生素 D3 則可加速痰培養陰轉。這一研究結果很好地體現了精準醫學對疾病特定亞分類的患者實施精準治療的理念。
2.3 NAT2基因多態性與異煙肼個體化用藥劑量
異煙肼在體內存在多條代謝通路，其中最重要的通路是在 NAT2 的作用下將其乙酰化為乙酰異煙肼，之后在酰胺酶的作用下生成乙酰肼，另外一小部分直接由酰胺酶催化水解為酰肼。依據編碼基因NAT2的核苷酸多態性，可將人群分為 3 種類型：快乙酰化型、中間乙酰化型和慢乙酰化型。這 3 種類型人群的血藥濃度存在明顯差異，快乙酰化型人群快速代謝了異煙肼，導致血藥濃度降低，可能會影響異煙肼的療效，且血藥濃度持續達不到治療濃度也提高了發生異煙肼耐藥的風險；而對于慢乙酰化型人群，異煙肼的血藥濃度持續處于高水平，由此激活了另外一條代謝通路，生成了對肝臟有損傷作用的酰肼。Azuma 等[15]對 172 例日本結核病患者進行研究，對快、中間、慢 3 種 NAT2 代謝類型的患者均分別設置常規用藥組別和個體化劑量組別（中間代謝型服用標準劑量的異煙肼5.0 mg/kg，快代謝型按 7.5 mg/kg 劑量服用，慢代謝型按 2.5 mg/kg 劑量服用），8 周后評估各劑量組別的肝損傷情況及治療效果。研究結果表明，基于NAT2基因型的個體化用藥劑量和常規劑量相比，可降低不良事件（治療失敗或肝損傷）的發生率。
3 目前的不足與未來展望
目前，在我國精準醫學在結核病的診療方面主要存在以下不足：① 對已有研究成果的推廣應用不足。Xpert MTB/RIF 技術、TB-LAMP 等已被世界衛生組織推薦的成熟的快速 MTB 與耐藥檢測技術在我國的推廣應用明顯不足，很多結核病定點醫院及大型綜合醫院都沒有開展這些檢測項目，今后應加速推廣這些項目并優先覆蓋重點人群（耐藥結核病高危人群、人類免疫缺陷病毒感染者和兒童）。② 藥物基因組學研究尚待加強。目前一線抗結核藥物中只有異煙肼與NAT2基因多態性之間的研究比較充分，而像利福平等更易發生不良反應的藥物與基因組學的關系研究尚待加強。③ 新的抗結核藥物靶標尚待發現。目前結核病尤其耐多藥結核病治療效果尚不令人滿意，隨著全基因組測序分析等技術的進步，我們應該利用好精準醫學這一利器尋找更多新的抗結核藥物靶標，研發出新的抗結核靶向藥物以提高抗結核治療的療效。
精準醫學理念的提出為結核病的診治提供了嶄新的思路。在今后的工作中，廣大臨床科研工作者應從基因組、轉錄組、蛋白質組、代謝組發掘海量數據，在基因技術、數據科學、計算機及網絡技術發展的基礎上，通過多角度樣本對比與聚類，對結核病進行新的分子生物學定義或分類，對患者臨床信息進行結構化存儲和數據管理，開發數據庫快速檢索和智能化數據挖掘工具，挖掘病原學信息與患者臨床表現及治療效果的相關性，實現臨床采樣、樣本分析、臨床信息、診療方案的高效整合，最終實現結核病的精準診療。