目前的结核病感染检测在HIV感染者身上难以发现疾病。作为常见的共感染病症，HIV会通过摧毁依赖于免疫系统的细胞来隐藏结核病，使其无法被传统检测手段发现。
尽管全球20亿结核病病例中有超过90%为潜伏性感染——无症状且不具传染性，但HIV导致的免疫系统削弱可使潜伏结核转为活动性感染，增加新感染传播的可能性，并常常导致致命后果。结核病是全球HIV感染者的主要死因。
如今，根据《自然生物医学工程》的一项新研究，杜兰大学（Tulane University）的研究人员开发了一种新型手持式结核病检测装置，显著提高了HIV感染者中结核病的检出率。该装置由受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全球最致命传染病的关键诊断缺口。
这款名为ASTRA（抗原特异性T细胞反应测定法，Antigen-Specific T-cell Response Assay）的信用卡大小装置只需一滴血即可在当天提供诊断，无需实验室或专业人员操作。与传统的IGRA血液测试（干扰素γ释放试验，Interferon-Gamma Release Assay）相比，ASTRA在HIV感染者的结核病检测中表现出87%的特异性，而IGRA仅为60%，同时在无HIV共感染的情况下也表现更优。
“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方法，并为任何人提供更快、更准确的结果。”资深作者、杜兰大学Weatherhead生物技术创新主席兼杜兰细胞与分子诊断中心主任Tony Hu博士表示，“现有的IGRA等测试成本高昂或需要资源匮乏社区无法获得的设施。如果我们想消除结核病，就必须尽可能多地诊断和治疗感染病例。”
杜兰大学医学院生物化学助理教授、第一作者宁博（Bo Ning）补充道：“如果你所在的社区有免疫功能低下的人群，他们可能患有潜伏性结核病。这可以帮助阻止结核病的传播，并确保没有人被遗漏。”
为了开发一种不会被HIV影响的检测方法，研究人员确定了两个新的生物标志物，这些标志物可以检测结核病而不依赖于易受病毒影响的免疫细胞。
在将一滴血加入装置后，必须孵育4小时，以允许预装试剂刺激免疫细胞的反应。这种试剂就像一张“通缉海报”，询问这些细胞是否曾经见过结核杆菌。
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（bombardier beetle）。当受到威胁时，这些大型昆虫会混合两种化学物质，产生的反应会产生强力喷射。同样，ASTRA中的两种化学物质结合在一起，推动样本穿过芯片进行最终分析和诊断。
新装置大约4小时即可提供结果，而IGRA需要24小时，常见的结核病皮肤测试则需要两到三天才能得出诊断。
ASTRA的性能通过来自埃斯瓦蒂尼（Eswatini，原名斯威士兰）队列的样本得到了验证。该国结核病发病率高，并拥有全球最高的HIV流行率（27.3%）。
随着结核病对药物耐药性的增强，提高检测的准确性、可及性和速度变得更加重要，胡博士表示。
“越早诊断，就能越早开始确定适当治疗的过程。”胡博士说，“结核病是全球HIV患者最担心的病原体。如果治疗可用，我们应该努力消灭这些细菌，无论它们是潜伏性还是活动性。”
参考文献：
Ning, B., Chandra, S., Pan, Y. 等. 用于结核分枝杆菌感染的自驱动快速抗原特异性T细胞反应测定法. 《自然生物医学工程》（Nature Biomedical Engineering, 2025）。
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