全球大约四分之一的人口携带结核分枝杆菌（MTB），其中5-10%可能会发展为结核病（TB）。为了有效降低TB的发病率，及早检测潜伏性结核感染（LTBI）并采取预防和治疗措施至关重要。目前，诊断潜伏性结核感染的主要方法是结核菌素皮肤试验（TST）和γ干扰素释放试验（IGRA）。尽管IGRA的准确性高于TST，但其检测耗时较长，且对操作条件要求较高，因此在资源有限的地区使用受限。此外，IGRA在免疫功能受损的人群中检测效果不佳，尤其是在HIV感染者中。据报道，HIV感染会增加LTBI向TB发展的风险，而TB又是HIV感染者的主要死亡原因，约占HIV相关死亡的30%。因此，亟需开发一种快速、准确且适用于资源匮乏环境的LTBI和TB诊断方法。

近期，美国杜兰大学医学院团队在《Nature Biomedical Engineering》期刊上发表题为“Self-powered rapid antigen-specific T-cell response assay for Mycobacterium tuberculosis infections”的研究性文章。该研究开发了一种基于微流控芯片的新型抗原特异性T细胞反应检测技术（ASTRA），用于LTBI和TB的快速筛查。与IGRA相比，该技术在样本处理后整合了所有检测步骤，显著缩短了检测时间，减少了设备需求和操作复杂性，并显著提升了对HIV合并TB感染的诊断准确性。

ASTRA以T细胞表面蛋白OX-40 (TNFRSF4/CD134)和4-1BB (TNFRSF9/CD137)作为评价MTB特异性T细胞免疫反应的激活标志物。自驱动微流控芯片具有六个入口、三个出口和三个抗体功能化的独立反应室，通过双层结构45度斜向滑动实现试剂自动递送，并采用Pt-Ni纳米酶介导的产氧机制驱动流体流动。该芯片仅需25μl微量全血样本即可保持检测精度，并在4小时内完成检测，能够满足资源匮乏地区指尖采血筛查的需求。经越南、斯威士兰、休斯敦与新奥尔良四个独立队列的百份临床样本验证，ASTRA对LTBI和TB感染显示出高敏感性和特异性。在斯威士兰队列中，ASTRA检测LTBI和TB的敏感性高于IGRA （93.3%[28/30] vs 76.6%[23/30]），尤其是在HIV-1阳性人群中(93.8% [15/16] vs 67% [10/16])。这种差异主要是因为HIV-1感染抑制了T细胞中γ干扰素的表达，而不影响4-1BB或OX-40的表达。在HIV阴性人群中，ASTRA和IGRA均能准确检测出LTBI和TB感染，敏感性相当(92.8% [13/14])。在非MTB感染人群中，两者的特异性均为100%。在休斯敦队列中进行验证时，也得到了类似的结果。

自驱动ASTRA在检测HIV合并结核感染方面显示出明显优势。它简化了操作流程并缩短了检测时间，因此有望应用于资源有限的环境。ASTRA不仅能帮助全球结核病防控，还为监测感染性疾病和免疫治疗中的T细胞应答提供了新的解决方案。

论文链接：https://doi.org/10.1038/s41551-025-01441-5

注：此研究成果摘自《Nature Biomedical Engineering》杂志，文章内容不代表本网站观点和立场，仅供参考。