适配子在结核分枝杆菌检测中的应用

Tuberculosis remains one of the most important infection diseases in the world, and is diagnosed definitively by identifying Mycobacterial Tuberculosis (MTB) in clinical samples. However, the main problem with tuberculosis diagnosis is the difficulty in culturing this slow-growing MTB (it may take 4 to 12 weeks), which significantly influence the diagnosis, prevention and therapy of tuberculosis. Thus, rapid and cost-saving method for tuberculosis diagnosis is urgyly required. In this project, ①the interaction between MTB and aptamers will be studied firstly. Aptamer with high affinity and can distinguish infection isolates and vaccine will be selected. ② Highly sensitive and selective aptamer-nanoparticle probes will be constructed in viture of excenlent properties of nanoparticles,for example the exceptional plasma reseanance light scattering ability of gold and silver nanoparticles. Further, new sensitive and selective MTB detection methods will be developed based on the aptamer-nanoparticle probes. ③ Validate the feasibiltiy of new methods in complex biological samples, such as sputum, blood and urine and methods that have high tolerance to complex biological samples and still sensitive and selective will be selected for futher study. From this project,new rapid,cost-saving and selective methods will be developed for MTB detection, and new strategy for tuberculosis diagnosis will be provided,which show a great primise in rapaid and sensitive diagnosis of tuberculosis in clinic.

目前，确诊结核病这类重要的传染病的唯一标准是发现其传染源--结核分枝杆菌（MTB）。但是，MTB的生长极为缓慢，一般从痰、血液、尿等样品中培养MTB需要4-12周，从而使结核病的预防和治疗受到巨大的影响。因此，快速、准确、低成本的结核病诊断方法的建立具有临床价值。本项目拟①详细研究MTB与适配子的相互作用，筛选出能区分临床致病菌株和疫苗菌株且亲和力高的适配子；②借助纳米材料优越的性能，如金、银纳米粒子卓越的等离子体共振光散射性能等等，构建适配子的荧光和散射纳米复合探针，进一步建立选择性好、灵敏度高的MTB检测方法；③将新方法应用于复杂样品如痰、血液、尿等的分析中，以获得抗干扰能力强、灵敏度高、选择性好的MTB快速检测方法。本项目的实施将建立快速、灵敏、低成本的MTB检测方法，为结核病的快速诊断提供新的思路，并有望为快速、高灵敏度的结核病临床诊断提供新的技术支持。

2018年世界卫生组织发表的结核病报告指出：2017年，结核病致死病例约为1300万（1200-1400万），艾滋病患者感染结核病导致的死亡人数约为30万例（26.6-33.5万例）。结核病已成为全球公认的、对人类健康威胁最大的公共疾病之一。目前，确诊结核病的唯一标准是发现其传染源--结核分枝杆菌（MTB）。但是，现有的MTB检测方法或因灵敏度低或因成本高或因耗时长而在结核病的预防和治疗中的应用受到限制。因此，快速、准确、低成本的结核病诊断方法具有临床价值。基于此，本项目主要开展了以下研究工作：① 将磁性探针卓越的分离富集性能和无酶参与核酸扩增技术的优良信号放大能力相结合，建立了基于杂交链式反应和发卡催化组装的MTB检测新方法，考察了影响信号放大能力的关键因素，探讨了信号放大的机理，并在对方法性能评价的基础上将其应用于PCR产物的MTB检测中。②比较研究了肺结核合并肺部感染患者及单纯性肺结核患者的血清PCT、LSP和CRP水平，ESR、血白细胞（WBC）计数及胸部影像学检查结果，探讨了血清PCT与LSP联合检测对肺结核患者并发肺部细菌感染早期诊断的特异性和敏感性。结果表明，胸部影像学，血清PCT、LSP、CRP和ESR对肺结核合并肺部感染诊断均有一定的价值，尤以PCT联合LSP灵敏度及特异度最高。③开发了室温一步制备强荧光量子点的方法，包括以PEG-400为碳源和钝化剂室温一步合成碳点的方法和以二硫化钼粉末为原料、过氧化氢为氧化剂室温一步合成氧化钼量子点的方法。在详细研究了量子点合成机理的基础上，探讨了这两种量子点在金属离子和环境标志物检测、药物分析、酶及其抑制剂筛选等方面的应用。④ 探讨了复杂样品如血清、痰液等中的目标物分析，建立了血清中碱性磷酸酶的检测方法和唾液中富组氨酸多肽的检测方法，从而为血清、痰液、尿液中的结核分枝杆菌检测提供了经验。