基礎研究、応用研究、健康システム研究による結核の診断と治療の改善 (BAR)

2015 年に、世界保健機関 (WHO) は、ヒト免疫不全ウイルス (HIV) の中で、推定 1,040 万人の新規結核症例、180 万人の死亡、および 580,000 人の薬剤耐性結核があり、140 万人が結核で死亡したと推定しました。陰性の人々、およびHIV関連の結核による40万人の死亡。 アフリカ地域には世界の症例の約 4 分の 1 があり、人口に対する症例数と死亡率が最も高くなっています。 HIV と同時感染した結核症例の割合は、アフリカ地域の国で最も高かった。全体として、結核症例の 33% がこの地域で HIV に同時感染していると推定されました。 南アフリカは、2011 年に発生件数が最も多い国の 1 つ (410,000 - 600,000) で、22 の高負担国の 1 つになっています。 現在の推定では、330,000 件の事件事例が HIV に同時感染していることを示唆しています。 1996 年に緊急事態が宣言され、直接観察療法短期コース (DOTS) が実施されたにもかかわらず、症例検出率は WHO の目標である 85% を下回ったままです。

DOTS 戦略は、結核の流行を制御するための最適なプログラムとして WHO によって推進されています。 WHO によると、抗生物質治療は患者の約 90% に有効ですが、治療期間は医療サービスに多大な負担を与え、患者は症状が改善すると治療を中止することがよくあります。 これは、結核対策プログラムが 85% の治療成功という WHO の目標を達成することは非常に困難であることを意味します。 治療期間の短縮は、アドヒアランスと治療結果に大きな影響を与えると仮定されています。 しかし、過去 40 年間に抗生物質がほとんど開発されなかったことを考えると、治療の選択肢は非常に限られています。 抗生物質耐性結核に関する状況はかなり悪化しています。 最近の分子疫学的研究は、南アフリカにおける MDR-TB が主に MDR 菌株の伝染によって引き起こされているという説得力のある証拠を提供しており、これは十分に文書化されたクローンの発生と一次耐性率の上昇 (場所によっては 80% に達する) によって実証されています。 MDR-TB 症例。

薬剤耐性結核と闘う有効な手段の 1 つは、結核患者を迅速に診断し、病気の初期段階で薬剤耐性の可能性のある結核株を検出することです。 塗抹標本顕微鏡検査は、多くの開発途上国で最先端の診断法のままですが、この方法は感度が低く、HIV の同時感染によってさらに損なわれます。 文化に基づく方法は依然としてゴールド スタンダードですが、時間がかかるため、診断が大幅に遅れることがよくあります。

WHO は、WHO グローバル検査室戦略計画の一環として、結核菌培養および薬剤感受性検査 (DST) へのアクセスを拡大することを求めています。 したがって、2010 年までに世界人口の 50% が文化と DST サービスにアクセスできるようになり、2015 年までに 50 億人以上をカバーするスケールアップが完了するはずです。 しかし、文化と文化に基づく DST へのアクセスが資源の乏しい環境で拡大できたとしても、文化に基づく DST の遅いターンアラウンド タイム (数週間) は、治療の決定と患者の転帰への影響を制限します。 これは特に、病気が急速に進行し、早期死亡のリスクが高いために治療の決定を遅らせてはならない HIV 感染の結核の疑いのある患者や子供に当てはまります。

2008 年 6 月、WHO は、塗抹陽性の喀痰検体で MDR-TB を迅速に検出するために、ライン プローブ アッセイ (LPA) の使用を推奨しました。 これらの LPA は、ポリメラーゼ連鎖反応 (PCR) を使用してマイコバクテリア ゲノムの対象領域を増幅し、続いてリバース ハイブリダイゼーションによって特定のプローブを配列します。 最も有名な商用 DST 製品は、塗抹陽性の喀痰サンプルまたは培養分離株で使用するための GenoType® MTBDRplus アッセイ (HAIN Lifescience, GmbH, Nehren, Germany) です。 どちらの方法も、結核菌複合体感染と、RIF 耐性を引き起こす突然変異 (rpoB 遺伝子) を検出します。 MTBDRplus アッセイは、katG 遺伝子と inhA プロモーター遺伝子領域を分析することにより、INH 耐性を検出できます。 Genotype MTBDRplus を使用して INH および RIF 耐性を検出する感度と特異性は高いことが示されています。 2013 年に、遺伝子型 MTBDRsl が WHO によって承認されました。 この 2 番目のラインの LPA アッセイでは、結核菌の gyrA、rrs、および embB 遺伝子をそれぞれ標的とすることにより、フルオロキノロン、アミノグリコシド、CAP、および EMB に対する耐性を検出できます。 遺伝子型 MTBDRsl の感度は、フルオロキノロン耐性の検出で 75 から 91%、KANA 耐性で 77 から 85%、CAP 耐性で 80 から 87%、EMB 耐性で 57 から 69% の範囲です。

この技術にはいくつかの制限があります。 第一に、耐性を付与するすべての遺伝子型が知られているわけではなく、第二に、DST メソッドはすべて標準化されておらず、パフォーマンスが異なります。 これは、特定の薬物に対する分子ベースの方法の次善の可変感度をもたらす可能性があります。 メソッドのオープン チューブ形式は、アンプリコンの相互汚染の可能性も考慮しており、誤った診断やその後の患者の管理ミスにつながる可能性があります。 したがって、これらのテストを実行できるようにするには、高価なインフラストラクチャが必要です。

2010 年 12 月に代替の診断および DST ソリューションが利用可能になりました。WHO は、結核菌を迅速かつ同時に検出するためのクローズドで完全に統合され、自動化されたネステッド リアルタイム PCR アッセイである Xpert®MTB/RIF (Xpert) の使用を推奨しました。 MDR-TB および HIV 関連 TB のリスクがある TB の最初の診断テストとして使用するための複雑な RIF 耐性。 この方法により、サンプルの汚染除去、PCR、およびリアルタイム分析を単一の使い捨てプラスチック カートリッジ内で行うことができます。 所要時間は2時間弱。 Xpert は、塗抹陽性検体に対して良好に機能し、塗抹陰性および肺外結核および RIF 耐性結核検体の診断を改善する可能性を示しています。 したがって、このシステムは、HIV との同時感染率が高い状況で特に役立つ可能性があります。 ただし、Xpert アッセイは、塗抹陰性のサンプルで TB を検出する感度が 70% までしかなく、RIF 耐性に関する情報しか提供しません。 さらに、テストで RIF 耐性が示されている場合は、検体をセカンドライン DST に送る必要があります。 したがって、迅速なテストによって得られた時間は、従来の DST テストの必要性によって失われます。 さらに、この試験は、適切な治療レジメンの策定に不可欠な薬理遺伝学的情報を提供しません。 最近、WHO は、Xpert®MTB/RIF の後継である Xpert Ultra (Ultra) を承認しました。 Ultra はリファンピシン耐性を検出する能力を保持しており、Xpert® MTB/RIF の前身と比べて 10 倍の感度があり、合計実行時間はほぼ半分であると報告されています。

Xpert と MDRplus は、南アフリカ国立保健研究所サービス (NHLS) で正常に実装されています。 NHLS は、文化に基づく診断と比較して治療開始までの時間を短縮することを目的として、2008 年に MTBDRplus LPA を実装しました。 実験室での所要時間は 7 日未満でしたが、MDR-TB と診断されたときの治療開始までの時間は平均 55 日でした。 追加の遅延の原因を調べたところ、ラボの所要時間は大幅に短縮されましたが、塗抹陽性サンプルの場合は 22 日、塗抹陰性サンプルの場合は 29 日のままでした。 これは、検査を必要とする大量のサンプルと、その後の検査の評価が診療所に配布される前に行われたことによって説明されました。 これは、遺伝子ベースの検査を迅速に処理して普及させるために、診断検査室の再編成の必要性を浮き彫りにしています。 さらに、この研究は、迅速な遺伝子ベースの検査に対応するために医療システムを改善する必要性も強調しています。 診断レポートの送信から治療開始までの時間（診断方法に関係なく、平均21日）に変化は見られませんでした.

結核の診断は難しいことが知られていますが、制御プログラムの中心です。 最近の進歩にもかかわらず、診断はまだ十分に迅速で、安価で、包括的ではなく、Xpert 機器の導入でさえ、診断までの時間やおそらく患者の維持を劇的に短縮していません。 南アフリカでは、結核の流行に対処するために Xpert が導入され、急速に規模が拡大されましたが、検査機器は中央に配置されています。

研究者らは、POC で症状のある患者の結核検査に Xpert®MTB/RIF と Xpert Ultra を実装する研究を提案しています。これにより、診断までの時間が短縮され、集中検査と比較して治療開始までの時間が短縮される可能性があります。