推进结核病治疗中 BPaL 方案药敏试验的实验室强化策略 | The Union

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作者：J-K Jung¹、J.S. Lee¹、A. Slyzkyi²、D.F. Wares²、S.N. Cho¹
背景：为支持 BPaL 方案（贝达喹啉 [Bdq]、普托马尼 [Pa] 和利奈唑胺 [Lzd]）的推广，各国需要对标准化药物敏感性试验（DST）持续提供技术与政策支持。
方法：「借力创新加快结核病治疗」（LIFT-TB）操作性研究项目旨在通过需求评估、试剂与设备支持、质量控制和培训，加强 7 个国家（菲律宾、缅甸、印度尼西亚、越南、乌兹别克斯坦、吉尔吉斯斯坦和乌克兰）开展 DST 的实验室能力。
结果：项目实施期间，我们培训了 157 名专业人员，使其掌握表型和分子 DST，提升了质量保证与实施水平。我们发现各国的 DST 能力和耐药模式参差不齐。
结论：本研究凸显了持续投资培训与基础设施的必要性，以便将 DST 纳入常规诊断，并支持在高结核负担地区扩大 BPaL 方案的应用规模。
结核病是十大致死性疾病之一，2023 年它取代 2019 冠状病毒病（COVID-19），重新成为由单一感染性病原体导致死亡的首要原因。¹ 2023 年，世界卫生组织（WHO）估计全球结核病例为 1080 万例，利福平耐药/耐多药结核病（RR-/MDR-TB）病例为 40 万例。¹ 普托马尼（Pa）于 2000 年被发现，由美国抗结核联盟（TB Alliance）作为抗结核药物研发。Nix-TB 试验显示，在 109 名广泛耐药结核病（XDR-TB；基于 2021 年前的 WHO 定义）和对治疗不耐受的 MDR-TB 患者中，为期 6 个月的口服 BPaL（贝达喹啉 [Bdq]、Pa 和利奈唑胺 [Lzd]）方案取得了 90% 的成功率。² 2019 年，这些成果促使 BPaL 方案获得美国食品药品监督管理局（FDA）批准，并于 2020 年获欧洲药品管理局批准。2020 年 WHO 指南认可其在操作性研究（OR）框架下使用，并强调药物敏感性试验（DST）和安全性监测。³ 根据 WHO 的建议，「借力创新加快结核病治疗」（LIFT-TB）项目在七个国家启动。该项目由韩国国际合作机构（KOICA）与抗结核联盟共同出资，本研究考察 BPaL 方案对 XDR-TB 和 MDR-TB 的疗效与安全性。在项目内，国际结核病研究中心（ITRC）负责提升参与操作性研究的实验室的诊断能力（见补充数据）。本文依据操作性研究实施过程中的观察、调查、报告以及 LIFT-TB 实验室培训期间的讨论，概述实验室能力建设的分步做法及其对 DST 能力的影响。
指南适配与 DST 培训框架
培训项目根据当时 WHO 指南中的 DST 框架进行了调整，整合表型与分子检测，使耐药结核病（DR-TB）诊断与不断更新的建议保持标准化一致（图 1）。³˒⁴
在 WHO 发布 Pa 临界浓度之前的 DST
在 2023 年 12 月 WHO 确立 Pa 的临界浓度（CC）数值之前，Pa 的 DST 缺乏标准化，主要用于操作性研究。⁴ 由于没有经 WHO 批准的耐药判断折点，基于最低抑菌浓度（MIC）的表型 DST（pDST）在结果判读上各不相同，⁵ 而氟喹诺酮类（FQ）耐药检测用于确定 BPaL 的适用资格，采用线性探针分析（LPA）筛查并以基于 MGIT 的 pDST 确认。³ 为弥补这一缺口，一些实验室使用耐 Pa 的结核分枝杆菌（Mtb）分离株进行质量保证（QA），并应用分子 DST（LPA、测序）以检测潜在的耐药突变，尽管 WHO 并未认可将这些方法用于治疗决策。⁴ 2022 年，WHO 建议将含 Pa 方案纳入规划性使用，但启动治疗并不要求做 Pa 的 DST，FQ 耐药检测仍是确定 BPaL 适用资格的主要依据。⁴
2023 年 WHO 的更新引入了 Pa 的 CC 数值，使基于结核分枝杆菌生长指示管（MGIT）的标准化 pDST 成为可能，并改善了耐药分类。⁴ 然而，FQ 耐药检测对 BPaL 适用资格仍然必不可少，采用 LPA 筛查，并以基于 MGIT 的 pDST 或靶向二代测序（tNGS）确认。⁴ WHO 进一步推广 tNGS 用于检测 Bdq、Lzd 和 Pa 的耐药相关突变，反映出在 pDST 仍具挑战性的地区向基因型检测的转变。⁶˒⁷ WHO 还建议各国结核病规划（NTP）将 Pa 的 DST 与 Bdq、FQ 和 Lzd 的 DST 一起纳入常规 DR-TB 诊断体系，以支持个体化治疗选择。⁴
加强实验室的技术支持
在整个 BPaL 操作性研究期间，一个重点是在各参与国提升 DST 能力。实验室支持战略包括需求评估、设备与试剂采购、质量保证（QA），以及一套结构化培训项目，以确保成功实施针对 BPaL 各药物（重点是新药 Pa）的 pDST 和分子 DST 技术（图 2）。
实验室需求评估分三个阶段（2020 年、2021 年和 2022 年）开展，旨在评估 DST 能力缺口并指导参与国的实验室强化工作。评估覆盖六个关键领域（补充数据）。尽管多数参比实验室已具备针对 BPaL 的 pDST 能力，但许多操作性研究现场无法开展，需要转移样本送检。GeneXpert MTB/RIF（Ultra）应用广泛，但 GeneXpert XDR 和 HAIN MTBDRsl 在一些国家要么缺失要么受限，制约了检测 FQ 及二线药物耐药的能力。质量控制项目的差异性显著，外部质控（QC）在很大程度上依赖国际合作伙伴，包括 RIT（日本）、NIRT（印度）和 Gauting（德国）。尽管实验室标准操作规程（SOP）和设备维护计划总体到位，电力备份系统仍不稳定，凸显出需要改善基础设施以保证诊断服务不中断（表 1）。
ITRC 在现场培训之前以及 2022 年 WHO 指南更新之后，两次供应了用于实验室的 BPaL 药物。Pa 由抗结核联盟提供，而 Bdq 和 Lzd 通过一家韩国供应商采购。自 2023 年起，Lzd 通过全球药品融资机制（GDF）采购，需要本地采购药品的国家除外。
与此同时，ITRC 采购了种类繁多的 DST 设备和耗材，主要通过 GDF 进行，但缅甸和印度尼西亚因需本地采购除外。所请求的物品包括移液器、离心机、实验室冷冻设备、基因分析设备、细菌培养用品，以及样本处理、孵育和分子研究所必需的试剂。
耐 Pa 的 Mtb 分离株被提供给菲律宾、印度尼西亚、吉尔吉斯斯坦、乌克兰和乌兹别克斯坦。ITRC 与高汀实验室合作，制备了一套经基因型和表型表征的 Mtb 菌株 QA 面板，并分发至吉尔吉斯斯坦、乌克兰和乌兹别克斯坦进行实验室间 QC。各参与实验室顺利通过了 Pa pDST 实验室间 QC，但当时对 Pa 的 CC 尚无共识，因此没有官方的室间质量评价（EQA）建议可用。菲律宾因存在非特异性反应、对照失败和异常信号模式问题，申请了内部 LPA QC 材料。作为回应，ITRC 制备并提供了一套专门用于验证 LPA 性能的 QC 面板。
为提升实验室在表型和分子 DST 方面的熟练度，项目采用了混合培训模式，结合线上、现场和递延式（cascade）培训方法。包括 Pa 的 MGIT DST 在内的培训材料以多种语言（英语、俄语、巴哈萨语（Bahasa）和越南语）发布在 ITRC 网站上（http://www.itrc.kr/en/sub/research/health.asp ）。随着 COVID-19 相关旅行限制解除，在全部 7 个项目国家开展了动手实践的 pDST 培训。
共有 157 名实验室专业人员参加了各类培训，内容涵盖针对 Bdq、Lzd 和 Pa 的 pDST 以及分子 DST 技术（表 2）。菲律宾和乌兹别克斯坦采用的递延式培训做法，帮助把 pDST 能力进一步扩展到中央参比实验室之外。经过这些努力，所有项目国家都启动了对 BPaL 药物的 pDST，尽管实施水平参差不齐。
在评估期间，仅菲律宾和乌兹别克斯坦提供了 Pa 的 MIC 数据（表 3）。在菲律宾，MIC 结果显示 38%（18/48）的分离株 MIC ≥2 µg/mL。乌兹别克斯坦报告了 49 株分离株的 MIC 结果，其中 43 株（88%）显示 MIC ≤0.5 µg/mL。其他国家未报告或没有 Pa DST 数据，原因往往是技术或后勤方面的限制。
2022 年至 2024 年初期间，各实验室使用 MGIT 系统对 BPaL 药物开展 pDST 和分子 DST。印度尼西亚检测了 203 株分离株，检出 Bdq 和 Lzd 耐药各 1 例（0.5%）；未报告 Pa MIC 结果。吉尔吉斯斯坦对 843 株分离株开展了 Bdq、Lzd 和 Pa 的 DST，检出 Bdq 耐药 22 例、Lzd 耐药 17 例；但未报告 Pa MIC 结果。菲律宾在 48 株分离株中观察到 Bdq 耐药 11 例；未见 Lzd 耐药。乌克兰报告了 3417 例 DR-TB，检出 Bdq 耐药 9 例（0.3%）和 Lzd 耐药 41 例（1.2%）；无法开展 Pa DST。乌兹别克斯坦检出 Bdq（2.0%）和 Lzd（4.1%）耐药，Pa MIC 数据如上文所述已报告。
研究结果显示耐药模式和 DST 实施情况各不相同。菲律宾的 Bdq 耐药率（22.9%）明显偏高，提示在 BPaL 扩大应用之前已存在耐药性。印度尼西亚的低耐药率支持现行治疗策略。乌兹别克斯坦的结果表明具备可行性，但需要进一步标准化 Pa MIC 的检测与报告。吉尔吉斯斯坦较高的 Bdq 耐药率凸显了扩大分子 DST 的重要性。乌克兰 Bdq 耐药率低（0.3%）但 Lzd 耐药率中等（1.2%），需要持续监测。
尽管总体取得进展，本研究仍存在局限，且显著的数据缺口依然存在。缅甸和越南在接受技术支持后仍未提交 DST 结果；乌克兰虽提交了 Bdq 和 Lzd 的 DST 数据，但由于实施延误，无法获得 Pa DST。这些缺口限制了区域比较的完整性。
基于需求评估的混合培训与定制化实验室支持，增强了七个项目国家的 DST 能力。然而，由于基础设施受限和服务中断等持续存在的障碍，并非所有地区都实施了 Pa DST。初步结果表明 pDST 和分子 DST 的使用有所扩大；但 Pa DST 纳入常规诊断的程度仍然有限。所有国家都需要持续支持，尤其是实验室职能受阻的缅甸和乌克兰。
为支持 BPaL 推广，各国需要围绕 WHO 关于临界浓度的建议，为标准化实施 Pa DST 提供持续的技术与政策支持。通过省级以下递延式培训实现 DST 下放，将提升耐药检测能力、为治疗决策提供依据，并支持基于 BPaL 方案在全国的规模化应用。持续投资于培训、质量保证体系和分子检测，对于确立 Pa DST 作为 DR-TB 管理的标准化组成部分至关重要。
我们谨向各国结核参比实验室（NTRL）以及 LIFT-TB 项目国家参与该项操作性研究的各实验室、本地执行伙伴——热带疾病基金会（Tropical Disease Foundation，菲律宾）、Phi Gyi Khin（缅甸）、印度尼西亚 KNCV 基金会（Yayasan KNCV Indonesia，印度尼西亚），以及高汀实验室（Gauting Laboratory，德国）致谢，其密切合作使对中亚各国和乌克兰的支持成为可能。我们还感谢 KNCV 结核病基金会（KNCV TB Foundation）和抗结核联盟（TB Alliance）作为 LIFT-TB 项目实施的主要伙伴，并感谢 ITRC 全球卫生部与微生物研究部的全体团队成员。最后，我们要对韩国国际合作机构（KOICA）通过全球疾病消除基金为 LIFT-TB 提供的资金支持表示诚挚感谢。
1. 世界卫生组织。《全球结核病报告 2024》。日内瓦：WHO，2024 年。
2. Conradie F 等。《高度耐药肺结核的治疗》。《新英格兰医学杂志》（N Engl J Med）。2020 年；382（10）：893-902。
3. 世界卫生组织。《WHO 结核病合并指南——第 4 模块：耐药结核病治疗》。日内瓦：WHO，2020 年。
4. 世界卫生组织。网络附录 B。《普托马尼和环丝氨酸临界浓度：WHO 政策声明》。载：《WHO 结核病操作手册。第 3 模块：诊断——结核病检测快速诊断方法（第三版）》。日内瓦：WHO，2023 年。
5. 世界卫生组织。《WHO 结核病操作手册。第 4 模块：治疗——耐药结核病治疗》。日内瓦：WHO，2022 年。
6. 世界卫生组织。《使用靶向二代测序检测耐药结核病：快速通报，2023 年 7 月》。日内瓦：WHO，2023 年。
7. Mansoor H 等。《基于靶标的二代测序在耐药结核病中的临床应用价值》。《国际结核与肺部疾病杂志》（Int J Tuberc Lung Dis）2023 年；27（1）：41-48。