[发明专利]使用毛发小角度X射线散射谱来检测活性结核分枝杆菌的体外方法

说明书

本发明涉及一种通过使用毛发样品的SAXS谱来检测Mtb感染的体外方法。本发明是一种克服了非侵入性且有成本效益但仍可靠地诊断患者中活性结核病的存在的问题的方法。没有样品处理人员因样品而感染、样品交叉污染的风险，诊断是低成本的且在时间上是快速周转的。

技术领域

本发明涉及一种通过使用毛发样品的小角度X射线散射(SAXS)谱来检测宿主中活性结核分枝杆菌(Mtb)感染的体外方法。所述方法将涉及使用SAXS谱来识别与Mtb感染相关的患者状态并跟踪给予患者的抗结核病治疗方案的功效。

背景技术

本发明以样品交叉污染的可能性最小、样品操作或处理极少、并且对样品提供者造成的不适感最小的成本、时间和确定性方式，解决了尚未得到满足的识别我们体内活性结核病存在的医疗需求。尽管结核病感染每年造成人类死亡数最多，但该疾病的早期和/或快速诊断几乎没有改善。当前坚持的主要诊断方案包括痰涂片染色、针对对纯蛋白衍生物(PPD)的响应的皮试、胸部X射线透射图像、身体其他部位的成像、以及对血液、脊髓液或其他组织样品等进行基于PCR的Mtb标记物扩增的分析。已经确立的是，Mtb感染改变宿主中的整体脂质谱(global lipid profile)，并且尤其已经使用脂质组学研究((Jain M.等人，2007年)和最近的(Pal R等人，2017年))等而进行检测。在此要提及的是，在我们的研究工作之前，没有人表征过毛发及其组织中的脂质成分。

大多数技术已经发展了一些优点，但受到许多限制，例如：

1.无法提供定量测量。

2.不能称为早期诊断。

3.使用可以感染他人的样品。

4.使用易于交叉污染的样品和方法。

5.使用需要细致且长时间样品处理的样品和方法。

6.使用样品破坏且无法重新分析的方法。

7.几乎没有方法给出对短期药物的响应的读出。

8.大多数人无法负担可靠方案的成本，并依赖政府补贴。

9.需要实质性减少从样品采集点起进行一个或多个测试的时间。

考虑到：1)结核病改变整体脂质谱、和2)毛发中的脂质谱和该方面的变化可以通过分析毛发SAXS谱而非侵入性地和确定地分析，我们探索了来自被公认确认为Mtb+ve和-ve的患者的毛发的SAXS图案。我们在实施例中呈现的结果支持：1)的确，Mtb-ve和+ve患者中的头发的SAXS图案存在特征变化，2)据我们所知和实验，这些特征对于Mtb感染是特异性的，并且无法由使毛发暴露于常规的美容处理而产生。

附图说明

图1：120名未患有任何疾病的知情捐献者的代表性SAXS谱，突出呈现在所研究的范围内主要存在两个峰。此外，已描述了产生这些峰的毛发中的实尺寸和结构特征。

图2：呈现了4个不同捐献者的5根不同头发的SAXS谱，其清楚地显示在相同个体的不同毛发中没有显着差异。

图3：在使用市售洗发剂、漂白剂、染发剂、加热和冷甲酸处理之前和之后来自3个捐献者的毛发的SAXS谱显示，前三种常用的美容处理不改变峰谱。

图4：该图显示了在来自通过公认方法诸如PPD、痰涂片和基于PCR的方法所确认的Mtb-ve和+ve患者的毛发的SAXS谱中，预期在倒空间中的1.38nm^-1附近的峰位置或在实空间中的4.55nm附近的峰位置。还研究了来自Mtb+ve患者的密切接触者的一些样品。显示为蓝点的4个样品表示在收集一个月后来自Mtb+ve患者的毛发样品的重复性，并且绿色实心三角形表示在Mtb疗法一个月后其峰谱的位移位置。

图5：该图显示了所遵循的数据处理流程，以解释头发的SAXS谱是否可以是宿主中是否存在活性结核病的读出。