事先声明:本文只作科普,不作诊断治疗参考。
这个问题展开来说很大,我就简单点说一下吧(但看起来也是挺啰嗦的……)。
简要来说我认为是下面几个点:
1. 传播方式
2. 病理特性
3. HIV
4. 漫长的治疗过程
5. 耐药性
6. 检测手段局限
7. 缺乏新特效药
一、传播方式
首先说说传播方式。结核传播方式是飞沫传播,因此传染性是比较高的。结核活动期患者咳嗽打喷嚏时,含有结核菌的呼吸道黏液会形成非常小的颗粒,悬浮于空中一段时间。吸气时这些颗粒一般会被鼻毛,呼吸道黏液等非特异免疫机制阻挡。但是还是有小部分会有可能到达肺泡中,然后结核菌就能穿过薄薄的细胞膜进入肺组织中。
另外,吐痰也会造成结核病的传播。其机制是结核活动期患者痰中含有结核菌,这些菌在随痰排出体外后会因痰干燥而形成气溶胶,被吸入后入侵呼吸道。
P.S.曾发生过牛奶污染引发的牛结核传播,但由于牛结核菌与人结核菌不同,所以不能以此证明人结核一定能通过消化道传播。因此本文未将消化道传播列为结核传播途径之一。
二、病理特性
但只有这个特点明显不够格站在世界性三大传染病之列,结核另一个特点是能“忍”。结核菌是细胞内寄生的细菌,而最主要的宿主是巨噬细胞。巨噬细胞是免疫系统的先锋,遇到异物会将其胞吞进体内,然后利用溶酶体里的各种酶处理掉异物。结核菌进入体内后也会被巨噬细胞发现并胞吞掉,但是进入细胞后它能利用各种方法避开与溶酶体接触,即使接触也能耐受一定的攻击,从而愉快地在其中繁殖。以为忍过巨噬细胞就完了?Naive,T 细胞们等着呢。T 细胞确认结核菌的存在后启动针对性免疫程序,杀灭被感染细胞并包围被感染区域制造一个低氧低养分偏离正常酸碱度的环境(也就是通常说的结核灶)。这种情况下患者处于潜伏性结核,没有症状也不会传染别人,但在结核灶中,结核菌不一定会全部死亡而是保持较低的活性和分裂水平。一旦免疫系统衰弱,结核菌就会突破这个包围圈进行扩散,患者此时出现症状并具有传染性,此阶段称为活动性结核病。即使进入活动期,症状一开始也不会引起注意,因为跟别的呼吸道感染十分相似(咳嗽,发热,疲劳)。比较特殊的咳血在病情发展的初期也不会很明显。所以,靠着这些特性,结核成功在人群中扩散,现在推测在世界三分一人口中传播开了。
三、HIV
那我们人类的各种对策难道就没什么效果吗?通过分析统计数据我们会发现并不是的,与 1990 年相比现在全球结核死亡率降了 47%,患病人数上升趋势也得到了抑制。但问题是结核菌太能忍了,在四大一线抗结核药(利福平,异烟肼,链霉素,吡嗪酰胺)的猛攻之下苦苦支撑,并使得耐药株数目增多。最重要的是等来了 HIV,结成“死亡联盟”:HIV 削弱免疫系统,结核破坏细胞;抗艾药与抗结核药互相干扰,疗效减弱,副作用更多。随着上个世纪的 HIV 全球性流行,本来已得到一定控制的结核死灰复燃,特别是在贫穷的地区,例如非洲。由于缺乏完善的基层医疗公卫设施与合格的医疗工作者,非洲许多国家在上世纪 HIV 开始流行的时候无法做出有效的预防,致使该地区 HIV 患病率全球最高。在这些 HIV 患者中,许多人本身就是结核潜伏期患者,一旦免疫系统被 HIV 削弱,结核立刻进入活动期并使患者具有传染性,别的没得结核 HIV 患者也因免疫系统受损很容易感染上结核。这种恶性循环将结核与 HIV 牢牢绑在一起,到现在为止,结核还是 HIV 患者的头号死因。
四、耐药性
耐药性是现在结核防控的一个重要关注点,也是我自己研究生毕业论文的题目。说到耐药性,就不得不结合治疗手段来说一下。结核的治疗以口服抗生素为主,少数情况会以手术介入清除结核灶。对于普通结核的治疗现在是以至少两种一线抗结核抗生素,配以至少一种二线抗生素的多抗生素处方作为基础。之所以不采用单抗生素处方是因为现在抗单药结核已经非常普遍了,继续使用单抗生素处方只会增加耐药菌株。如果能顺利完成 6 或 9 个月的疗程,普通结核的治愈率还是很高的,根据 WHO 2015 年的结核报告中国普通结核治愈率有 95%。但问题在于结核患者中途自作主张停药的很多,有些是害怕副作用(抗结核药的副作用的确常见),但更多的是感觉好了觉得就不用再吃了。这些主动停药的患者体内的结核菌有可能未被完全清除,而存活下来的多数是耐药的菌株。所以中断的治疗实际上起了筛选耐药菌株的作用。现实的具体表现就是,在国内复发病人患耐药结核的几率(26%)是第一次患病病人(5.7%)的 4 倍。
图片来源:WHO 2015 Tuberculosis Report Country Profile
http://www.who.int/tb/publications/global_report/gtbr15_annex02.pdf?ua=1
对于耐多药结核(定义为至少耐两种一线抗结核抗生素)的治疗,最理想的状况是很早就完成结核耐药培养,知道具体对哪几种抗生素耐药并针对性地制定用药方案,而且在治疗过程中副作用不明显。但理想归理想,现实情况是结核培养时间过长(在检测手段那部分详细说)以致很多时候都不能及时开展个性化治疗,然后患者只能每天吃好几种(n>8)二线抗生素来确保治疗有效。同时因为一线药物不再是治疗的主力,整个疗程时间平均一年以上,甚至达到 20 个月。在这漫长的多抗生素治疗中,副作用是难以避免的,再加上二线抗生素本身就比一线容易有副作用,患者生活质量会比普通结核的更差。与之相对应的结果是中国 2012 年耐多药结核治愈率只有 42%。
五、检测手段
我将检测结核分为筛查,确认,耐药性排查三个层次来说。
首先是门诊的筛查,这一般是靠症状,结核素皮试以及 x 光片来进行的。久咳,咳血,疲劳,夜间盗汗等大家熟知的结核症状可以作为初步怀疑的依据,然后 x 光片的结核特异性阴影可进一步提供证据。结核素皮试依靠被试者是否对结核感染有特异性免疫反应来筛查结核感染,但由于卡介苗的干扰和痊愈后被试者也有可能出现阳性反应,这种测试特异性也不高。由于这几种筛查测试的特异性都比较低,确诊需要更有力的证据。
确认这一层次的检测手段主要有酸染痰涂片,痰培养,干扰素测试,PCR 类测试。酸染是针对结核抗酸特性的一种特殊染色,这种染色方法会只对分枝杆菌(mycobacteria)进行染色而其他细菌不会被染色。在显微镜下,染色后痰涂片发现红色杆菌,那就是分枝杆菌。不过由于结核菌并非唯一分枝杆菌,痰涂片特异性并不是最高的,而且痰液中菌含量不高时很容易造成假阴性结果。因此大多数时候需要痰培养结果来做最终确认。
痰培养作为细菌学证据具有很高的特异性,到目前为止仍被认为诊断金标准。然而结核菌漫长的生长周期以及严格的培养条件,痰培养往往缺乏时效性和广泛门诊应用的条件。但是对于排查菌株耐药性,细菌培养有显著的优势,这个下文再细说。
干扰素测试是最近门诊的新宠,因为这个测试能测出机体对结核的免疫反应,有效区分疫苗等其他因素的干扰。再加上测试的是血液中的免疫因子,样本获取更加方便的同时出结果的时间也相对较短,有利于尽早展开治疗。但在结核流行度高的地区,既往感染会造成假阳性几率增高,所以这种情况下需要别的测试辅助来最终确认感染(感谢@books woo 的补充)。
PCR 类测试针对结核菌的遗传物质,所以具有很高的特异性。而且自动化程度很高,对样本进行简单处理后就可以放进机器等结果了。
在这些测试中,结核菌培养与 PCR 类测试是少数能同时测出耐药性的。细菌培养测耐药性的方法是在培养基中混入特定抗生素或者放置浸润过抗生素的滤纸片在培养基上,然后跟普通培养基的结果进行对比。优点是可以测多种抗生素,缺点还是出结果慢,需要培养环境。
PCR 类现在应用最广泛的是 GeneXpert MTB/RIF Assay,两小时内出结果,但是只能测出耐利福平类抗生素治疗基因。所以目前为止还没有又快又能测多种抗生素耐药性的检测手段。
六、新特效药
这部分我了解的不多,但可以确认的是目前为止还没有能达到四大一线抗结核药同等水平的新药出现。二线药物在耐药性结核问题出现后有所增加,但大多数是已知的抗生素,完全的新药比较少。研发一直都有,但进入临床的终究太少。
总结:结核菌毒性、传染力、繁殖力在细菌家族中都称不上优秀,但凭借着极强的忍耐力和靠着人类“救急不救贫”的特点成功站稳脚跟,同时借着 HIV 这一东风牢牢霸占三大世界性传染病的其中一席。