近日，南昌大学青年科研团队在结核病检测领域实现重大技术突破，成功研发出结核杆菌一站式便携检测平台，为全球结核病防控工作带来全新的解决方案与希望。
结核病是由结核分枝杆菌引起的慢性传染病，主要侵犯肺部 ，至今仍是威胁全球公共卫生安全的重大难题。在我国，通过系统实施国家防治规划、大力推广DOTS（直接督导下的短程化疗）策略、积极引入快速诊断技术与新药、重点加强高危人群筛查，以及不断完善医保保障体系等一系列举措，结核病的发病率和死亡率得到有效控制。但在巴基斯坦、印度、孟加拉国等众多发展中国家，受医疗资源严重匮乏、治疗流程不规范，以及贫困、人口密集等因素的制约，结核病防控形势依然严峻。据世界卫生组织相关数据，这些地区结核病新发患者数量长期处于高位，大量患者因无法及时确诊和治疗，导致疾病传播风险持续攀升。因此，一款高效、便捷、精准的结核杆菌检测平台，成为全球结核病防控工作的迫切需求。
团队成员正在进行项目研讨
自2023年起，南昌大学青年团队深入江西省5个地市的多家基层医疗机构开展实地调研。通过与一线医护人员交流、分析临床数据，团队发现结核杆菌检测存在四大核心难题。其一，富集难。早期结核病患者体内细菌数量极少，传统检测技术难以捕捉到这些微量病原体，致使早期诊断率偏低，许多患者错过最佳治疗时机，同时增加了疾病传播风险。其二，快检难。现有的检测方法，要么检测周期长达数周，严重延误患者治疗与疫情防控；要么依赖昂贵的大型设备和专业实验室，难以在基层医疗机构和偏远地区普及应用。其三，量化难。在治疗过程中，缺乏有效手段准确评估细菌数量和活性，医生无法精准判断药物疗效，也难以监测患者耐药情况，影响治疗方案的科学调整。其四，自检难。目前的检测需专业人员在医院环境下操作，缺乏便捷的居家自检方案，给行动不便的特殊人群和偏远地区患者带来极大困扰，不仅增加了患者就医成本，还可能导致部分患者放弃检测，进而提高治疗失败率和疾病传播概率。这些来自临床一线的实际困境，坚定了团队研发新型检测技术的决心。
调研结束后，团队立即投入“结核杆菌便携检测技术”的研发工作。首要任务是解决从复杂人体样本中高效分离微量结核杆菌的难题。团队借鉴食品农药残留快速检测技术思路，尝试对纳米磁珠进行表面抗体修饰，期望利用抗体与结核杆菌的特异性结合实现分离富集。然而，在实验过程中，由于磁珠与样本杂质的非特异性结合率过高，导致分离效果未达预期，首次尝试遭遇失败。
团队成员正在进行项目实验
面对挫折，团队成员毫不气馁。他们广泛查阅国内外前沿文献，在实验室中反复开展模拟实验，并积极与材料科学、生物医学工程、临床医学等多领域专家交流合作。在一次学术交流会上，唐本忠院士团队关于AIE（聚集诱导发光）材料的研究成果为团队带来了灵感。团队迅速分工协作，许震东凭借专业知识和创新思维，提出将AIE分子与磁珠相结合的理论构想，为后续研发奠定基础；其他成员专注于技术实践，经过无数次试验优化，成功将理论转化为可靠的检测技术；高艺硕等成员负责临床验证工作，通过大量样本测试，不断提升检测系统的稳定性和准确性。最终，团队成功研发出新型 AIE 磁珠。该磁珠直径微小，在磁场中沉降迅速，便于进行磁性分离操作；同时具备强大的荧光检测功能，捕获结核杆菌后产生的荧光信号强度远超传统材料，极大提升了检测的灵敏度。
解决了结核杆菌分离富集问题后，团队又面临传统检测设备的局限性。传统结核杆菌检测依赖大型实验室仪器，存在设备笨重、操作复杂等问题，在医疗资源匮乏的基层地区和野外筛查场景中，难以实现快速精准诊断。针对这一弊端，团队对核心检测模块进行重新设计，将复杂仪器拆解为多个可协同工作的微型组件，并选用轻量化材料制作设备外壳。经过多次设计优化和反复测试，设备体积缩小至原来的十分之一，具备极高的便携性，可轻松放置于背包或车载空间，方便医护人员深入偏远地区开展检测工作。同时，团队对检测流程进行优化，检测装置能够直接对样本进行快速分析，大幅简化样本预处理步骤，即便在资源有限的环境下，也能在短时间内完成结核杆菌筛查。这种 “从大变小” 的创新转变，打破了检测的空间限制，为结核病的早期发现、基层防控以及偏远地区的流动筛查提供了高效灵活的工具，显著提升了全球结核病诊疗的可及性与时效性。
南昌大学青年科研团队通过跨界应用纳米磁珠技术、创新性突破AIE材料应用、成功研发便携检测设备，构建起完整的创新链条。团队成员表示，希望这项技术能够跨越地域和经济障碍，切实造福全球结核病患者。此次多学科协同创新在结核病诊断技术领域取得的重要进展，充分彰显了青年科研团队的创新能力与科研实力。这款结核杆菌一站式便携检测平台具有广阔的应用前景和重大社会价值，其研发与推广，有望大幅提高结核杆菌检测效率和准确性，为结核病早期诊断和治疗提供有力支持，推动全球结核病防控工作迈向新的高度。（文：丁浩峰）