結核分支桿菌(Mycobacteriumtuberculosis，MTB)，俗稱結核桿菌，是引起結核病的病原菌。結核分支桿菌可侵犯全身各器官，引起全身多系統多器官的疾病，但以肺結核最為多見。近年來，結核病死灰復燃，全球結核病疫情呈全球上升趨勢，成為全球關注的公共衛生問題和社會問題。據統計，作為單一的傳染病，結核病是造成死亡人數最多的傳染病，已成為傳染病在成年人中的首要死亡原因。全球大約1/3的人口攜帶結核分支桿菌，每年死于結核的人數約300萬人。2000年我國第四次結核病流行病學抽樣調查報告顯示，我國現有活動性肺結核患者451萬，菌陽肺結核患者196萬。而由于診斷技術落后，全國約有50%的肺結核排菌病人未被發現，給人群造成巨大威脅。對結核病及時準確的診斷和治療，是消除傳染源、控制結核病流行的重要環節。
金標準的局限性
痰結核分枝桿菌陽性是診斷肺結核病的金標準，檢查方法有痰涂片和痰培養。直接涂片染色：用萋-納氏法染色涂片查痰，鏡檢找抗酸性桿菌，但臨床上查不到菌也不能排除結核病。結核桿菌生長緩慢，培養期長。常規法于37℃培養4～6周后才能得檢查結果。有時需要治療一段時間觀察是否抗結核有效，如果有效即可確認是菌陰性肺結核。有時需要做胸片，肺CT甚至支氣管鏡檢查以及TBAB，ESR，PPD等檢查來輔助診斷。
中國防癆協會1995年頒布的《結核病診斷細菌學檢驗規程》中推薦的直接涂片中將0.1ml痰液均勻涂成200mm2(20mm×10mm)面積的薄膜，但檢出率低。為提高檢出率，后來有人將其改良，利用離心沉淀集菌涂片，將約5ml痰液中所含結核分枝桿菌的大部分濃縮到0.1ml沉淀中，使其靈敏度有所增高。
有研究報告痰內結核分枝桿菌檢出率的比較：改良離心沉淀集菌涂片法僅為62.3%，而直接涂片法為45.3%，漂浮集菌涂片法更低，為39.6%。漂浮集菌涂片法陽性檢出率最低，且該法在操作過程中使用有機溶劑易造成實驗室環境污染，應予淘汰。直接涂片法陽性檢出率亦不高，但由于其操作簡單，不需要昂貴的設備和高水平的實驗條件，僅適合于衛生技術條件欠發達地區的技術人員使用。這些方法均欠理想。
結核菌素試驗是評價結核感染的常用方法，但是該方法存在很大的缺陷，在診斷結核感染中存在很多局限性，可受其他因素影響，如受試者處于原發感染早期，變態反應尚未發生，或正患嚴重的結核病如全身粟粒性結核和結核性腦膜炎時機體無反應能力，或患其他嚴重疾病(麻疹、結節病、惡性腫瘤)，如用過免疫抑制劑時，結核菌素反應均可轉為陰性。而由于舊結核菌素OT及結核菌純蛋白衍生物PPD均含有多種分支桿菌（包括結核性或非結核性分枝桿菌NTM）抗原以及BCG的共同抗原，可發生交叉反應，因此在確定是否為結核感染時應除外非結核分支桿菌和BCG接種后的陽性反應。
如秘魯研究小組發現，類風濕關節炎(RA)患者中TST陽性率僅為26%，遠低于對照組70%陽性率。法國Tubach研究小組對法國490個醫療機構采用TNF-α拮抗劑治療的患者3年隨訪結果進行了總結，共發現45例活動性結核患者。結果顯示，有2/3的LTBI者TST陰性，未能被及時發現。以往研究發現，RA患者TST假陰性率很高，這與RA患者細胞免疫受到抑制有關。另外，如果患者測試之前服用過糖皮質激素和免疫抑制劑，也可導致TST假陰性結果。
理想方法正在探討
聚合酶鏈反應(PCR)技術已廣泛應用于結核病的診斷，但在臨床應用時，還是遇到了很多問題，比如靈敏度和特異性問題，污染問題，因為存在Taq DNA聚合酶抑制物質而致假陰性結果。雖然可以通過斑點雜交，Southern雜交法提高PCR的靈敏度和特異性，但方法復雜，又不適合用于大量標本的檢測，故不適合于臨床應用；套式PCR可以提高特異性，但增加了污染的危險。
應用氣相色譜質譜儀、負離子質譜儀、頻率脈沖電子捕獲氣-液色譜儀檢查痰、血清、CSF中結核硬脂酸，以診斷肺結核和結核性腦膜炎。這些試驗十分敏感，但需要復雜的儀器和技術，目前臨床難以推廣。
血清學診斷檢測血、痰或腦脊液中抗體。目前所用抗原有3種：粗制的結核菌抗原、PPD抗原、純化的結核菌抗原。對于結核菌結構成分檢測，由于結核桿菌在形態、結構、染色等可產生多種變異，易引起無反應性結核病，可通過胎盤感染胎兒，治療效果不佳，抗酸染色不易被發現，常規方法難于培養。
免疫膠體金技術是將固相人型結核分支桿菌蛋白衍生物(PPD)純化抗原包被在斑點反應板上，其與體液中的抗結核分支桿菌抗體(PPD-IgG)形成復合物，膠體金標記抗人IgG或海藻硫酸多糖(SPA)與復合物結合，形成肉眼可見的紅色斑點。這個方法可用于涂片培養陰性并有臨床癥狀的患者，但受技術限制，使用抗原單一，存在敏感度較低，批間差較大，肉眼觀察誤差大，結果無法保存等缺點。受結核菌或其他分枝桿菌感染及卡介苗接種等影響，也可出現交叉反應。
在常用肺結核診斷技術中，主要方法是痰涂片染色鏡檢，結合X線胸片檢查，繼以結核分枝桿菌培養確認。痰涂片陽性率低，檢查敏感性差，分離培養結核桿菌周期過長，X線檢查又往往缺乏特異性，難以滿足臨床需要。用于基因診斷技術的，近年來迅速發展的分子生物技術如PCR、DNA探針等，也還存在操作復雜、假陽性率高等問題，PCR尚處于發展階段。有關研究人員指出，不同診斷性檢查的敏感性和特異性如下：分支桿菌培養(分別為73%和100%)；PCR(分別為42%和100%)；胸部X線(分別為67%～77%和66%～76%)；結核菌素試驗(分別為94%和20%)；血清學(分別為33%和87%)。
國內高端研究機構研制出多種結核分支桿菌基因重組特異性表位抗原，用不同結核分支桿菌蛋白抗原檢測同一病人血清，其反應性有所不同，并且各抗原之間還存在一定的互補性。將多種抗原串聯融合到一起，用于聯合檢測可以在保證特異性的基礎上有助于提高檢測靈敏度，是研制高特異性和高敏感性診斷試劑的發展方向。
