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背景:气管支气管结核（tracheobronchial tuberculosis,TBTB）指发生在气管和/或支气管的结核分枝杆菌（mycobacterium tuberculosis,MTB）感染,是肺结核的主要并发症。TBTB起病隐匿,临床表现常无特异性,常造成诊断困难。气管支气管狭窄作为TBTB最常见的远期并发症之一,发病率高,预后差。据报道,90%的气管支气管结核患者都有一定程度的气管和/或支气管狭窄。因此,确定准确的、快速的TBTB的辅助诊断方法是全球结核病的防治关键。表面增强拉曼光谱（surface-enhanced Raman spectroscopy,SERS）检测作为一种无创性的检测方法,通过获得组织生化和生物分子结构与构成比例的变化,从而鉴别病变的组织和细胞,实现分子化学物质的“指纹识别”。SERS具有时间效率高、成本低、灵敏度高、特异性强、无标记、对生物样品要求较低等优点,成为检测生物样品定性分析的有效方法。既往研究发现SERS在良恶性疾病检测中的应用,如肺癌、鼻咽癌、食管癌、膀胱癌的诊断,亦有在感染性疾病中的应用,如新型隐球菌感染等,结果提示了拉曼光谱检测技术对疾病诊断的潜在价值。目的:评估应用SERS检测技术鉴别TBTB组织与正常组织的能力;评价应用SERS检测技术鉴别TBTB组织与气道恶性肿瘤组织的能力;比较SERS检测技术与传统结核分枝杆菌诊断技术对TBTB的诊断效能;比较SERS对不同类型TBTB的诊断效能,以评价镜下分型是否为影响因素。从而确定SERS技术是否可以成为一种快速、简单、准确的诊断TBTB的方法。方法:我们开展了一项前瞻性、多中心队列研究。连续收集2019年7月至2021年10月在中国医科大学附属第一医院、中日友好医院和沈阳市第十人民医院行经支气管镜检查发现可疑气道病变的患者,收集患者的活检组织进行表面增强拉曼光谱检测。最终纳入有明确诊断的TBTB患者和气道恶性肿瘤患者。通过绘制SERS光谱图并进行统计分析,确定SERS检测技术识别TBTB组织和正常组织的能力以及SERS检测技术鉴别TBTB组织与气道恶性肿瘤组织的能力。同时通过对表面增强拉曼光谱检测技术与痰涂片抗酸杆菌（acid-fast bacilli,AFB）、支气管刷检AFB、痰结核分枝杆菌培养的诊断效能进行对比分析。对SERS的诊断率是否取决于支气管镜下的TBTB亚型也进行了评估。结果:本研究共纳入了52例明确诊断为TBTB的患者,38例气道恶性肿瘤患者和30例健康对照组患者。SERS检测技术能够准确识别TBTB组织和正常组织,其灵敏度、特异度、阳性预测值、阴性预测值分别为96.15%、86.67%、92.59%和92.86%;SERS检测技术能够准确识别TBTB组织和气道恶性肿瘤组织,其灵敏度、特异度、阳性预测值、阴性预测值分别为98.08%、94.73%、96.23%和97.30%。在52例确诊TBTB的患者中,痰涂片AFB、支气管刷检AFB和痰MTB培养诊断TBTB的诊断率分别为40%（18/45）、43.90%（18/41）和66.67%（22/33）。三种诊断技术与SERS诊断技术相比,X~2值分别为29.862（P＜0.001）、25.377（P＜0.001）、7.759（P＜0.05）,SERS对TBTB的诊断率均高于这三种传统检测方法。SERS检测技术在不同支气管镜TBTB亚型中的诊断率如下:在活跃干酪样亚型中为95.24%（20/21）,在充血-水肿亚型中为88.89%（8/9）,在纤维狭窄亚型中为100%（11/11）,在肿瘤亚型中为100%（1/1）,在颗粒亚型中为100%（8/8）,在非特异性支气管炎亚型中为100%（2/2）,提示TBTB的病理分型不是影响SERS的诊断率的因素。结论:SERS检测技术对于识别TBTB具有较高准确性、灵敏性和特异性,提示应用SERS检测气管镜下活检组织具有一定辅助诊断TBTB的价值。支气管镜活检组织的SERS检测在诊断TBTB方面优于常规痰涂片和支气管镜刷检查抗酸杆菌,亦优于痰结核杆菌培养（BACTEC MGIT 960快速系统）,且对TBTB的诊断效能不受其亚型的影响。这种光学方法可能是基于培养和涂片技术的一种有用的辅助诊断方法,可以更快速、准确的诊断TBTB以便提供及时的治疗。