結核分枝桿菌IgG和IgM抗體檢測試劑臨床應用價值的研究

張俊仙 陽幼榮 王杰 梁建琴 安慧茹 凌彥博 梁艷 王蘭 吳雪瓊

·論著·

結核分枝桿菌IgG和IgM抗體檢測試劑臨床應用價值的研究

張俊仙 陽幼榮 王杰 梁建琴 安慧茹 凌彥博 梁艷 王蘭 吳雪瓊

目的評估結核分枝桿菌IgG和IgM抗體檢測試劑的臨床價值。方法評估實驗分2次進行：(1)于 2014年5月選擇于解放軍第三〇九醫院就診的患者，經病歷回顧性分析分為肺結核組(92例)和非結核對照組(99例)，同時，選取94名健康對照者。(2)于2016年12月至2017年3月共選取解放軍第三〇九醫院就診的118例患者血清標本，經病歷回顧性分析分為結核病組(62例)和非結核對照組(56例)。對痰和支氣管灌洗液進行涂片檢查，收集研究對象血清標本應用結核分枝桿菌IgG和IgM抗體檢測試劑盒(膠體金免疫層析法)進行檢測。結果第1次實驗：應用結核分枝桿菌IgG和IgM抗體檢測試劑盒檢測研究對象血清中抗結核抗體的敏感度為64.1%(59/92)，特異度為89.1%(172/193)，陽性預測值為73.8%(59/80)，陰性預測值為83.9%(172/205)，一致率為81.1%(231/285)。92例肺結核患者中，IgG抗體檢測的陽性率為64.1%(59/92)，其中涂陽肺結核患者的陽性率為73.8%(31/42)，涂陰肺結核患者的陽性率為56.0%(28/50)，差異無統計學意義(χ2=3.15，P=0.076)；而IgM檢測均為陰性。第2次實驗：應用結核分枝桿菌IgG和IgM抗體檢測試劑盒檢測118例研究對象血清中不同抗結核抗體的敏感度為45.2%(28/62)，特異度為78.6%(44/56)，陽性預測值為70.7%(29/41)，陰性預測值57.1%(44/77)，一致率為61.9%(73/118)。62例結核病患者中，IgG抗體檢測的陽性率為45.2%(28/62)，其中，涂陽肺結核患者的陽性率為56.3%(18/32)，明顯高于涂陰肺結核患者的29.2%(7/24)，差異有統計學意義(χ2=4.07，P=0.044)；而IgM檢測只有1例陽性，陽性率為1.6%(1/62)。結論結核分枝桿菌IgG和IgM抗體檢測試劑中，IgG檢測對活動性結核病具有較好的輔助診斷價值，而IgM檢測的臨床價值尚需進一步評估。

分枝桿菌，結核； 抗體； 免疫球蛋白G； 免疫球蛋白M； 試劑盒,診斷； 評價研究

中國的結核病疫情相當嚴重，但菌陰結核病占多數(50%～70%)[1]。目前臨床上常規應用的病原學檢查方法(涂片、培養和基因擴增)不能滿足菌陰結核病早期診斷和鑒別診斷的需求[2-3]。而免疫學檢查方法可從宿主的免疫應答角度間接地反映結核分枝桿菌的感染，而且血液標本來源方便，檢測簡便、快速，已成為結核病尤其是菌陰肺結核、肺外結核輔助診斷的重要手段[3-5]。近年研究顯示，結核分枝桿菌IgG和IgM抗體檢測均具有臨床輔助診斷價值，檢測IgG的試劑盒較多，而檢測IgM的試劑盒較少。筆者對結核分枝桿菌IgG和IgM抗體檢測試劑盒的臨床診斷價值進行評價，以了解產品的性能。

對象和方法

1.標本來源和患者分組：實驗分2次進行：(1)于2014年5月選擇于解放軍第三〇九醫院就診的191例患者血清標本，經病歷回顧性分析分為肺結核組和非結核對照組，同時，選取94名健康對照者，具體分組情況為：①肺結核組：按照《肺結核診斷標準》(WS288-2008)[6]，依據患者的結核病史、臨床表現、實驗室檢查、影像學檢查、組織病理檢查及治療效果等而確診的活動性肺結核患者，共92例。②非結核對照組：依據患者的臨床表現、實驗室檢查、影像學檢查、組織病理檢查及治療效果等確診的非結核呼吸系統疾病患者，共99例。③健康對照組：2013年體檢健康的入伍新兵94名。(2)于2016年12月至2017年3月共選取解放軍第三〇九醫院就診的118例患者血清標本，經病歷回顧性分析分為2組：①結核病組：按照《肺結核診斷標準》(WS288-2008)[6]，依據患者的結核病史、臨床表現、實驗室檢查、影像學檢查、組織病理檢查及治療效果等確診的活動性結核病患者，共62例。②非結核對照組：依據患者的癥狀、體征、實驗室檢查、影像學檢查、組織病理檢查及治療效果等確診的非結核呼吸系統疾病患者，共56例。本研究經解放軍第三〇九醫院倫理委員會批準，采用檢驗后血清進行試劑盒評價。

2.涂片檢查：按照《結核病診斷實驗室檢驗規程》[7]對所有結核病患者的痰和支氣管灌洗液標本進行涂片、抗酸染色檢查，發現抗酸桿菌報告陽性。

3.結核IgG和IgM抗體檢測：采用北京健乃喜生物技術有限公司生產的結核分枝桿菌IgG和IgM抗體檢測試劑盒(膠體金免疫層析法)進行結核抗體檢測，按試劑盒說明書進行操作。

4.統計學分析：數據錄入應用Excel 2007軟件，應用SPSS 22.0軟件進行統計學分析，檢測陽性率、假陽性率等計數資料組間比較采用卡方檢驗，以P<0.05為差異有統計學意義。

結 果

1.基本情況：(1)第1次實驗：①肺結核組：92例，其中男57例，女35例，年齡范圍為16～83歲，年齡中位數為40歲。②非結核對照組：99例，其中炎癥59例(包括肺炎、慢性支氣管肺炎、支氣管哮喘、支氣管擴張并發感染、呼吸道感染)，肺癌40例；男50例，女49例，年齡范圍為17～81歲，年齡中位數為60歲。③健康對照組：94名，其中結核菌素皮膚試驗(PPD試驗)陰性者29名、陽性者32名，卡介苗(BCG)接種PPD陽轉者33名；均為男性，年齡范圍為18～20歲，年齡中位數為19歲。(2)第2次實驗：①結核病組：62例，包括肺結核、結核性胸膜炎、淋巴結結核、支氣管結核等，其中男42例，女20例，年齡范圍為13～81歲，年齡中位數為43.5歲。②非結核對照組：56例，包括肺癌、肺炎、癌性胸腔積液、肺部感染、淋巴瘤、腦梗死、支氣管哮喘、支氣管擴張并發呼吸道感染等，其中男32例，女24例，年齡范圍為15～94歲，年齡中位數為54.5歲。

2.第1次檢測結果：應用結核分枝桿菌IgG和IgM抗體檢測試劑盒檢測研究對象血清中不同抗結核抗體的結果見表1，其檢測的敏感度為64.1%(59/92)，特異度為89.1%(172/193)，陽性預測值為73.8%(59/80)，陰性預測值為83.9%(172/205)，一致率為81.1%(231/285)。

92例肺結核患者中，IgG抗體檢測的陽性率為64.1%(59/92)，其中涂陽肺結核患者的陽性率為73.8%(31/42)，涂陰肺結核患者的陽性率為56.0%(28/50)，差異無統計學意義(χ2=3.15，P=0.076)；而IgM檢測均為陰性。

99例非結核對照組患者中，IgG抗體檢測的假陽性率為14.1%(14/99)，其中炎癥患者的假陽性率為16.9%(10/59)，肺癌患者的假陽性率為10.0%(4/40)，差異無統計學意義(χ2=0.95，P=0.330)；而IgM檢測僅有1例炎癥患者陽性。

94名健康對照人群中，IgG抗體檢測的假陽性率為6.4%(6/94)，其中，PPD試驗陽性者的假陽性率為12.5%(4/32)，PPD試驗陰性者的假陽性率為3.4%(1/29)，BCG接種PPD試驗陽轉者的假陽性率為3.0%(1/33)，兩兩比較差異均無統計學意義(χ2值分別為3.04、0.01，P值分別為0.218、0.926)；而IgM檢測均為陰性。

3.第2次檢測結果：應用結核分枝桿菌IgG和IgM抗體檢測試劑盒檢測118例研究對象血清中不同抗結核抗體的結果見表2，其檢測的敏感度為45.2%(28/62)，特異度為78.6%(44/56)，陽性預測值為70.7%(29/41)，陰性預測值57.1%(44/77)，一致率為61.9%(73/118)。

62例結核病患者中，IgG抗體檢測的陽性率為45.2%(28/62)，其中，涂陽肺結核患者的陽性率為56.3%(18/32)，明顯高于涂陰肺結核患者的29.2%(7/24)，差異有統計學意義(χ2=4.07，P=0.044)；而IgM檢測只有1例陽性，陽性率為1.6%(1/62)。56例非結核對照組患者中，IgG抗體檢測的假陽性率為21.4%(12/56)，而IgM檢測均陰性。

表1 第1次實驗各組研究對象血清結核IgG和IgM抗體檢測結果

表2 第2次實驗各組研究對象血清結核IgG和IgM抗體檢測結果

討 論

結核分枝桿菌感染機體后，其抗原會誘導機體產生體液免疫應答，分泌抗結核抗體，其中IgG和IgM是主要的2種類型。IgG抗體占血清總免疫球蛋白的70%～75%，在機體免疫防護中發揮重要的抗感染作用，隨著病變加重而增強，持續時間長，陽性率高；IgM占5%～10%，是機體初次體液免疫應答中最早出現的抗體，持續時間短[8-10]。20世紀80年代以來，IgG一直是臨床檢測的主要抗體類型，已有較多商業化的檢測試劑盒在臨床應用，而目前只有1個商業化的結核抗體IgG和IgM同時檢測試劑盒在我國臨床中應用。

本次研究筆者分2次對結核抗體IgG和IgM檢測試劑盒進行評估，發現其檢測IgG診斷結核病的敏感度(64.1%、45.2%)和特異度(89.1%、78.6%)雖不同，但2次檢測的標本不同，無可比性。2次評估結果的不同可能是因為所選擇的研究對象不同，也可能是不同批號試劑盒存在差異所致。其在涂陽和涂陰結核病患者中均有一定的檢出率，對活動性結核病具有輔助診斷價值，尤其對于診斷困難的菌陰肺結核、肺外結核具有實用價值。目前，國際上商業化結核血清抗體檢測試劑的檢測結果差異很大。2008年WHO對19個商業化結核血清抗體檢測試劑進行評估[11]，以及Steingart等[12]對1990—2010年商業化血清抗體檢測試劑的研究文獻進行的系統綜述和Meta分析，結果均顯示其對肺結核診斷的敏感度和特異度分別為0%～100%和31%～100%。本研究2次實驗中只有2例IgM檢測陽性，鑒于IgM是結核分枝桿菌感染人體后最早出現的抗體，持續時間短，在確診的活動性結核病患者中陽性率低是符合抗體出現規律的，但這與文獻報道不一致。Feng等[8]報道在371例活動性肺結核患者血清中，抗38 kD(相對分子質量為38 000)-早期分泌抗原靶6(ESAT-6)-培養濾液蛋白10(CFP-10)和MTB8.4-MTB分泌蛋白64(MPT64)-TB16.3-MTB8組合蛋白抗體IgM的陽性率為21.6%。古翠姣等[13]評價該試劑盒檢測IgG和IgM的陽性率分別為74.4%和22.5%，兩者的總陽性率為96.88%，均明顯高于本次的研究結果。因此，IgM檢測在活動性結核病的輔助診斷價值尚需進一步評估。本次使用的試劑盒抗體檢測存在一定的假陽性，分析其主要原因可能為下列幾方面：(1)可能有的非結核病患者有結核病史和胸部X線攝影檢查結果異常；(2)選擇的抗原，如細胞壁抗原脂阿拉伯甘露糖(LAM)，易與其他細菌產生交叉反應；(3)該試劑盒有幾個重組蛋白抗原，其純化過程中可能殘留雜蛋白，使其抗原純度未達到90%以上。

本研究顯示，結核抗體IgG在涂陽結核病患者中的陽性率高于涂陰結核病患者(第2次實驗中差異有統計學意義)，PPD試驗陽性者、PPD試驗陰性者和BCG接種PPD試驗陽轉者之間的陽性率無明顯差異。Kunnath-Velayudhan等[14]和Steingart等[12]的研究也證實體內細菌載量會增加抗體的反應性，這些結果均表明抗體水平與體內結核分枝桿菌量、結核分枝桿菌感染的進展及其復制狀態呈正相關，BCG接種對結核抗體的檢測無明顯干擾[15-16]。這可能是因為試劑盒所選擇的抗原大多是細胞壁抗原和細胞增殖期的細胞外蛋白抗原，結核分枝桿菌活躍增殖時抗原表達量增多，誘導的抗體水平也隨之增高[17-18]。

總之，結核分枝桿菌IgG和IgM抗體檢測試劑中的IgG檢測對活動性結核病尤其是涂陰肺結核具有較好的輔助診斷價值，而IgM檢測的臨床價值尚需進一步評估。

[1] 全國第五次結核病流行病學抽樣調查技術指導組,全國第五次結核病流行病學抽樣調查辦公室.2010年全國第五次結核病流行病學抽樣調查報告.中國防癆雜志,2012,34(8): 485-508.

[2] Denkinger CM,Schumacher SG,Boehme CC,et al.Xpert MTB/RIF assay for the diagnosis of extrapulmonary tuberculosis: a systematic review and meta-analysis.Eur Respir J,2014,44(2): 435-446.

[3] Yang Y,Wu X,Liu Y,et al.Letter to editor: comparative evaluation of four commercial serological antibody detection kits for the diagnosis of tuberculosis in China.Ann Clin Lab Sci,2013,43(1):101-104.

[4] Kanaujia GV,Lam PK,Perry S,et al.Integration of microscopy and serodiagnostic tests to screen for active tuberculosis.Int J Tuberc Lung Dis,2005,9(10): 1120-1126.

[5] Dai Y,Feng Y,Xu R,et al.Evaluation of interferon-gamma release assays for the diagnosis of tuberculosis: an updated meta-analysis.Eur J Clin Microbiol Infect Dis,2012,31(11): 3127-3137.

[6] 中華人民共和國衛生部.肺結核診斷標準(WS288-2008).北京: 人民衛生出版社,2008.

[7] 中國防癆協會基礎專業委員會.結核病診斷實驗室檢驗規程.北京: 中國教育文化出版社,2006.

[8] Feng X,Yang X,Xiu B,et al.IgG,IgM and IgA antibodies against the novel polyprotein in active tuberculosis.BMC Infect Dis,2014,14: 336.

[9] Junqueira LCU,Carneiro J.Basic histology: text and atlas.New York: McGraw-Hill,2005.

[10] Welch RJ,Lawless KM,Litwin CM.Antituberculosis IgG antibodies as a marker of activeMycobacteriumtuberculosisdisease.Clin Vaccine Immunol,2012,19(4): 522-526.

[11] World Health Organization.Laboratory-based evaluation of 19 commercially available rapid diagnostic tests for tuberculosis.Geneva: World Health Organization,2008.

[12] Steingart KR,Flores LL,Dendukuri N,et al.Commercial serological tests for the diagnosis of active pulmonary and extrapulmonary tuberculosis: an updated systematic review and meta-analysis.PLoS Med,2011,8(8): e1001062.

[13] 古翠姣,白廣紅.結核抗體IgG與IgM聯合檢測在結核病診斷中的應用價值.吉林醫學,2013,34(29): 6004-6005.

[14] Kunnath-Velayudhan S,Salamon H,Wang H,et al.Dynamic antibody responses to theMycobacteriumtuberculosisproteome.Proc Natl Acad Sci USA,2010,107(33): 14703-14708.

[15] Sutherland JS,Lalor MK,Black GF,et al.Analysis of host responses toMycobacteriumtuberculosisantigens in a multi-site study of subjects with different TB and HIV infection states in sub-Saharan Africa.PLoS One,2013,8(9): e74080.

[16] Demissie A,Leyten EM,Abebe M,et al.Recognition of stage-specific mycobacterial antigens differentiates between acute and latent infections withMycobacteriumtuberculosis.Clin Vaccine Immunol,2006,13(2): 179-186.

[17] Pheiffer C,Betts J,Lukey P,et al.Protein expression inMycobacteriumtuberculosisdiffers with growth stage and strain type.Clin Chem Lab Med,2002,40(9): 869-875.

[18] Zhang C,Song X,Zhao Y,et al.Mycobacteriumtuberculosissecreted proteins as potential biomarkers for the diagnosis of active tuberculosis and latent tuberculosis infection.J Clin Lab Anal,2015,29(5): 375-382.

ClinicalvalueofIgGandIgMantibodydetectionreagentsforMycobacteriumtuberculosis

ZHANGJun-xian,YANGYou-rong,WANGJie,LIANGJian-qin,ANHui-ru,LINGYan-bo,LIANGYan,WANGLan,WUXue-qiong.

ArmyTuberculosisPreventionandControlKeyLaboratory,BeijingKeyLaboratoryofNewTechniquesofTuberculosisDiagnosisandTreatment,InstituteofTuberculosisResearch,the309thHospitalofChinesePLA,Beijing100091,China

WUXue-qiong,Email：xueqiongwu@139.com

ObjectiveTo study the clinical value ofMycobacteriumtuberculosisIgG and IgM antibody detection reagents.MethodsThe clinical value was detected in two study periods.In the first study period,the patients who visited the 309th Hospital of Chinese PLA in May 2014 were included.By retrospectively analyzing the medical records,there were 92 patients with pulmonary tuberculosis (TB) and 99 patients without TB.Ninety-four healthy volunteers in the same period were selected as controls.In the second study period,118 patients who visited the 309th Hospital of Chinese PLA between December 2016 and March 2017 were collected,including 62 cases with pulmonary TB and 56 patients without TB.The samples of all subjects were collected for smear detection and evaluation usingMycobacteriumtuberculosisIgG and IgM antibody detection kit (i.e.Immune colloidal gold technique).ResultsIn the first study,the sensitivity,specificity,positive predictive value,negative predictive value and consistency rate of IgG and IgM antibody detection were 64.1% (59/92),89.1% (172/193),73.8% (59/80),83.9% (172/205) and 81.1% (231/285),respectively.Of the 92 pulmonary TB cases,the positive rate of IgG antibody detection was 64.1%.The positive rate was 73.8% (31/42) in the smear-positive pulmonary TB cases and 56.0% (28/50) in the smear-negative pulmonary TB cases; the difference was not statistical significant (χ2=3.15,P=0.076).All pulmonary TB cases were detected as negative by IgM antibody detection.In the second study,the sensitivity,specificity,positive predictive value,negative predictive value and consistency rate of IgG and IgM antibody detection for the TB diagnosis were 45.2% (28/62),78.6% (44/56),70.7% (29/41),57.1% (44/77) and 61.9% (73/118),respectively.Among the 62 pulmonary TB cases,the positive rate of IgG antibody detection was 45.2% (28/62).The positive rate was 56.3% (18/32) in the smear-positive pulmonary TB cases,which was significantly higher than that of 29.2% (7/24) in the smear-negative pulmonary TB cases (χ2=4.07,P=0.044).Whereas there was only one case detected as positive by IgM antibody detection,yielding a positive rate of 1.6% (1/62).ConclusionThe IgG inMycobacteriumtuberculosisIgG and IgM antibody tests had a better auxiliary diagnostic value for active TB,while the clinical value of IgM test requires to be further evaluated.

Mycobacteriumtuberculosis; Antibodies; Immunoglobulin G; Immunoglobulin M； Reagent kits,diagnostic； Evaluation studies

10.3969/j.issn.1000-6621.2018.01.013

100091 北京，解放軍第三〇九醫院 全軍結核病研究所 全軍結核病防治重點實驗室 結核病診療新技術北京市重點實驗室

吳雪瓊，Email: xueqiongwu@139.com

2017-09-18)

李敬文)