常用生物學標志物在結核性胸腔積液中的診斷價值

吳迪，沈建山，陳曉紅，林忠惠，李學玲，黃明翔

(福建省福州肺科醫院 a.結核科，b.檢驗科，福州 350008)

世界衛生組織2018年全球結核病報告指出，2017年全球新發病例約為1 000萬例，死亡160萬例[1]。結核性胸腔積液是由于結核菌或其代謝產物侵犯胸膜，破壞了胸膜腔內的漿液動態平衡，進而產生胸腔積液。在不明原因的胸腔積液中，結核性胸腔積液是一種常見病因[2-3]。一項針對不明原因胸腔積液的研究表明，在確診病因的病例中，結核性胸腔積液的占比高達40%[4]。在胸腔積液或胸膜活檢組織標本中分離出結核分枝桿菌是結核性胸腔積液診斷的金標準[2,5]。但有文獻報道，胸腔積液涂片抗酸染色的陽性率不足10%，液體培養法的陽性率也僅為40%[6]。通過胸腔鏡胸膜活檢獲得的組織病理學的確診率高達87%[7]，但受限于內科胸腔鏡系有創性檢查，難以廣泛應用于基層醫院。結核性胸腔積液是臨床中的一種常見疾病[8]，細胞學分類提示胸腔積液中富集淋巴細胞，尤其以CD4+T細胞占主導[9]。腺苷脫氨酶(adenosine deaminase，ADA)是最早用于輔助診斷結核性胸腔積液的生物學標志物。近年來，學者們開始聚焦于γ干擾素(interferon-γ，IFN-γ)和白細胞介素-27(interleukin-27，IL-27)。研究顯示，在結核性胸腔積液輔助診斷方面，ADA、IFN-γ和IL-27均具有較高的價值[8-10]。現就常用生物學標志物在結核性胸腔積液中的診斷價值予以綜述。

1 ADA在結核性胸腔積液診斷方面的應用

ADA是嘌呤核苷分解過程中的一種水解酶，廣泛存在于肝臟、胸腺、脾臟等器官，在淋巴細胞內含量較高。1978年，Piras等[11]首先報道了胸腔積液中的ADA活性有助于診斷結核性胸腔積液，且具有較高的輔助診斷價值。近年的研究結果也顯示，與惡性胸腔積液相比，結核性胸腔積液中ADA水平顯著升高，當約登指數達最大值時，以28 U/L為ADA的臨界值，靈敏度和特異度分別為93.44%和87.50%[12]。Liang等[10]在中等結核性胸腔積液流行的背景下，對其中涉及ADA的研究進行了薈萃分析，結果顯示，胸腔積液中ADA水平有助于診斷結核性胸腔積液，總體靈敏度高達92%，特異度亦高達90%。盡管在薈萃分析和既往報道中均提及了ADA具有較高的診斷價值，但假陽性亦不容忽視。在自身免疫性疾病(如類風濕關節炎、系統性紅斑狼瘡)所致的胸腔積液、支氣管肺泡癌、間皮瘤以及大多數膿胸患者中，由于胸腔積液中也富含淋巴細胞，胸腔積液中的ADA水平亦可顯著增高，出現假陽性的結果，而對于部分ADA水平低的患者，則可能出現假陰性結果[13]。由于ADA本身的T淋巴細胞來源以及目前尚缺乏有效的檢查方法，在診斷結核性胸腔積液時單一使用ADA作為診斷依據可能存在誤診風險。Porcel等[14]發現，ADA的陽性預測值和陰性預測值高度依賴人群中結核性胸腔積液的感染率，但目前的臨床指南中尚未有針對不同感染率的地區而給出不同的診斷建議。這可能導致高感染率的國家低估了ADA的價值，而低感染率的國家高估了ADA的價值[11-14]。對于不同感染率的國家ADA是否應采用不同的參考值，目前的臨床研究尚不能給出令人滿意的答案。目前，在我國結核感染率較高的背景下，如何進一步優化、篩選并充分利用好ADA這一傳統指標仍值得進一步探索。

2 IFN-γ在結核性胸腔積液診斷方面的應用

IFN-γ的生物學功能主要是免疫調節，在病毒、細菌等致病因素作用下，可以誘導免疫細胞[如活化的輔助性T細胞(helper T cell，Th細胞)、自然殺傷T細胞、自然殺傷細胞等)]，進而產生IFN-γ[15-16]。基礎研究發現，IFN-γ可介導巨噬細胞產生毒性物質，從而有效殺滅病原微生物，同時還能夠進一步增強自然殺傷細胞的作用，提高吞噬病原微生物的能力[17]。一項納入22個研究、共包含782例結核性胸腔積液和1 330例非結核性胸腔積液病例的薈萃分析結果提示了IFN-γ對結核性胸腔積液的診斷價值，胸腔積液中IFN-γ總的靈敏度為89%，總特異度為97%[18]。Wu等[19]研究發現，IFN-γ在結核性胸腔積液診斷中具有重要價值，當臨界值取365.2 ng/L時，靈敏度為90%，特異度為97.6%，顯著高于同一研究中ADA的診斷價值。Mollo等[20]研究發現，IFN-γ、ADA2、總ADA是最有價值的3種生物標志物，在結核性胸腔積液中的靈敏度分別為89%(87%～91%)、97%(95%～99%)和92%(90%～93%)，特異度分別為97%(96%～98%)、94%(92%～96%)和90%(89%～91%)。這些研究均表明，對于結核性胸腔積液，IFN-γ具有較高的診斷價值。但也有不同的結果，Valdés等[21]研究發現，IFN-γ的診斷效能不如ADA。兩種結果的差異性可能與ADA類似，IFN-γ也是淋巴細胞來源的生物標志物，而結核性胸腔積液不同的感染背景可能對結果產生影響。但值得注意的是，惡性血液病及膿胸也會導致胸腔積液中IFN-γ水平顯著升高[22]。因此，IFN-γ可以作為鑒別診斷結核性胸腔積液的參考指標，但仍存在一定爭議。目前國內大多數醫院尚未開展胸腔積液IFN-γ檢測，而且也缺乏大規模的前瞻性研究來驗證IFN-γ在結核性胸腔積液中的輔助診斷價值。

3 IL-27在結核性胸腔積液診斷方面的應用

近年來，新發現的細胞因子IL-27屬于IL-12/IL-6家族，主要由激活的抗原呈遞細胞產生[23]，在促進T細胞增殖并向Th1細胞分化、分泌IFN-γ以及免疫應答過程中發揮重要作用，同時參與機體感染、腫瘤等多種疾病的演變過程。

3.1IL-27的結構及生物學特點 IL-27是由兩條多肽鏈[EB病毒誘導基因3(Epstein-Barr virus induced gene 3，EBI3)和p29]構成的異源二聚體[24]。多肽鏈EBI3與IL-12和IL-23的p40亞基存在同源性，而另一條多肽鏈p29與IL-12p36肽鏈存在同源性[23]。IL-27通常表達于單核細胞、內皮細胞和樹突狀細胞，可通過IL-27受體激活下游信號。現有的研究顯示，IL-27在信號轉導中發揮主要作用的信號通路是Janus激酶1(Janus kinase 1，JAK1)/信號轉導及轉錄激活因子(signal transduction and activators of transcription，STAT)1和JAK1/STAT3，IL-27首先與WSX-1亞基/糖蛋白130受體復合物結合，然后激活JAK1/STAT1、JAK1/STAT3這兩條信號轉導通路，進而發揮相應的生物學作用[25-26]。EBI3是在EB病毒感染B淋巴細胞過程中發現的一種糖蛋白[27]。EBI3不僅參與組成細胞因子，還在T淋巴細胞增殖、誘導分化等過程中發揮免疫調節效應，在感染性疾病以及非感染性疾病中均發揮著重要的生物學效應[23-27]。p29是一個與IL-16同源性較高的長鏈多肽，p29亞基需要與EBI3亞基相互結合才能發揮IL-27的生物學活性。

IL-27能夠調節T淋巴細胞發育、促進其分化，并促進多種細胞因子(如IFN-γ、IL-12)產生，同時還能抑制Th2和Th17等輔助性T淋巴細胞的分化；另一方面，IL-27還可促進負性因子(如程序性壞死因子)的表達，進而促進抑炎因子(如IL-10)的分泌[27-28]。H?lscher等[28]研究發現，IL-27對Th1型免疫存在雙重調節作用，同時還具有促進和抑制IFN-γ分泌的雙重作用。

3.2IL-27與結核性胸腔積液的關系 按照最新的診斷分類，結核性胸腔積液歸屬于肺結核病管理[3]，目前其發病機制仍存在爭議。結核性胸腔積液一方面是由結核分枝桿菌直接感染胸膜所致，另一方面是結核分枝桿菌及其代謝產物共同作用于機體，刺激胸膜而發生的一種感染性疾病。根據CD4+分泌細胞因子的不同，免疫學上將CD4+T細胞分為Th1細胞和Th2細胞，Th1細胞以分泌IFN-γ、IL-2為主，Th2細胞以分泌IL-4、IL-10等為主。在免疫應答過程中，通常Th1和Th2兩種應答均同時存在，但以其中一種為主。多數學者認為，Th1/Th2的免疫失衡是結核性胸腔積液患者變態反應的核心，且以Th1型細胞免疫功能低下為主，并影響結核病的發生、發展[29]。動物實驗發現，IL-27在感染早期能夠限制慢性炎癥所導致的病理損害，同時又可阻止抗結核菌的保護性免疫反應，并使兩者保持平衡[28]。部分文獻已經表明IL-27在感染過程中發揮重要作用，IL-27一方面可以抑制IFN-γ的釋放，另一方面可以抑制T細胞的分化，進而最大限度地抑制結核桿菌生長[15，30]。還有研究發現，在結核性胸腔積液發展中，IL-27通過信號通路促進胸膜間皮細胞增殖和修復，減少分隔，減輕粘連，但具體機制目前尚不明確[31]。因此，IL-27可通過抑制T細胞的分化和IFN-γ的分泌，降低結核桿菌殺傷力，是結核分枝桿菌感染人體后免疫應答中的一種重要的細胞因子。

3.3IL-27在結核性胸腔積液中的診斷價值 Yang和Shi[32]的研究肯定了細胞因子在結核性胸腔積液中的診斷價值，并首次提出了IL-27輔助診斷的意義。此后的研究也均顯示了IL-27在結核性胸腔積液中的診斷價值[33-38]，但對于敏感性、特異性及診斷價值的意義，結果卻不盡相同。大多數國內研究結果表明，IL-27具有良好的診斷價值[33,36-37]。一項國內的研究表明，胸腔積液中IL-27有助于鑒別診斷結核性胸腔積液與惡性胸腔積液，繪制受試者工作特征曲線確定的最佳臨界值為176.312 ng/L，靈敏度和特異度分別為85.24%(52/61)和82.5%(33/40)；而ADA鑒別結核性胸腔積液與惡性胸腔積液診斷的最佳臨界值為28 U/L，靈敏度和特異度分別為93.44%(57/61)和87.5%(35/40)，提示IL-27的診斷效能低于ADA；同時還發現，惡性胸腔積液組中存在假陽性2例(即檢測診斷為結核性胸腔積液)，其中1例為惡性胸膜間皮瘤(ADA:29 U/L，IL-27:223.587 ng/L)，另1例為T細胞來源非霍奇金淋巴瘤(ADA:304 U/L，IL-27:221.163 ng/L)，這2例患者的ADA和IL-27水平均顯著升高，提示通過IL-27、ADA聯合檢測可以極大提高診斷結核性胸膜炎的特異性，但對于惡性胸膜間皮瘤和淋巴瘤所致的胸腔積液仍存在假陽性的可能[12]。一項來自西班牙的研究結果顯示，IL-27的靈敏度為91.4%，特異度為85.1%，提示IL-27具有一定的診斷價值，但診斷效能低于ADA和ADA2[21]。另一項來自希臘的研究表明，IL-27診斷結核性胸腔積液的靈敏度為80%，特異度為91%，而ADA的靈敏度和特異度分別為89%和80%，兩者間的差異無統計學意義，但IL-27與ADA聯合檢測時，靈敏度可高達100%，特異度為85%[35]。雖然IL-27的靈敏度不如ADA及IL-27聯合ADA，但其特異性良好，且陽性預測值及陰性預測值均不受人群結核性胸腔積液感染率的影響。然而，其他研究報道得出不同的結論，即認為只有IL-27與ADA聯合檢測時靈敏度和特異度才有顯著提高[21,35]。大多數國內研究提示，IL-27具有較高的診斷價值，但納入的病例數均較少[33-34,36-38]。從上述研究可以看出，IL-27對于結核性胸腔積液的診斷具有一定價值，但仍需進一步研究予以證實。目前對于IL-27的臨床研究仍較少，且均存在不足，同時，治療前后血清中IL-27的水平變化仍不明確，與療效是否相關、對于早期療效的預測是否具有意義等均值得進一步研究。

4 小 結

結核性胸腔積液是臨床中胸腔積液的常見病因，早期診斷有助于改善預后。ADA最早應用于結核性胸腔積液的診斷，但存在特異性不足的缺點。IFN-γ作為近年來發現的另一種生物標志物，對結核性胸腔積液具有潛在的診斷價值，但具體機制目前尚不明確。不同研究，尤其是國內外的臨床研究結果之間仍存在顯著差異，考慮可能與樣本量、臨床研究質量控制以及人群差異等有關。根據目前的文獻報道，ADA、IFN-γ和IL-27均有助于輔助診斷結核性胸腔積液[12,19-21,36,39-40]，但目前尚缺乏可以獨立診斷結核性胸腔積液的生物學標志物。聯合檢測有助于提高診斷效能，實現早診斷、早治療。