γ-干擾素釋放試驗在結核病?？崎T診診斷兒童活動性結核病的效能

馬婷婷 岳英 嚴文 漆沄 楊翰 馬進寶

全球每年新發兒童結核病約有109萬,且有20萬兒童死于結核病[1]。因獲取病原學困難、臨床表現不典型、醫務人員認識不足等問題,兒童結核病的早期診斷存在一定的困難[2]。γ-干擾素釋放試驗(IGRA)可通過檢測患兒靜脈血中T淋巴細胞對結核特異性抗原刺激產生的免疫反應判定是否感染有結核分枝桿菌。研究認為IGRA輔助診斷結核病的優點包括:1)敏感度及特異度較高;2)準確性不受卡介苗接種及絕大多數NTM感染的干擾;3)受機體干擾小[3-4]。IGRA在輔助兒童結核病診斷中得到廣泛應用[5]。然而研究表明IGRA輔助診斷結核病的準確度可能受人群、年齡、卡介苗接種史及結核病接觸史的影響[6-8]。本研究旨在分析在結核病專科門診,IGRA在不同類型患兒中診斷活動性結核病的效能。

資料與方法

一、研究對象

本研究為回顧性研究,連續納入 2019年1月至2021年12月就診于西安市胸科醫院結核病門診的268例疑似結核病患兒為研究對象,納入和排除標準:(1)納入標準:①因疑似結核病就診;②年齡≤14歲;③行IGRA檢測。(2)排除并發腫瘤、自身免疫性疾病、HIV感染及免疫抑制劑使用者及其它可能導致免疫力低下的疾病。 本研究遵循赫爾辛基宣言,并經過西安市胸科醫院倫理委員會批準(R2020-003-01),受試者在納入研究時,獲得了其父母或法定監護人的知情同意。

二、結核病診斷標準

根據中華人民共和國衛生行業標準《結核病分類》(WS 196—2017)將結核病分為:潛伏感染,原發性肺結核,繼發性肺結核,血行播散型肺結核,淋巴結結核,其它肺外結核及非活動性結核病[9]。根據中華人民共和國衛生行業標準《肺結核診斷》(WS 288—2017)將結核病診斷分為:疑似病例,臨床診斷病例,確診病例。疑似病例:因具備結核病癥狀、影像學表現或免疫學檢查之一而懷疑結核病;臨床診斷病例:具備結核相關癥狀及體征,同時IGRA或TST檢查陽性;確診病例:結核菌抗酸染色、結核菌培養、分子生物學陽性或病理符合結核改變。[10]臨床診斷病例和確診病例統稱為活動性結核。

三、γ-干擾素釋放試驗(IGRA)

采用結核感染T細胞檢測試劑盒(購自北京萬泰公司),該方法分體外抗原刺激全血培養釋放γ干擾素(INF-γ)和用 ELISA法定量測定INF-γ兩步。采集研究對象靜脈血4 mL,分裝到背景管、檢測管和陽性管各1 mL,于37 ℃培養(22+2)h,1 500 r/min離心10 min×2 200 g,取上清液用ELISA方法檢測,得到各管吸光度值(A值),A值輸入配套軟件自動判讀結果。在獲得儀器結果時,觀察陽性管是否呈陽性反應,若陽性則表示試驗成功,若陰性則建議患者重新進行采樣檢測。在觀察背景管A值過高時,為排除操作不當引起的陽性管交叉污染等原因,同樣建議患者重新進行采樣檢測。

結核菌素皮膚試驗(TST):在左前臂掌側前1/3中央皮內注射5 IU PPD,至局部出現7～8 mm大小的圓形橘皮樣皮丘。72h(48 h～96 h)檢查反應,以皮膚硬結為準。陰性(-):硬結平均直徑<10 mm;硬結平均直徑≥10 mm,或出現雙圈及水泡為陽性。

四、信息采集

在電子病例系統檢索2019年1月至2021年12月就診于西安市胸科醫院結核門診所有患者,篩選其中年齡小于等于14歲患兒,在電子病例系統中收集患兒身份證號、性別、卡痕情況、結核病密切接觸史,IGRA及TST檢測結果及診斷。所有信息均由專人收集,并且做匿名收集以保護患者隱私權益。

樣本量計算:采用單樣本診斷性試驗計算樣本量,根據既往文獻預計敏感度90%,特異度為90%,容許誤差均為10%,要求雙側檢驗, α為 0.05,考慮20%的丟失率,采用PASS 15軟件計算得到樣本量n=150例。

五、統計學處理

采用area under the ROC curve (AUC)評估IGRA診斷結核病準確性,0.7>AUC≥0.5準確度差,0.9>AUC≥0.7準確度一般,AUC≥0.9準確度高。使用MedCalc 18.2.1軟件分析受試者工作特征曲線(ROC曲線)下面積,曲線下面積差異性分析使用Z檢驗,檢驗水準α=0.05。

結 果

一、患者納入情況及一般資料

2019年1月至2021年12月,共有268例患兒因疑似結核病就診,排除15例未做IGRA檢測患兒,7例可能存在免疫功能低下的患兒,共246例患兒納入研究,納入流程見(圖1)。納入研究患兒男女比例為135 ∶111。最小年齡2月11天,最大14歲,69例年齡≤5歲,177例年齡為5～14歲。191例診斷為結核病,55例診斷為非結核,患者診斷分布(見表1)。結核病患者中病原學陽性80例,病原學陽性率41.9%(80/191)。56例患兒有明確結核病密切接觸史,190例接觸史不明確或無接觸史。41例患兒未見卡痕,33例未記錄卡痕情況,172例可見卡痕。所有患兒HIV檢測均陰性。

圖1 患兒納入排除流程圖

表1 患兒診斷分布(n=246)

二、IGRA在不同類型患兒中診斷活動性結核病效能分析

15例IGRA檢測缺失案例,分析時給予刪除;33例卡痕記錄缺失,在分析是否有卡痕組中IGRA診斷效能時給予刪除缺失值案例;16例TST結果缺失,在分析TST聯合IGRA診斷效能時刪除缺失值個案。

(表2)展示了活動性結核病患兒IGRA陽性率為80.6%(154/191例),非結核病患者IGRA陽性率36.4%(20/55例)。IGRA診斷結核病敏感度、特異度、AUC分別為80.6%、63.6%、0.74。20例IGRA陽性的非結核患兒中3例診斷為肺炎,3例為陳舊性肺結核,10例未明確診斷,4例為非結核分枝桿菌。37例IGRA陰性的診斷結核病患兒,19例結核病原學陽性(抗酸染色、培養或分子生物學陽性),10例經病理穿刺診斷為結核病,8例TST檢測陽性并診斷為活動性結核。

表2 IGRA診斷兒童活動性結核病效能

不同類型患兒中,IGRA診斷兒童結核病效能(見表3),年齡≤5歲組AUC(95%CI值)為0.71(0.62～0.80),6～14歲組AUC(95%CI值)為0.75(0.70～0.81),兩組差異無統計學意義(Z=-0.848,P=0.40)?？梢娍ê劢MAUC(95%CI值)為0.72(0.67～0.78),未見卡痕組AUC為0.72(0.61～0.83),兩組差異無統計學意義(Z=0.067,P=0.946)。有密接史組AUC(95%CI值)為0.83(0.75～0.91),無密接史組AUC(95%CI值)為0.72(0.66～0.77),兩組差異有統計學意義(Z=2.336,P=0.020)。

表3 不同類型患兒中IGRA診斷活動性結核病效能

三、IGRA聯合TST診斷兒童活動性結核病效能分析

(表4)中展示,有230例患者同時進行了TST及IGRA檢測,其中TST陽性176例,陰性54例。在臨床診斷結核病患兒中TST陽性率為85.9%(152/177例)。IGRA聯合TST診斷兒童結核病敏感度、特異度、AUC分別為89.3%、49.1%、0.79。與TST單獨診斷兒童結核病比較,其AUC差異無統計學差異(Z=1.598,P=0.110)。

表4 TST及IGRA聯合TST診斷兒童活動性結核病效能

討 論

IGRA-Gamma干擾素釋放試驗(IGRA)是利用結核分枝桿菌株系表達的抗原刺激外周血單核細胞產生IFN-γ,根據IFN-γ釋放情況判斷是否感染結核分枝桿菌,目前臨床檢測IFN-γ的方法有化學發光法,T-spot等。本研究使用化學發光法,相對于T-spot具有檢測通量大,儀器自動化程度高的特點?；瘜W發光法雖然減去了血液本底的非特異IFN-γ,但是在刺激過程中可能產生非特異IFN-γ而影響其準確性。本研究中,疑似結核病患兒中活動性結核病的罹患率較高為77.6%?；顒有越Y核病患兒IGRA陽性率為80.6%,但IGRA診斷活動性結核病準確度一般,AUC為0.74。IGRA診斷活動性結核病準確性在無密切接觸史患兒中準確度較低。盡管IGRA聯合TST診斷活動性結核病準確性高于單用TST,但差異并無統計學差異。

IGRA檢測陽性提示患者存在結核感染[3],對于結核是否處于活動狀態無法給出結論。但由于僅20%～41%的患兒能夠獲得病原學依據[11- 12],IGRA成為兒童結核病臨床診斷的重要條件之一[10]。然而本研究發現在結核病?？崎T診IGRA輔助診斷活動性結核準確度一般,AUC為0.74,其結果與van Loon等報道的0.77接近[13],但低于Patrizia等報道的0.92[14]。既往研究報道IGRA診斷結核病的敏感度及特異度各有差異,敏感度為20%到100%[15-18],特異度為63%到99%[13, 19-21]。這種結果的差異可能與患兒的人群、結核病診斷標準、營養狀態、卡介苗接種史、HIV感染情況等有關。本研究中以結核病專科醫院疑似結核病患兒為研究對象,大部分患兒可能已在綜合醫院經過篩查,高度懷疑結核病,因此導致IGRA陰性患兒中活動性結核仍較多,導致其特異度下降。因此我們認為在結核病?？崎T診,IGRA陰性并不能很好的排除結核病診斷。

Blandinières等發現IGRA在嬰兒中敏感性為40%,1歲至5歲組為77%,5歲至15歲組為82%,IGRA敏感性隨年齡增加而增加[22]。簡貴香等研究中發現從0歲到18歲兒童中,敏感度隨著年齡增加從70.6%增加到89.3%[8]。上述研究以及其他研究[23-24]均表明IGRA診斷結核病敏感性與年齡有關。本研究中IGRA診斷結核病敏感度在小于5歲患兒為66.1%,明顯低于大于5歲患兒的86.7%,因此在臨床應用中需考慮患兒的年齡情況。

本研究發現無明確結核病接觸史患兒IGRA診斷結核病準確性較低。結核病為呼吸道傳染性疾病,對于有密切接觸史患兒的監測非常重要,Lena Ronge等認為,結核菌暴露等級每增加1單位,IGRA結果將增加0.6 unit/mL[25],Khadija Said等研究認為在結核病高負擔國家有家庭密接史和無密接史患兒中IGRA陽性率無差異,但結核發病人數在有結核接觸史患兒中略高[26]。因此對于兒童患者需要完善其結核病密接史,必要時對其家庭成員進行篩查。

與IGRA檢測比較,結核菌素試驗(TST)可能會受到卡介苗接種、NTM感染的影響,因此在診斷結核感染時IGRA和TST可能會出現結果不一致情況[27],研究發現不一致在卡介苗接種患兒中更容易發生[28-29]。Babak Pourakbari等發現IGRA的特異度高于TST,作者建議用TST替代IGRA診斷兒童潛伏感染。Hiroyuki Shimizu等建議鑒于IGRA與TST結果不一致較多,應聯合兩種方法診斷兒童結核病[30]。Kristen等對IGRA陰性患兒進行了3年的隨訪,未見1例患兒發展為結核病,作者認為IGRA對結核感染可能更有價值。[31]以上研究表明TST與IGRA不一致較常見,但如何使用兩種方法仍未有定論。本研究發現IGRA聯合TST后并未有效提高其診斷活動性結核病能力,結果與既往研究一致[16, 32]。Auguste等認為應考慮患者發展為活動性結核的風險程度,聯合使用IGRA和TST診斷結核潛伏感染[33]。因此筆者認為在臨床中使用兩種方法診斷結核時,應綜合考慮患兒感染結核的風險程度、經濟情況、可操作性等。

本研究的不足在于,對照組樣本量略有不足,導致部分亞組中事件發生不足,但本研究總樣本量大于預計樣本量對以上不足可能有彌補;20例IGRA陽性患兒應為結核潛伏感染,且有10例未明確診斷,可能降低了IGRA診斷結核病的效能;研究為回顧性研究,信息來自病歷系統,患兒的密切接觸史及卡痕的信息收集可能存在偏倚。排除標準中排除了免疫缺陷的兒童,研究結果對于存在免疫功能低下的患兒可能不適用。

盡管存在以上不足,但本研究以結核病專科門診疑似結核病患兒為研究對象,發現在結核病?？崎T診IGRA診斷兒童結核準確性一般,為結核病門診使用IGRA輔助診斷兒童結核病提供依據。我們發現在無密切接觸史患兒中IGRA診斷結核病準確性較低,因此在上述患兒中使用IGRA時可能需要考慮更多的臨床信息。