白細胞介素27、腺苷脫氨酶和γ-干擾素對結核性胸膜炎的診斷效能分析*

周超杰,樂 軍

(同濟大學附屬上海市肺科醫院檢驗科,上海 200433)

結核性胸膜炎(tuberculous pleurisy,TBP)是由于結核分枝桿菌直接感染和(或)胸膜對結核分枝桿菌感染產生遲發型超敏反應引起的胸膜局部炎癥,是肺外結核最常見的形式之一[1-3]。在我國,TBP常引起滲出性胸腔積液,較難與惡性腫瘤或其他原因引起的胸腔積液區分,常因誤診導致患者病情加重,影響患者預后[4-5]。病原學和胸膜組織病理學檢測是診斷TBP的金標準,但受檢測準確性、檢測周期及患者依從性等影響,其適用性有一定局限[2,6-7]。γ-干擾素(interferon-γ,IFN-γ)和白細胞介素27(interleukin 27,IL-27)均與結核分枝桿菌感染后機體的免疫應答反應有關,能在一定程度上反映患者體內結核分枝桿菌的感染程度[8-12];腺苷脫氨酶(adenosine deaminase,ADA)是人體嘌呤核苷代謝中催化生成次黃苷和脫氧次黃苷的一種酶,與感染后免疫應答中的淋巴細胞活化相關[13-14]。因此,評估胸腔積液中IFN-γ、ADA和IL-27水平對TBP的診斷具有重要的臨床意義。本研究擬通過檢測TBP患者及以惡性腫瘤為主的其他患者的胸腔積液中IL-27、ADA和IFN-γ水平,探討及驗證其對TBP的臨床診斷價值及效能。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集2022年5月到2023年5月于同濟大學附屬上海市肺科醫院就診的315例患者胸腔積液標本。納入標準:(1)標本均為胸腔積液;(2)≥18歲;(3)非妊娠婦女;(4)無其他疾病;(5)1周內未服用任何影響檢測的藥物。排除標準:(1)胸腔積液中存在雜菌污染;(2)胸腔積液中存在雜質或凝塊(血漿、痰等)。按照確診結果將患者分為TBP組(n=165)和對照組(n=150)。TBP組中男105例,女60例,平均年齡(52.5±31.5)歲。對照組中男84例、女66例,平均年齡(56.5±27.5)歲,惡性胸腔積液125例、肺部真菌感染15例、胸外傷5例。兩組性別、年齡比較,差異均無統計學意義(P>0.05)。本研究獲同濟大學附屬上海市肺科醫院倫理委員會批準(K23-360),患者及家屬均簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1標本收集

患者均在超聲引導下行無菌胸腔穿刺術,抽取胸腔積液20 mL置于經肝素處理的試管中混勻,3 000 r/min 離心15 min后取上清液保存于-80 ℃待測(所有胸腔積液標本在穿刺后放置于4 ℃,并在2 h內離心保存)。

1.2.2檢測方法

提前將標本從冰箱中取出,冰上溶解。采用流式細胞因子檢測技術檢測胸腔積液IFN-γ水平(檢測試劑購自美國BD公司,使用BD FACSAria Ⅱ高速分選流式細胞儀進行檢測);采用分光光度法檢測胸腔積液ADA水平(檢測試劑購自瑞士Roche公司,使用OlympusAU5400全自動生化分析儀進行檢測);采用ELISA檢測胸腔積液IL-27水平(試劑盒購自上海研啟生物科技有限公司)。

1.3 統計學處理

2 結 果

2.1 胸腔積液中IL-27、ADA和IFN-γ水平

TBP組患者胸腔積液IL-27、ADA、IFN-γ水平均高于對照組,差異有統計學意義(P<0.05),見表1。

表1 兩組IL-27、ADA和IFN-γ水平比較[M(Q1,Q3)]

2.2 IL-27、ADA和IFN-γ對不同胸腔積液鑒別診斷的價值

單獨使用IL-27、ADA和IFN-γ鑒別診斷結核性和其他性質胸腔積液ROC曲線結果見圖1、表2。

A:IL-27;B:ADA;C:IFN-γ;D:三者ROC曲線對比。

表2 IL-27、ADA和IFN-γ單一指標在TBP鑒別診斷中的價值

2.3 IL-27、ADA和IFN-γ聯合對不同胸腔積液鑒別診斷的價值

將IL-27、ADA和IFN-γ兩兩聯合或三者聯合構建ROC曲線后的結果顯示,不同指標聯合后鑒別診斷結核性胸腔積液的AUC值均在0.90以上。IL-27、ADA和IFN-γ 3個指標聯合的AUC面積最大,但是綜合考慮診斷的靈敏度和特異度,IL-27和IFN-γ 2個指標聯合后的診斷效能最佳,診斷的靈敏度和特異度分別為89.70%和93.33%,見圖2、表3。

A:IL-27和ADA聯合;B:IL-27和IFN-γ聯合;C:IFN-γ和ADA聯合;D:三者聯合;E:A-D ROC曲線的比較。

表3 IL-27、ADA和IFN-γ聯合在TBP鑒別診斷中的價值

3 討 論

胸腔積液作為TBP的常見癥狀,早期診斷有助于疾病的治療及預后的改善,但前提是要與其他原因引起的胸腔積液進行鑒別診斷。結核性胸腔積液細胞成分早期以中性粒細胞和巨噬細胞為主,后期以淋巴細胞募集為主導,表現為輔助性T淋巴細胞(Th1)驅動的遲發免疫反應,同時伴隨著IFN-γ、ADA、IL-12及相關細胞因子的釋放增加[15-16]。因此,評估胸腔積液中相關因子的水平對TBP的診斷具有重要的臨床意義。本研究顯示,結核性胸腔積液中IFN-γ、ADA和IL-27水平明顯高于其他原因引起的胸腔積液,對TBP的診斷有重要的參考價值;將IL-27和IFN-γ兩個指標聯合后,能夠進一步提高對結核性胸腔積液的診斷效能。

ADA是一種參與嘌呤代謝的酶,與感染時免疫應答中的淋巴細胞活化相關,是最早在臨床上應用于TBP的診斷指標[17]。ADA不同的診斷臨界值對應不同的診斷效能[18]。李曼等[19]研究顯示,ADA 診斷結核性胸腔積液的最佳截斷值為45.36 U/L,AUC為0.63,靈敏度和特異度分別為69.26%和68.84%;姚凡等[20]發現當胸腔積液 ADA>45 U/L 時,診斷TBP的靈敏度和特異度分別為 50.0%、94.3%;而截斷值>25.15 U/L 時,其診斷靈敏度和特異度分別為 80.0% 和 72.9%。在一項納入174項研究的大型meta分析中,研究者發現,無論ADA的最佳截斷值選擇為<36 U/L、36～<45 U/L或者45～65 U/L時,ADA對TBP總的診斷靈敏度和特異度均為90%左右[18]。最近的一項多中心回顧性研究顯示,當ADA 診斷截斷值為16.50 U/L時,AUC值可達0.909,診斷結核性胸腔積液的靈敏度和特異度分別為87.50%和87.82%[13]。與上述報道一致,本研究利用ROC曲線獲取胸腔積液ADA的最佳截斷值是22.48 U/L,AUC值為0.92,診斷結核性胸腔積液的靈敏度為80.61%,特異度為93.33%,提示胸腔積液ADA是診斷TBP的可靠標志物。

IFN-γ是結核分枝桿菌感染后效應T細胞分泌的一種重要細胞因子,與包括IL-12在內的其他細胞因子一起介導Th1反應,促進肉芽腫的形成及遏制結核菌的感染。諸多研究表明,胸腔積液中的IFN-γ對TBP具有重要的診斷價值[12]。一項囊括了7 153例患者的meta分析顯示,胸腔積液中IFN-γ水平對診斷TBP有極好的準確性,診斷靈敏度和特異度分別為93%和96%[21]。ZHANG等[22]采用12個標志物鑒別診斷胸腔積液的性質時發現 IFN-γ具有最高的診斷效能,截斷值>2.45 pg/mL時診斷TBP的靈敏度和特異度分別為91.11%和91.94%。劉穎等[23]發現,當IFN-γ的截斷值為103.7 ng/mL時,AUC值為0.841,診斷結核性胸腔積液的靈敏度為80%,特異度為82.5%,聯合ADA后,AUC值可達0.950,診斷結核性胸腔積液的靈敏度為82.5%,特異度為97.5%。本研究結果顯示,根據ROC曲線,當IFN-γ的最佳截斷值為6.75 pg/mL時,診斷結核性胸腔積液的靈敏度為79.88%,特異度為98.00%,與上述報道基本一致;當將IFN-γ和ADA兩個指標進行聯合后,AUC值為0.91,診斷靈敏度和特異度分別為76.97%和98.67%,總體診斷效能低于上述文獻報道。

IL-27是IL-12家族的成員,可由胸膜腔中的T細胞、B細胞、單核細胞和巨噬細胞等分泌,具有致炎和抗炎的雙重作用,可參與對機體結核分枝桿菌感染后的免疫應答過程[9,24]。YANG等[9]研究發現,當IL-27的截斷值在1 007 ng/mL時,IL-27對結核性胸腔積液與非結核性胸腔積液鑒別診斷的靈敏度和特異度分別為92.7%和99.1%。劉薇等[25]對128例結核性胸膜炎和128例非結核性胸膜炎進行了IL-27和Gene Xpert MTB/RIF 水平的單獨檢測及兩者的聯合檢測,結果顯示TBP組胸腔積液中 IL-27 水平明顯高于惡性胸腔積液組、類肺炎性胸腔積液組與漏出性胸腔積液組。IL-27單獨診斷TBP的AUC值為0.875,靈敏度為73.43%、特異度為85.16%。與Gene Xpert MTB/RIF聯合診斷TBP的靈敏度為86.72%,特異性為100.00%。席素雅等[26]對50例TBP患者和50例非TBP患者進行了IL-27和ADA水平單獨檢測及二者的聯合檢測,結果顯示當IL-27的截斷值在64.74 pg/mL時,AUC值為0.791,對結核性胸腔積液與非結核性胸腔積液鑒別診斷的靈敏度和特異度分別為86%和76%,當聯合ADA時AUC值為0.951,診斷靈敏度和特異度均為92%。杜月菊等[27]的研究也證實了IL-27在診斷TBP中的作用,并進一步證實IL-27、ADA和Gene Xpert MTB/RIF三者聯合檢測漏診率更低。本研究結果顯示,根據ROC曲線,當IL-27的最佳截斷值為0.61 pg/L時,其診斷結核性胸腔積液的靈敏度為78.18%,特異度為89.33%,與上述研究結果基本吻合,提示胸腔積液IL-27可以是診斷TBP的有效標志物。當將IL-27分別與IFN-γ、ADA指標聯合后,AUC值由0.88分別提高至0.94和0.95,靈敏度和特異度也得到了不同程度的提高。

在臨床實踐中為避免誤診,常綜合多種因素進行疾病的鑒別診斷。因此本研究在單一指標的基礎上,分析比較了IFN-γ、ADA和IL-27兩兩聯合,或三者聯合診斷TBP的效能。均衡考慮診斷的特異度和靈敏度后,得出結論認為IL-27與IFN-γ聯合更具有診斷優勢。本研究也存在不足之處:(1)未對惡性胸腔積液樣本進行亞組分析;(2)未探究年齡和性別是否對研究結果存在影響;(3)未探究IFN-γ、ADA和IL-27指標之間的相關性;(4)本研究為單中心研究,研究得出的結論可能存在潛在偏倚,未來仍需要大樣本前瞻性研究以進一步證實本研究所得出的結論。

綜上所述,ADA、IL-27和IFN-γ在結核性胸腔積液中的水平明顯高于其他原因引起的胸腔積液,對TBP的鑒別診斷具有較高的效能,而IL-27和IFN-γ聯合后鑒別診斷更具有優勢。