γ干擾素釋放試驗(yàn)在檢測結(jié)核分枝桿菌潛伏感染中的應(yīng)用

熊勇超 侯月云 趙建忠 郭暉 何廣學(xué)

γ干擾素釋放試驗(yàn)在檢測結(jié)核分枝桿菌潛伏感染中的應(yīng)用

熊勇超 侯月云 趙建忠 郭暉 何廣學(xué)

結(jié)核?。╰uberculosis，TB）是嚴(yán)重危害人民群眾健康的呼吸道傳染病，被列為我國法定重大傳染病之一。據(jù)世界衛(wèi)生組織估計(jì)，全球約有1／3人群存在潛伏性結(jié)核感染（latent tuberculosis infection，LTBI），其中感染人群一生中約有5%～10%會發(fā)展為活動性結(jié)核［1］。我國為結(jié)核病高發(fā)國家，LTBI數(shù)目十分龐大。根據(jù)現(xiàn)有資料顯示，我國 Mtb感染率為44.5%（結(jié)核菌素試驗(yàn)硬結(jié)直徑≥5mm為陽性）［2］。第五次全國結(jié)核病流行病學(xué)抽樣調(diào)查報(bào)告顯示，我國活動性、涂陽和菌陽肺結(jié)核的患病率分別為459／10萬、66／10萬和119／10萬［3］。存在LTBI的人沒有明顯的癥狀和體征，也沒有傳染性，但是一旦機(jī)體免疫系統(tǒng)發(fā)生變化，其發(fā)展為活動性結(jié)核的可能性極高，并且會變得有傳染性。因此，早期發(fā)現(xiàn)和早期預(yù)防LTBI是結(jié)核病感染控制最有效的措施［4］。目前，國內(nèi)外對診斷LTBI還缺乏統(tǒng)一的金標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)階段用于診斷LTBI的方法主要有2種：結(jié)核菌素皮膚試驗(yàn)（tuberculin skin test，TST）和 γ干擾素釋放試驗(yàn)（interferon gamma release assays，IGRAs）。前者是目前還在應(yīng)用中的一種傳統(tǒng)的試驗(yàn)方法，后者是一種新型的檢測LTBI的方法，國內(nèi)外對IGRAs檢測LTBI已有一定的研究［5－6］，筆者對IGRAs的原理和方法、敏感度和特異度、成本和成本－效益分析，以及在不同年齡和不同免疫狀況人群中的應(yīng)用等方面進(jìn)行綜合評價(jià)。

一、IGRAs原理和方法

隨著科技的發(fā)展，診斷方法不斷更新進(jìn)步。近年來，有一類用于診斷LTBI的新方法進(jìn)入了人們的視線，即IGRAs。IGRAs的基本原理是：如果機(jī)體受到過Mtb感染，當(dāng)再次接觸相同抗原刺激后致使記憶T細(xì)胞發(fā)生增殖分化并釋放出大量γ干擾素（interferon gamma，IFN－γ），然后通過采用酶聯(lián)免疫吸附或酶聯(lián)免疫斑點(diǎn)（ELISA或ELISPOT）方法定量檢測來診斷LTBI。目前IGRAs主要有兩種商業(yè)產(chǎn)品：一種是以ELISA試驗(yàn)原理為基礎(chǔ)的澳大利亞Cellestis公司生產(chǎn)的 QFT（QuantiFERON－TB）、QFT－G（QuantiFERON－TB Gold）和 QFT－IT（QuantiFERON－TB Gold In－Tube），該產(chǎn)品是通過體外檢測經(jīng)Mtb特異性抗原刺激后致T細(xì)胞所釋放的IFN－γ的含量來診斷LTBI；另一種是以ELISPOT試驗(yàn)原理為基礎(chǔ)的英國牛津Immunotech公司生產(chǎn)的T－SPOT，其通過體外檢測經(jīng)Mtb特異性抗原刺激后能產(chǎn)生IFN－γ的T細(xì)胞數(shù)量來診斷LTBI。

作者單位：102206北京，中國疾病預(yù)防控制中心結(jié)核病預(yù)防控制中心［熊勇超（北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院公共衛(wèi)生學(xué)院研究生）、侯月云（北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院公共衛(wèi)生學(xué)院研究生）、郭暉、何廣學(xué)］；北京市豐臺區(qū)疾病預(yù)防控制中心（趙建忠）

美國食品藥品管理局（Food and Drug Administration，F(xiàn)DA）于2001年提出QFT法作為第一代診斷LTBI的IGRAs［7］，該試驗(yàn)是采用純化蛋白衍生物（purified protein derivative，PPD）作刺激源，用ELISA檢測血液中IFN－γ的含量，從而對Mtb感染做出診斷。之后，F(xiàn)DA又分別于2005和2007年批準(zhǔn)使用 QFT－G 和 QFT－IT 來診斷 LTBI［8－9］，QFT－G利用早期分泌性靶抗原6（early secretory antigenic target 6，ESAT6）和培養(yǎng)分泌蛋白10（culture filtrate protein 10，CFP10）作為特異性抗原，刺激感染了Mtb的機(jī)體中具有免疫活性的T淋巴細(xì)胞產(chǎn)生特異性的細(xì)胞因子IFN－γ，并通過ELISA檢測IFN－γ的濃度來診斷結(jié)核感染。為了提高診斷的特異度，QFT－IT法中還加入了TB7.7的部分多肽，這兩種檢測方法比第一代QFT更準(zhǔn)確，提高了診斷的特異度。FDA于2008批準(zhǔn)T－SPOT作為第四種IGRAs方法，其方法以ESAT6和CFP10作為刺激抗原，用ELISPOT方法測定分泌IFN－γ的T淋巴細(xì)胞的數(shù)量，來判斷Mtb感染情況。

二、IGRAs的特異度和敏感度

IGRAs采用結(jié)核特異性抗原，刺激感染了Mtb的機(jī)體中具有免疫活性的T淋巴細(xì)胞產(chǎn)生特異性的細(xì)胞因子IFN－γ，通過檢測IFN－γ的濃度來診斷Mtb感染。QFT從第一代采用PPD，第二代使用ESAT6和CFP10，到第三代運(yùn)用ESAT6、CFP10和TB7.7作為特異性抗原，QFT檢測LTBI的特異度也不斷提升。此外，IGRAs敏感度也并不低，目前采用不同檢測手段診斷LTBI的Meta分析得出結(jié)論：在診斷LTBI時(shí)，IGRAs的敏感度至少達(dá)到和TST一樣高［6］。Pai等［10］的一項(xiàng)Meta分析的研究中顯示，對于LTBI低風(fēng)險(xiǎn)的人群中，QFT－G和QFT－IT在非免疫人群中的特異度為99%，在BCG免疫人群中的特異度為96%，T－SPOT合并特異度為93%，與之比較，TST在非免疫人群中的合并特異度為97%，而在BCG免疫人群中的特異度僅僅為59%。Higuchi等［11］在47例確診的結(jié)核病患者和84名健康的人群中比較QFT－G和T－SPOT兩種檢測LTBI的方法，評價(jià)了兩者的敏感度和特異度，QFT－G和T－SPOT的敏感度分別為87.2%和100.0%，兩者的特異度分別為98.8%和83.3%。結(jié)果顯示，QFT－G的特異度優(yōu)于T－SPOT，而敏感度不如后者。

國內(nèi)外許多研究中已經(jīng)對IGRAs的敏感度進(jìn)行了評價(jià)，直到目前IGRAs較TST更準(zhǔn)確，敏感度至少達(dá)到了TST的敏感度。在Kampmann等［12］的一項(xiàng)前瞻性研究中，調(diào)查的209例兒童中活動性肺結(jié)核和LTBI分別為91和118例，研究者對受試對象分別采用 TST、QFT－IT和T－SPOT方法，結(jié)果顯示，對于痰培養(yǎng)確診的活動性肺結(jié)核TST、QFT－IT 和 T－SPOT 的敏感度分別為 83%、80% 和58%。在埃塞俄比亞開展的一項(xiàng)研究，研究者在107名受試者人群中評價(jià)QFT－IT，其中包括31例痰培養(yǎng)陽性和76例痰培養(yǎng)陰性，使用廠家推薦的陽性臨界值（≥0.35IU／ml），檢測敏感度為 57.1% （20／35），然而其特異 度 為 36.8%（28／76）。如果IFN－γ的臨界值采用≥0.1IU／ml，其檢測的敏感度可增加至77.4%［13］。Soysal等［14］對100例未進(jìn)行過治療的培養(yǎng)陽性的空洞性結(jié)核病患者及47例健康志愿者進(jìn)行對照研究，研究結(jié)果表明，當(dāng)QFT－IT臨界值為0.818 IU／ml時(shí)，特異度最高，敏感度卻沒有明顯降低。廠家推薦QFT的臨界值為≥0.35IU／ml，是由 Mori等［15］在日本研究119例活動性肺結(jié)核及216名健康對照時(shí)設(shè)定的。Lee等［16］的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)臨界值界定為≥0.13IU／ml時(shí)，敏感度從70.1%增加到86.2%，而特異度從91.6%降低為86.2%。土耳其有一項(xiàng)評價(jià)用于診斷LTBI的IGRAs臨界值界定研究，發(fā)現(xiàn)當(dāng)臨界值界定為≥0.1IU／ml時(shí)，試驗(yàn)的敏感度增加了13.8%［14］。對贊比亞成年人的一項(xiàng)研究顯示，當(dāng)臨界值界定為≥0.13IU／ml時(shí)，檢測的敏感度從74%增加到82%，同時(shí)指出當(dāng)臨界值定為≥0.2IU／ml時(shí)，敏感度增加了10%［17］。因此，根據(jù)目前廠家推薦的高臨界值，QFT檢測結(jié)果也許存在假陰性結(jié)果，有必要在不同環(huán)境、不同人群、不同國家及不同結(jié)核病負(fù)擔(dān)地區(qū)開展界定新的臨界值的研究，低的臨界值用于暴露于結(jié)核病患者可能性高者，對于可能性低者，就采用高的臨界值。

目前，由于LTBI的診斷缺乏金標(biāo)準(zhǔn)，要想非常準(zhǔn)確地評價(jià)IGRAs診斷LTBI的敏感度和特異度是很難做到的。但是從上述研究可以看出，在診斷LTBI時(shí)IGRAs比TST的特異度更高，而且敏感度并不比TST低，能有效地區(qū)分LTBI與健康人群，為LTBI的診斷提供可靠的依據(jù)。我國為結(jié)核病高負(fù)擔(dān)國家，人群BCG接種率高，采用IGRAs對LTBI的篩查及對結(jié)核病的預(yù)測尤其重要。

三、IGRAs成本及成本－效益評價(jià)

TST診斷LTBI的突出優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低廉，相對而言，由于IGRAs試驗(yàn)試劑盒依賴進(jìn)口且費(fèi)用較貴，我國對流動人口、密切接觸者和HIV感染者等高風(fēng)險(xiǎn)人群進(jìn)行LTBI篩查時(shí)，是否可以推廣單用IGRAs或者推廣其作為TST陽性者二次篩查方法，與單用TST相比，三者成本－效果哪項(xiàng)最優(yōu)，成為其能否在我國推廣應(yīng)用的關(guān)鍵。關(guān)于LTBI篩查策略的成本及成本－效益，國內(nèi)外已有一定的研究。Nienhaus等［18］進(jìn)行了結(jié)核病篩查方法的成本及成本－效益的系統(tǒng)綜述的研究，綜述包括13篇相關(guān)研究，其中5篇文獻(xiàn)僅僅考慮了篩查的成本，8篇文獻(xiàn)分析了不同篩查方法的成本－效益研究，所有的13項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)使用IGRAs篩查方法時(shí)，成本均有所降低。6篇文獻(xiàn)比較了兩階段TST／IGRAs（即TST陽性人群中使用IGRAs方法）與單用IGRAs篩查方法，其中4篇文獻(xiàn)顯示兩階段TST／IGRA成本－效益好，另外2篇文獻(xiàn)單用的IGRAs篩查方法成本－效益更優(yōu)。已有的研究已經(jīng)充分證實(shí)對醫(yī)務(wù)人員、來自結(jié)核病高負(fù)擔(dān)國家的移民和密切接觸者等高風(fēng)險(xiǎn)人群使用IGRAs進(jìn)行TB篩查是最符合成本－效益原則的。

Diel等［19］的研究顯示，與TST單用檢測方法相比，TST／QFT兩階段方法成本更低。單用TST方法比單用QFT方法檢測成本高48.6%。對所有接觸者進(jìn)行TST／IGRAs兩階段篩查策略是成本最低的。陳群飛等［20］的IGRAs篩查LTBI的成本－效果分析研究顯示，T－SPOT試驗(yàn)總成本最高，TST試驗(yàn)次之，TST和T－SPOT聯(lián)用總成本最低；預(yù)防1例活動性結(jié)核，TST與T－SPOT聯(lián)用所致的增量成本最小，T－SPOT試驗(yàn)次之，TST試驗(yàn)最高；患病率、TST試驗(yàn)效果指標(biāo)會影響成本－效果，但聯(lián)用成本－效果始終最高。Oxlade等［21］的一項(xiàng)在高收入國家的γ干擾素釋放試驗(yàn)與結(jié)核病篩查成本－效益分析研究指出，只有在結(jié)核病高危人群中，以TST或QFT篩查LTBI是符合成本－效益原則的，TST陽性者在進(jìn)行QFT篩查是最符合成本－效益原則的。同時(shí)Diel等［22］指出為減少結(jié)核病疾病負(fù)擔(dān)，在進(jìn)行LTBI治療前使用QFT－IT，尤其是在TST篩查密切接觸者中結(jié)果大于5mm人群中采用QFT－IT檢測方法最符合成本－效益原則。我國屬于結(jié)核病高負(fù)擔(dān)國家，結(jié)核感染人群基數(shù)大，上述的篩查LTBI的成本和成本－效益研究帶來了一些啟示，建議在TST陽性人群中選用IGRAs方法作為輔助診斷方法，可以預(yù)防結(jié)核病的發(fā)生，從而減少結(jié)核病的疾病負(fù)擔(dān)。

四、IGRAs在不同人群中的應(yīng)用

與TST檢測方法相比，IGRAs有眾多的優(yōu)點(diǎn)：試驗(yàn)操作簡單，不需受試者回訪，在BCG免疫人群中其特異度明顯高于TST等。目前，國內(nèi)外已開展了IGRAs在成年人、兒童、HIV感染者及免疫抑制等人群中應(yīng)用的相關(guān)研究，如何在不同年齡、HIV感染者及免疫抑制人群中選擇準(zhǔn)確合適的診斷LTBI的檢測方法。

（一）IGRAs在不同年齡中的應(yīng)用

已有研究證實(shí)IGRAs在成人LTBI診斷中的價(jià)值。日本相關(guān)指南建議：對于18～49歲人群，QFT的診斷價(jià)值比TST高；而在大于50歲人群中，QFT的應(yīng)用有所限制［23］。但是，由于兒童受年齡、病原學(xué)確診率低，免疫系統(tǒng)還未完全形成、近期接種BCG等多種因素影響，在兒童中診斷LTBI尤為困難。時(shí)春虎等［24］進(jìn)行的一項(xiàng)關(guān)于IGRAs診斷兒童LTBI的Meta分析研究表明，10篇文獻(xiàn)報(bào)道了QFT對兒童LTBI的診斷價(jià)值，匯總敏感度和特異度分別為40%和87%；4篇文獻(xiàn)報(bào)道了T－SPOT對兒童LTBI的診斷價(jià)值，匯總敏感度和特異度分別為74%和84%；研究指出，IGRAs適用于進(jìn)一步鑒別診斷兒童是否處于LTBI，不適合兒童LTBI的篩查。有些研究者建議IGRAs用于篩查5歲以上兒童及接種BCG兒童的LTBI診斷，不建議用于5歲以下兒童的LTBI診斷［23，25］。孫琳等［26］在兒童中進(jìn)行研究結(jié)果表明，ELISPOT試驗(yàn)適宜作為兒童TST試驗(yàn)初篩后LTBI診斷的重要輔助檢查。由于兒童一旦患上結(jié)核病，后果非常嚴(yán)重，死亡率高，嚴(yán)重威脅兒童的生命健康。盡管IGRAs在診斷兒童結(jié)核病方面有一定的優(yōu)勢，但是仍需要開展大量研究來確定其在兒童LTBI診斷中的臨界值和敏感度。

（二）IGRAs在HIV感染者和免疫抑制人群中的應(yīng)用

對于諸如合并HIV感染、重癥疾病者等免疫抑制人群，TST檢測方法缺乏足夠的敏感度［27－29］。許多研究已證實(shí)IGRAs在HIV感染者及免疫抑制人群中的應(yīng)用價(jià)值，Jones等［30］的一項(xiàng)研究表明，在HIV人群中QFT－IT結(jié)果同TST相比與LTBI危險(xiǎn)因素相關(guān)的可能性更大，QFT－IT試驗(yàn)在HIV感染人群中可能較TST試驗(yàn)更有價(jià)值?？嫡竦龋?1］的一項(xiàng)關(guān)于IGRAs診斷艾滋病患者LTBI的Meta分析結(jié)果表明，QFT－G的總敏感度和特異度分別為44%和91%，T－SPOT總敏感度和特異度分別為82%和75%，IGRAs適合用于進(jìn)一步的鑒別診斷艾滋病患者是否處于潛伏感染，不適合結(jié)核感染的篩查。Hoffmann等［32］在血液透析患者中評價(jià)IGRAs的LTBI診斷研究顯示，在血液透析患者中，QFT－IT是一種有效的替代TST診斷LTBI方法。HIV感染者屬結(jié)核病高風(fēng)險(xiǎn)人群，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和診斷結(jié)核病高風(fēng)險(xiǎn)人群的LTBI，是控制結(jié)核病在人群中傳播的至關(guān)重要環(huán)節(jié)，因此，有必要進(jìn)一步在HIV感染者及免疫抑制人群中開展IGRAs在LTBI診斷中準(zhǔn)確性的相關(guān)研究。

小 結(jié)

總之，我國是一個(gè)結(jié)核病高負(fù)擔(dān)國家，在BCG接種率比較高的環(huán)境下，用TST試驗(yàn)診斷LTBI容易產(chǎn)生假陽性結(jié)果。目前，大量研究已表明IGRAs對BCG免疫和NTM人群的LTBI診斷比TST更具優(yōu)勢，在此人群中IGRAs可替代TST診斷LTBI。盡管IGRAs目前還不能完全取代TST，但是IGRAs在條件允許地區(qū)可作為一項(xiàng)重要的診斷LTBI工具?，F(xiàn)階段，有必要進(jìn)一步在結(jié)核病高發(fā)地區(qū)和高風(fēng)險(xiǎn)人群中評價(jià)IGRAs的應(yīng)用，從而更加及時(shí)準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)和診斷LTBI和活動性肺結(jié)核，這對控制Mtb感染具有十分重要的意義。

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2012－06－20）

（本文編輯：范永德）

重大傳染病防治項(xiàng)目“結(jié)核病感染控制新技術(shù)平臺的研究”（2009ZX10004－714）；中美新發(fā)與再發(fā)傳染病合作項(xiàng)目（子項(xiàng)目16）

何廣學(xué)，Email：heguangxue＠chinatb.org

注：熊勇超與侯月云并列第一作者