結核性胸腔積液實驗室檢測方法的研究進展

任茗睿等

[摘要] 結核性胸膜炎（TP）是引起滲出性胸腔積液最常見的病因。胸液微生物檢查常常陰性。胸膜活檢和胸腔鏡檢查的臨床應用因其侵入性而受到限制。通過不懈努力已經推出了一系列無需侵入性操作就可有助診斷的胸腔積液實驗室檢查。本文就結核性胸膜積液（TPE）的特征進行討論，以助診斷，重點介紹特異性生物標記試驗，包括ADA、干擾素及其他新的檢驗方法的臨床應用研究進展。

[關鍵詞] 胸膜炎；結核性；試驗檢測；進展

[中圖分類號] R521.7 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-9701（2014）27-0157-04

[Abstract] Tuberculous pleurity（TP） is the most important cause for exudative pleural effusions. Microbiological analyses of pleural fluid maybe negative in the most setting. Techniques， such as pleural biopsy or thoracoscopy are clinically limited by its invasion. Ongoing research has led to implementing a number of additional fluid analyses that may lead to a diagnosis without a need for further invasive procedures. In this review， we discuss the characteristics of TPE that may assist in this important diagnosis， and we highlight the benefits of specific biomarker analyses including adenosine deaminase， interferon and some novel tests.

[Key words] Pleuritis；Tuberculosis；Laboratory testings；Advances

胸腔積液是最常見的肺外結核表現。在結核流行國家，約25%肺結核患者可能并發(fā)結核性胸膜炎（tuberculous pleurisy，TP），而且由于HIV陽性病例增加等因素，TP發(fā)病率也有增加趨勢[1-3]。結核性胸腔積液（tuberculous pleural effusion，TPE）往往是引起滲出性胸腔積液的最常見病因。胸膜結核可發(fā)生于原發(fā)型或繼發(fā)型結核病，因此，并不一定會有結核分枝桿菌進入胸膜腔，胸液涂片陽性率較低；培養(yǎng)需時長，且陽性率也不高。胸膜活檢病理檢查聯(lián)合結核菌培養(yǎng)的陽性率可進一步提高，但是假陰性率仍有15%～20%[4，5]；且系創(chuàng)傷性檢查，臨床應用受限。因此，經簡單的胸腔穿刺取得胸液標本，利用靈敏可靠的實驗室檢查，從中盡量獲得更多的診斷信息，以助TP診斷具有重要臨床意義。本文就TPE實驗室檢查特點的研究進展作一介紹。

1 常規(guī)檢查

曾經認為胸膜慢性炎癥會防止間皮細胞脫落，間皮細胞>5%就不可能是TPE。而近年來的不少研究表明TPE可伴有間皮細胞增多，特別是HIV感染患者[6]。另一傳統(tǒng)觀點認為TPE的特征是胸液的淋巴細胞顯著升高。而最近的研究結果顯示，實際情況卻是胸液淋巴細胞的比例遠低于以往認為的程度[2-4，6]。如Ruan等[4]報告，382例TP患者的胸液中位淋巴細胞百分比為84% （IQR 64%～95%），其中胸水淋巴細胞比例<50%占17%。胸液結核分枝桿菌培養(yǎng)241/382例（63%）陽性。胸液結核菌培養(yǎng)陽性患者的胸液淋巴細胞平均百分比為78%，而陰性患者為92%，顯示胸液淋巴細胞百分比與胸液結核菌培養(yǎng)陽性率呈負相關。伴有癌癥和胸液乳酸脫氫酶水平升高患者的胸液結核菌培養(yǎng)陽性率較高，而胸液淋巴細胞百分比和胸液蛋白水平較高患者的胸液結核菌培養(yǎng)陽性率較低，多因素邏輯回歸模型顯示該4項參數是預測胸液結核菌培養(yǎng)結果的獨立相關因素。抗酸染色涂片陽性要求標本的結核桿菌>10，000/mL，因此TPE涂陽率常<10%，但HIV患者胸液涂陽率往往>20%。胸液培養(yǎng)陽性要求標本至少含10～100活菌，因此培養(yǎng)陽性率比涂片高，為12%～70%，使用輻射分枝桿菌培養(yǎng)系統(tǒng)（BACTEC-460）可將培養(yǎng)時間從33天縮短為18天[2，5，7]。增加胸液培養(yǎng)量（100 mL）可進一步縮短培養(yǎng)時間[8]。

2 腺苷脫氨酶（ADA）

ADA是活性淋巴細胞、巨噬細胞和粒細胞釋放的非特異性炎癥標記。而ADA2同功酶由單核細胞釋放，是ADA的主要成分，對TPE的特異性更高。但是其檢查方法繁瑣、費用高，難以推廣使用。不過，一般情況下，ADA檢測已經能夠滿足臨床診斷需要[2-7]。有些研究甚至顯示同時檢測ADA2未能進一步提高診斷的準確性[2，4，9]。

2.1 ADA診斷閾值

按照貝葉斯定理，一項試驗諸如ADA的診斷敏感性和特異性不僅取決于試驗方法的本身，而且還與局部疾病的流行程度相關：即在結核高流行區(qū)，陽性預測值（PPV）升高，ADA的診斷閾值也升高；而在結核低流行區(qū)，降低ADA的診斷閾值，可保持較高的陰性預測值（NPV），ADA水平低可排除結核[2-5]。如Greco等包括31宗4 738例患者資料的薈萃分析顯示，以胸液培養(yǎng)、組織學、痰培養(yǎng)和治療反應作為TPE的診斷標準，ADA的診斷敏感性92%（56%～100%），特異性89%（55%～100%）。即使對老年患者，鑒別TPE和惡性胸液的特異性也很高（95%），但是于肺炎旁積液的鑒別結果卻令人失望。而在結核病低-中度流行區(qū)，ADA的NPV高，根據低ADA可排除胸膜活檢的需要；不過PPV低。相反，在結核病高流行區(qū)，ADA的PPV高達99%。由于ADA診斷TPE的敏感性和特異性與研究對象相關，采用的診斷閾值頗不一致，國外標準多在≥（35～71） U/L，而我國一些研究報告的最佳診斷臨界值僅26.55 U/L，認為胸液ADA≥24 U/L即具診斷價值。不過，也有人觀察到在結核病高、中、低不同流行時期，以胸液ADA>40 U/L（ADA40）或ADA聯(lián)合胸液淋巴細胞比例>50%（LP50）診斷TPE的敏感性、特異性，PPV和NPV分別為89%、92.7%、69.2%和97.9%；ADA40聯(lián)合LP50的特異性和PPV可分別提高至98.3%和90.0%，而敏感性（86.3%）和NPV（97.5%）幾未降低。認為在年齡<40歲的患者中，在結核病不同流行區(qū)域，根據胸液ADA≥40 U/L即可擬診TPE[10]。endprint

2.2 影響ADA水平的因素

2.2.1 疾病因素 約1/3肺炎旁積液和70%膿胸也伴有ADA升高，但多數情況下根據臨床癥狀和胸液特點容易進行鑒別。遇ADA嚴重升高時，應警惕其他病因如膿胸或淋巴瘤的可能。為此，日本崇等[11]建議測定胸液K+水平以鑒別肺炎旁積液和TPE。若胸液K+水平>5.0 mEq/L，胸液ADA高水平不再具有提示存在TPE的意義。并強調重復檢測胸液ADA均無升高，則TPE的可能性極小。另一方面，當胸液細胞分類以中性粒細胞為主又伴有ADA升高，若無上述肺炎或膿胸表現，也不可輕易放棄TPE診斷，此時很有可能TPE尚處于疾病早期[5，9，11]。Bielsa等報告胸液中性粒細胞為主的TPE（PMNL）具有痰、胸液和實體標本結核菌分離陽性率較高的特點，而且胸液ADA水平也往往比以淋巴細胞為主的TPE高，二者分別為80U和162 U/L；其中>50%患者胸液復查轉變?yōu)橐粤馨图毎麨橹鱗12]。

研究證明ADA生成與胸液存在活性T淋巴細胞和單核細胞相關。眾多研究觀察到ADA診斷TPE的意義與胸液淋巴細胞比例有關。當伴有艾滋病或其他免疫缺陷性疾病時可導致血CD4細胞減少，推測ADA的合成也會降低，并因此影響利用胸液ADA水平診斷TPE的意義[5，7]。Baba等[13]就胸液ADA在伴有CD4減少的艾滋病患者中診斷TPE的意義進行研究，以ADA>30 U/L診斷TPE的敏感性、特異性，PPV和NPV分別為94%、95%、97%和90%。血CD4細胞<50/mL和>50/mL患者的胸液CD4細胞計數>分別為29/mL和153/mL（P<0.05）；而相應的胸液平均ADA分別為76 U/L和72 U/L（P>0.5）。即ADA水平與CD4細胞計數無相關（r=20.120，P=0.369），說明在結核高流行區(qū)遇CD4計數降低的艾滋病患者，ADA診斷TPE的意義并未受影響。

2.2.2 年齡因素 Tay等[14]發(fā)現胸液ADA水平與年齡負相關。研究表明，平均胸液ADA水平TPE組（100±35） IU/L顯著大于非TPE組（30±37） IU/L。胸液ADA水平與年齡、胸液蛋白、乳酸脫氫酶和胸液淋巴細胞絕對計數水平相關（r=0.621）。年齡≤55歲組ADAROC曲線下面積 （AUC） 診斷TPE值為0.887，ADA72 IU/L診斷敏感性為95.1%、特異性87.5%、PPV95.1%、NPV87.5%。而年齡>55歲組ADA26IU/L的AUC為0.959、敏感性94.7%、特異性80.4%、PPV為62%、NPV為97.8%。因此，利用ADA診斷TPE應該考慮年齡因素對ADA水平的影響。

3 細胞因子

在用于診斷TPE的各種細胞因子中，以干擾素（IFN-γ）釋放試驗的相關研究最多。IFN-γ主要由TH1細胞產生，結核性胸液中的淋巴細胞受結核菌細胞壁蛋白刺激產生IFN-γ，后者激活吞噬細胞并增強對細菌細胞的殺傷力，在局部抗分枝桿菌感染的防御機制中起重要作用。TP患者外周血的IFN-γ水平很低，但胸液水平很高，而惡性胸液的主要效應細胞為TH2細胞，因此二者存在顯著差異。包括782例TB患者和1 319例非TB患者的22宗資料顯示IFN-γ的診斷敏感性為89%（95%CI 87%～91%），特異性97%（96%～98%）。陽性擬然比23.45，陰性擬然比0.11，比值比272.7，說明胸液IFN-γ檢測陽性則結核性胸膜炎的可能性很大，陰性則可能性很小，但診斷時仍強調結合臨床及其他有關檢驗資料。另一研究對相同標本的檢測結果表明，IFN-γ診斷TPE的敏感性和特異性都優(yōu)于白細胞介素（IL）-12p40、IL-18， 免疫抑制酸性蛋白或可溶性IL-2受體。某一研究的結果顯示診斷準確性甚至超過了ADA。Keng等[15]的研究發(fā)現，經活檢確診的88例TPE的ADA、ADA2和IFN-γ顯著升高，而時下應用廣泛的結核感染T細胞斑點試驗（T-SPOT）的升高并不明顯。ROC曲線下面積分別為0.920、0.893、0.875和0.544。ADA≥40 IU/L 聯(lián)合IFN-γ≥75 pg/mg的診斷特異性達100%，認為ADA、ADA2和IFN-γ診斷TPE都具有高敏感性和特異性，但T-spot的診斷價值差。由于IFN-γ測定不能鑒別潛伏結核和活動結核，Yu等以含41種可溶性免疫分子藥盒（含白介素17種和趨化因子24種）檢查潛伏結核、活動結核、TP和肺癌患者的血清和胸水標本，發(fā)現TPE的趨化因子CCL1、CCL21和IL-6水平顯著升高。建議在測定IFN-γ的同時測定可溶性免疫分子，可有助于鑒別潛伏結核和活動結核，并幫助診斷TPE[16]。

目前用于診斷TPE的胸液免疫試驗還有腫瘤壞死因子（TNF-α）、一氧化氮（NO）、IFN-γ誘導10 kDa蛋白（IP-10）、IL-1β、IL-6和IL-8等，但臨床應用并不廣泛[2-9]。

4 其他

4.1 ACE/ACE2 比例和MMP-9

近年發(fā)現局部腎素-血管緊張素系統(tǒng)（RAS）在組織的損傷/修復過程中起關鍵作用。血管緊張素Ⅱ（AngⅡ）參與肺損傷的調控，并通過基質蛋白酶（MMP）的調節(jié)作用而引起肺纖維化。多種肺疾病伴有血管緊張素轉換酶（ACE）活性升高，ACE2則為血管緊張素系統(tǒng)的負性調節(jié)物。胸膜炎伴有MMP水平異常升高，如MMP-2和MMP-9等。Hsieh等[17]發(fā)現與胸腔漏出液比較，滲出液的ACE和ACE2活性、ACE/ACE2比例顯著升高（P<0.001）。漏出液ACE和ACE2之間的活性存在相關性[（F（1，43）=36.052，r2=0.456， P<0.001）]，而此種相關性不存在于滲出液[F（1，78）=1.567， r2= 0.020， P>0.05）]。與肺炎和肺腺癌引起的胸液比較，TPE的ACE和MMP-9活性顯著分別升高1.48倍（P<0.01）和1.36倍（P<0.05），MMP-9活性分別升高1.62倍（P<0.01）和1.77倍（P<0.001）。而TPE的ACE2活性顯著低于滲出液以及肺炎和肺腺癌引起的胸液（P<0.05）。作者認為在滲出液的發(fā)生過程中，作為RAS的重要功能，ACE和ACE2之間的相互作用和MMP-9的調節(jié)異常具有關鍵作用。ACE/ACE2比例聯(lián)合MMP-9活性可以作為診斷TP的生物指標。endprint

4.2 D-二聚體

胸膜病變伴有局部纖溶系統(tǒng)活性增高，因此TPE中的D-二聚體水平也可發(fā)生異常。一項研究顯示32例TP與55例非TPE的胸液D-二聚體水平比較顯著升高，分別為（1082.66±453.83）mg/L FEU和（319.98±266.78）mg/L FEU（P<0.05）。利用胸液TPE鑒別TPE和非TPE的曲線下面積為0.928（95%CI：0.878～979），診斷閾值定為622.5 mg/L，FEU的診斷TPE敏感性和特異性分別為84.38%和85.45%。因此，胸液D-二聚體水平測定可作為診斷TPE的一種簡便有效的試驗方法[18]。

5 綜合數據積分診斷系統(tǒng)

由于單項試驗的局限性，從而推出了利用多項試驗結果的積分系統(tǒng)以期提高診斷準確性。Porcel等[19]設計了2種預測TPE的積分法：第1種為ADA≥40 U/L（5分）；年齡﹤35歲（2分）；體溫≥37.8℃（2分）；胸液紅細胞<5×109/L（1分）。第2種為年齡<35歲（2分）；體溫≥37.8°C（2分）；胸液紅細胞<5×109/L（1分），無惡性腫瘤史（3分）；胸液蛋白≥5g/L（1分）；胸液/血清乳酸脫氫酶比例≥2.2（1分）。第1種≥5分或第2種積分法≥6分的診斷敏感性分別為95%和97%，而用以鑒別于惡性胸液的特異性分別為94%和91%。另有人報告ADA、IFN-γ和PCR單項試驗的診斷敏感性分別為88%、86%和74%，特異性分別為86%、97%和90%；聯(lián)合各項指標后敏感性和特異性均有提高。不過其他研究未予證實[20]。Valdes推薦在結核高流行區(qū)，年齡<40歲的病例采用兩種回歸模式以助診斷TPE。模式1采用的2項參數為胸液ADA >35 U/L和胸液淋巴細胞比例>31.5%；218份胸液標本的診斷結果中假陽性和假陰性各1例。模式2不用ADA，采用3項參數：胸液淋巴細胞>31.5%，發(fā)熱和咳嗽，結果假陰性8例，假陽性3例。模式1的敏感性、特異性和準確性分別為99.4%、98.1%和99%， 模式2分別為95.2%、94.3%和95%。認為這兩種模式均適用于結核高流行區(qū)這一特定人群的TPE診斷；而含ADA參數的模式更優(yōu)秀[20]。

6小結

TPE的診斷依然充滿挑戰(zhàn)。某些試驗如新喋呤，瘦素和溶菌酶等，經過一段時期應用，因效果不盡人意已趨于淘汰[1，2，5]。ADA和IFN-γ的敏感性和特異性最好，不過仍不足以作為病原診斷。綜合臨床和檢查數據，尤其包括了ADA，診斷TPE的效果優(yōu)于任何單一參數。積分診斷系統(tǒng)和人工神經網絡（ANN）的初步應用效果滿意，但需要加以深入驗證[21]。

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（收稿日期：2014-04-28）endprint