環(huán)介導等溫擴增技術在肺結核病診斷中的應用評價

楊 健，張?zhí)烊A，鮮小萍，李 妍，陳美玲，王 蕊

(陜西省結核病防治研究所，陜西 西安710048)

結核病是一種嚴重危害人類健康的慢性呼吸道疾病，目前，我國菌陰肺結核(3次涂片和1次培養(yǎng)均為陰性的活動性肺結核)約占所有肺結核患者的70%[1]，該病的診斷一直困擾著廣大臨床醫(yī)生。結核病實驗室檢查為結核病的確診提供了重要病原學證據，也是確定傳染性肺結核尤其是耐多藥肺結核病的重要依據[2]。傳統(tǒng)痰涂片染色鏡檢法敏感度較低，培養(yǎng)法耗時較長，均難以實現對結核病患者的早期正確診斷。環(huán)介導等溫擴增技術通過特異引物與結核分枝桿菌的gyrB基因結合，在恒溫條件下進行擴增[3]，具有特異性高、時間短、操作簡單等優(yōu)點，初步應用于全國各級結核病實驗室，我省于2016年引進此項技術用于結核病的診斷，而目前在我省尚缺乏應用LAMP診斷肺結核病的評價報道，筆者采用痰涂片鏡檢法、固體培養(yǎng)法、LAMP同時對258例研究對象的同一份痰標本進行檢測，以臨床診斷結果為標準，評價LAMP對肺結核病的診斷價值。

1 材料與方法

1.1 研究對象

選取2016年1月-2018年3月在陜西省結核病防治研究所和陜西省漢中市第二人民醫(yī)院就診的258例肺結核可疑癥狀者作為研究對象，根據肺結核診斷標準(WS288—2017)[4]將研究對象分為肺結核病組和非肺結核病組。肺結核病組176例，包括136例臨床確診病例和40例臨床診斷病例；非肺結核病組82例。

1.2 檢測方法

同時應用痰涂片鏡檢法、固體培養(yǎng)法、LAMP對258例研究對象的同一份痰標本進行檢測。其中痰涂片采用直接涂片法進行金胺O熒光染色，羅氏固體培養(yǎng)采用簡單法，羅氏培養(yǎng)基及染色液購自珠海貝索生物技術有限公司，環(huán)介導等溫擴增檢測采用廣州迪奧生物科技有限公司的儀器和試劑。各項實驗操作均按照《結核病診斷實驗室檢驗規(guī)程》[5]中的標準化操作程序進行，如果試驗失敗均進行二次檢測。

環(huán)介導等溫擴增檢測：在<5 ml痰液中加入1-2倍體積的4%NaOH溶液，渦旋震蕩30秒，室溫靜置15分鐘，使其充分液化，取1 ml液化后痰液至1.5 ml離心管，13 000 r/min離心10 min，棄上清液，沉淀用1 ml無菌生理鹽水(0.9% NaCl)懸浮，同上離心條件洗滌2次。棄上清液，保留沉淀物。向含沉淀物的離心管中加入40 μl核酸提取液，震蕩混勻，沸水浴(95-100℃)10 min，然后冷卻至室溫；13 000 r/min離心5分鐘，上清液做為模板備用。吸取23 μl聚合酶和20 μl密封液至0.2 ml反應管中，依據所需檢測樣本數量準備反應體系數目，每次檢測均設置陽性對照和陰性對照。將制備的模板以及陰陽性對照加入反應體系。將反應管置于恒溫擴增熒光檢測儀上進行反應，由儀器自動判讀結果。

1.3 統(tǒng)計學分析

采用SPSS 18.0軟件進行統(tǒng)計學分析，以臨床診斷結果為標準，比較痰涂片鏡檢法、固體培養(yǎng)法和LAMP檢測MTB的效能；在痰涂片陰性患者中，比較固體培養(yǎng)法和LAMP檢測MTB的效能；在涂陰培陰患者中，評估LAMP檢測MTB的效能。計算LAMP檢測技術的敏感度(sensitivity,Se)、特異度(specificity,Sp)。組間率的比較采用卡方檢驗，P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。各檢測方法與臨床診斷結果的一致性評價采用Kappa檢驗，K≤0.40時，兩者一致性較差；0.40

2 結果

2.1 3種方法對結核分枝桿菌的陽性檢出率比較

在258例研究對象中，LAMP的陽性檢出率51.55%(133/258)顯著高于痰涂片鏡檢法31.40%(81/258)、固體培養(yǎng)法39.92%(103/258)，差異均有統(tǒng)計學意義(χ2=21.59，P<0.001；χ2=7.03，P=0.01)。在127例黏液痰標本中，LAMP的陽性檢出率54.33%(69/127)顯著高于痰涂片鏡檢法40.94%(52/127)，差異有統(tǒng)計學意義(χ2=4.56，P=0.03)；在唾液痰標本中，LAMP的陽性檢出率34.61%(27/78)顯著高于痰涂片鏡檢法12.82%(10/78)和固體培養(yǎng)法19.23%(15/78)，差異均有統(tǒng)計學意義(χ2=10.24，P=0.001；χ2=4.69，P=0.03)；LAMP在唾液痰標本中的陽性檢出率34.61%(27/78)顯著低于在干酪痰73.91%(34/46)和黏液痰54.33%(69/127)中的陽性檢出率，差異均有統(tǒng)計學意義(χ2=17.88，P<0.001；χ2=7.54，P=0.01)。見表1。

表1 痰涂片鏡檢、固體培養(yǎng)、LAMP在不同性狀痰標本中檢測MTB的結果比較

2.2 3種方法的檢測效能評價

以臨床診斷為標準，LAMP的敏感度73.30%(129/176)顯著高于痰涂片鏡檢法46.02%(81/176)和固體培養(yǎng)法58.52%(103/176)的敏感度，差異均有統(tǒng)計學意義(χ2=25.98，P<0.001；χ2=8.55，P=0.003)，見表2。

表2 以臨床診斷為標準，三種方法檢測MTB的效能比較

2.2 固體培養(yǎng)法和LAMP 在涂陰患者中檢測MTB的效能比較

在177例涂陰患者中，固體培養(yǎng)法和LAMP的陽性檢出率分別為18.08%(32/177)、30.51%(54/177),差異有統(tǒng)計學意義(χ2=7.43,P=0.01)。以臨床診斷結果為標準，LAMP的敏感度52.63%(50/95)顯著高于固體培養(yǎng)法的敏感度33.68%(32/95)，差異有統(tǒng)計學意義(χ2=6.95，P=0.01)，見表3。

表3 固體培養(yǎng)法和LAMP 在痰涂陰患者中檢測MTB的效能比較

2.3 LAMP 在涂陰培陰患者中檢測MTB的效能評價

在145例涂陰培陰患者中，LAMP的陽性檢出率為20.00%(29/145)。以臨床診斷結果為標準，LAMP檢測MTB的敏感度和特異度分別為39.68%(25/63)、95.12%(78/82)，見表4。

表4 LAMP 在涂陰培陰患者中檢測MTB的效能

3 討論

目前，涂片法和培養(yǎng)法依然是大多數結核病高發(fā)國家的結核病實驗室的主要病原學檢測方法，已不能滿足臨床診療的時效需求，隨著對結核分枝桿菌全基因組的解析，通過檢測結核分枝桿菌核酸進行快速診斷的技術也應運而生，LAMP作為一種快速分子檢測方法初步應用于我省各級結核病實驗室，這對于提高我省的肺結核患者病原學陽性率具有重要意義。

本研究結果顯示：LAMP的陽性檢出率(51.55%)明顯高于痰涂片鏡檢法(31.40%)和固體培養(yǎng)法(39.92%)。這與于霞等[6]報道的研究結果一致。在唾液痰標本中LAMP的陽性率(34.61%)顯著高于痰涂片鏡檢法(12.82%)和固體培養(yǎng)法(19.23%)。涂片法是從形態(tài)學角度進行鑒別，而結核分枝桿菌因個體發(fā)育和環(huán)境適應等因素影響，存在形態(tài)多樣性，出現球狀、短桿狀、絲狀、細胞壁缺陷的L型等形態(tài)，痰涂片鏡檢法主要是以典型的桿狀形態(tài)為病原學報告依據的，且主要依賴于檢驗人員的識別能力，故可能出現假陰性的情況，敏感度較低。固體培養(yǎng)法在應用酸、堿進行前處理時，也會損傷標本中50%-80%的結核菌活性，降低陽性檢出率[7]。LAMP在恒溫條件下進行擴增反應，與傳統(tǒng)PCR技術相比無需進行變性、退火、延伸等復雜過程，縮短了檢測時間；同時減少DNA大片段聚合酶與擴增核酸的污染機會，此外，LAMP只有在4條引物完全識別靶序列6個結合區(qū)的情況下才能順利進行，減少了非特異性的影響。

在唾液痰標本中的陽性檢出率(34.61%)顯著低于在干酪痰(73.91%)和黏液痰(54.33%)中的陽性檢出率。唾液痰標本并不是從肺深部咳出，含菌量較少，其在玻片上粘附力也較差，在涂片、染色過程中，會造成待檢成分的大量丟失，導致涂片法、固體培養(yǎng)法檢出率降低，這也提醒醫(yī)務人員應加強對患者的留痰宣教，指導患者留取合格的痰標本以提高陽性檢出率。有研究表明LAMP在血痰標本中的陽性檢出率低于傳統(tǒng)涂片法和培養(yǎng)法，原因可能與血液成分中含有血紅蛋白等抑制PCR反應，造成陽性檢出率降低[8]，本研究在血痰中3種方法陽性檢出率相同，可能由于血痰樣本量較少，僅有7例，無法判別差異。

以臨床診斷為標準時，LAMP診斷肺結核病的敏感度(73.30%)顯著高于痰涂片鏡檢法(46.02%)和固體培養(yǎng)法(58.52%)，提示LAMP的臨床應用價值高于痰涂片鏡檢法和固體培養(yǎng)法。本研究LAMP診斷肺結核病的敏感度(73.30%)高于歐喜超[8]報道LAMP的敏感度(49.44%)和李金莉[9]報道LAMP的敏感度(52.7%)，可能由于選擇臨床診斷標準版本不同所致，本研究依據2017年的最新版肺結核診斷標準(WS288-2017)對患者進行診斷分類，與之前的肺結核診斷標準(WS288-2008)相比，肺結核確診病例條件增加了分子生物學檢查結果，故提高了LAMP檢測的敏感度。

近來國內多項研究均以固體培養(yǎng)為金標準對LAMP進行評價，有研究表明：LAMP對結核分枝桿菌標準菌株H37Rv的檢出限達到10 CFU/mL[10]，遠高于痰涂片鏡檢法(5000-10000菌/mL)和固體培養(yǎng)法(100菌/mL)以上的檢出限，在一定程度上說明，涂片和培養(yǎng)均為陰性并不代表痰標本中沒有結核分枝桿菌，是由于細菌數量低于檢出限造成的。LAMP對菌陰肺結核的檢出有可能影響結果的評判。本研究以臨床診斷為標準，在涂陰患者中，LAMP的敏感度(52.63%)顯著高于固體培養(yǎng)法的敏感度(32.63%)，LAMP與臨床診斷結果相比具有中度一致性(Kappa=0.46)；在涂陰培陰患者中，LAMP檢測MTB的敏感度和特異度分別為39.68%、95.12%，與臨床診斷結果相比一致性較差(Kappa=0.37)；LAMP在涂陰患者中的陽性檢出率為30.51%，在涂陰培陰患者中的陽性檢出率為20.00%，與國內報道[11]LAMP對涂陰或培陰標本的陽性檢出率在20%-30%的結果相一致，以上數據提示LAMP對于檢測涂陰肺結核患者具有一定的技術優(yōu)勢。

因分子生物學方法存在一定的假陽性，應將LAMP與痰涂片鏡檢法和固體培養(yǎng)法有效聯合起來，以避免假陽性的發(fā)生，降低誤診率。