毛毅 范琳 劉勇
從20世紀(jì)中葉開始,隨著抗結(jié)核化學(xué)藥物的不斷發(fā)現(xiàn)及廣泛使用,結(jié)核病的死亡率大大降低。然而,結(jié)核病在近20年“死灰復(fù)燃”,世界衛(wèi)生組織(WHO)2018年發(fā)布的全球結(jié)核病評(píng)估報(bào)告顯示,2017年全球范圍內(nèi)結(jié)核病新發(fā)患者約1000萬例,其中預(yù)估中國(guó)的發(fā)病數(shù)為88.9萬例,占全球的9%[1]。2017年國(guó)際糖尿病聯(lián)合會(huì)(IDF)報(bào)告全球有4.15億人患有糖尿病,2型糖尿病占90%[2]。有研究表明,預(yù)估到2040年80%的糖尿病患者將集中在結(jié)核病高負(fù)擔(dān)國(guó)家[3]。糖尿病是肺結(jié)核復(fù)發(fā)且易被忽視的高危因素,其發(fā)病率的增高給結(jié)核病的防控工作帶來困難及挑戰(zhàn)。筆者對(duì)肺結(jié)核與糖尿病的關(guān)系、肺結(jié)核并發(fā)糖尿病的篩查及臨床診治的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。
有研究表明,全世界有5%~30%的肺結(jié)核同時(shí)并發(fā)糖尿病,而我國(guó)肺結(jié)核并發(fā)糖尿病的發(fā)生率為16%~24%[4]。2017年發(fā)表的一項(xiàng)薈萃分析表明,糖尿病導(dǎo)致患結(jié)核病的風(fēng)險(xiǎn)增加大于3倍(相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)為 3.59)[5]。Grint等[6]研究發(fā)現(xiàn),在印度尼西亞、秘魯、羅馬尼亞、南非的新診斷的結(jié)核病患者中,糖尿病的總體患病率為13%。印度的一項(xiàng)調(diào)查顯示,結(jié)核病人群中糖尿病的患病率高達(dá)25.3%[7]。McMurry 等[8]研究顯示,各種中低收入國(guó)家結(jié)核病患者的糖尿病患病率在1.8%~45%,多數(shù)國(guó)家的患病率位于10%~30%之間。另外,糖尿病可以增加潛伏性結(jié)核感染(LTBI)進(jìn)展為活動(dòng)性結(jié)核病的風(fēng)險(xiǎn),2016年的一項(xiàng)系統(tǒng)評(píng)價(jià)表明糖尿病與LTBI相關(guān)[9]。
一項(xiàng)包含13個(gè)具有高結(jié)核病負(fù)擔(dān)國(guó)家的數(shù)學(xué)模型研究表明,如果糖尿病的患病率以目前的速度增長(zhǎng),到2035年全球結(jié)核病的發(fā)病率僅下降8.8%,結(jié)核病死亡率僅下降34.0%;若糖尿病患病率停止增長(zhǎng)則結(jié)核病的發(fā)病率將下降20.3%、死亡率下降42.7%[10]。因此,在結(jié)核病高負(fù)擔(dān)國(guó)家,糖尿病的流行可能加重結(jié)核病的流行。針對(duì)糖尿病與耐多藥結(jié)核病研究的新的數(shù)據(jù)也將會(huì)納入未來的模型,這可能對(duì)于我們改善糖尿病對(duì)結(jié)核病患者的影響,以及評(píng)估以控制糖尿病為重點(diǎn)的潛在干預(yù)措施將發(fā)揮重要的作用。
此外,隨著HIV感染率上升,HIV感染正在成為肺結(jié)核和糖尿病相互作用中越來越重要的共同因素。有研究認(rèn)為,隨著HIV感染在全球的流行,其也可能會(huì)成為影響肺結(jié)核并發(fā)糖尿病的因素之一[11]。
有研究表明,糖尿病可能是通過抑制固有免疫及適應(yīng)性免疫機(jī)制來降低宿主的免疫保護(hù)效應(yīng),從而導(dǎo)致肺結(jié)核患者的不良治療轉(zhuǎn)歸,包括較嚴(yán)重的臨床癥狀、增加疾病的傳播、復(fù)發(fā)、治療失敗及死亡[12-13]。肺結(jié)核并發(fā)糖尿病患者痰菌陽性率高,經(jīng)強(qiáng)化期治療后痰涂片陽性率仍高,這是治療失敗的預(yù)測(cè)因素;因此,并發(fā)糖尿病的肺結(jié)核患者與未并發(fā)糖尿病的肺結(jié)核患者相比具有更高的治療失敗率[14]。國(guó)內(nèi)學(xué)者采用logistic回歸分析顯示,耐藥、糖尿病的病程、病灶范圍、治療前空腹血糖水平均為影響患者痰菌陰轉(zhuǎn)的高危因素[15]。有研究發(fā)現(xiàn),并發(fā)糖尿病的結(jié)核病患者發(fā)生MDR-TB的風(fēng)險(xiǎn)增加2.1~8.8倍[16];一項(xiàng)最近發(fā)表的薈萃分析顯示,糖尿病與MDR-TB有顯著相關(guān)性(OR=1.97;95%CI:1.58~2.45),亞組分析也提示相關(guān)性的存在[17]。雖然肺結(jié)核并發(fā)糖尿病是否增加MDR-TB的風(fēng)險(xiǎn)尚存在爭(zhēng)議,但更多的研究?jī)A向于肺結(jié)核并發(fā)糖尿病與MDR-TB的發(fā)生具有相關(guān)性。Yoon 等[18]研究顯示,血糖控制差的患者在2個(gè)月的強(qiáng)化期治療后死亡率是血糖控制良好的患者的4倍,痰培養(yǎng)未陰轉(zhuǎn)的可能性是血糖控制良好的結(jié)核病患者的2倍,因此更好地控制血糖水平是降低患者死亡率的重要策略之一。
2011年,WHO建議對(duì)所有結(jié)核病患者進(jìn)行糖尿病-結(jié)核病的雙向篩查[19],以便為更好地管理此類患者邁開第一步。目前,兩病雙向篩查的研究主要為如下2個(gè)方面。
有研究顯示,高血糖與結(jié)核病預(yù)后不良有關(guān),這說明了在結(jié)核病患者中篩查糖尿病的重要性[20]。一項(xiàng)印度的研究結(jié)果顯示:結(jié)核病患者中糖尿病的患病率超過10%,特別是在年齡較大的患者組中,篩查時(shí)新檢出的患者構(gòu)成比高達(dá)50%。盡管檢測(cè)空腹血糖、隨機(jī)血糖、糖化血紅蛋白 (HbA1c)這些方法對(duì)于診斷糖尿病都有它們潛在的缺點(diǎn),因此可以推薦使用篩選算法來進(jìn)行糖尿病篩查[21]。Grint等[6]開展一項(xiàng)多中心前瞻性研究顯示:用年齡、即時(shí)HbA1c和隨機(jī)血漿葡萄糖三項(xiàng)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分,其診斷的準(zhǔn)確度最高[曲線下面積(AUC)=0.85,95%CI:0.81~0.91],在活動(dòng)性結(jié)核病患者中檢測(cè)隨機(jī)血糖,隨后進(jìn)行HbA1c檢測(cè)的兩步組合測(cè)試表現(xiàn)良好,可準(zhǔn)確診斷結(jié)核病患者中糖尿病的患病情況。另外,由于活動(dòng)性肺結(jié)核可以誘導(dǎo)出現(xiàn)胰島素抵抗和應(yīng)激性高血糖,因此結(jié)核病患者中篩查糖尿病最佳的篩查時(shí)間和頻率也需要做進(jìn)一步研究。Gupte等[22]通過評(píng)估治療開始時(shí)及治療3個(gè)月、6個(gè)月和12個(gè)月的成人肺結(jié)核患者治療期間HbA1c的水平趨勢(shì),發(fā)現(xiàn)及時(shí)復(fù)查HbA1c可以降低糖尿病誤診的風(fēng)險(xiǎn)。
糖尿病患者并發(fā)肺結(jié)核的患病率介于0.1%~6.0%之間,大多數(shù)的研究結(jié)果顯示患病率低于2%[8]。關(guān)于如何更好地篩查糖尿病患者中的肺結(jié)核的研究主要集中在癥狀篩查、痰液檢查和胸部X線攝影(簡(jiǎn)稱“胸片”)檢查上。不過癥狀篩查和痰液檢查的敏感度和特異度都比較低,因此可考慮先將糖尿病患者進(jìn)行分層(諸如結(jié)核病接觸史、既往結(jié)核病病史、糖尿病嚴(yán)重程度、有無咳嗽癥狀及吸煙等因素),來確定糖尿病患者中篩查肺結(jié)核的優(yōu)先篩查順序;對(duì)于有高危因素的患者進(jìn)行重點(diǎn)篩查及診斷,可提高糖尿病患者中肺結(jié)核的檢出率。而即使在相對(duì)無癥狀的個(gè)體中,胸片也能發(fā)現(xiàn)可能的結(jié)核病灶,從而可以早期發(fā)現(xiàn)糖尿病患者中的肺結(jié)核;因此,胸片檢查是肺結(jié)核篩查的重要手段。近年來人工智能技術(shù)在臨床上應(yīng)用越來越廣泛,不少學(xué)者開始將人工智能軟件引入到胸片檢查中,計(jì)算機(jī)輔助檢測(cè)肺結(jié)核(即CAD4TB軟件系統(tǒng))是為肺結(jié)核自動(dòng)檢測(cè)而開發(fā)的軟件系統(tǒng),其量化了胸部X線攝影的各種影像學(xué)特征并且給予打分,計(jì)算從0到100的分?jǐn)?shù):分?jǐn)?shù)越高表示異常越多,肺結(jié)核的可能性越大[23]。最近,Koesoemadinata等[24]在印度尼西亞進(jìn)行了CAD4TB在糖尿病患者中的首次性能評(píng)估,對(duì)346例糖尿病患者進(jìn)行肺結(jié)核篩查,研究顯示其敏感度、特異度、陽性預(yù)測(cè)值和陰性預(yù)測(cè)值分別為88.9% (95%CI:51.8%~99.7%)、88.5% (95%CI:84.6%~91.7%)、17.0% (95%CI:7.6%~30.8%)和 99.6% (95%CI:98.2%~100.0%)??梢姡珻AD4TB具有作為糖尿病患者篩查肺結(jié)核的分類工具的潛力,顯著減少了對(duì)微生物檢查的依賴;盡管該系統(tǒng)目前還未被臨床所采用,但初步的研究結(jié)果令人鼓舞,期待能夠研究出更多的人工智能化的檢測(cè)工具運(yùn)用于臨床,幫助我們更快、更準(zhǔn)確地篩查出糖尿病患者中的肺結(jié)核。
關(guān)于兩病的雙向篩查目前還缺少成本-效益分析,需要更精確的數(shù)學(xué)和經(jīng)濟(jì)模型來評(píng)估不同干預(yù)措施的成本和潛在影響。
Pal等[25]研究表明,肺結(jié)核并發(fā)糖尿病患者具有高齡、高體質(zhì)量的特點(diǎn),男性多于女性,患者常起病急且較重,伴隨發(fā)熱,容易被誤診為急性肺炎或肺膿腫;咳嗽可不劇烈、痰少甚至無痰,咯血較多見,后者常為首發(fā)癥狀。糖尿病患者較少發(fā)生肺外結(jié)核,而另一項(xiàng)研究表明,糖尿病是導(dǎo)致結(jié)核病肺組織病理損傷(干酪樣壞死面積、纖維化包裹、痰菌量)加大的危險(xiǎn)因素;男性較女性的干酪樣壞死病灶更廣泛,較大的干酪樣壞死灶、較高的纖維化包裹與活化的血小板和凝血過程、較高的痰菌負(fù)荷、較低的低密度脂蛋白(LDL-C)相關(guān)[26];較低的高密度脂蛋白(HDL-C)與較高的纖維化包裹相關(guān)。Nguyen和Graviss[27]進(jìn)行了肺結(jié)核并發(fā)糖尿病患者在結(jié)核病治療期間的死亡率風(fēng)險(xiǎn)模型研究,利用大樣本的結(jié)核病患者的人口統(tǒng)計(jì)學(xué)數(shù)據(jù)及臨床特征,可通過模型預(yù)測(cè)患者的死亡風(fēng)險(xiǎn)而不依賴細(xì)菌學(xué)結(jié)果,隨著移動(dòng)計(jì)算器應(yīng)用程序與Android和iOS移動(dòng)設(shè)備的兼容,該模型將可能成為結(jié)核病專業(yè)醫(yī)療人員識(shí)別具有高死亡率風(fēng)險(xiǎn)的肺結(jié)核并發(fā)糖尿病患者的臨床工具之一。
肺結(jié)核并發(fā)糖尿病的影像學(xué)表現(xiàn)往往不僅局限于結(jié)核病的好發(fā)部分,比如上葉尖后段、下葉背段,下葉、中葉也較常見,密度以滲出及大片干酪實(shí)變?yōu)橹鳎斩吹陌l(fā)生率高[28]。也有研究表明,肺結(jié)核患者中較大的結(jié)節(jié)影、孤立病灶中多發(fā)空洞、非好發(fā)部位的病灶、病灶廣泛累及所有肺葉的影像學(xué)特點(diǎn)在糖尿病患者中更常見[29];同時(shí)這項(xiàng)研究還發(fā)現(xiàn),HbA1c>8%的糖尿病患者更容易出現(xiàn)不典型的影像學(xué)表現(xiàn),血糖狀態(tài)可影響肺結(jié)核并發(fā)糖尿病的影像學(xué)表現(xiàn)。
肺結(jié)核并發(fā)糖尿病患者臨床癥狀及影像學(xué)表現(xiàn)往往不典型,痰涂片陽性率和特異度相對(duì)較低,臨床上易造成漏診和誤診。分枝桿菌培養(yǎng)陽性是診斷結(jié)核病的金標(biāo)準(zhǔn),但分枝桿菌培養(yǎng)耗時(shí)長(zhǎng),培養(yǎng)條件嚴(yán)格,且痰液樣本質(zhì)量的不確定性將嚴(yán)重影響其診斷的敏感度[30]。γ干擾素釋放試驗(yàn)在檢測(cè)并發(fā)糖尿病的肺結(jié)核患者的敏感度不低于單純肺結(jié)核患者,分析其原因可能是并發(fā)糖尿病的肺結(jié)核患者機(jī)體的細(xì)菌負(fù)荷更重,可促進(jìn)體內(nèi)的免疫刺激加強(qiáng)[31]。而結(jié)核感染T細(xì)胞斑點(diǎn)試驗(yàn)(T-SPOT.TB)作為結(jié)核病的輔助診斷方法在國(guó)內(nèi)外已有諸多研究。國(guó)內(nèi)有學(xué)者研究了T-SPOT.TB在并發(fā)糖尿病的肺結(jié)核患者中的臨床診斷價(jià)值。結(jié)果顯示:T-SPOT.TB檢測(cè)在并發(fā)糖尿病的肺結(jié)核患者中具有較高的陽性率、敏感度和特異度,可以作為并發(fā)糖尿病的肺結(jié)核患者的一種輔助診斷方法[32-33]。
由于血糖越高,越有利于結(jié)核分枝桿菌生長(zhǎng),導(dǎo)致患者出現(xiàn)更多的并發(fā)癥及不良預(yù)后;而肺結(jié)核本身也可能導(dǎo)致應(yīng)激性高血糖,可增強(qiáng)炎癥反應(yīng),導(dǎo)致血糖水平進(jìn)一步升高,從而導(dǎo)致肺結(jié)核的不良預(yù)后甚至死亡[34]。因此,控制血糖水平可能會(huì)最大限度地減少糖尿病患者感染結(jié)核病的概率,控制血糖既可以減少罹患結(jié)核病的風(fēng)險(xiǎn),還有利于提高抗結(jié)核藥物療效。Riza等[35]建議肺結(jié)核并發(fā)糖尿病患者應(yīng)保持良好的血糖控制,同時(shí)還要關(guān)注治療初期的應(yīng)激性高血糖,以及隨著結(jié)核感染控制后出現(xiàn)的低血糖。Pal等[25]推薦使用列汀類藥物(gliptins)聯(lián)合胰島素控制血糖,列汀類藥物是一種治療2型糖尿病的新藥,也稱為DPP-4抑制劑(二肽基肽酶4的抑制劑),可控制胰高血糖素釋放并刺激胰島素的釋放,國(guó)外有報(bào)道列汀類藥物配合胰島素的使用,可以很好地控制肺結(jié)核并發(fā)糖尿病患者的血糖水平[36]。但是,如何規(guī)范肺結(jié)核并發(fā)糖尿病患者的血糖控制水平尚無統(tǒng)一認(rèn)識(shí)[27]。目前主要還是參考《中國(guó)2型糖尿病防治指南(2017年版)》[37],2型糖尿病患者的理想血糖水平為:空腹血糖4.4~7.0 mmol/L,餐后2 h血糖<10 mmol/L。
并發(fā)糖尿病的結(jié)核病患者體內(nèi)抗結(jié)核藥物濃度低,藥物毒性風(fēng)險(xiǎn)較高,異煙肼及利福平會(huì)影響降糖藥物的代謝,吡嗪酰胺則會(huì)使血糖波動(dòng),氟喹諾酮類藥物可加劇血糖代謝紊亂。Alfarisi等[38]研究發(fā)現(xiàn),并發(fā)糖尿病的肺結(jié)核患者異煙肼和吡嗪酰胺的血藥濃度顯著低于未并發(fā)糖尿病的肺結(jié)核患者的血藥濃度,HbA1c的增高也導(dǎo)致肺結(jié)核患者體內(nèi)抗結(jié)核藥物濃度未達(dá)到治療靶點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)增加,同時(shí)由于并發(fā)糖尿病也影響了肺結(jié)核患者異煙肼和利福平的藥物代謝動(dòng)力學(xué)(PK)-藥物效應(yīng)動(dòng)力學(xué)(PD)關(guān)系。有研究表明,結(jié)核病并發(fā)糖尿病患者血糖升高不易控制,而利福平作為細(xì)胞色素P4503A4酶(CYP3A4)的肝酶誘導(dǎo)劑可影響口服降糖藥物的血藥濃度,可加劇血糖控制的失敗率;因此,提倡使用胰島素治療,將利福平換成利福噴丁聯(lián)合胰島素治療糖尿病并發(fā)肺結(jié)核,具有較好的療效[39]。利福噴丁聯(lián)合胰島素強(qiáng)化降糖治療能更有效地發(fā)揮降糖藥物的作用,且不良反應(yīng)少,具有良好的安全性。由于結(jié)核病并發(fā)糖尿病的治療復(fù)發(fā)率及失敗率均較高,以及并發(fā)糖尿病對(duì)血藥濃度的影響,還有治療過程中患者體質(zhì)量的增加,可以考慮采取措施如下:延長(zhǎng)療程、增加藥物劑量,后者可能會(huì)增加藥物的不良反應(yīng),尤其對(duì)于高齡、具有器質(zhì)性疾病并發(fā)癥的患者。建議對(duì)于肺結(jié)核并發(fā)糖尿病的治療可考慮采取個(gè)體化的精準(zhǔn)治療,即針對(duì)不同的個(gè)體提倡以化療為核心,積極控制血糖,輔以免疫治療、外科治療、介入治療、營(yíng)養(yǎng)治療,兼顧中醫(yī)治療、宿主導(dǎo)向治療(host directed therapy,HDT)、細(xì)胞治療及藥物不良反應(yīng)的正確處理,還要考慮到治療過程中根據(jù)患者個(gè)體狀況適當(dāng)延長(zhǎng)療程和調(diào)整藥物劑量[39]。但是在這方面的臨床研究尚存在較大的空間,亟待進(jìn)一步完善。
二甲雙胍是降糖藥之一,最近的研究表明,二甲雙胍可作為HDT的藥物之一,HDT的目標(biāo)是增強(qiáng)免疫機(jī)制,減少過多的炎癥及肺組織損傷,并限制MTB的生長(zhǎng)。二甲雙胍能減少M(fèi)TB感染引起的病理損傷,減輕局部炎癥,提高免疫細(xì)胞對(duì)MTB的抗菌活性,可作為肺結(jié)核并發(fā)糖尿病患者的免疫輔助治療[40]。有研究發(fā)現(xiàn),二甲雙胍可使糖尿病患者肺結(jié)核的復(fù)發(fā)率降低,同時(shí)使用二甲雙胍的肺結(jié)核并發(fā)糖尿病患者的治愈率、痰培養(yǎng)陰轉(zhuǎn)率均高于未使用二甲雙胍的肺結(jié)核并發(fā)糖尿病患者,死亡率同樣低于未使用二甲雙胍的肺結(jié)核并發(fā)糖尿病患者[41]。另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),二甲雙胍對(duì)于痰培養(yǎng)陰轉(zhuǎn)率及療程結(jié)束1年內(nèi)的復(fù)發(fā)率無明顯影響,但能提高空洞型肺結(jié)核治療2個(gè)月末的培養(yǎng)陰轉(zhuǎn)率[42]。另外,國(guó)外在糖尿病人群中進(jìn)行的大樣本、橫斷面研究顯示,使用二甲雙胍能降低糖尿病患肺結(jié)核的風(fēng)險(xiǎn)[43]。二甲雙胍能有效控制血糖(提高患者對(duì)胰島素的敏感度)、防止乳酸中毒、糾正高血糖引起的機(jī)體固有免疫及獲得性免疫功能失調(diào)[44]。
他汀類藥物也可能是結(jié)核病并發(fā)糖尿病的HDT治療之一,他汀類藥物可有助于通過減少M(fèi)TB感染巨噬細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)體的形成,以及他汀類藥物對(duì)免疫力的額外影響來控制MTB[45-46]。一項(xiàng)基于人群的隊(duì)列研究顯示,與對(duì)照組相比,使用他汀類藥物的成人結(jié)核病發(fā)病率降低近50%[47]。另有研究表明,聯(lián)合使用二甲雙胍和他汀類藥物治療會(huì)使患有潛伏性結(jié)核風(fēng)險(xiǎn)的糖尿病患者受益[48]。
有研究發(fā)現(xiàn),血清維生素D水平降低與肺結(jié)核并發(fā)糖尿病患者的胰島素抵抗有關(guān)[49]。Lopez-Lopez等[50]研究證明,補(bǔ)充維生素D可促進(jìn)肺結(jié)核并發(fā)糖尿病患者巨噬細(xì)胞的抗分枝桿菌活性。因此,維生素D是固有免疫和適應(yīng)性免疫所必需的,以增加巨噬細(xì)胞的抗微生物活性。最新的研究表明:結(jié)核病患者維生素D的缺乏與并發(fā)糖尿病高度相關(guān),80%的肺結(jié)核并發(fā)糖尿病患者存在維生素D的缺乏?;加邪殡S結(jié)核病和糖尿病的患者可能由于受體表達(dá)減少,以及維生素D水平降低而顯示出進(jìn)一步降低抗微生物的活性。因此適量的補(bǔ)充一些維生素D,可能有助于提高糖尿病并發(fā)肺結(jié)核患者的治療效果;另外,對(duì)肺結(jié)核并發(fā)糖尿病患者維生素D的調(diào)節(jié)機(jī)制及是否有助于臨床治療應(yīng)該做進(jìn)一步的研究,以探索可能的治療選擇[51]。
糖尿病為罹患結(jié)核病的高危因素之一,不同的國(guó)家及地區(qū)肺結(jié)核并發(fā)糖尿病的患病率不同,但糖尿病對(duì)控制結(jié)核病疫情造成了嚴(yán)峻的影響及挑戰(zhàn),未來數(shù)學(xué)模型可幫助人們制定更佳的防控策略。肺結(jié)核并發(fā)糖尿病患者肺部病灶廣泛、臨床癥狀不典型、診斷困難,而治療轉(zhuǎn)歸與糖尿病的血糖控制密切相關(guān)。兩病雙向篩查可早發(fā)現(xiàn)、早干預(yù),提高結(jié)核病的治療效果。在肺結(jié)核并發(fā)糖尿病的治療上,應(yīng)積極將血糖水平控制在理想范圍,建議實(shí)行個(gè)體化精準(zhǔn)治療,有利于提高肺結(jié)核的治療效果,以及減少并發(fā)癥及藥物不良反應(yīng)的發(fā)生。未來我們需要加大結(jié)核病并發(fā)糖尿病患者的臨床研究、基礎(chǔ)研究,以控制結(jié)核病并發(fā)糖尿病的發(fā)生、傳播及流行。