兒童囊性纖維化篩查檢測(cè)汗液電導(dǎo)率的研究進(jìn)展*

李 智，尹子福 綜述，張建平，申月琳 審校

(國(guó)家兒童醫(yī)學(xué)中心/首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京兒童醫(yī)院呼吸二科,北京 100045)

囊性纖維化(cystic fibrosis，CF)是由囊性纖維化跨膜傳導(dǎo)調(diào)節(jié)因子(cystic fibrosis transmembrane conductance regulator，CFTR)基因突變導(dǎo)致的常染色體隱性遺傳病[1]。CFTR基因異常主要影響外分泌腺如肺、胰腺、肝臟等功能，進(jìn)而表現(xiàn)出相應(yīng)的臨床癥狀和并發(fā)癥，呼吸衰竭是其主要的致死原因。早期診斷有利于患兒獲得科學(xué)的營(yíng)養(yǎng)指導(dǎo)，促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育，延緩肺功能惡化[2]。汗液電導(dǎo)率檢測(cè)是汗液測(cè)試委員會(huì)推薦的CF篩查檢測(cè)[3]，自20世紀(jì)50年代以來(lái)逐漸發(fā)展成熟，其原理是以等價(jià)的氯化鈉溶液的電導(dǎo)率表示汗液樣本的電導(dǎo)率，具有操作便捷、成本低等[4-5]優(yōu)點(diǎn)。既往研究認(rèn)為亞洲人群CF發(fā)病率很低，近年伴隨基因診斷技術(shù)的發(fā)展和對(duì)CF認(rèn)識(shí)的加深，我國(guó)報(bào)道確診的CF病例數(shù)逐漸增加[6]，且基于龐大的人口基數(shù)，CF群體數(shù)量不容忽視。基于此，本文綜述了汗液電導(dǎo)率檢測(cè)的研究進(jìn)展，旨在幫助臨床人員更深入地了解該項(xiàng)檢測(cè)技術(shù)，以便早期診斷改善患兒預(yù)后。

1 汗液電導(dǎo)率檢測(cè)的診斷價(jià)值

雖然目前國(guó)際指南和歐美囊性纖維化協(xié)會(huì)等機(jī)構(gòu)尚未將汗液電導(dǎo)率作為CF的診斷學(xué)指標(biāo)，但一系列的研究均證實(shí)，其與診斷金標(biāo)準(zhǔn)汗液氯離子結(jié)果之間存在良好的一致性[7-11]，具有很高的診斷準(zhǔn)確性。囊性纖維化基金會(huì)的專(zhuān)家共識(shí)推薦，對(duì)于新生兒篩查陽(yáng)性、臨床特征與CF一致或家族史陽(yáng)性的個(gè)體，汗液氯離子的值大于或等于60 mmol/L可診斷為CF[2]。由于除了鈉離子和氯離子，汗液還含有大量的鉀離子、碳酸氫鹽和乳酸等離子，因此汗液電導(dǎo)率高于汗液氯離子結(jié)果。LEZANA等[8]檢測(cè)了3 834例患兒汗液樣本的氯離子和電導(dǎo)率，結(jié)果顯示二者之間具有顯著的相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)0.60，當(dāng)汗液電導(dǎo)率的值大于或等于90 mmol/L時(shí)，靈敏度99.7%，特異度100%，該研究結(jié)果顯示汗液電導(dǎo)率大于或等于90 mmol/L時(shí)為診斷CF臨界值，<75 mmol/L為排除CF的臨界值。MATTAR等[9]對(duì)738例兒童進(jìn)行的電導(dǎo)率及氯離子對(duì)比分析顯示二者具有良好一致性，Kappa系數(shù)0.934，認(rèn)為汗液電導(dǎo)率大于或等于90 mmol/L可診斷為CF，當(dāng)汗液電導(dǎo)率在75～90 mmol/L時(shí)，需要進(jìn)行汗液氯離子或基因檢測(cè)分析進(jìn)一步確診。DOMINGOS等[10]對(duì)444例非CF新生兒和90例CF新生兒開(kāi)展的汗液氯離子和電導(dǎo)率檢測(cè)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，二者之間顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)0.97，ROC曲線分析的新生兒確診CF的汗液電導(dǎo)率值為69 mmol/L，60～69 mmol/L被認(rèn)為是模糊范圍值。由于亞洲CFTR基因變異譜和臨床表現(xiàn)與歐美CF人群不同，我國(guó)學(xué)者王興蘭等[12]研究檢測(cè)了45例CF患兒和200例患肺部疾病的非CF患兒，發(fā)現(xiàn)診斷 CF 的汗液電導(dǎo)率最佳臨界值為 83.5 mmol/L時(shí)，靈敏度93.3%，特異度100%；當(dāng)排除CF的最佳臨界值為63.5 mmol/L時(shí)，靈敏度97.80%，特異度90.5%，研究結(jié)論認(rèn)為汗液電導(dǎo)率檢測(cè)可以用于中國(guó)兒童CF的篩查，當(dāng)其值超過(guò)80 mmol/L時(shí)應(yīng)考慮CF可能，低于60 mmol/L可排除CF可能。

2 影響汗液電導(dǎo)率結(jié)果的潛在因素

臨床實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，汗液電導(dǎo)率檢測(cè)同汗液氯離子檢測(cè)一樣存在假陽(yáng)性或假陰性的現(xiàn)象[13]。目前并沒(méi)有研究直接分析影響汗液電導(dǎo)率結(jié)果的因素，但由于汗液電導(dǎo)率和汗液氯離子檢測(cè)在關(guān)鍵環(huán)節(jié)(汗液刺激和收集環(huán)節(jié))一致，且鑒于二者在診斷CF方面良好的一致性，因此影響汗液氯離子結(jié)果的因素可能與汗液電導(dǎo)率也有關(guān)。GUGLANI等[14]系統(tǒng)綜述了可能導(dǎo)致汗液氯離子假陽(yáng)性或假陰性結(jié)果的因素，該研究認(rèn)為可能導(dǎo)致假陽(yáng)性的因素包括：技術(shù)因素(汗液蒸發(fā)、汗液收集區(qū)域局部使用地卡因)、過(guò)敏性皮炎、砷毒害、孟喬森癥候群、托吡酯治療、神經(jīng)性厭食癥、營(yíng)養(yǎng)不良、碳酸酐酶Ⅻ突變等；可能導(dǎo)致假陰性的因素包括：技術(shù)因素(汗液蒸發(fā)、皮膚未干燥前即收集汗液)、特殊的基因突變類(lèi)型[包括R117H、D1152H、3849+10 KbC→T、G551S、A455E、L206W、IVS8 (5T)、2789+5 G→A]、少汗性外胚層發(fā)育不良、汗液收集不足、鹽皮質(zhì)激素治療等。值得注意的是，還有一類(lèi)CF基因攜帶者，其汗液氯離子檢測(cè)結(jié)果為30～60 mmol/L，包括Arg117His (5T)、Arg334Trp、Ala55Glu、Class Ⅳ～Ⅵ mutations[15]，這提示，當(dāng)汗液電導(dǎo)率值在60～80 mmol/L時(shí)，需結(jié)合患者臨床表征謹(jǐn)慎判斷。從MASSIE等[16]綜述的結(jié)果來(lái)看，技術(shù)因素是造成檢測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確的主要因素之一。有證據(jù)表明，汗液氯離子實(shí)驗(yàn)中不當(dāng)?shù)牟僮骷夹g(shù)會(huì)誤導(dǎo)CF診斷。汗液刺激和收集是汗液電導(dǎo)率檢測(cè)的主要環(huán)節(jié)，最容易產(chǎn)生的問(wèn)題是汗液樣本收集不足，導(dǎo)致無(wú)法分析，延長(zhǎng)CF的診斷和治療。因此，英國(guó)指南建議[17]，失敗的汗液收集應(yīng)少于每個(gè)實(shí)驗(yàn)室中心檢測(cè)人口的10%。囊性纖維化基金會(huì)也要求開(kāi)展汗液氯離子檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)室小于3個(gè)月的嬰兒汗液不足率小于或等于10%[18]。針對(duì)此問(wèn)題，SHENOY等[19]對(duì)160例異常新生兒篩查的汗液收集過(guò)程分析發(fā)現(xiàn)，出生體重小于3 kg和胎齡小于37周是顯著延緩新生兒完成篩查時(shí)日齡的嬰兒方面因素；操作層面，通過(guò)加強(qiáng)操作培訓(xùn)、減少操作人員數(shù)量從而保持熟練度、操作期間加強(qiáng)觀察，能夠保證汗液收集不足率保持在10%以?xún)?nèi)。這提示臨床人員，應(yīng)重視汗液電導(dǎo)率檢測(cè)的操作細(xì)節(jié)，避免因操作不當(dāng)造成的汗液收集失敗或假陽(yáng)性、假陰性結(jié)果。當(dāng)汗液電導(dǎo)率的結(jié)果與臨床指征不符時(shí)，應(yīng)考慮相關(guān)的影響因素，并通過(guò)重復(fù)檢測(cè)或基因檢測(cè)協(xié)助診斷。

3 汗液電導(dǎo)率檢測(cè)的操作現(xiàn)狀

汗液電導(dǎo)率檢測(cè)包括汗液刺激、收集和分析3個(gè)步驟，操作雖不復(fù)雜，但涉及細(xì)節(jié)較多，如不加以重視，可能導(dǎo)致操作失敗。相比歐美高加索人種，亞洲人群CF病例總體稀少，目前我國(guó)只有1項(xiàng)研究報(bào)道汗液電導(dǎo)率檢測(cè)的開(kāi)展情況，國(guó)外開(kāi)展汗液電導(dǎo)率檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)室較多。GREAVES等[20]調(diào)查了澳洲9個(gè)注冊(cè)實(shí)驗(yàn)室的汗液電導(dǎo)率操作的現(xiàn)況，結(jié)果具有一定的代表性。(1)樣本量方面：各實(shí)驗(yàn)室每年檢測(cè)的總樣本數(shù)為2～180次，其中2個(gè)實(shí)驗(yàn)室每年測(cè)試少于10次，臨界或明顯異常的數(shù)量每年0～24次，5個(gè)實(shí)驗(yàn)室報(bào)告每年檢測(cè)成年人1～12人。(2)操作人員方面：6個(gè)實(shí)驗(yàn)室的汗液收集和檢測(cè)由實(shí)驗(yàn)室工作人員負(fù)責(zé)，其余3個(gè)由護(hù)理人員和病理人員收集。(3)收集部位和次數(shù)：8個(gè)實(shí)驗(yàn)室傾向于從手臂上收集，6個(gè)實(shí)驗(yàn)室表示如果有必要會(huì)從腿部采集。每次檢測(cè)6個(gè)實(shí)驗(yàn)室只收集1個(gè)部位，3個(gè)實(shí)驗(yàn)室同時(shí)收集2個(gè)部位。(4)收集部位的清潔消毒：5個(gè)實(shí)驗(yàn)室會(huì)使用去離子水或乙醇清洗收集部位。(5)收集和分析設(shè)備：7個(gè)實(shí)驗(yàn)室使用WescorMacroduct?收集和SWEAT·CHEKTM分析，2個(gè)實(shí)驗(yàn)室使用WescorNanoduct?收集和分析。(6)判斷樣本是否充足：共8個(gè)實(shí)驗(yàn)室回復(fù)，其中1個(gè)實(shí)驗(yàn)室認(rèn)為出汗率大于1 g·m-2·min-1時(shí)汗液充足，3個(gè)實(shí)驗(yàn)室分別認(rèn)為汗液量小于15 μL、10～20 μL和小于50 μL為汗液不足，其他4個(gè)實(shí)驗(yàn)室認(rèn)為可根據(jù)汗液在分析儀導(dǎo)電柱兩端可見(jiàn)、收集時(shí)間超過(guò)30 min、線圈內(nèi)2～3圈汗液等判斷樣本是否充足。汗液不足每年0～36例，2個(gè)實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)年齡小于5歲和脫水是汗液不足的最常見(jiàn)原因。(7)質(zhì)量控制和結(jié)果報(bào)告形式：8個(gè)實(shí)驗(yàn)室回復(fù)均有內(nèi)部質(zhì)量控制流程。7個(gè)實(shí)驗(yàn)室只報(bào)告等價(jià)NaCl濃度(mmol/L)，1個(gè)實(shí)驗(yàn)室計(jì)算等價(jià)氯濃度，1個(gè)實(shí)驗(yàn)室二者均報(bào)告。

此外，針對(duì)一次測(cè)試時(shí)是否需刺激和收集2個(gè)部位汗液的問(wèn)題，英國(guó)兒童實(shí)驗(yàn)室對(duì)英國(guó)本土10家臨床生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展的汗液收集調(diào)查結(jié)果顯示[21]，只有1個(gè)實(shí)驗(yàn)室每次雙側(cè)刺激收集，2個(gè)實(shí)驗(yàn)室根據(jù)情況選擇，7個(gè)實(shí)驗(yàn)室從不雙側(cè)刺激，研究不能證明每次雙側(cè)刺激可以提高成功率，且部分實(shí)驗(yàn)室人員認(rèn)為雙側(cè)收集增加了人員配備、物資成本和患者壓力。儀器使用方面，NanoductTM是集汗液刺激和收集為一體的一次性汗液電導(dǎo)率檢測(cè)儀器，因其操作簡(jiǎn)單、實(shí)用且所需汗液樣本量?jī)H需3 mL即可分析，被認(rèn)為適合新生兒篩查[22]。KUEHNI等[23]使用NanoductTM分別測(cè)量了260例健康新生兒4 d和4周時(shí)的汗液電導(dǎo)率，結(jié)果發(fā)現(xiàn)成功率和收集時(shí)間分別為61%和27 min，94%和25 min，4周新生兒的汗液電導(dǎo)率值為53 mmol/L，與健康年長(zhǎng)兒童水平相當(dāng)，研究認(rèn)為NanoductTM適合用于4周以上新生兒的檢測(cè)?？傮w來(lái)看，各實(shí)驗(yàn)室汗液電導(dǎo)率檢測(cè)在操作細(xì)則、儀器使用、指標(biāo)判斷和診斷結(jié)果報(bào)告等方面尚存在一定的差異。

4 汗液電導(dǎo)率檢測(cè)的指南建議

由于我國(guó)報(bào)道的開(kāi)展汗液電導(dǎo)率檢測(cè)的科室較少，在質(zhì)量控制、實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)要求、操作細(xì)節(jié)規(guī)范等方面均沒(méi)有相應(yīng)的規(guī)范。鑒于汗液電導(dǎo)率檢測(cè)操作細(xì)則的重要性和各實(shí)驗(yàn)室的差異性，筆者查閱了國(guó)際囊性纖維化基金會(huì)、美國(guó)臨床實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(clinical and laboratory standards institute，CLSI)、汗液測(cè)試委員會(huì)、英國(guó)多學(xué)科汗液測(cè)試工作組等機(jī)構(gòu)發(fā)布的關(guān)于汗液電導(dǎo)率檢測(cè)操作的指南[3,16,17,24-25]，總結(jié)了部分該項(xiàng)檢測(cè)的重要細(xì)節(jié)及最佳實(shí)踐建議，以便更規(guī)范地指導(dǎo)該項(xiàng)檢測(cè)技術(shù)。

4.1 檢測(cè)適用患兒

(1)患兒應(yīng)大于校正年齡2周且體重大于2 kg。(2)如有以下情況時(shí)，檢測(cè)應(yīng)延遲：患兒有嚴(yán)重不適、脫水、水腫、營(yíng)養(yǎng)不良、鹽皮質(zhì)激素治療、適合收集汗液的部位皮膚存在嚴(yán)重濕疹或炎癥等。

4.2 汗液刺激和收集

(1)儀器：WescorMacroduct?是一種可靠的汗液刺激和收集系統(tǒng)。在獲得更多的研究、同行比較和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)信息之前，不建議使用WescorNanoductTM。(2)刺激部位：任一前臂的屈肌表面是收集汗液的首選部位。如前臂無(wú)法使用，上臂、大腿或小腿也可使用，電極應(yīng)放置在腿部?jī)?nèi)側(cè)。(3)建議雙邊刺激收集和分析。(4)汗液誘導(dǎo)器必須使用自動(dòng)防故障電路電池供電并定期檢測(cè)，刺激電流為1.5～4 mA。(5)刺激時(shí)間：5 min。(6)電極必須定期清洗、檢查，如出現(xiàn)點(diǎn)蝕或不規(guī)則現(xiàn)象應(yīng)更換。(7)整個(gè)刺激期都必須嚴(yán)密監(jiān)護(hù)患兒。(8)收集部位：汗液刺激后的正極部位。(9)收集時(shí)間：不超過(guò)30 min。(10)收集的汗液量：平均出汗率大于或等于1 g·m-2·min-1)或最小體積大于或等于15 μL。(11)當(dāng)汗液樣本收集不足時(shí)，不應(yīng)分析；也不可將多次收集的樣本集中使用。(12)汗液保存：無(wú)一致指南意見(jiàn)；CLSI及英國(guó)指南認(rèn)為可在4 ℃穩(wěn)定狀態(tài)下Macroduct?汗圈內(nèi)保存72 h。(13)運(yùn)輸：收集的汗液如需運(yùn)輸?shù)搅硪粋€(gè)實(shí)驗(yàn)室分析，需確保樣品在運(yùn)輸過(guò)程中保持穩(wěn)定。

4.3 汗液電導(dǎo)率分析

(1)除需運(yùn)輸?shù)臉颖就?，?yīng)在汗液收集完成后盡快分析；(2)報(bào)告形式：應(yīng)以標(biāo)準(zhǔn)“等價(jià)氯化鈉(mmol/L)”為單位寫(xiě)明測(cè)量汗液電導(dǎo)率的值；(3)汗液電導(dǎo)率結(jié)果僅可作為篩查試驗(yàn)；(4)所有汗液電導(dǎo)率大于50 mmol/L的患兒都應(yīng)進(jìn)行汗液氯離子檢測(cè)。

4.4 質(zhì)量控制

(1)汗液誘導(dǎo)器應(yīng)每年進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，確保電路安全；(2)汗液收集：3個(gè)月以上的患兒，汗液樣本收集不足達(dá)到年檢測(cè)例數(shù)的5%以上，說(shuō)明收集技術(shù)有問(wèn)題，需調(diào)查原因，采取重新培訓(xùn)等措施改進(jìn)；(3)年檢測(cè)量：每個(gè)接受過(guò)培訓(xùn)的人員每年應(yīng)至少進(jìn)行10次汗液收集和測(cè)試，詳細(xì)的培訓(xùn)記錄必須形成文件，以供質(zhì)檢審計(jì)。

綜上所述，汗液電導(dǎo)率檢測(cè)是一項(xiàng)可靠的CF篩查檢測(cè)，具有一定的臨床診斷價(jià)值。雖然有部分指南建議，但各臨床實(shí)驗(yàn)室的操作細(xì)則仍存在一定差異。CF在我國(guó)屬于罕見(jiàn)病，汗液電導(dǎo)率檢測(cè)尚未普及，未來(lái)還需更多臨床科室通過(guò)開(kāi)展該項(xiàng)檢測(cè)技術(shù)，不斷完善其操作實(shí)踐，為相關(guān)機(jī)構(gòu)制訂切實(shí)的指南規(guī)范提供循證依據(jù)。