抗結(jié)核藥品臨床試驗療效評價指標(biāo)的研究進(jìn)展

段鴻飛 初乃惠

目前，結(jié)核病仍是人類健康的重大威脅，有效地遏制疫情迫切需要能縮短療程和有效解決耐藥結(jié)核病問題的新藥和新方案。由于結(jié)核分枝桿菌在體內(nèi)存在著多種不同的生長狀態(tài)，抗結(jié)核藥品治療既需要具備快速殺死快生長細(xì)菌的殺菌能力，也需要消滅緩慢繁殖細(xì)菌的滅菌能力。目前的抗結(jié)核藥品療效評價方法還缺乏能準(zhǔn)確預(yù)測殺菌效果和滅菌效果的方法，迫切需要優(yōu)化抗結(jié)核藥品療效評價指標(biāo)[1-4]。

一、 療效評價指標(biāo)概述

自20世紀(jì)英國醫(yī)學(xué)研究會發(fā)起的東非結(jié)核病短程化療研究后，包括隨訪期的“治愈且無復(fù)發(fā)”成為公認(rèn)的抗結(jié)核藥品療效評價終點(diǎn)指標(biāo)，這意味著除標(biāo)準(zhǔn)抗結(jié)核藥品療程外，新藥研究還要經(jīng)歷≥1年的隨訪期評價復(fù)發(fā)率，進(jìn)一步增加了新藥研究的成本。因此，研究者探索能在早期反映抗結(jié)核藥品療效的替代指標(biāo)，以期能盡早反映療效。一個好的替代指標(biāo)應(yīng)該與公認(rèn)的療效評價指標(biāo)有很好的相關(guān)性，而且具有可重復(fù)性和可行性。如果一個替代指標(biāo)敏感度低，則可能得出治療無效的結(jié)論，導(dǎo)致一個原本有效的藥品或方案被棄用，而替代指標(biāo)特異度低則會高估治療效果，使一個原本無效的藥品進(jìn)入后期的臨床試驗，造成資源浪費(fèi)。

二、目前的療效評價指標(biāo)

目前在抗結(jié)核藥品的臨床研究中，以早期殺菌活性 (early bactericidal activity，EBA)作為Ⅱa期療效標(biāo)準(zhǔn)，以治療后痰培養(yǎng)陰轉(zhuǎn)作為Ⅱb期療效評價標(biāo)準(zhǔn)，而以治愈后無復(fù)發(fā)作為Ⅲ期療效標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)的制定對抗結(jié)核藥品的研發(fā)起到巨大推動作用，但是，也存在不足之處。

(一)Ⅱa期的療效評價指標(biāo)

EBA是美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)批準(zhǔn)的抗結(jié)核藥品Ⅱa期臨床試驗療效評價標(biāo)準(zhǔn)。最早由Jindani等[5]在20世紀(jì)70年代提出，他們研究了26組不同的藥品組合，每種藥品組合納入4例患者。搜集患者治療前和治療過程中12 h過夜痰，用每天每毫升log菌落形成單位(CFU) log值的下降來代表EBA，其單位為 log 10 CFU·ml-1·d-1,反映抗結(jié)核藥品對細(xì)菌的殺菌作用，一般觀察0～14 d細(xì)菌量的下降程度。EBA0～2表示使用藥品前2 d的細(xì)菌量下降程度，異煙肼的EBA0～2最大，EBA0～2為1意味著在用藥2 d痰細(xì)菌量下降90%。

但是，EBA也存在缺陷。如吡嗪酰胺EBA很弱，如果使用EBA為療效替代指標(biāo)評價吡嗪酰胺的抗結(jié)核活性，可能吡嗪酰胺會被棄用，而且，EBA只能反映早期殺菌活性，而不能反映滅菌活性。在TMC207(即Bedaquiline，貝達(dá)喹啉) Ⅱa期臨床試驗，使用TMC207的患者細(xì)菌量開始下降的時間晚于使用異煙肼和利福平，7 d內(nèi)細(xì)菌量下降的程度也小于使用異煙肼和利福平的患者，導(dǎo)致TMC207在Ⅱa期臨床試驗結(jié)果欠佳,幾乎被放棄[6]。由于痰標(biāo)本采集方法和痰標(biāo)本中唾液的比例不同，同一藥品在不同患者中EBA也可能有差別，解釋EBA結(jié)果時也需要注意這種方法上的缺陷。

(二)Ⅱb期的療效評價指標(biāo)

分枝桿菌培養(yǎng)長期被用于抗結(jié)核藥品的Ⅱb療效評價。美國FDA也認(rèn)可痰培養(yǎng)陰轉(zhuǎn)作為抗結(jié)核藥品療效評價的可靠性，盡管這個療效評價指標(biāo)并不完美。美國FDA指出“痰培養(yǎng)陰轉(zhuǎn)在較大程度上可以預(yù)測治愈”,據(jù)此，在完成Ⅱb期臨床試驗后，貝達(dá)喹啉2012年被美國FDA批準(zhǔn)上市，德拉馬尼在2013年被歐洲藥品管理局批準(zhǔn)上市。

1.第2個月的痰分枝桿菌培養(yǎng)陰轉(zhuǎn)預(yù)測治療敏感肺結(jié)核的預(yù)后。20世紀(jì)90年代，Mitchison[7]最早提出在抗結(jié)核藥品臨床試驗中以第2個月痰分枝桿菌培養(yǎng)陰轉(zhuǎn)作為療效評價的指標(biāo)；以后在相當(dāng)長一段時期，治療第2個月痰分枝桿菌培養(yǎng)陰轉(zhuǎn)成為評價抗結(jié)核藥品療效的重要標(biāo)準(zhǔn)。但是，患者痰培養(yǎng)陰轉(zhuǎn)也受患者肺結(jié)核的病變范圍、是否并發(fā)HIV感染等因素影響，存在痰培養(yǎng)陰轉(zhuǎn)慢但最終又臨床治愈的患者。另一方面，第2個月痰培養(yǎng)陰轉(zhuǎn)并不能預(yù)測復(fù)發(fā)。以REMoxTB(rapid evaluation of moxifloxacin in the treatment of sputum smear positive tuberculosis)為代表的縮短治療敏感肺結(jié)核療程的臨床研究顯示，第2個月末痰分枝桿菌培養(yǎng)陰轉(zhuǎn)并不能很好地預(yù)測復(fù)發(fā)。盡管含莫西沙星的短療程治療方案在治療第2個月后有更高的痰分枝桿菌培養(yǎng)陰轉(zhuǎn)率，但由于復(fù)發(fā)率較高，非劣性分析并不支持其替代標(biāo)準(zhǔn)的6個月治療方案[8]。一項匯集28項初治肺結(jié)核治療的Meta分析顯示：以第2個月分枝桿菌培養(yǎng)陰轉(zhuǎn)預(yù)測復(fù)發(fā)的敏感度和特異度分別為40%(95%CI：25%～56%)和85%(95%CI：77%～91%)[9]，作者指出，該研究所納入的研究結(jié)果高度相似，提示以第2個月分枝桿菌培養(yǎng)陰轉(zhuǎn)預(yù)測復(fù)發(fā)的準(zhǔn)確性欠佳，還需要有更好的替代指標(biāo)來預(yù)測抗結(jié)核藥品治療的預(yù)后。

2.第6個月的痰分枝桿菌培養(yǎng)陰轉(zhuǎn)預(yù)測治療耐多藥結(jié)核病(MDR-TB)的預(yù)后。由于MDR-TB缺乏有效的抗結(jié)核藥品，痰分枝桿菌培養(yǎng)陰轉(zhuǎn)速度更慢，顯然以第2個月的痰培養(yǎng)陰轉(zhuǎn)作為療效評價指標(biāo)其敏感度偏低。研究者對不同時間點(diǎn)痰培養(yǎng)陰轉(zhuǎn)作為預(yù)測療效的準(zhǔn)確性進(jìn)行了研究。Kurbatova等[10]對1712例MDR-TB的療效研究顯示，以第2個月痰培養(yǎng)陰轉(zhuǎn)預(yù)測MDR-TB治愈率的敏感度僅27.3%(95%CI：16.6%～41.4%)，特異度為89.8%(95%CI：82.3%～94.4%)，但以第6個月痰培養(yǎng)陰轉(zhuǎn)預(yù)測MDR-TB治愈率的敏感度可達(dá)91.8%(95%CI：85.9%～95.4%)，特異度為57.8%(95%CI：42.5%～71.6%)。因此，對MDR-TB患者，選擇相對較晚期的分枝桿菌培養(yǎng)結(jié)果作為療效評價標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確性更高。但是，應(yīng)該注意到以6個月痰培養(yǎng)陰轉(zhuǎn)作為療效評價指標(biāo)不利于在較早期預(yù)測預(yù)后。目前已完成的貝達(dá)喹啉、德拉馬尼、利奈唑胺的Ⅱb臨床試驗研究終點(diǎn)為治療后2～6個月不等[11-13]。

以固體培養(yǎng)基培養(yǎng)陰轉(zhuǎn)還是液體培養(yǎng)基培養(yǎng)陰轉(zhuǎn)作為研究終點(diǎn)，是預(yù)測療效的另一個重要問題。液體培養(yǎng)基自動化程度高，能檢測出少量的細(xì)菌。在德拉馬尼的Ⅱb期臨床試驗，治療8周后痰固體培養(yǎng)基培養(yǎng)陰轉(zhuǎn)率為53.8%(德拉馬尼 200 mg/d)和65.2%(德拉馬尼 400 mg/d)，明顯高于自動化液體培養(yǎng)基培養(yǎng)陰轉(zhuǎn)率(德拉馬尼 200 mg/d組為45.4%，德拉馬尼 400 mg/d組為 41.9%)[12]。在目前已發(fā)表的Ⅱb期臨床試驗，利奈唑胺的研究以固體培養(yǎng)基培養(yǎng)陰轉(zhuǎn)作為主要研究終點(diǎn)，德拉馬尼和貝達(dá)喹啉均以液體培養(yǎng)基培養(yǎng)陰轉(zhuǎn)作為主要研究終點(diǎn)[11-13]。

(三)Ⅲ期臨床試驗療效評價指標(biāo)

世界上第一個隨機(jī)對照臨床試驗研究鏈霉素治療結(jié)核病的效果，研究終點(diǎn)為特定時間點(diǎn)患者的死亡率，在對氨基水楊酸(PAS)問世后研究終點(diǎn)調(diào)整為患者癥狀減輕；隨著利福平應(yīng)用于臨床，患者的治愈率大大提高，從東非臨床試驗結(jié)束后，臨床試驗的研究終點(diǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)殡S訪期無復(fù)發(fā)的治愈率，即排除治療失敗和隨訪期復(fù)發(fā)后的患者治愈率。新發(fā)表的Nix-TB(new investigational drugs for XDR-TB)研究，則以治療結(jié)束6個月后不利結(jié)局為主要終點(diǎn)，即治療失敗和復(fù)發(fā)等情況，可以認(rèn)為是另一種方式研究無復(fù)發(fā)的治愈率[14]。

療效評價指標(biāo)不利結(jié)局包括治療失敗和復(fù)發(fā)。對于治療失敗WHO有明確的定義，即在療程結(jié)束時患者痰菌仍未陰轉(zhuǎn)，往往與治療方案不合理、患者依從性不佳及患者的個體差異相關(guān)；復(fù)發(fā)患者應(yīng)區(qū)分內(nèi)源性復(fù)發(fā)和外源性再感染，臨床試驗如果不加區(qū)分內(nèi)源性復(fù)發(fā)和外源性再感染會低估抗結(jié)核藥品治療的效果。一般認(rèn)為，內(nèi)源性復(fù)發(fā)是由于未能徹底清除持留菌；持留菌可能位于壞死區(qū)，其代謝不活躍或?qū)菇Y(jié)核藥品不敏感。在結(jié)核病高負(fù)擔(dān)國家，結(jié)核病再感染相對常見。南非一項研究回顧性分析了1996—2008年間開普敦市復(fù)發(fā)的結(jié)核病患者，對130例獲得匹配DNA的患者進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其中64例(49%)屬于內(nèi)源性復(fù)發(fā)，66例(51%)屬于再感染，而且在第一年中有20.5%(9/44))再次感染[15]。中國高謙團(tuán)隊報道，在復(fù)發(fā)肺結(jié)核患者中，再感染者占59.3%～80%[16-17]。因此，尤其是在結(jié)核病高負(fù)擔(dān)國家，抗結(jié)核藥品Ⅲ期臨床試驗療效評價應(yīng)排除療程結(jié)束隨訪過程中外源性再感染的患者。在STREAM(standard treatment regimen of anti-tuberculosis drugs for patients with MDR-TB)的研究中，以隨機(jī)化分組132周后的無復(fù)發(fā)治愈率作為療效評價標(biāo)準(zhǔn)，而且主要分析[即修改后的意向性分析(modified intention-to-treat)]排除了療程結(jié)束后隨訪過程中再感染的患者[18]。

三、抗結(jié)核藥品的療效替代終點(diǎn)

研究者也一直致力于優(yōu)化抗結(jié)核藥品的療效評價標(biāo)準(zhǔn)，尤其是近年來，隨著影像學(xué)技術(shù)和分子生物學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，對新技術(shù)用于預(yù)測抗結(jié)核藥品療效進(jìn)行了大量有價值的探索。

1.培養(yǎng)陰轉(zhuǎn)速度： 痰培養(yǎng)陰轉(zhuǎn)速度可以反映殺菌能力，也曾作為抗結(jié)核藥品臨床試驗的療效評價標(biāo)準(zhǔn)。在REMoxTB 的研究中發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，含莫西沙星方案組痰培養(yǎng)陰轉(zhuǎn)速度更快，但是各組患者在治療2個月痰培養(yǎng)陰轉(zhuǎn)率差異無統(tǒng)計學(xué)意義。如果僅從2個月痰培養(yǎng)陰轉(zhuǎn)率分析，含莫西沙星組的結(jié)果無疑是令人失望的，似乎使用莫西沙星并不像動物試驗和早期殺菌活性研究顯示的那么有效，然而，莫西沙星可早期更快地殺滅細(xì)菌，有可能成為縮短療程方案的一個重要組成藥品。但是，部分需要更長時間才能痰培養(yǎng)陰轉(zhuǎn)的患者可能并不能從使用莫西沙星中獲益[8]。在貝達(dá)喹啉的臨床試驗中，由于貝達(dá)喹啉的Ⅱa期臨床試驗未能發(fā)現(xiàn)其良好的EBA，所以Ⅱb期的臨床試驗分為2個時期；在第1期的臨床試驗，以痰培養(yǎng)陰轉(zhuǎn)時間作為主要療效觀察指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)含貝達(dá)喹啉的試驗組較不含貝達(dá)喹啉的對照組具有更快的痰菌陰轉(zhuǎn)速度，在此基礎(chǔ)上才開展了第2期的臨床試驗[19]。在德拉馬尼獲批上市后的臨床試驗，比較了試驗組和對照組痰分枝桿菌陰轉(zhuǎn)速度的差別，發(fā)現(xiàn)兩組之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義?？赡苡捎谠撗芯勘尘胺桨钢锌菇Y(jié)核藥品的作用較強(qiáng)，增加德拉馬尼并不能明顯縮短培養(yǎng)陰轉(zhuǎn)的時間[20]。

2.CT 和正電子發(fā)射體層攝影(positron emission tomography，PET)-CT病灶定量分析：在過去的幾十年里，研究者一直認(rèn)為早期影像學(xué)改變可以預(yù)測肺結(jié)核治療效果。研究發(fā)現(xiàn)，并發(fā)肺部空洞和病變廣泛往往與預(yù)后不良相關(guān)。有報道在抗結(jié)核藥品治療過程中治療有效往往伴隨樹芽征和胸腔積液的消失，以及纖維病灶出現(xiàn)等變化。但是，基于肺癌等疾病的研究顯示，對于患者影像學(xué)特點(diǎn)的描述，相同研究者不同時間和不同研究者相同時間的描述存在差異。Chen等[21]使用軟件對病灶硬病變(即HU<-100的病灶)容積進(jìn)行定量分析，以硬病變?nèi)莘e變化作為療效評價標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)現(xiàn)2個月的CT改變(敏感度為79%，特異度為75%)和6個月的CT改變(敏感度為96%，特異度為75%)較2個月時培養(yǎng)陰轉(zhuǎn)(固體培養(yǎng)基敏感度為79%，特異度為50%；液體培養(yǎng)基敏感度為58%，特異度為50%)更能準(zhǔn)確預(yù)測最終治療效果，但是由于該研究治愈的患者為24例，治療失敗的患者僅4例，還需要更大的樣本來評價其效果。

胸部CT掃描可以提供基于不同CT值(HU值)的病變結(jié)構(gòu)性數(shù)據(jù)，PET-CT除了結(jié)構(gòu)性數(shù)據(jù)外，還可以提供哺乳動物炎癥細(xì)胞(結(jié)核病主要是巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞)攝取2-脫氧-2-氟-D-葡萄糖(FDG)的功能性數(shù)據(jù)，作為治療緩解的早期指標(biāo)和治療結(jié)束后的復(fù)發(fā)指標(biāo)。在對獼猴的相關(guān)研究中，PET-CT改變與結(jié)核活動和治療好轉(zhuǎn)相關(guān)[22-24]。多數(shù)耐藥結(jié)核病患者病程較長，肺部出現(xiàn)相對陳舊的病灶，基于CT值的分析病灶在抗結(jié)核藥品治療后變化不大，但經(jīng)過有效的治療后PET檢測會較早出現(xiàn)變化。Chen等[21]分析了甲硝唑治療耐多藥肺結(jié)核隨機(jī)臨床試驗的PET-CT檢測數(shù)據(jù)，包括治療前和治療第2個月PET-CT檢測數(shù)據(jù)，治療前、治療第2和6個月的高分辨率CT檢測數(shù)據(jù)，將病灶變化定量分析后與治療30個月(即治療結(jié)束后6個月)時的最終療效對比。發(fā)現(xiàn)2個月的PET改變(敏感度為58%，特異度為75%)和6個月時CT改變(敏感度為96%，特異度為75%)較2個月痰培養(yǎng)陰轉(zhuǎn)(固體培養(yǎng)基敏感度為79%，特異度為50%；液體培養(yǎng)基敏感度為79%，特異度為50%)更能預(yù)測最終療效，但是差異沒有統(tǒng)計學(xué)意義。作者也指出，考慮到在治療2個月PET-CT和固體培養(yǎng)基痰培養(yǎng)陰轉(zhuǎn)敏感度的差異，以他們研究的樣本量，檢驗效能只有32%，而如果治愈的患者例數(shù)增加到60例，則相同結(jié)果的檢驗效能可以達(dá)到90%。PET-CT作為臨床試驗中的療效替代終點(diǎn)還需要大樣本隊列研究予以驗證。

3.GeneXpert MTB/RIF(簡稱“GeneXpert”)的循環(huán)閾值：培養(yǎng)進(jìn)行療效評價需要時間長達(dá)6周，GeneXpert作為一種可以快速進(jìn)行療效評價的方法也進(jìn)入研究者視線。該檢測基于聚合酶鏈反應(yīng)，同時診斷標(biāo)本是否存在結(jié)核分枝桿菌DNA和利福平耐藥基因，可以在2 h內(nèi)直接獲得檢測結(jié)果，并記錄獲得陽性所需的循環(huán)閾值。早在GeneXpert用于結(jié)核病診斷時，有研究者就報道GeneXpert的循環(huán)閾值與細(xì)菌量相關(guān)。Friedrich等[25]研究顯示， GeneXpert檢測結(jié)果與痰涂片和培養(yǎng)結(jié)果相關(guān)，在治療期間痰GeneXpert檢測陰轉(zhuǎn)較痰涂片和培養(yǎng)結(jié)果下降更緩慢。以涂片結(jié)合培養(yǎng)的檢測結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn)， GeneXpert檢測預(yù)測療效的敏感度高達(dá) 97.0%(95%CI：95.8%～97.9%)，但特異度只有48.6%(95%CI：45.0%～52.2%)，主要由于無法區(qū)分活菌和死菌[26]。

在南非開普敦，有108例敏感肺結(jié)核患者參加的研究中，在6個月治療期間采集痰標(biāo)本后，使用液體培養(yǎng)基培養(yǎng)，并采用GeneXpert檢測，記錄GeneXpert檢測循環(huán)閾值[27]。與Friedrich等[26]研究類似，GeneXpert檢測多次陰性(GeneXpert 循環(huán)閾值≥30)與相同時間點(diǎn)的分枝桿菌生長指示管(Mycobacteria Growth Indicator Tube，MGIT)培養(yǎng)陰性相關(guān)。以培養(yǎng)為金標(biāo)準(zhǔn)，第24周GeneXpert檢測循環(huán)閾值為30時預(yù)測治愈的敏感度和特異度分別為89%和88%，優(yōu)于第8周MGIT培養(yǎng)陰性(敏感度為61%，特異度為50%)。這些結(jié)果提示，稍后期的GeneXpert檢測循環(huán)閾值可能比較早期的分枝桿菌培養(yǎng)，能夠更有效地預(yù)測療效。與培養(yǎng)相比， GeneXpert的主要優(yōu)勢在于只需2 h即可獲得結(jié)果，而培養(yǎng)則需要6周。因此，GeneXpert檢測的循環(huán)閾值可能有一定應(yīng)用價值。

但是，使用GeneXpert不能區(qū)分死菌和活菌，對療效判定造成一定不利影響。Malherbe等[28]在南非進(jìn)行的研究對一組敏感肺結(jié)核療程結(jié)束后進(jìn)行了1年的隨訪，發(fā)現(xiàn)在治療6個月后，8例治療失敗的患者7例GeneXpert檢測陽性，12例復(fù)發(fā)的患者6例陽性，即便治愈的76例患者仍有16例GeneXpert檢測陽性，意味著GeneXpert預(yù)測治療失敗或復(fù)發(fā)存在一定局限性。

目前的抗結(jié)核藥品療效評價方法有待優(yōu)化，尤其是目前的Ⅱ期臨床試驗不能很好地預(yù)測治療失敗和復(fù)發(fā)。主要原因可能是EBA和痰培養(yǎng)陰轉(zhuǎn)等方法只能檢測易于咳出體外病變處的細(xì)菌，而不能檢測肉芽腫、結(jié)節(jié)和空洞壁的細(xì)菌，而清除這樣的細(xì)菌有賴于治療方案有良好的藥代動力學(xué)特性。未來的臨床試驗可能通過病灶定量分析和細(xì)胞因子的變化，結(jié)合傳統(tǒng)的療效評價指標(biāo)，提供新的抗結(jié)核藥品療效評價方法。