結核分枝桿菌潛伏感染研究進展

肖海浩 張言斌

1廣州市胸科醫(yī)院結核內(nèi)科（廣州 510095）；2廣州市紅十字會醫(yī)院（廣州 510240）

結核分枝桿菌主要經(jīng)由呼吸道侵入人體，而在臨床上形成活動性結核病和結核分枝桿菌潛伏感染（latentMycobacterium tuberculosisinfection，LTBI）。其中LTBI 目前被定義為：對結核抗原存在免疫反應性，但沒有結核病臨床癥狀和放射學表現(xiàn)［1］。作為活動性結核產(chǎn)生的溫床，其發(fā)展結局具有高度的不確定性，是結核病控制領域的隱匿雷區(qū)［2-3］。但是，目前人們對LTBI 及其流行狀況的了解，主要來源于受試者對分枝桿菌抗原的免疫反應性檢測和相關數(shù)學模型的推斷而完全未能獲得活菌測試的佐證，同時也由于機體對感染的免疫記憶而使這種免疫反應性不能區(qū)分感染清除和感染持續(xù)［4］。由此看來人們對LTBI 還有太多的未知［5］，如何有效控制LTBI 流行而將結核病消滅在萌芽狀態(tài)，將是人類實現(xiàn)終結結核病目標面臨的重大課題，現(xiàn)就LTBI 的相關研究進展作一綜述。

1 LTBI 流行病學

對于LTBI 流行的流行狀況，人們通常將其數(shù)量描述為人類的1/3（約23 億），但HOUBEN 等［6］認為：以前對LTBI 流行狀況的估計建立在1998年以前結核病負擔與獲得LTBI 的年度風險之間的固定關系（即“Styblo 規(guī)則”）之上，而其后的全球人口、結核病負擔的規(guī)模和分布均發(fā)生了巨大變化，而大大高估了現(xiàn)時代人群的LTBI 風險。繼之他們依據(jù)1990-2014年結核菌素皮膚試驗（tuberculin skin test，TST）的相關調(diào)查數(shù)據(jù)、WHO 對結核病流行率的估計數(shù)以及修訂后的Styblo 比率，以168 個國家的年結核分枝桿菌感染風險（annual risk of M.tb infection，ARI）趨勢重新建立了數(shù)學模型，其結果顯示：全球2014年LTBI 負擔為23.0%（95%CI：20.4%～26.4%），LTBI人群約17億人。COHEN等［7］從2005-2018年的3 280 項LTBI 篩查研究報告中篩選出來自36 個國家88 項研究進行了Meta 分析，其中應用γ-干擾素釋放試驗（interferon-γ release assays，IGRAs）篩查的研究41 項、受試者67 167人，應用TST 篩查的研究67 項、受試者284 644 人，基于IGRAs 和TST（以10 mm 為cut-off 值）的全球LTBI 流行率分別為24.8%（95%CI：19.7%～30.0%）和21.2%（95%CI：17.9%～24.4%），與Houben的估算十分吻合（Rs=0.70，P＜0.001）。目前人們已普遍接受Houben 的估算，KNIGHT 等［8］以此數(shù)學模型為基礎構建了耐多藥結核?。╩ultidrug-resistant tuberculosis，MDR-TB）LTBI 流行病學模型，估計全球2014年有1 910 萬MDR-LTBI 者（95%CI：1 640～2 170 萬）。依據(jù)上述數(shù)據(jù)，按目前估計的LTBI有約5%～15%會進展為活動性結核計算［9］，即意味著目前全球約有1.7 億人口處于進展為活動性結核的風險之中，其中約190 萬人為活動性MDRTB 高危人群，充分表明人類結核病“儲藏庫”是何等巨大。

另外，MANCUSO 等［10］報道美國LTBI 流行率低于5%，但COLLINS 等［11］對來自127 個國家非美國出生而在美國16 個臨床檢測點進行過LTBI 篩查人群的LTBI 流行率分析顯示：總體為31%（95%CI：26%～35%），流行率高的國家為越南53.0%（95%CI：46.7%～59.4%）、索馬里51.0%（95%CI：46.4%～55.1%）和埃塞俄比亞47.4%（95%CI：41.4%～53.4%），中國為37.5%（95%CI：31.1%～43.3%］）。這些數(shù)據(jù)充分表明LTBI 流行率與結核病發(fā)病率成正相關，我國作為全球結核病和耐多藥結核病高負擔國家，目前尚未獲得LTBI 和MDRLTBI 流行的系統(tǒng)數(shù)據(jù)，要對LTBI 進行有效控制，其流行病學調(diào)查研究工作理當先行，以因情施策、依勢而為、精準發(fā)力。

2 LTBI 的發(fā)生和進展

迄今為止的研究表明結核病患者咳嗽是結核病傳播的核心，其密切接觸者可因吸入患者釋放到空氣中的液滴核而發(fā)生結核分枝桿菌感染［12-13］，但患者在潮汐呼吸期間產(chǎn)生的高生物氣溶膠的傳染性如何則需要進一步的數(shù)據(jù)來確定［14］。吸入的結核分枝桿菌在通過包括氣道黏蛋白和纖毛上皮細胞等多重物理屏障或化學屏障后，最終到達肺泡巨噬細胞，進而誘發(fā)機體產(chǎn)生各種形式的抗結核免疫［15-16］，主要機制包括：（1）以巨噬細胞為主的固有免疫，可通過吞噬體成熟產(chǎn)生活性氧、活性氮和抗菌肽等殺滅細菌，也可通過與溶酶體融合而促進吞噬體內(nèi)容物降解，還可通過募集自噬因子誘導自噬體-溶酶體融合，凡此種種構成感染機體抗結核的第一防線［17］；（2）以CD4+T 細胞為中心、以IFN-γ 產(chǎn)生為標志的T 細胞介導的細胞免疫，通過產(chǎn)生各種細胞因子和趨化因子（如IFN-γ、TNF、IL-2、IL-17、IL-22、IL-26 等）、激活其他免疫細胞應答（如輔助性T 細胞、細胞毒性T 細胞、調(diào)節(jié)性T 細胞、NKT 細胞等），強力實施對結核分枝桿菌的清除，是控制感染者體內(nèi)結核分枝桿菌滋生的核心利器［18-19］。（3）以B 細胞為主介導的體液免疫，將以抗體的直接殺菌作用或中和活性、抗體-抗原復合物更易被巨噬細胞Fc 受體（FcRs）和補體受體捕獲而加強其吞噬、抗體對吞噬小體-溶酶體融合及巨噬細胞中炎癥小體激活的促進作用等方式發(fā)揮抗結核作用［20-21］。除此之外，人們還發(fā)現(xiàn)許多精細的免疫調(diào)控機制參與了抗結核免疫，如microRNAs 和長鏈非編碼RNAs［22］。正是這些網(wǎng)絡式的錯綜復雜的抗結核免疫作用，讓約90%的結核分枝桿菌感染者能夠免于結核病的災難［9］，值得慶幸。但是，結核分枝桿菌在長期的進化過程中形成了針對上述各種抗結核免疫的特定免疫逃逸機制［23-25］，使其可在感染機體內(nèi)得以長期匿藏而形成LTBI，進而大大增加了人類控制結核病流行的難度。

至于LTBI 形成后進展的格局如何，不外乎以下3 種情形［16］：一是結核分枝桿菌在機體抗結核免疫中處于弱勢而被殺滅清除，二是兩者勢均力敵而維持持續(xù)感染，三是結核分枝桿菌突破機體免疫防御導致活動性結核。然而在臨床上最為關注的是后兩種情況，因而形成了臨床上LTBI 與活動性結核病的二元性劃分，并一直致力于解決此兩種疾病狀態(tài)；但是新近研究表明從LTBI 到活動性結核病存在一系列細菌活性與免疫拮抗間的動態(tài)過程，而提出了早期結核和亞臨床結核另外兩種狀態(tài)［26］。早期結核是指有活的結核分枝桿菌感染，在沒有進一步干預的情況下很可能進展為活動性疾病，但尚未誘發(fā)臨床癥狀、亦無影像學異常、也未獲取病原學證據(jù)；亞臨床結核則指由活的結核分枝桿菌引起，雖無臨床結核病相關癥狀，但放射學或病原學檢查異常。對于LTBI 進展為活動性結核的發(fā)生率，有研究文獻報道［27］：以每1 000人年計算結核病發(fā)病率，TST ≥10 mm 的普通人群為0.3（95%CI：0.1～1.1）；結核病接觸者中，IGRA 陽性人群為17.0（95%CI：12.9～22.4），TST ≥5 mm人群為8.4（95%CI：5.6～12.6）；在艾滋病毒感染者中，IGRA 陽性人群為16.9（95%CI：10.5～27.3），TST ≥5 mm 人群為27.1（95%CI：15.0～49.0）。這些情況表明，不同背景人群的LTBI 進展為活動性結核的概率差異較大，如何準確預測進而精準控制LTBI 向活動性結核進展值得深入研究，尋找結核分枝桿菌感染、LTBI、早期結核、亞臨床結核和活動性結核等不同狀態(tài)的新型特異性診斷標志物以及它們之間動態(tài)變化的預測性標志物應為解決問題的切入點與著力點。

3 LTBI 實驗診斷

迄今為止尚無LTBI 診斷金標準，人們對其既“看不見”、也“摸不著”，僅能依靠其定義中的“對結核抗原存在免疫反應性”進行判定，判斷方法目前主要有兩類，即結核菌素皮膚試驗（tuberculin skin test，TST）和γ-干擾素釋放試驗（interferon-γ release assays，IGRAs）。

TST 屬遲發(fā)性變態(tài)反應，對受試者實施在前臂掌側或背側中央皮內(nèi)注射結核菌素純蛋白衍化物（purified protein derivative tuberculin，PPD）時，結核分枝桿菌感染者會有大量多核白細胞和淋巴細胞滲出，致敏的T 淋巴細胞與結核菌素相互作用，產(chǎn)生一系列具有生物活性的細胞因子，導致局部血管通透性增加、單核細胞聚集，形成注射部位淋巴細胞和單核細胞大量浸潤和積聚，并在注射部位產(chǎn)生24 h 后開始出現(xiàn)、48～72 h 最明顯的硬結反應，目前一般將硬結橫徑在5 mm 以下視為陰性反應，≥5 mm 視為陽性反應，同時分別以5 mm、10 mm 和15 mm 為界點分3 類指示陽性反應的程度［9，28］。因其應用歷史悠久、檢測費用低廉且非常適宜于分散的實地研究或大規(guī)模監(jiān)測，盡管卡介苗接種、非結核分枝桿菌感染等因素會降低其特異性，但是仍為當今最為常用LTBI 篩查手段［29］。為改善TST 的特異性，近來人們應用重組ESAT6、CFP10 兩種結核分枝桿菌抗原代替PPD 進行了皮膚試驗，目前的研究表明具有與QuantiFERON-TB Gold In-Tube（［QFT］）和T-SPOT.TB 相似的診斷特異性和敏感性［30-31］，該試驗整合了IGRAs 的特異性高與TST 簡單的優(yōu)點，具有廣闊的應用前景［32］。

為提高對LTBI 檢測的特異性，人們基于結核分枝桿菌感染者再次遇到結核分枝桿菌抗原時會引發(fā)T 細胞免疫反應而產(chǎn)生大量γ-干擾素（interferon-γ，IFN-γ）的特點開發(fā)了T-SPOT.TB 和QuantiFERON 兩類IGRAs 方法，以檢測受結核分枝桿菌抗原刺激后T 細胞產(chǎn)生的IFN-γ 水平，兩者在具有不同結核病風險的人群中檢測結果顯示出很高的一致性，但與TST 間的差異大小則因年齡而異［33］。T-SPOT.TB 方法其應用CFP10 和ESAT-6兩種結核分枝桿菌抗原刺激外周血單個核細胞（PBMCs）后計數(shù)產(chǎn)生IFN-γ 的T 細胞數(shù)量［34］。QuantiFERON 則檢測抗原刺激后T 細胞產(chǎn)生IFN-γ的表達量，已先后研制出4 代商品化產(chǎn)品，其中：第3 代QuantiFERON-TB Gold In-Tube（QFT-GIT）則以CFP10、ESAT-6 和TB7.7 為刺激抗原，指示CD4 T 細胞的分泌IFN-γ 水平；第4 代QuantiFERON-TB Gold Plus（QFT-Plus）以CFP10、ESAT-6 及其短肽為刺激抗原，可同時檢測CD4 T 細胞和CD8 T 細胞IFN-γ 的分泌，但至今尚無充分的證據(jù)表明QFT-Plus 優(yōu)越于QFT-GIT［34-35］?？傊瑥脑\斷性能看IGRAs 無疑優(yōu)于TST，但IGRAs 方法費用昂貴，而且需要有一定水平的實驗室設置與技術人員配備，在大規(guī)模篩查中的可行性將為難題。

另外，還必須正視以下問題：（1）在目前尚無LTBI 診斷金標準、也難以對病原學檢測陰性活動性結核確立臨床診斷的情形之下，只能通過感染風險來估計LTBI 測試試驗的敏感度與特異性，即：根據(jù)經(jīng)培養(yǎng)證實的活動性結核病患者的陽性率來估計敏感性，根據(jù)結核病暴露風險較低的卡介苗接種人群的結果來確定特異性［36］。在此情形之下比較TST 與IGRAs 間對LTBI 診斷特異性的優(yōu)劣，興許還有諸多問題需要深入探索。（2）對于IGRAs 和TST 對活動性結核的診斷價值，雖然有些基于真實世界證據(jù)（real-world evidence，RWE）的研究報道給出了較高的敏感度與特異性，但迄今更多的研究則表明其在此方面的價值非常有限［37-39］，人們應客觀理性對待。（3）IGRAs 和TST 均不能區(qū)分既往感染還是正在感染，也不能鑒別近期感染還是遠期持續(xù)感染，又給檢測結果的釋義增添了許多難以確定的因素，臨床應用時必須深刻思考［4］。

4 LTBI 預防性抗結核治療

WHO 強烈建議結核病發(fā)病率低于100/10 萬的高收入或中高收入國家進行LTBI 篩查和預防性治療［40］，SHAH 等［41］則提出了如下應該優(yōu)先實施的高危人群：與傳染性活動性肺結核患者的家庭或其他密切接觸者，在結核病高發(fā)地區(qū)出生、居住或長期旅行長于1 個月者，免疫抑制劑應用者，HIV/AIDS、糖尿病、慢性腎病、白血病或淋巴瘤、頭頸部癌癥、矽肺等患者以及5 歲以下兒童等。一旦LTBI 檢測陽性，則應實施抗結核預防性治療。

首選的LTBI 治療方案包括：3 個月每周一次的利福噴丁加異煙肼，4 個月每日一次的利福平，或3 個月每日一次的異煙肼加利福平，異煙肼每日一次連續(xù)6個月或9個月。ZENNER等［42］對61項研究的Meta 分析表明6 個月異煙肼單藥治療、利福平單藥治療和3～4 個月異煙肼和利福平聯(lián)合治療的有效性和安全性，HUANG 等［43］則報道：接受異煙肼預防性治療的家庭接觸者，即使接觸過耐多藥結核病患者，其結核病發(fā)病率也較低，提示異煙肼可能在潛伏的耐多藥結核病感染的管理中發(fā)揮作用。與此同時，也有研究提示［44］：對于沒有禁忌癥的患者，利福平可能是最安全的潛伏性結核感染治療選擇。至于治療過程管理，有學者認為全程督導、自我管理+每月監(jiān)測、自我管理+每周短信提醒均能行之有效，宜因人而異［45］。

5 結束語

我國為擁有逾14 億人口的發(fā)展中大國，按全球LTBI 流行率（23%）估算我國即有3.3 億LTBI 人群。正如結核病流行率較低的美國早已將消除LTBI 作為結核病控制的最后前沿一樣［46］，為實現(xiàn)終結結核病目標，我國已到了有效反制LTBI 的緊要關頭，必須科學施策、贏得主動。