綜合醫(yī)院引入GeneXpert MTB/RIF技術早期發(fā)現(xiàn)病原學陽性和耐藥肺結核患者的效果分析

阮云洲 張紅偉 李月華 馬櫻子 成詩明 樊海英 李仁忠 趙雁林

【Fundprogram】 Program of Introducing New Technologies in General Hospital for Early Detection of Infectious and Drug-Resistant Tuberculosis (01202204)

2010年全國第五次結核病流行病學抽樣調查報告顯示,89.9%的結核病患者首先就診于綜合醫(yī)院和基層醫(yī)療機構[1],因此,綜合醫(yī)院成為發(fā)現(xiàn)肺結核患者的“哨點”[2]。原衛(wèi)生部曾于2013年發(fā)布《結核病防治管理辦法》[3],要求由結核病防治機構和指定的醫(yī)療預防保健機構負責所在地區(qū)的結核病防治業(yè)務的歸口管理。在這種要求之下,形成了我國多年來將結核病歸口為結核病定點醫(yī)院負責診斷和治療,而綜合醫(yī)院結核病診斷能力相對弱化的現(xiàn)象[4],導致一段時間以來大多數(shù)綜合醫(yī)院主要依賴胸部影像學檢查結果作為肺結核的診斷依據(jù),診斷不明確或誤診現(xiàn)象時有發(fā)生。

近年來,我國三級甲等(簡稱“三甲”)綜合醫(yī)院越來越重視實驗室能力的建設,核酸檢測技術得到普及,許多綜合醫(yī)院配備了GeneXpert MTB/RIF(簡稱“GeneXpert”)檢測平臺系統(tǒng)。GeneXpert技術是世界衛(wèi)生組織2011年推薦的分子生物學快速檢測技術之一,目前廣泛應用于發(fā)現(xiàn)病原學陽性和利福平耐藥肺結核患者。其檢測結核分枝桿菌的敏感度和特異度分別達到85%和98%,明顯高于痰涂片檢測技術(敏感度和特異度分別為60%和96%),且操作簡便、生物安全性要求較低[5]。如果能夠充分利用GeneXpert技術,會快速提高病原學陽性和利福平耐藥肺結核患者的發(fā)現(xiàn)水平,達到綜合醫(yī)院早期發(fā)現(xiàn)病原學陽性肺結核和耐藥肺結核患者的關口前移作用。因此,有必要了解綜合醫(yī)院使用GeneXpert技術診斷病原學陽性肺結核及耐藥肺結核的現(xiàn)狀,以更好地發(fā)揮綜合醫(yī)院在肺結核患者發(fā)現(xiàn)中的作用。

對象和方法

一、研究對象

根據(jù)GeneXpert配備情況,選擇大、中、小城市已配備GeneXpert的8家三甲綜合醫(yī)院(北京2家、武漢5家、承德1家)納入的患者為研究組;選擇未配備GeneXpert的3家三甲綜合醫(yī)院(北京、武漢、承德各1家)納入的患者為對照組。

兩組醫(yī)院選擇依據(jù):(1)非結核病定點的三甲綜合醫(yī)院;(2)在當?shù)匾?guī)模較大、醫(yī)療水平較高;(3)根據(jù)當?shù)亟Y核病防治機構對醫(yī)院結核病防治工作的日常督導和當?shù)貙＜乙庖?認為結核病發(fā)現(xiàn)能力差異較小的醫(yī)院。盡管研究組納入的肺結核患者數(shù)量較多,但由于接受GeneXpert檢查的患者比例較低,因此根據(jù)對照組每個城市納入1家綜合醫(yī)院(共3家)及其納入的患者數(shù)量,研究組選擇納入8家綜合醫(yī)院進行對照研究。

研究對象為兩組醫(yī)院在2020年1月1日至2022年4月30日期間“傳染病報告信息管理系統(tǒng)”中最終診斷為肺結核的患者(研究組為經(jīng)GeneXpert檢測的患者,對照組為未經(jīng)GeneXpert檢測的患者),但不包括死亡、兒童和單純結核性胸膜炎患者。

二、研究方法

采用回顧性隊列研究方法,對比分析研究組和對照組中發(fā)現(xiàn)的病原學陽性患者檢出比例、利福平耐藥患者檢出比例、肺結核患者診斷時間和利福平耐藥患者診斷時間等指標。

(一)樣本量估計

(二)資料收集方法

首先,由市和區(qū)疾病預防控制機構在“傳染病報告信息管理系統(tǒng)”上瀏覽兩組醫(yī)院報告肺結核患者情況,導出網(wǎng)絡報告訂正后最終診斷為肺結核患者的個案信息,包括性別、年齡、疾病診斷、診斷日期等。其次,由區(qū)疾病預防控制機構和綜合醫(yī)院,通過查詢綜合醫(yī)院原始的傳染病報告卡,以及“醫(yī)院管理信息系統(tǒng)(hospital information system,HIS)”和“醫(yī)院實驗室信息系統(tǒng)(laboratory information management system,LIS)”,補充收集研究對象在本院的結核病相關檢查和診斷信息,包括就診日期、病例分類、痰涂片檢查、痰培養(yǎng)檢查、GeneXpert檢測、PPD皮膚試驗、結核感染T細胞斑點試驗(T-SPOT.TB)檢測結果等。最后,由市和區(qū)疾病預防控制機構根據(jù)“結核病信息管理系統(tǒng)”補充信息,包括傳統(tǒng)藥物敏感性(簡稱“藥敏”)試驗和分子藥敏檢測結果等。

(三)相關指標定義

1. 綜合醫(yī)院診斷的病原學陽性肺結核患者:指患者在綜合醫(yī)院就診時,綜合醫(yī)院的臨床醫(yī)生根據(jù)患者的病原學檢查結果,確認患者為病原學陽性肺結核患者。病原學檢查陽性包括痰涂片檢查、GeneXpert檢測、TB-PCR檢測、痰培養(yǎng)檢查中的任一陽性,即《WS 288—2017肺結核診斷》標準中的確診患者。

2. 綜合醫(yī)院診斷的病原學陰性肺結核患者:指患者在綜合醫(yī)院就診時,病原學檢查結果均為陰性或無結果,綜合醫(yī)院醫(yī)生根據(jù)患者的胸部影像學檢查和(或)輔助檢查臨床診斷為肺結核的患者,即《WS 288—2017肺結核診斷》標準中的臨床診斷患者。

3. 綜合醫(yī)院診斷的疑似肺結核患者:指患者在綜合醫(yī)院就診時,病原學檢查結果均為陰性或無結果,綜合醫(yī)院醫(yī)生根據(jù)患者的胸部影像學檢查和(或)輔助檢查診斷為疑似肺結核的患者。

4. 綜合醫(yī)院發(fā)現(xiàn)的利福平耐藥肺結核患者:指患者在綜合醫(yī)院就診時,綜合醫(yī)院醫(yī)生根據(jù)實驗室藥敏試驗結果,確認為對利福平耐藥的肺結核患者。

5. 肺結核診斷時間(天數(shù)):對綜合醫(yī)院臨床診斷和確診的肺結核患者,從患者首次就診該家綜合醫(yī)院到臨床醫(yī)生做出肺結核診斷的時間間隔,由院方給出的診斷日期減去患者就診日期獲得;對綜合醫(yī)院診斷為疑似肺結核的患者,從患者首次就診該家綜合醫(yī)院到定點醫(yī)院做出肺結核最終診斷的時間間隔,由專報的診斷日期減去患者就診日期獲得。

6. 利福平耐藥診斷時間(天數(shù)):對綜合醫(yī)院直接診斷為利福平耐藥的肺結核患者,從患者在醫(yī)院做出肺結核診斷的時間到診斷為利福平耐藥的時間間隔,由綜合醫(yī)院給出的利福平耐藥診斷日期減去患者肺結核診斷日期獲得;對轉診到定點醫(yī)院診斷為利福平耐藥的肺結核患者,從患者在醫(yī)院做出肺結核診斷的時間到定點醫(yī)院診斷為利福平耐藥的時間間隔,由專報利福平耐藥診斷日期減去綜合醫(yī)院肺結核診斷日期獲得。

三、統(tǒng)計學處理

采用Excel 2013及SPSS 26.0軟件進行數(shù)據(jù)分析。計量資料呈偏態(tài)分布時以“M(Q1,Q3)”描述,組間差異采用秩和檢驗進行比較。計數(shù)資料采用“頻數(shù)”和“百分率/構成比(%)”描述,組間差異采用χ2檢驗進行比較,如理論頻數(shù)T<5但≥1,采用連續(xù)校正的卡方檢驗。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

結 果

一、研究對象基本情況

本研究共納入肺結核患者991例,其中研究組納入649例,對照組納入342例。研究組納入的649例患者中,進行GeneXpert檢測的患者為370例(57.0%)。其中,北京市、武漢市、承德市納入的患者中,進行GeneXpert檢測的比例分別為93.0%(159/171)、44.7%(159/356)、42.6%(52/122)。對照組納入的342例患者中,均未進行GeneXpert檢測(100.0%)。因此,最終納入分析的患者中,研究組為經(jīng)GeneXpert檢測的370例患者,對照組為未經(jīng)GeneXpert檢測的342例患者,符合研究設計的樣本量要求。

兩組患者中,性別比例和年齡構成差異均無統(tǒng)計學意義(P值均<0.05)。研究組以住院患者為主(68.6%),對照組以門診患者為主(56.7%)。住院患者中,對照組的住院天數(shù)為7(4,9) d,長于研究組的5(3,7) d。見表1。

表1 兩組患者基本情況比較

二、兩組患者病原學檢查情況比較

兩組患者中,均有部分患者開展了痰涂片和TB-PCR檢查。在痰涂片檢查中,研究組痰涂片檢查比例為77.0%(285/370),與對照組的71.9%(246/342)比較,差異無統(tǒng)計學意義(χ2=2.436,P=0.119)。在TB-PCR檢查中,研究組的檢查比例為11.6%(43/370),與對照組的14.6%(50/342)比較,差異也無統(tǒng)計學意義(χ2=1.407,P=0.236)。

三、兩組患者診斷結果的比較

兩組患者中,研究組病原學陽性率(88.9%)高于對照組(67.0%),也高于研究組中沒有使用GeneXpert檢測的患者的病原學陽性率(52.7%,147/279)。調查的病原學陽性患者中,研究組首診確診的患者比例為96.4%,有3.6%的患者轉診到定點醫(yī)院確診;對照組首診確診的患者比例為75.1%,有24.9%的患者轉診到定點醫(yī)院確診。同樣,研究組診斷為肺結核(包括確診和臨床診斷)的比例為99.7%,明顯高于對照組的75.7%。研究組肺結核診斷時間為1(1,5) d,明顯短于對照組的4(1,11) d。見表2。

四、兩組患者利福平耐藥檢測結果比較

研究組可以利用GeneXpert技術直接開展利福平耐藥性檢測,而對照組不具備耐藥性檢測能力。在研究組診斷的病原學陽性患者中,除1例未開展利福平耐藥性檢測外,其余(99.7%)均開展了利福平耐藥性檢測;開展耐藥性檢測的患者中,本院直接進行耐藥性檢測的患者占99.4%(314/316),發(fā)現(xiàn)利福平耐藥患者8例,占該組醫(yī)院利福平耐藥患者的80.0%;這些患者的利福平耐藥診斷時間為1(1,4) d。而對照組未開展耐藥性檢測,發(fā)現(xiàn)利福平耐藥患者0例,該組6例利福平耐藥患者全部轉診至定點醫(yī)院后被發(fā)現(xiàn),平均診斷時間為20(11,29) d。見表3。

表3 兩組首診發(fā)現(xiàn)的病原學陽性患者利福平耐藥性檢測情況

五、痰涂片、痰培養(yǎng)和GeneXpert對MTB檢出比例的比較

研究組共有痰涂片、痰培養(yǎng)和GeneXpert等3種方法可以檢測MTB,不同方法檢出MTB的比例不同。同時做痰涂片和GeneXpert的肺結核患者共計295例,其中GeneXpert檢出MTB的比例為82.0%(242/295),高于痰涂片檢出的比例(33.6%,99/295),差異有統(tǒng)計學意義(χ2=142.092,P<0.001)。同時做痰培養(yǎng)和GeneXpert檢測的肺結核患者共計124例,其中GeneXpert檢出MTB的比例為86.3%(107/124),高于痰培養(yǎng)檢出的比例(63.7%,79/124),差異有統(tǒng)計學意義(χ2=16.860,P<0.001)。

討 論

一、重視和發(fā)揮綜合醫(yī)院作為結核病發(fā)現(xiàn)和診斷前哨陣地的作用

目前結核病仍然是我國的重大傳染病,世界衛(wèi)生組織估算我國2021年結核病新發(fā)患者約有78萬例,位居全球第三位。同時,耐藥結核病疫情也成為日益嚴重的問題,世界衛(wèi)生組織估算2021年我國耐藥結核病患者為3.3萬例,亦位居全球第三位[7]。絕大部分結核病患者出現(xiàn)咳嗽咳痰等癥狀后,往往首診于綜合醫(yī)院,或首診于基層醫(yī)療機構后再轉診至綜合醫(yī)院。這些患者臨床和影像學表現(xiàn)并不典型,尤其是老年人、罹患嚴重基礎疾病者、免疫缺陷及糖尿病患者,與肺部其他疾病難以鑒別,容易造成診斷延誤和誤診。1992年,全國肺結核與肺癌發(fā)現(xiàn)協(xié)作組對9座城市55家綜合醫(yī)院進行調查,發(fā)現(xiàn)住院15 d時有1/3的肺結核患者未被明確診斷[8]。2018—2020年,北京市某綜合醫(yī)院呼吸科病房診斷的57例肺結核患者中,從首診至被確診的時間間隔超過14 d的比例(即診斷延遲率)為43.9%[9]。

本次研究顯示,納入分析的712例肺結核患者中,病原學陽性肺結核患者為558例,占78.4%,利福平耐藥患者為16例,占2.3%(16/712)。在這些患者中,對照組有24.9%的患者未能得到明確診斷,而明確診斷的患者就診后的平均診斷時間為4(1,11) d。診斷延誤不僅導致延誤治療,而且還會造成院內和社會傳播,甚至引起聚集性疫情。1988—1995年間,曾報道美國發(fā)生11起,阿根廷和西班牙各發(fā)生2起耐多藥結核病醫(yī)院感染聚集性疫情[4]。摩爾多瓦的一項研究表明,減少肺結核的漏診、及時在新診斷和復治患者中進行藥敏檢測等措施,可以明顯減少該地區(qū)的肺結核發(fā)病率和病亡率[10]。因此,我國要實現(xiàn)終止結核病流行的目標,降低結核病發(fā)病率和病亡率,必須要足夠重視和發(fā)揮綜合醫(yī)院作為結核病發(fā)現(xiàn)和診斷前哨陣地的作用。

二、綜合醫(yī)院應推廣敏感度高、操作簡便的分子生物學技術

2019年年末,新型冠狀病毒感染疫情暴發(fā)后,我國很多大型綜合醫(yī)院越來越重視實驗室能力的建設,在原有傳統(tǒng)檢驗方法(痰涂片和痰培養(yǎng))基礎上,配備了GeneXpert等分子生物學技術。GeneXpert是世界衛(wèi)生組織推薦的分子生物學技術,可用于檢測MTB和利福平耐藥性。研究結果表明,使用GeneXpert技術的綜合醫(yī)院可以大幅度提高病原學陽性肺結核患者的檢出水平,較僅使用痰涂片檢查的綜合醫(yī)院,病原學陽性患者的比例提高了21.9個百分點(88.9%～67.0%)。這與崔曉敬等[11]在中日友好醫(yī)院開展分子生物學技術(GeneXpert技術)和液體培養(yǎng)方法提高綜合醫(yī)院結核病病原學診斷能力的研究結果相一致,他們的研究在開展GeneXpert和液體培養(yǎng)后,病原學陽性患者的比例提高了27.0個百分點。從另一個側面來看,同一研究組中沒有使用GeneXpert檢測的病原學陽性率為52.7%(147/279),遠低于使用GeneXpert檢測的病原學陽性率(88.9%,329/370);前者診斷時間平均為4(1,11) d,也明顯長于后者的1(1,5) d。

本研究也發(fā)現(xiàn),3種檢測MTB的方法中,同時開展GeneXpert和痰涂片的患者中,GeneXpert檢出MTB的比例(82.0%)明顯高于痰涂片(33.6%),反映出GeneXpert技術在實際應用中明顯優(yōu)于痰涂片。另一方面,同時開展GeneXpert和痰培養(yǎng)的患者中,GeneXpert檢出MTB的比例(86.3%)也明顯高于痰培養(yǎng)(63.7%)。雖然理論上痰培養(yǎng)可以從10～100 CFU/ml的痰液中檢出MTB,而GeneXpert只能從50～150 CFU/ml的痰液中檢出MTB[5],但由于痰培養(yǎng)對實驗室人員的操作水平要求較高,導致了在實際應用中,自動化的GeneXpert技術更方便實用,反而能夠檢出更多的MTB。

在檢測利福平耐藥性方面,GeneXpert可以發(fā)現(xiàn)80.0%的利福平耐藥患者,并且大多數(shù)當天即可實現(xiàn)診斷。而未使用GeneXpert的醫(yī)院,盡管有6例利福平耐藥患者,但均未在就診的醫(yī)院被發(fā)現(xiàn),全部轉診到定點醫(yī)院后才被發(fā)現(xiàn),使利福平耐藥診斷延誤長達20(11,29) d,在一定程度上延長了傳播的可能性。

研究同時發(fā)現(xiàn),盡管使用GeneXpert技術可以大幅提高病原學陽性肺結核患者的檢出比例和利福平耐藥患者的發(fā)現(xiàn)水平,并且大幅縮短患者診斷時間,使患者盡早得到救治和減少傳播。但在實際配備GeneXpert的綜合醫(yī)院中,北京市有93.0%的肺結核患者使用了GeneXpert技術進行檢測,而武漢市和承德市僅44.7%和42.6%的患者使用了GeneXpert技術。武漢市在調查開始期間尚未開始使用GeneXpert技術;承德市一方面是因為GeneXpert檢測技術沒有納入醫(yī)保收費項目,部分患者承擔不起費用,另一方面是由于承德市的綜合醫(yī)院并非每天開展檢測,1周僅開展2～3次檢測,導致部分患者未能及時進行檢測。

綜上所述,GeneXpert技術操作簡便、檢測時間短、敏感度和特異度高、生物安全要求較低,非常適宜在綜合醫(yī)院開展病原學陽性肺結核和耐藥結核病的早期診斷。同時,為了提高GeneXpert技術的使用效率,建議應盡快將其納入到醫(yī)保報銷目錄中。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突

作者貢獻阮云洲:醞釀和設計實驗、實施研究、采集數(shù)據(jù)、統(tǒng)計分析與解釋數(shù)據(jù)、起草和修改文章;張紅偉、李月華和馬櫻子:直接參與實施研究、采集數(shù)據(jù)、統(tǒng)計分析與解釋數(shù)據(jù)、技術支持;成詩明和樊海英:技術/行政支持、指導;李仁忠:醞釀和設計實驗、實施研究、采集數(shù)據(jù)、統(tǒng)計分析與解釋數(shù)據(jù)、對文章的知識性內容作批評性審閱、獲取研究經(jīng)費、技術/材料支持、指導;趙雁林:對文章的知識性內容作批評性審閱、技術/行政支持、指導