一、γ-干扰素释放试验

γ-干扰素释放试验(IFN-γ release assays,IGRA)主要目的是用于诊断潜伏结核感染(latent tuberculosis infection,LTBI)的试验,目前国际上IGRA已有两个商业化试剂盒即QFT-G(Quantiferon TB Gold)(其第二代为 Quantiferon TB Gold In Tube,QFT-GIT)和T-SPOT.TB试剂盒。
(一)诊断潜伏结核感染(LTBI)
1.结核病低流行国家的LTBI筛查研究
Erkens等 [1]在荷兰进行的一项研究纳入接受结核菌素皮肤试验(TST)受试者91 334名,接受IGRA受试者4497名。结果发现,使用TST诊断为LTBI者,其IGRA结果至少60%为阴性;TST阴性者16%IGRA结果阳性;41%在TST后面做IGRA的受试者,IGRA影响最终是否诊断LTBI。因此认为,如以IGRA为诊断标准,在结核低流行国家,高比例的人群因TST阳性而接受预防性治疗;而有一小部分结核感染者则被忽略了。两步法策略有利于发现预防性化疗真正的目标人群,也符合卫生经济学原则。Iqbal等 [2]对美国和外国出生的人口怀疑结核潜伏感染者(分别为89例与132例)以TST和T-SPOT.TB进行筛查,计算诊断结核潜伏感染和预防性治疗需要的费用,发现与TST相比,T-SPOT.TB是一种经济的筛查方法,尤其对于高危人群比如在美国以外出生者。
2.IGRA在特殊人群的LTBI筛查中的应用研究
在对医务工作者的结核潜伏感染筛查的研究中IGRA与TST结果的一致性并非高度一致。Dorman等 [3]对2418名医务工作者进行了结核潜伏感染筛查,其中TST阳性者5.2%,QFT-GIT阳性者4.9%,T-SPOT.TB阳性者6.0%。18个月后,QFT-GIT、T-SPOT.TB、TST结果阳转比例分别为6.1%、8.3%、0.9%。QFT-GIT 与T-SPOT.TB的阳转者中,分别有76.4%与77.1%的人员6个月后又转为阴性,提示在结核低流行国家IGRA阳转者多为假阳性。Babayigit等 [4]检测了100例健康工作者TST与QFT-GIT的情况,32 例TST阳性(≥15mm)受试者中有 17例QFT-GIT 结果为阴性,而在61例 TST 直径在 6~14mm之间的有4例QFT-GIT结果为阴性,在 TST直径在 0~5mm者全为阴性。说明在TST直径≥15mm时两个试验一致程度中等。建议在结核高危人群及普种卡介苗(BCG)地区使用IGRA作为TST的替代试验。耿梦杰等 [5]对中国917名医务人员分别行TST与QFT-GIT检测,结果TST 5、10和15mm临界值阳性率分别为68.92%(632/917)、47.87%(439/917)和25.08%(230/917);QFT-GIT阳性率为69.57%(638/917),TST和QFT-GIT一致率为44.82%~66.85%(依据TST硬结平均直径变化而异)。提示结论TST和QFT-GIT判定结核感染的一致性较差。
不少作者对IGRA在TB-HIV双重感染者中结核感染筛查应用进行了研究。Rose等 [6]对81例HIV阳性儿童行QFTGIT,其中18.5%呈阳性,17周后复查79%的病例转为阴性,7例(QFT>1.0U/ml或 TST阳性)接受预防性化疗,随访2年无人发生活动性结核病。提示QFT-GIT对免疫状况相对稳定的HIV感染儿童是一个可靠的诊断LTBI的方法,然而其重复试验结果的阴转,与TST结果及结核暴露危险的不一致导致了结果的解释困难。Jeong等 [7]研究发现129例接受肾移植术的患者中,32.5%患者QFT-GIT结果阳性。随访(8.4±6.8)个月后,2例患者发生活动性结核病,其中1例QFT-GIT阳性另1例QFTGIT阴性。在等待272例肾移植术的患者中,结核菌素试验与QFT-GIT结果阳性率分别为22.8% 与35.3%,两者一致性很差。因此,QFT-GIT不能短期预测肾移植术患者发生活动性结核病。Sherkat等 [8]对44例肾移植术后患者行TST及T-SPOT检查,结果18.2%的患者TST阳性,13.6%患者T-SPOT.TB阳性,两者一致性中等。虽然TST和(或)T-SPOT.TB阳性的患者使用了异烟肼化疗,但仍有1例患者结核复发。说明在此类患者中TST和T-SPOT.TB试验对诊断LTBI价值是相似的。Mardani等 [9]报告55例心肺移植术后患者行TST及QFT-GIT检查,结果5%的患者TST阳性,20%患者QFT-GIT阳性,两者一致性尚可;QFTGIT阳性率更高,预测潜伏结核感染的准确性更高。此类研究样本量较小,仍需要大样本研究进一步验证其研究结论。
另外,IGRA尚可用于旅行者LTBI筛查的研究。Elfrink等 [10]对去结核高流行国家旅行13~52周者旅行前后监测IGRA及TST,发现516例旅行者中2例IGRA阳转,5例TST阳转,提示旅行导致潜伏结核感染的风险是较低的,仅长期在结核高流行国度旅行的人员需要接受IGRA监测。
3.IGRA诊断LTBI的相关指南
各国研究所获结论及指南所示仍有差异。在加拿大及大多数欧洲国家,指南建议IGRA结合TST以两步法的形式用于诊断LTBI,而美国及日本的指南建议直接以IGRA取代TST [11]。中华医学会结核病学分会2014年指南 [12]中再次重申WHO2011年指南的意见:在中、低收入国家/结核病高负担国家中不应推荐用IGRAs替代PPD试验作为大规模健康人群中筛查结核病的公共卫生手段,指出IGRAs可用于诊断LTBI,但不能区分活动性结核病和LTBI,并详细阐述了IGRA在我国不同人群中的应用。针对其在结核密切接触者及医务人员LTBI中的筛查,指南建议 [12]:①PPD试验和IGRAs均可用于LTBI的诊断和追踪,若考虑到PPD试验检测结果可能受卡介苗接种或NTM影响时,可对PPD试验阳性者进一步采用IGRAs帮助确认;②不宜采用IGRAs对大范围人群进行LTBI筛查;③PPD试验仍是在健康人群中动态筛查LTBI的首选。对儿童LTBI,指南建议 [12]:先采用PPD试验,对PPD试验阳性者可再行IGRAs辅助确诊。针对免疫抑制宿主的筛查,指南建议 [12]:①对HIV感染人群进行LTBI筛查,应单用IGRAs或联合使用PPD试验,在方法选择上优先考虑细胞检测技术。②自身免疫性疾病和器官移植患者在接受糖皮质激素或TNF-α拮抗剂治疗前,应单用IGRAs或联合使用PPD试验筛查LTBI。
(二)IGRA辅助诊断结核病
1.应用IGRA辅助诊断结核病的大样本研究
章淑梦等 [13]对523例中国患者(其中诊断为活动性结核病136例,非活动性结核病387例)血标本行T-SPOT.TB检查,结果提示T-SPOT.TB诊断活动性结核病(含肺结核与肺外结核)的总敏感度为94.9%(129/136,95%CI为89.7%~7.9%),特异度为71.1%(275/387,95%CI为66.2%~75.5%),阳性预测值为53.5%(129/241,95%CI为47.0%~60.0%),阴性预测值97.5%(275/282,95%CI为95.0%~99.0%)。T-SPOT.TB诊断痰菌阳性与阴性结核病的敏感度,以及诊断不同部位结核病的敏感度相比较,各组之间并无显著性差异。该研究认为,T-SPOT.TB在MTB高自然感染率的中国,用于诊断活动性结核病值得推广,其较高的阴性预测值可为临床结核病的诊断和治疗提供重要参考。刘红等 [14]对中国结核病(含肺结核与肺外结核)疑似患者1084例行T-SPOT.TB检查,1084例中有384例(35.4%)确诊为结核病患者,54例为实验室诊断,其中42例T-SPOT.TB结果阳性,敏感度为77.8%(42/54);330例为临床诊断,其中289例T-SPOT.TB结果阳性,敏感度为87.6%(289/330)。T-SPOT.TB的综合敏感度为86.2%(331/384)。700例(64.6%)非结核病患者中,638例T-SPOT.TB检测结果为阴性,特异度为91.1%(638/700)。60例经抗结核治疗2~4周后复查T-SPOT.TB,治疗后两种抗原早期分泌抗原靶6(ESAT-6)和培养滤液蛋白(CFP-10)的特异性斑点数(平均数分别为47个和18个)均显著低于治疗前(平均数分别为99个和49个),提示T-SPOT.TB诊断结核病的敏感度和特异度较高。
2.应用IGRA辅助诊断肺外结核
贾红彦等 [15]纳入51例淋巴结结核患者、105例非结核性淋巴结疾病对照,均行外周血T-SPOT.TB及免疫印迹法检测结核分枝杆菌抗体,结果T-SPOT.TB和免疫印迹法检测结核分枝杆菌抗体的敏感度分别为92.2%(47/51)和60.8%(31/51),特异度分别为79.0%(83/105)和77.1%(81/105),T-SPOT.TB敏感度显著高于免疫印迹法,提示T-SPOT.TB方法在淋巴结结核的诊断中有着较高的敏感度。陆迪雅等 [16]探讨检测外周血T-SPOT.TB和脑脊液γ-干扰素在诊断结核性脑膜炎(TBM)中的价值。结果显示,结核性脑膜炎组T-SPOT.TB阳性率为70%,对照组为13%(5/39),两组差异有统计学意义( P<0.01)。首次脑脊液γ-干扰素水平两组差异有统计学意义( Z=-4.646, P<0.01)。随访脑脊液γ-干扰素水平结核性脑膜炎组较治疗前明显降低,差异有统计学意义( Z=-3.099, P=0.002)。外周血T-SPOT.TB诊断TBM的敏感度为70%,特异度为87%;脑脊液γ-干扰素诊断TBM的受试者工作特征曲线下面积为0.819,敏感度为83%,特异度为85%。作者认为,外周血T-SPOT.TB及脑脊液γ-干扰素检测对TBM均有较高的诊断价值,动态观察脑脊液γ-干扰素含量变化对TBM患者的病情监测具有重要意义。
3.IGRA在鉴别结核病与非结核分枝杆菌病中的作用
林玲等 [17]用结核分枝杆菌DNA-PCR和IGRAs检测对334例分枝杆菌肺病患者进行鉴别,发现结核分枝杆菌DNA-PCR和IGRAs诊断肺结核和NTM肺病的敏感度分别为74.58%(179/240)、77.08%(185/240),特异度分别为89.36%(84/94)、79.79%(75/90),两种方法联合检测肺结核的敏感度为93.75%(225/240)、特异度为77.66%(73/94),提示IGRAs对于鉴别肺结核和NTM肺病具有较好的应用价值,联合应用结核分枝杆菌DNA-PCR和IGRAs可以显著增加鉴别诊断的准确性。
4.IGRA对特殊人群结核病的诊断价值
James等 [18]在结核高流行、BCG普种地区对TB-HIV双重感染者行QFT-GIT与TST检查,100例成人分为四组:HIV阳性并有结核接触史,HIV阳性并有结核过去史,结核病人,健康人。QFT-GIT与TST的一致率约52.4%,将TST临界值从5mm增加到10mm可以将第一组病人一致率提高到62.5%,第二组提高到81.2%。因此认为两步法在低收入国家(如印度)是经济而可靠的手段。Sauzullo等 [19]研究了QFT-GIT在合并活动性结核的HIV感染者(HIVTB)中的诊断价值及变化情况。该研究招募44例入组,结果为阳性66%,阴性11.3%,不明确者22.7%,13例病人进入随访,虽然体外实验发现4种抗结核药物对QFT-GIT的结果及T淋巴细胞凋亡无影响,但治疗结束后38.4%病人阴转,提示QFT-GIT在HIV感染者结核病的诊断方面有一定价值,并且抗结核治疗对其结果有影响。
钟一鸣等 [20]选取结缔组织病(CTD)合并结核病患者44例,并随机选取同期没有结核病的CTD患者44例作为对照,比较T-SPOT.TB和TST对CTD合并结核病患者的辅助诊断价值,T-SPOT.TB诊断CTD合并结核病的敏感度为70.5%(31/44),显著高于TST(27.3%,12/44),两项指标的特异度分别为93.2%(41/44)和88.6%(39/44),差异无统计学意义,当T-SPOT.TB斑点形成细胞频数取值为38个斑点形成细胞(SFC)/10 6外周血单个核细胞时,为诊断结核病的最佳分界值,并发现年龄、激素或免疫抑制剂的使用、淋巴细胞减少症和低白蛋白血症均不是T-SPOT.TB诊断假阴性的危险因素。提示T-SPOT.TB对CTD合并结核病的辅助诊断价值明显高于TST。
关于IGRA在儿童结核病中的诊断价值结论仍有分歧。Mukherjee等 [21]在一个包括362个儿童的横断面调查研究中发现,微量营养素缺乏,尤其是缺锌,可能影响胸腔内结核儿童QFT-GIT结果,因此在锌缺乏的高流行地区,以QFT-GIT辅助诊断结核病应慎重。有人认为IGRA在儿童结核病的敏感性较低,例如Wang等 [22]在中国检测了102例儿童结核病的T-SPOT.TB结果,发现敏感性较低,为58.8%(95%CI 49.1%~67.9%),各年龄组间无统计学差异。Schopfer等 [23]在柬埔寨进行的研究纳入405例临床诊断结核病的儿童,获得微生物学证据证实结核者有81例(22.5%),其中43例获得IGRA阳性结果(敏感性53.1 %,95% CI 42.3%~63.6%)。然而,鲍磊等 [24]入组中国儿童与成人怀疑结核病者各60例行QFT-GIT检测,发现儿童中诊断结核病敏感度83.87%,而特异度92.00%;成人则分别为78.57%与84.62%,作者认为该检测在儿童结核病中诊断价值更好。
5.循证医学研究
Sollai等 [25]的meta分析提示,在被纳入的31个QFT-GIT研究,14个T-SPOT.TB研究,34个TST研究中,在高收入国家微生物学证实的病例中QFT-GIT敏感性为0.86(95%CI 0.81~0.90),T-SPOT.TB为0.79(95%CI 0.69~0.87);在低收入国家,微生物学证实的病例中QFT-GIT敏感性为0.66(95%CI 0.55~0.76),T-SPOT.TB为 0.80(95%CI 0.73~0.86)。TST敏感性在高收入与低收入国家则分别为0.86(95%CI 0.79~0.91)与0.74(95%CI 0.68~0.80)。IGRA与TST相比,其特异性在高收入地区为97%~98%与92%,而低收入地区仅有85%~93%与90%。提示在低收入国家两种IGRA方法并不比TST优越。
6.IGRA辅助诊断结核病的相关指南
WHO [26]曾在2011年指南中指出IGRA和PPD试验均不能准确预测MTB感染者发生结核病的风险。中华医学会结核病学分会参考本国临床研究数据及WHO发布指南,肯定了其对结核病的辅助诊断作用,于2014年发布指南建议 [12]:①IGRA不能用于确诊或排除活动性结核病,但对缺少细菌学诊断依据的活动性结核病(如菌阴肺结核等),IGRA可在常规诊断依据的基础上,起到补充或辅助诊断的作用,IGRA阴性结果对排除MTB感染有一定帮助;②IGRA检测胸腔积液和腹水等非血液标本的检测程序、判断标准和诊断效能有待进一步研究。针对在儿童结核病中的应用,指南建议 [12]:①IGRA的敏感度并不优于PPD试验,且IGRA作复杂、价格昂贵,不建议常规以IGRA替代PPD试验对儿童活动性结核病进行辅助诊断;②联合应用IGRA和PPD试验作为儿童结核病的辅助诊断方法,尤其适用于重症结核病和难以获得细菌学诊断依据的结核病。
(三)IGRA方法学的改进
IGRA方法学的改进包括使用不同的抗原、观察不同指标、用于除血液以外的其他标本、阳性临界值的判定等,均有助于改善IGRA准确性。Goletti等 [27]对IGRA诊断LTBI,尤其用于免疫抑制病人时的准确性、临界值策略及改进措施进行探讨,建议对使用IGRA诊断了LTBI的自身免疫性疾病病人进行随访和检测,了解结核进展的风险,并提出可考虑改进IGRA方法学,如改变临界值,增加IGRA的观察指标比如IP-10、IL-2、多功能CD4 + T淋巴细胞等提高其诊断效能。Whitworth等 [28]用自动和手工的方法行QFT-GIT并作比较,认为自动ELISA方法能降低临界值附近的变异。Araujo等 [29]将另一蛋白磷酸特异性运输底物结合-1与CFP-10融合,并与融合蛋白ESAT-6︰CFP-10相比较,应用于108名PPD皮试阳性的结核接触者中,检测IFN-γ反应,发现其诊断结核潜伏感染及预测活动性结核病的阳性率稍高于ESAT-6︰CFP-10,是一个有前景的结核潜伏感染标志物。张丽帆等 [30]用ELISPOT方法检测151例疑诊肺结核患者血中重组结核杆菌相对分子质量11 000蛋白(MTB-11kD)T细胞反应,并与ESAT-6及CFP-10激发T细胞反应相比较,敏感度分别为60.6%与81.8%,特异度为82.1%及72.9%,联合检测为84.%与86.9%,提示MTB-11kD-ELISPOT诊断结核病特异性更优,且可和T-SPOT.TB联合应用。Liao等 [31]评估了352个结核性胸膜炎病人的T-SPOT.TB结果,发现胸腔积液抗原特异性IFN-γ水平为同步外周血中的4~5倍,其敏感性特异性分别为95.7%与100%,高于外周血结果78.3%与86.3%,提示取胸腔积液标本检测抗原特异性IFN-γ不失为快速、敏感的辅助诊断方法。