
比较PCR-荧光探针法和Xpert MTB/RIF在组织、脓液等非呼吸道标本中对结核病的诊断价值。
收集2017年10月至2018年8月在浙江省中西医结合医院疑似结核病患者225例的非呼吸道标本,后经临床确诊结核病177例,非结核病48例。所有标本均行PCR-荧光探针、Xpert MTB/RIF、Bactec MGIT960检测。以临床确诊为金标准,比较PCR-荧光探针、Xpert MTB/RIF、Bactec MGIT960检测结核病的诊断效能。绘制受试者工作曲线(ROC)评估三种方法在结核病诊断中的价值。并对PCR-荧光探针法和Xpert MTB/RIF的一致性进行分析。
与临床确诊比较,PCR-荧光探针、Xpert MTB/RIF、Bactec MGIT960检测的敏感度分别为53.67%(95/177)、58.76%(104/177)、31.07%(55/177)。PCR-荧光探针和Xpert MTB/RIF的敏感度均高于Bactec MGIT 960培养(χ2=17.60和27.41,P值均<0.01)。PCR-荧光探针和Xpert MTB/RIF的敏感度相比,差异无统计学意义(χ2=0.93,P>0.05)。与临床确诊比较,PCR-荧光探针、Xpert MTB/RIF、Bactec MGIT960培养检测的特异度分别为100.00%(48/48)、100.00%(48/48)、97.92%(47/48),三种检测方法的特异度比较,差异无统计学意义(F=1.83,P>0.05)。ROC曲线分析显示,PCR-荧光探针、Xpert MTB/RIF、Bactec MGIT960的ROC曲线下面积分别为0.768、0.794、0.645。PCR-荧光探针、Xpert MTB/RIF对结核病的诊断价值高于Bactec MGIT960(Z=5.19和6.52,P值均<0.01)。Xpert MTB/RIF优于PCR-荧光探针法(Z=2.80,P<0.05)。在各类型标本中,PCR-荧光探针法和Xpert MTB/RIF的结核病检出率比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。PCR-荧光探针和Xpert MTB/RIF具有较好的一致性(kappa=0.829)。
Xpert MTB/RIF在组织、脓液等非呼吸道标本中对结核病的检测效能优于PCR-荧光探针法,但二者具有较好的一致性,PCR-荧光探针法经济实用,易于推广,具有较高的临床应用前景。
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结核病是危害人类健康的重大传染病之一。2017年,全球范围内结核病新发病例约1 010万,我国是全球30个结核病高负担国家之一,仅次于印度,位居全球第2位[1]。结核实验室诊断是发现结核病患者的重要途径,抗酸杆菌染色检查价格低廉,操作简单,但敏感度不高;分枝杆菌培养敏感度较高,一直作为结核病实验室诊断的金标准,但其检测周期过长,不能为临床提供时效性检测结果[2,3]。肺结核病的诊断多依赖气道内痰液或肺泡支气管灌洗液等标本,但仍有部分病例诊断需要穿刺或手术获取的非气道标本。2017年,世界卫生组织(World health organization,WHO)通报的640万例结核病患者中,肺外结核占14%[1]。因此,对非呼吸道来源的标本进行检测需引起重视。组织、脓液等非呼吸道标本性状复杂,传统的实验室检测不能满足临床诊断需求。鉴于现有细菌学检测方法的诸多不足,我国于2017年重新修订了肺结核诊断标准,此标准将分子生物学诊断阳性作为病原学阳性的诊断依据[4]。
Xpert MTB/RIF是以半巢式实时荧光定量PCR技术为基础的分子检测技术,自问世以来,在结核病检测中的价值备受关注。2011年,该技术被WHO推荐为检测结核病和耐利福平结核病的方法[5]。2013年该方法被推荐作为肺结核及肺外结核的诊断工具[6]。近几年,国内外对Xpert MTB/RIF在非呼吸道标本中的诊断价值进行了大量研究,研究显示Xpert MTB/RIF在组织、脓液等标本中诊断结核疾病具有重要的临床价值[7,8,9,10]。但是,Xpert MTB/RIF所需设备及试剂价格昂贵,维护成本较高,使得该技术难以广泛开展。
PCR-荧光探针技术原理是采用双重PCR技术和Taqman探针技术相结合,针对结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis,MTB)的特异性序列设计引物和探针,通过监测不同荧光通道的荧光信号变化,检测MTB感染。该技术具有特异性强、灵敏度高、简便易行等优点[11]。大量研究显示,PCR-荧光探针技术在痰液标本快速诊断结核病中具有重要的临床价值[12,13]。然而关于PCR-荧光探针技术在组织、脓液等标本中的诊断价值研究较少。
本研究通过比较PCR-荧光探针技术与Xpert MTB/RIF在组织、脓液等非呼吸道标本中对结核病的诊断价值,为临床提供依据。
收集2017年10月至2018年8月浙江省中西医结合医院收治的疑似结核病225例患者的非呼吸道样本(痰及支气管肺泡灌洗液以外的样本)。其中男性113例,女性112例,年龄15~86岁,平均(55.0±7.3)岁。后经临床确诊为结核病患者177例(37例为肺结核,140例为肺外结核,其中淋巴结核35例,骨结核55例,结核性胸膜炎32例,结核性心包炎5例,结核性腹膜炎4例,腹壁结核2例,胸壁结核2例,结核性脓胸2例,泌尿系结核2例,肝结核1例),非结核病患者48例。该研究经医院伦理委员会审批(伦理批号:浙江省中西医结合医院伦理临审201710号),且所有患者均签署知情同意书。
肺结核病例按照《肺结核诊断标准(WS 288-2017)》标准诊断[4]。
肺外结核病诊断:出现相应肺外脏器的结核症状,结合流行病史、临床表现、胸部影像、病原学(包括细菌学、分子生物学)、相关的辅助检查及进行诊断性抗结核治疗经临床观察病情缓解等,进行综合分析做出诊断[7]。
Xpert MTB/RIF实时荧光PCR检测仪(美国Cepheid公司),Xpert MTB/RIF检测试剂盒(美国Cepheid公司,批号:52209)。实时荧光定量检测仪(SLAN-96S Real-Time PCR System厦门致善生物科技有限公司),分枝杆菌核酸检测试剂(博奥生物有限公司,批号20170910和20180710等)。Bactec MGIT960液体培养系统及试剂(美国BD公司,批号:7166829和7144979等)。
按照《结核病实验室标准化操作与网络建设》中的操作程序进行[14]。
将分割为绿豆大小的组织标本或1 mL脓液标本加入有螺旋盖的前处理管中,然后加入2 mL标本体积的处理液,涡旋振荡15~30 s,静置15 min~1 h,使标本充分液化。打开反应盒,取2 mL处理后样品从加样孔缓慢加入反应盒,然后将反应盒置于检测模块。仪器开始进行自动化检测,2 h后系统可自动读出MTB检测结果与利福平耐药结果。
PCR具体歩骤按照说明书进行,PCR结束后,根据样品所在反应管内荧光信号达到设定域值时所经历的PCR循环数(Ct值)判断是否存在MTB,检测通道选择为FAM和HEX通道,荧光采集点选择60℃ 30 s,若样本扩增曲线呈S型,且Ct值<40,判定为阳性。若FAM、HEX通道阳性为MTB,若FAM通道阳性、HEX通道阴性为MTB;若FAM通道阴性、HEX通道阴性,分枝杆菌核酸检测阴性。
采用SPSS 19.0和Medcalc15.2.2软件进行统计分析,配对的分类资料采用McNemar法进行χ2检验,如理论频数T<5但≥1,采用连续校正卡方检验,如理论频数<1,采用Fisher’精确检验。计算各检测方法诊断效能采用ROC曲线分析(Medcalc15.2.2)。以P<0.05为差异有统计学意义。
临床确诊的177例结核病患者中,PCR-荧光探针、Xpert MTB/RIF和Bactec MGIT 960检测结核病的敏感度分别为53.67%(95/177)、58.76%(104/177)、31.07%(55/177)。三种检测方法的敏感度比较,差异具有统计学意义(χ2=30.81,P<0.01),PCR-荧光探针和Xpert MTB/RIF的敏感度均高于Bactec MGIT 960培养(χ2=17.60和27.41,P值均<0.01),PCR-荧光探针和Xpert MTB/RIF的敏感度相比,差异无统计学意义(χ2=0.93,P>0.05)。临床确诊的48例非结核病患者中,PCR-荧光探针、Xpert MTB/RIF和Bactec MGIT 960检测的特异度分别为100.00%(48/48)、100.00%(48/48)、97.92%(47/48)。三种检测方法的特异度比较,差异无统计学意义(F=1.83,P>0.05)(表1)。

三种方法检测结核病的诊断效能
三种方法检测结核病的诊断效能
| 检测方法 | 临床确诊病例(例) | 敏感度(%,95%CI) | 特异度(%,95%CI) | 阳性预测值(%,95%CI) | 阴性预测值(%,95%CI) | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 阳性 | 阴性 | ||||||
| PCR-荧光探针 | |||||||
| 阳性 | 95 | 0 | 53.67(46.04~61.18) | 100.00(92.60~100.00) | 100.00(96.19~100.00) | 36.91(28.63~45.83) | |
| 阴性 | 82 | 48 | |||||
| Xpert MTB/RIF | |||||||
| 阳性 | 104 | 0 | 58.76(51.13~66.09) | 100.00(92.60~100.00) | 100.00(96.52~100.00) | 39.67(30.89~48.96) | |
| 阴性 | 73 | 48 | |||||
| MGIT 960 | |||||||
| 阳性 | 55 | 1 | 31.07(24.34~38.45) | 97.92(88.93~ 99.95) | 98.21(90.45~ 99.95) | 27.81(21.20~35.21) | |
| 阴性 | 122 | 47 | |||||
注:95%CI.95%置信区间
根据不同检测方法检测样本在选择的各点上的灵敏度和特异度,绘成ROC曲线以临床确诊为状态变量拟和对结核病诊断效能的ROC曲线。分别以PCR-荧光探针法、Xpert MTB/RIF和Bactec MGIT 960为检验变量时,ROC曲线下面积(AUC)分别为0.768、0.794和0.645。PCR-荧光探针法和Xpert MTB/RIF的诊断价值均高于Bactec MGIT 960(Z=5.19和6.52,P值均<0.01)。Xpert MTB/RIF优于PCR-荧光探针法(Z=2.80,P<0.05)(图1,表2)。

三种检测方法对结核病的诊断价值比较
三种检测方法对结核病的诊断价值比较
| 检测方法 | AUC值 | 标准误 | P值 | 95%CI |
|---|---|---|---|---|
| PCR-荧光探针法 | 0.768 | 0.019 | <0.01 | 0.708~0.822 |
| Xpert MTB/RIF | 0.794 | 0.019 | <0.01 | 0.735~0.845 |
| Bactec MGIT 960 | 0.645 | 0.020 | <0.01 | 0.579~0.707 |
注:AUC.曲线下面积


225份非呼吸道临床标本中,PCR-荧光探针法、Xpert MTB/RIF和Bactec MGIT 960对结核分枝杆菌的检出率分别为42.22%(95/225)、46.22%(104/225)、24.44%(55/225)。PCR-荧光探针法和Xpert MTB/RIF的检出率均高于Bactec MGIT 960(χ2=16.00和23.35,P值均<0.01)。PCR-荧光探针法和Xpert MTB/RIF在脓液及组织中的检出率高于Bactec MGIT 960(χ2=10.41和12.04,χ2=11.92和18.62,P值均<0.01)。PCR-荧光探针法和Xpert MTB/RIF在各类标本的检出率比较,差异均无统计学意义(P>0.05)(表3)。

三种方法在不同类型标本中对结核分枝杆菌的检出情况[份(%)]
三种方法在不同类型标本中对结核分枝杆菌的检出情况[份(%)]
| 标本类型 | 标本份数 | PCR-荧光探针检出率 | Xpert MTB/RIF检出率 | Bactec MGIT 960检出率 |
|---|---|---|---|---|
| 脓液 | 129 | 60(46.51) | 62(48.06) | 35(27.13) |
| 组织 | 39 | 24(61.54) | 28(71.79) | 8(20.51) |
| 胸水 | 29 | 2( 6.90) | 4(13.79) | 6(20.69) |
| 其他 | 28 | 9(32.14) | 10(35.71) | 6(25.00) |
| 合计 | 225 | 95(42.22) | 104(46.22) | 55(24.44) |
225份标本中,PCR-荧光探针和Xpert MTB/RIF检测结核分枝杆菌均为阳性90份,均为阴性116例,PCR-荧光探针阳性Xpert MTB/RIF阴性5份,Xpert MTB/RIF阳性PCR-荧光探针检测阴性患者14份。两种检测方法一致性分析较好(kappa>0.75)(表4)。

PCR -荧光探针与Xpert MTB/RIF检测结核分枝杆菌的一致性分析
PCR -荧光探针与Xpert MTB/RIF检测结核分枝杆菌的一致性分析
| Xpert MTB/RIF | PCR-荧光探针 | kappa值 | 95%置信区间(CI) | |
|---|---|---|---|---|
| 阳性 | 阴性 | |||
| 阳性 | 90 | 14 | 0.829 | 0.756~0.902 |
| 阴性 | 5 | 116 | ||
结核病作为一种传染性疾病,有效快速的诊断是其防控的关键[15]。临床中虽然大多数使用呼吸道标本,但实际上很多患者呼吸道标本难以获得,只能获得非呼吸道标本。因此应注重对非呼吸道标本的检测[10]。现有的结核病诊断方法中,涂片抗酸染色镜检具有快速和费用低廉等优点,但对组织、脓液等非呼吸道标本诊断的敏感度很低。液体培养的灵敏度虽然较高,但耗时长,延误疾病的诊断与治疗。随着核酸检测技术的进步,Xpert MTB/RIF越来越得到临床的认可。Denkinger等[7]对4 461份不同类型样本的分析结果显示,以临床综合诊断为标准,Xpert MTB/RIF在淋巴结及胸水中检测结核病的敏感度分别为81.2%、21.4%,特异度均>98.7%。Maynard-Smith等[10]分析了6 026份不同类型非呼吸道标本发现:以培养为金标准,Xpert MTB/RIF在不同类型的非呼吸道标本中检测结核病的敏感度为83%,特异度为98%。基于上述研究,WHO推荐Xpert MTB/RIF检测用于非呼吸道标本检测MTB。但是因其设备及试剂价格昂贵,维护成本高,难以在基层单位常规开展。以荧光定量PCR法为代表的分子生物学技术,通过特异性引物和探针双重保证检测结果的准确性,污染率低,快速且可定量,对于满足结核病快速诊断、及时治疗的要求具有重要意义[16]。
该研究结果显示,以临床确诊为标准,PCR-荧光探针法和Xpert MTB/RIF检测结核分枝杆菌的敏感度均高于Bactec MGIT 960。PCR-荧光探针法和Xpert MTB/RIF检测结核分枝杆菌的敏感度和特异度均无统计学意义。ROC曲线分析是评判实验优劣的标准指标[17]。ROC曲线分析结果显示,PCR-荧光探针法(AUC=0.768)和Xpert MTB/RIF(AUC=0.794)对结核病的诊断价值明显高于Bactec MGIT 960(AUC=0.645)。Xpert MTB/RIF(AUC=0.794)对结核病的诊断价值高于PCR-荧光探针法。对三种检测方法在各种类型标本中对结核分枝杆菌的检出率进行比较。研究显示,PCR-荧光探针法和Xpert MTB/RIF在各类标本的检出率比较,差异均无统计学意义。但Xpert MTB/RIF和PCR-荧光探针法在脓液和组织中的检出率明显高于Bactec MGIT 960,这和国外研究结果是一致的[18,19]。可能是因为组织和脓液标本中细菌含量较高。特别是淋巴组织,在肺外结核的传播中起重要作用。值得注意的是,PCR-荧光探针法和Xpert MTB/RIF在胸水中的检出率均低于Bactec MGIT 960,这与国外研究相似[17,18]。可能与胸水中菌量少,存在PCR抑制物相关[20,21],这还有待于进一步研究加以证实。因为其他类型标本较少,故未做统计分析比较,需要进一步研究。该研究虽然对各类型样本进行研究分析,但仍有不足之处,与国外研究比较,该研究未对标本类型进行详细分类,比如组织类型未详细分为淋巴组织还是其他组织来源。另外对待每一个样本进行针对性的处理来提高检出率也是可进行进一步研究的方向。
对PCR-荧光探针法和Xpert MTB/RIF检测MTB进行一致性分析。结果显示,以临床诊断为金标准时,PCR-荧光探针法和Xpert MTB/RIF两种检测方法的一致性分析kappa值为0.829,研究表明两种方法的检测性能一致性较好。Xpert MTB/RIF是WHO推荐的用于肺结核及肺外结核快速诊断的分子方法。该研究表明,在非呼吸道标本中,Xpert MTB/RIF对于结核疾病的诊断优于PCR-荧光探针法。但PCR-荧光探针法和Xpert MTB/RIF两种检测方法在非呼吸道标本中检测结核病的性能具有较好的一致性,且其所需设备及试剂成本较低,在我国市、县级实验室均可广泛开展。
综上所述,PCR-荧光探针法和Xpert MTB/RIF在非呼吸道不同类型标本中检测结核病的性能具有较好的一致性,由于PCR-荧光探针法经济实用,易于推广,在临床上可先行PCR-荧光探针法进行初筛,对于早期诊断结核病具有重要意义。
所有作者均声明不存在利益冲突





















