結核分枝桿菌及利福平耐藥核酸擴增檢測成本分析

歐喜超 夏輝 李強 逄宇 趙冰 張治英 李俊晨 章建康 池俊英 趙雁林

·論 著 ·

結核分枝桿菌及利福平耐藥核酸擴增檢測成本分析

歐喜超 夏輝 李強 逄宇 趙冰 張治英 李俊晨 章建康 池俊英 趙雁林

目的 比較固體培養、比例法藥敏和結核分枝桿菌及利福平耐藥核酸擴增（Xpert Mtb/RIF）（簡稱“Xpert”）檢測在中國基層實驗室應用的檢測成本。方法 選取4個縣（區）級結核病防治機構收集3次固體培養和Xpert檢測成本數據，2個省參比實驗室收集3次對硝基苯甲酸（PNB）菌群鑒定和比例法利福平藥敏試驗成本數據。采用要素法計算每種方法單位檢測成本，計算每例患者不同檢測方法的檢測成本。在不同結核病患病率人群中，以固體培養試驗為金標準，比較Xpert檢測在不同檢測效能下檢出1例結核病患者的成本。在不同利福平耐藥率的可疑人群中，以傳統藥敏試驗為金標準，比較Xpert檢測在不同檢測效能下檢出1例利福平耐藥結核病患者的成本。調整Xpert檢測設備和試劑價格后，分析Xpert檢測的單位成本。結果 固體培養、菌群鑒定、利福平藥敏試驗和Xpert檢測的單位檢測成本分別為47.87、46.73、82.86和118.62元。傳統方法檢測每例結核病患者所需成本（2份培養，1份傳代，1份PNB鑒定試驗）為172.57元。傳統方法檢測每例耐藥結核病患者的平均成本（2份固體培養，1份傳代，1份PNB鑒定及藥敏試驗）為208.84元。當Xpert檢測結核病或利福平耐藥特異度為85%時，如果檢測敏感度大于70%，在結核病患病率或利福平耐藥結核病患病率1%～70%的任何人群中，Xpert檢出1例結核病或利福平耐藥結核病患者的成本均低于傳統方法。試劑價格變化對于檢測成本的影響遠遠大于設備價格變化的影響。結論 Xpert檢測是一種比傳統方法更經濟并快速的檢測方法，適合在中國基層實驗室推廣。

分枝桿菌，結核； 利福平； 抗藥性，細菌； 核酸擴增技術； 成本及成本分析

結核病早期、準確的診斷，特別是對涂陰結核病和耐藥結核病的診斷，對控制結核病和耐藥結核病的播散具有十分重要的意義［1］。目前常規應用的結核病實驗室診斷方法（如涂片顯微鏡檢查）敏感度較低；固體培養具有很高的敏感度，但是至少需要3～8周的時間，耗時較長。隨著分子生物學的發展，近年來涌現出很多方法用于結核分枝桿菌及其耐藥性的快速診斷。它們或者是由于生物安全要求較高，或者是需要昂貴的儀器和試劑，限制了推廣和應用［2］。

結核分枝桿菌及利福平耐藥核酸擴增（Xpert Mtb/RIF）檢測（簡稱“Xpert”，Cepheid，USA）采用封閉的反應體系，是一種半巢式實時熒光定量核酸擴增診斷技術，針對rpoB基因81 bp利福平耐藥核心區間（RRDR）設計引物、探針，檢測其是否發生突變，進而用于診斷患者是否為結核病及是否對利福平耐藥（rpoB序列存在突變）。國外的相關研究表明，Xpert檢測系統操作簡單、檢測準確性高，非常適合在實驗室條件薄弱的結核病高負擔地區應用［3-5］。

由于檢測成本是制約分子生物學方法推廣的重要因素，因此筆者通過對固體培養、菌群鑒定、傳統藥敏和Xpert檢測的成本進行比較，評估Xpert檢測在我國縣（區）級實驗室應用的可行性。

資料和方法

一、研究現場

選取湖南省湘潭市湘潭縣、岳陽市岳陽縣，黑龍江省綏化市北林區、綏化市蘭西縣4個區（縣）級結核病防治（簡稱“結防”）機構以及湖南省和黑龍江省2個省級結防機構所作為研究現場。

二、研究方法

1.簡單法分離培養：遵照《分枝桿菌分離培養標準化操作程序及質量保證手冊》中的標準化操作程序執行［6］。

2.對硝基苯甲酸（PNB）菌群鑒定和比例法藥敏試驗：遵照《結核病診斷實驗室檢驗規程》和《結核分枝桿菌藥物敏感性試驗標準化操作程序及質量保證手冊》中的標準化操作程序執行［7-8］。

3.Xpert檢測：按照Cepheid公司提供的標準化操作手冊進行操作［3］。

4.“要素法”成本分析：收集不同檢測整個過程（從實驗室接收標本到報告結果和廢棄物處理等）所有直接和間接成本［9］，涉及以下幾方面要素：（1）管理費：維持實驗室正常運轉的基本費用，如水、電、辦公費、清潔、廢棄物和垃圾處理、安全保衛等。（2）建筑費：實驗室建設、改造及維修費用。（3）設備費：儀器設備購買、維修、維護費用。（4）人員費：從事檢測相關人員工資、福利、津貼費用。（5）試劑費：檢測相關試劑費用。（6）耗材費：耗材及個人防護相關費用。

實驗人員按照要求在3個不同工作日，分別記錄3次高、中和低不同工作量情況下的固體培養、Xpert檢測、PNB菌群鑒定和比例法利福平藥敏試驗全過程中的資源使用情況，各要素的成本以試驗過程中使用的各要素的數量乘以各要素的單位價格。其中資本性費用如實驗室空間、建筑物和設備等，其單位價格根據其采購價格和預計的使用年限按照年度折算；管理費用的計算是根據實驗室工作人員數量、人員工作時間和其他與該系統相關的基礎設施、建筑物的使用狀況，將相關費用分配到各次檢測中。Xpert檢測試劑的價格采用項目采購價格118.62元計算，固體培養、傳統藥敏及其他相關耗材的價格采用目前市場采購價格。

結 果

一、每份痰標本固體培養和Xpert檢測成本分析

固體培養和Xpert檢測的單位檢測成本分別為47.87和118.62元，均以試劑費和耗材費所占比例較高（表1）。

在4個實驗室中，北林區固體培養檢測成本最高（52.18元），湘潭縣最低（42.10元）。蘭西縣Xpert檢測成本最高（120.90元），湘潭縣最低（117.04元）。

二、每例菌株傳代、菌群鑒定和藥敏試驗成本分析

菌株傳代、PNB菌群鑒定和利福平藥敏試驗的單位檢測成本分別為30.12、46.73和82.86元（表2）。

三、每例患者固體培養和Xpert檢測成本分析

傳統方法檢測每例患者是否感染結核分枝桿菌（2份培養，1份傳代，1份PNB鑒定試驗）需要172.57元，Xpert檢測每例患者成本（118.62元）比傳統方法降低31.26%。傳統方法檢測每例患者是否感染利福平耐藥結核分枝桿菌（2份固體培養，1份傳代，1份PNB菌群鑒定及藥敏試驗）為208.84元，Xpert檢測每例患者的成本（118.62元）比傳統方法降低43.20%。

表1 不同地區每份痰標本固體培養和Xpert檢測的平均成本（人民幣：元）

表2 不同地區菌株傳代、PNB菌群鑒定和利福平藥敏試驗的單位平均成本（人民幣：元）

四、不同檢測準確度及結核病患病率時Xpert檢測檢出每例肺結核患者的成本

在不同結核病患病率的可疑人群中，不同敏感度和特異度的Xpert檢測方法檢出1例結核病患者的平均成本計算方法為：平均成本=Xpert檢測成本/［（1-流行率）×（1-特異度）+流行率×敏感度）］。可疑人群中結核病流行率越高，應用固體培養試驗和Xpert檢測檢出1例結核病患者的單位成本越低。當Xpert檢測特異度為85%時，如果檢測敏感度大于70%，在結核病患病率1%～70%的任何人群中，Xpert檢出1例結核病患者的成本均低于傳統方法（圖1）。

五、不同檢測準確度及結核病患病率時Xpert檢測每例耐藥患者的成本

在不同利福平耐藥患病率的可疑人群中，當檢測敏感度和特異度不同時，Xpert檢測檢出1例利福平耐藥患者的平均單位成本見圖2。可見當可疑人群中利福平耐藥流行率越高，應用傳統藥敏試驗和Xpert檢測檢出1例利福平耐藥患者的單位成本越低。當特異度為85%時，如果檢測敏感度大于70%，在利福平耐藥結核病患病率1%～70%的任何人群中，Xpert檢測的成本均低于傳統方法檢測。

六、Xpert檢測試劑、耗材價格變化時，固體培養、傳統藥敏和Xpert檢測的單位成本比較

由于Xpert檢測設備和試劑價格在整個成本中占有較大比重，并且對于將來市場推廣具有一定影響，因此筆者在研究中使用的設備和試劑價格的基礎上，分別按50%、80%、100%、120%、150%和200%調整Xpert檢測設備和試劑價格后，分析了每例患者的平均檢測成本。結果顯示，當Xpert檢測設備價格分別調整為原價格的50%、80%、100%、120%、150%和200%時，其檢測每例患者的價格分別為118.10、118.40、118.60、118.81、119.11和119.62元，逐步升高，但差別不大。當Xpert檢測試劑的價格分別調整為原價格的50%、80%、100%、120%、150%和200%時，其檢測每例患者的價格分別為65.00、97.21、118.60、140.00、172.10 和225.59元，可見試劑價格變化對于檢測成本的影響遠遠大于設備價格變化的影響。

討 論

圖1 不同檢測準確度及結核病患病率情況下，Xpert檢測和傳統培養（含PNB菌群鑒定）檢出1例結核病患者的成本比較

實驗室成本分析是從衛生服務的角度出發，分析與該實驗室檢測相關的直接和間接的貨幣成本。本研究比較了傳統方法和Xpert檢測分別用于結核病及利福平耐藥性診斷的成本。固體培養管理費、建筑費和耗材費均顯著高于 Xpert檢測，由于Xpert檢測設備和試劑價格較高，導致Xpert檢測單位成本費用高于固體培養。目前，我國區（縣）級實驗室不具備開展菌群鑒定和藥敏試驗的能力，固體培養陽性菌株需要送到省級參比實驗室完成鑒定，導致檢測時間和檢測成本均顯著增加。之前有研究表明，取患者1份痰進行Xpert檢測即可達到很好 的 檢 測 效 能［4］。因 此，本 研 究 中 每 例患者Xpert檢測成本按照1份痰標本檢測進行計算。綜合考慮對每例結核病患者的診斷，Xpert檢測成本低于固體培養，同時對于利福平耐藥患者的診斷，Xpert檢測成本顯著低于比例法藥敏試驗。

通過本研究，筆者發現諸多因素可能會影響到培養、藥敏和Xpert檢測的成本。首先，Xpert檢測的診斷周期為1 d左右，而固體培養需要4～8周，傳統藥敏也需要4周左右，這將導致固體培養和藥敏試驗與時間相關的成本（包括管理費、人員費、儀器費等）顯著上升；其次，不同地區間的成本也呈現出地域差異，其中個別項目點人員工資水平較高，這使得在各分項實驗中人員成本顯著高于其他地區。此外，各項目點實際情況不同，管理費用差別也較大，實驗所用耗材為各個地區項目辦采購，因此，在耗材方面各個地區實驗室之間也表現出一定的差異。

由于本研究中的Xpert檢測試劑使用的是項目采購價格，而Xpert檢測試劑的市場價格與項目采購價格間存在較大的差別，因此筆者通過調整Xpert檢測試劑的價格進一步量化了Xpert檢測的真實成本。調整Xpert試劑的價格為項目采購價格的2倍時較接近目前的市場價格，筆者發現，雖然試劑單價上調，但是Xpert檢測的費用仍低于傳統藥敏；當進一步考慮Xpert檢測敏感度和利福平耐藥流行狀況時，上述試劑價格為項目采購價格的200%時，在敏感度85%、特異度90%的情況下，如果利福平耐藥流行率大于30%，Xpert診斷每例利福平耐藥患者的成本將高于傳統藥敏。2012年在蓋茨基金會和其他一些慈善基金會的資助下，創新診斷工具基金會（FIND）與Cepheid公司已經達成協議，針對結核病高負擔地區公共衛生領域Xpert檢測試劑的價格已經從17美元調整為10美元，下調41%；當Xpert試劑在我國SFDA（國家食品藥品監督管理局）注冊通過，以及相關政府部門與FIND基金會簽署相關協議，Xpert檢測試劑價格調整后將更有助于其在我國的推廣使用。

圖2 不同檢測準確度與利福平耐藥結核病患病率情況下，Xpert檢測和傳統藥敏檢出1例利福平耐藥結核病患者的平均成本比較

除了更低的價格，Xpert檢測比傳統固體培養還有諸多優勢。首先，Xpert檢測擁有更短的檢測時間，其完成整個檢測只需要2.5 h，這比傳統固體培養的6～8周顯著縮短；其次，Xpert檢測采用封閉的反應體系，降低了污染發生的可能性。此外，Xpert檢測更符合生物安全要求。由于Xpert檢測是一種基于核酸檢測的方法，因此其生物安全性能優于傳統的固體培養和藥敏試驗。綜合考慮其成本和其他因素，Xpert檢測是一種更符合成本-效益的檢測方法，適宜未來在我國區縣級結核病實驗室推廣使用。

志謝 感謝黑龍江省和湖南省結核病防治所、綏化市北林區和蘭西縣結防所、湘潭市湘潭縣疾病預防控制中心和岳陽市岳陽縣疾病預防控制中心結核病實驗室在數據收集過程中給予的支持和配合。感謝美國帕斯適宜衛生科技組織在數據分析和撰寫過程中給予的幫助。感謝Hojoon Sohn在方案設計中給予的大力幫助。

［1］Small PM，Pai M.Tuberculosis diagnosis-time for a game change.N Engl J Med，2010，363（11）：1070-1071.

［2］Pai M，Kalantri S，Dheda K.New tools and emerging technologies for the diagnosis of tuberculosis：Part II.Active tuberculosis and drug resistance.J Mol Diagn，2006，6（3）：423-432.

［3］Blakemore R，Story E，Helb D，et al.Evaluation of the analytical performance of the Xpert Mtb/RIF assay.JClin Microbiol，2010，48（7）：2495-2501.

［4］Boehme CC，Nabeta P，Hillemann D，et al.Rapid molecular detection of tuberculosis and rifampin resistance.N Engl J Med，2010，363（11）：1005-1015.

［5］Boehme CC，Nicol MP，Nabeta P，et al.Feasibility，diagnostic accuracy，and effectiveness of decentralised use of the Xpert Mtb/RIF test for diagnosis of tuberculosis and multidrug resistance：a multicentre implementation study.Lancet，2011，377（9776）：1495-1505.

［6］趙雁林，王黎霞，成詩明，等.分枝桿菌分離培養標準化操作程序及質量保證手冊.北京：人民衛生出版社，2013：2.

［7］中國防癆協會基礎專業委員會.結核病診斷實驗室檢驗規程.北京：中國教育文化出版社，2006.

［8］趙雁林，王黎霞，成詩明，等.結核分枝桿菌藥物敏感性試驗準化操作程序及質量保證手冊.北京：人民衛生出版社，2013：4.［9］Sohn H，Minion J，Albert H，et al.TB diagnostic tests：how do we figure out their costs？Expert Rev Anti Infect Ther，2009，7（6）：723-733.

（本文編輯：范永德）

耐藥結核病與肺部感染性疾病診療進展專題研討會簡訊

2013年8月9—12日，由中國防癆協會《中國防癆雜志》編委會、《結核病與肺部健康雜志》編委會與汕頭市第三人民醫院聯合舉辦的首屆“耐藥結核病與肺部感染性疾病診療進展專題研討會”在廣東省汕頭市隆重召開。

大會名譽主席鐘球教授，大會主席肖和平、譚守勇教授，大會組織工作委員會名譽主任何端滿院長，主任陳偉生副院長，以及大會學術委員會委員及兩刊編委唐神結、周新華、趙雁林、張天托、黃文杰、謝燦茂、張文宏、秦世炳、胡忠義、雷建平、王甦民、陳曉紅、胡代玉、李發濱、徐廣保、謝本維、劉飛鷹、譚耀駒、陳東進等20余位專家教授出席了此次會議。汕頭市衛生局葉鎮鵬副局長、汕頭市醫學會王和炎秘書長到會致賀！來自全國18個省（市、自治區）的參會代表及列席代表達200余人。

會議開幕式由譚守勇和陳偉生院長主持。大會名譽主席鐘球教授致開幕詞；中國防癆協會理事長王擷秀教授因事務繁忙未能出席此次大會，由編輯部薛愛華編審宣讀了王教授的賀詞；汕頭市衛生局葉鎮鵬副局長致歡迎詞；肖和平教授和趙雁林教授分別代表《中國防癆雜志》和《結核病與肺部健康雜志》編委會致詞。各位專家在致詞中指出，以“耐藥結核病和肺部感染性疾病”為本次會議的兩大主題，具有重要的理論和實踐指導意義。還強調，兩刊要在傳播、促進、推廣有價值的學術研究成果的基礎上，為整個結核病防治界倡導與營造良好的學術氛圍和推進防治技術及措施的現代化、規范化而努力。同時呼吁各位專家，要給予《中國防癆雜志》和《結核病與肺部健康雜志》的工作鼎力支持、精心呵護，共同將兩刊建設成為我國一流的精品期刊，為中國結核病防治和期刊發展事業貢獻力量。

此次會議的協辦單位北京金之路醫藥科技有限公司市場部王曉娜經理和天津天士力醫藥營銷集團有限公司侯陽副總經理也在開幕式上發言，熱烈祝賀會議的勝利召開，表示要緊跟學術與臨床前進的步伐，為我國的結核病防治事業不斷貢獻力量。

大會開幕式上還舉行了“《中國防癆雜志》2012年度優秀論文表彰儀式”，這是《中國防癆雜志》中國科協精品期刊工程的重要實施項目之一。《中國防癆雜志》編輯部范永德副編審宣讀了2012年度《中國防癆雜志》優秀論文獲獎者名單，兩刊副主編肖和平、譚守勇、趙雁林及汕頭市衛生局葉鎮鵬副局長為獲獎代表頒獎，并合影留念。

此次研討會邀請了結核界和呼吸界的著名專家肖和平、謝燦茂、周新華、張文宏、唐神結、胡忠義、趙雁林、譚守勇、吳潔文、秦世炳、張天托、黃文杰教授進行大會講座，分別就結核分枝桿菌耐藥性檢測技術及臨床實踐中遇到的實際問題、耐藥性檢測技術的最新進展、非典型性肺結核的臨床影像學檢查、潛伏結核的感染診治進展、結核相關易感性疾病（COPD、肺部真菌感染、重癥肺炎）等做了精彩的學術報告。上述高水平的講座和新穎的熱點話題，引起了與會代表的廣泛關注。講座專家和代表進行了良好的互動，提問積極、討論熱烈，學術氛圍非常濃厚、學術思想相當活躍，充分體現了與會代表嚴謹做學問和各抒己見、平等交流的學術民主精神。

在大會的最后一天，舉辦了一場別開生面的“學術辯論”。上海市肺科醫院和廣州市胸科醫院就“結核病免疫治療的必要性和重要性”發表各自的觀點。由肖和平、唐神結、張天托、陳曉紅、陳偉生、譚守勇、雷建平教授擔任評委。本次辯論的點評專家張天托教授對兩隊的表現都給予了充分的肯定，鼓勵雙方年輕的辯手繼續努力，更上一層樓。指出，雖然此次辯論在程序和規則上都存在許多的疏漏和不規范之處，但是，不難看出，雙方辯手就各自的主題都進行了認真的準備。最后，經全體評委評選，上海市肺科醫院主辯手范琳醫生獲得了優秀演講者的稱號，廣州市胸科醫院獲得了最佳風格獎，并獲得了相應的獎勵。

最后，肖和平教授主持了閉幕式，譚守勇院長對會議進行了總結性發言。指出，此次研討會從結核病的外科處理、內科治療，到肺部感染性疾病如COPD、真菌感染、重癥肺炎等幾個角度展開討論，對各種耐藥結核分枝桿菌的檢測技術的進展，以及檢測結果在臨床實踐中如何正確判定等問題進行了充分的論述，可以說內容豐富多彩、亮點紛呈。譚院長對此次研討會籌辦過程中給予大力支持的汕頭市第三人民醫院及給予大會資助的相關醫藥企業表示真誠的謝意，感謝他們為此次大會的勝利召開而做出的奉獻和努力。

《中國防癆雜志》編輯部

《結核病與肺部健康雜志》編輯部

Cost analysis of Xpert Mtb/RIF test for the detection of M.tuberculosis and rifampin resistance

OU Xi-chao，XIA Hui，LI Qiang，PANG Yu，ZHAO Bing，ZHANG Zhi-ying，LI Jun-chen，ZHANG Jian-lang，CHI Jun-ying，ZHAO Yan-lin. National Tuberculosis Reference Laboratory，National Center for Tuberculosis Control and Prevention，Chinese Center for Disease Control and Prevention，Beijing 102206，China

ZHAO Yan-lin，Email：zhaoyanlin@chinatb.org

Objective To compare the cost of solid culture，drug susceptibility test and Xpert Mtb/RIF test in the primary laboratories in China.Methods We collected the cost data of solid culture for 3 times and Xpert Mtb/RIF test from 4 county（district）level laboratories，and strain identification and rifampin（RFP）susceptibility test for 3 times from 2 province reference laboratories.The element method was used to calculate the unit cost of each method，the detection cost of each patient.Of the population with different TB prevalence rate，the solid culture was used as the gold standard to compare the cost of Xpert Mtb/RIF test to find 1 TB patient under different detection efficiency.Of the population with different rifampicin-resistant prevalence rate，the traditional drug susceptibility test was used as the gold standard to compare the cost of Xpert Mtb/RIF test to find 1 RFP-resistant patient under different detection efficiency.After price adjustment of Xpert Mtb/RIF detection equipment and reagents，the unit cost of Xpert Mtb/RIF test was analyzed.Results The unit costs of solid culture，strain identification，RFP susceptibility test and Xpert Mtb/RIF detection were 47.87，46.73，82.86 and 118.62 Yuan，respectively.The cost per TB patient by traditional methods（2 solid cultures，1 sub-culture，1 PNB strain identification）was 172.57 Yuan.The average cost of each patient with drug-resistant TB by traditional methods（2 solid cultures，1 sub-culture，1 PNBstrain identification and 1 drug susceptibility test）was 208.84 Yuan.When the specificity of Xpert Mtb/RIF test for the detection of Mtb and RFP was 85%，its sensitivity is greater than 70%，its cost of detecting one TB case or RFP-resistant case among the population with 1%to 70%prevalence rate of TB or RFP resistance was lower than traditional methods.The influence of reagent price changes on the testing cost was far greater than the change of equipment price.Conclusion The Xpert Mtb/RIF test is a rapid and more economic method than traditional tests，and suitable for the use in the primary laboratories.

Mycobacterium tuberculosis； Rifampin； Drug resistance，bacterial； Nucleic acid amplification techniques； Costs and cost analysis

2012-07-16）

中華人民共和國衛生部與比爾及梅琳達·蓋茨基金會結核病防治項目（2009-04-01）

102206北京，中國疾病預防控制中心結核病預防控制中心 國家結核病參比實驗室（歐喜超、夏輝、李強、逄宇、趙冰、趙雁林）；帕斯適宜衛生科技組織（張治英、李俊晨、章建康）；比爾及梅琳達·蓋茨基金會項目辦（池俊英）

趙雁林，Email：zhaoyanlin@chinatb.org