γ干擾素誘導蛋白10在結核病診斷與鑒別診斷中的價值

何花 周玉皆 文高艷 王新寧 丁暢 曾誼

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·綜述·

γ干擾素誘導蛋白10在結核病診斷與鑒別診斷中的價值

何花 周玉皆 文高艷 王新寧 丁暢 曾誼

結核病是全球關注的公共衛生和社會問題，其診斷、治療等均至關重要。近年來，新的趨化因子γ干擾素誘導蛋白10(IP-10)被發現，并開始研究其在結核病(包括肺結核、結核性胸膜炎、肺外結核等)中的臨床應用價值。筆者就IP-10在結核病中的診斷與鑒別診斷價值進行了文獻復習和分析。

結核/診斷; 趨化因子CXCL10； 診斷, 鑒別

結核病嚴重危害人類健康，臨床工作中對結核病的診治研究一直在持續進行中，新的診斷方法逐漸應用到臨床中，如結核感染T細胞斑點試驗等也是近年來才開始在臨床開展，但其價格較為昂貴，在不同的實驗室用不同的試劑盒來檢測，其診斷結核病的敏感度及特異度也存在差異和爭議。與此同時，一種新的趨化因子也開始被發現，并針對其應用在結核病的診斷等方面開展了一系列的研究，這就是γ干擾素誘導蛋白10(IP-10)，筆者圍繞IP-10本身的特點及在結核病診斷中的臨床應用進行綜述。

IP-10的特點及其受體

1985年Luster等[1]用重組γ-干擾素刺激U937細胞株后，再用雜交的方法從cDNA庫中篩選出了IP-10。IP-10是能夠吸引單核細胞、自然殺傷細胞和T淋巴細胞的趨化因子。

人IP-10的基因表達需要受到γ干擾素(IFN-γ)的刺激，對IFN-γ呈現出劑量、時間的依賴性[1]。IP-10與IFN-γ在作用上相互促進，IFN-γ刺激活化的支氣管上皮細胞和中性粒細胞表達IP-10，剔除了IFN受體基因的小鼠其肺巨噬細胞中IP-10水平明顯降低，同時IP-10一方面可以在體外誘導外周血單個核細胞表達IFN-γ，另一方面可以在體內募集輔助T細胞(Th1)分泌IFN-γ，從而刺激炎癥局部產生更多的IP-10，導致IP-10分泌過程不斷加強[2]。

IP-10屬于CXC趨化因子(又稱為α趨化因子)，CXC趨化因子受體3 (CXCR3)是其惟一受體，CXCR3主要表達于T細胞、B細胞、自然殺傷細胞(NK細胞)等細胞的表面，故IP-10對不同的靶細胞具有趨化作用和誘導功能，除了能夠趨化炎癥細胞，還具有其他多種生物學功能，包括促進細胞釋放炎癥因子、抗病毒、抑制新生血管形成、誘導細胞凋亡、抗腫瘤等作用。

IP-10在結核病中的生物學功能

結核病的主要免疫保護機制是細胞免疫。各種效應細胞在體內的運輸包括遷移、游走、黏附等是多步驟的過程，而這些過程需要通過趨化因子及其受體來實現。IP-10是α趨化因子亞家族中的一員，它參與了遲發性超敏反應，可以趨化活化T細胞等細胞因子到達炎癥感染部位[3]，從而擴大Th1的反應，增加分泌IFN-γ表達[4]。

研究表明，IP-10與Th1介導的炎癥反應密切相關，活化的IP-10可以使初始的CD4+T淋巴細胞向Th1細胞分化，Th1細胞分泌IFN-γ，反過來IFN-γ又可以誘導多種細胞產生IP-10，產生的IP-10通過正反饋募集更多的Th1細胞至炎癥感染部位，最終加強Th1型炎癥反應[5]，參與結核病的細胞免疫。

有研究用PPD建立了一個模型來研究免疫細胞在結核病患者中的作用機制，將僅僅0.5 U的結核菌素滴入支氣管，就可以在結核菌素試驗陽性患者的滴注局部發現淋巴細胞的聚集和炎癥反應，這些以CD4+T淋巴細胞為主的淋巴細胞高表達IFN-γ，是因為滴注局部大量分泌IP-10，與細胞上的受體CXCR3結合，從而趨化其至炎癥局部；但在正常生理狀態下，T細胞分泌的IP-10量很少[6]。另有文獻報道：在初次感染結核分枝桿菌或復發患者中的IP-10水平較以前會有明顯升高，這表明：活動性結核病患者IP-10會有高表達。IP-10雖不是結核病診斷的特異性指標，但對其檢測有助于判斷結核病的發展和對抗結核療效進行評估[7]。

IP-10與肺結核的診斷與鑒別診斷

目前，我國臨床上檢測結核分枝桿菌感染的方法多為結核菌素試驗，但因其使用人群窄、敏感度和特異度低，導致了假陽性率和假陰性率呈上升趨勢[8]。而近年來研究發現，趨化因子IP-10敏感度較高，有望成為診斷肺結核的新型生物標記物。

一、IP-10在肺結核是否活動性判斷中的作用

IFN-γ釋放試驗(IGRA) 通過測試細胞介導的免疫反應，已廣泛用于診斷結核病，但難以區分活動性結核病和潛伏性結核分枝桿菌感染(LTBI)。Jeong等[9]通過研究檢測33例LTBI組、20例活動性結核病組、26例非結核病組的全血標本，發現IP-10判斷活動性結核病的敏感度和特異度分別為90.0%、93.9%，因此認為IP-10有望作為鑒別活動性結核病與LTBI的生物標志物，從而幫助臨床醫生診療。

還有文獻研究檢測了60例活動性肺結核患者、60例非活動性肺結核患者及40名正常健康人外周血清中IP-10等因子的水平，活動性肺結核組治療前血清IP-10的水平高于對照組和非活動性肺結核組，差異有統計學意義(P值均<0.01)；ROC曲線分析結果顯示，IP-10判斷活動性肺結核的曲線下面積為0.887，敏感度和特異度分別是83.3%和90.0%，因此得出結論，IP-10在活動性肺結核患者中顯著增高，而且判斷活動性結核病的特異度和敏感度均較高[10]。

以上研究均提示IP-10可能參與了肺結核的發病，可望作為判斷活動性肺結核的臨床參考指標，對血中趨化因子IP-10進行檢測可以幫助判斷肺結核是否活動，提示是否需要進行抗結核治療。

二、IP-10在肺結核與肺炎等感染性疾病中的鑒別診斷作用

有文獻報道，血IP-10水平在其他感染性疾病患者中也有明顯升高。如有研究者在嚴重急性呼吸綜合征(SARS)患者血清中發現高水平的血IP-10，趨化炎癥細胞迅速聚集到感染部位發揮抗炎作用，同時病毒感染后的炎癥細胞可以產生大量的抗炎或促炎因子，一旦機體內抗炎和促炎因子狀態失衡，將會導致全身多器官功能損傷[11]。有研究也在高致病性禽流感中(如H5N1)發現多種炎癥因子異常升高，具有代表性的即為IP-10[12]。

而有研究表明IP-10在肺結核與肺炎等感染性疾病的鑒別診斷中也存在一定的價值。將3組患者：初治活動性肺結核組、LTBI組和常見肺病(肺炎等)組，均采用結核分枝桿菌特異性抗原肽刺激后檢測血IP-10水平。研究發現，血清IP-10水平在肺結核患者、LTBI、肺炎組的濃度分別為(4563±926.4)pg/ml、(1728±392.8)pg/ml、(59.6±28.6)pg/ml，差異有統計學意義；IP-10在肺炎等感染性疾病中有升高，但與肺結核中IP-10水平比較，差異仍有統計學意義；因此得出結論，IP-10可能成為肺結核與肺炎等感染性疾病的鑒別診斷指標[13]。

三、IP-10在免疫力低下疾病(如HIV感染)合并肺結核診斷中的作用

Syed Ahamed Kabeer等[14]在結核病流行地區對175例HIV陰性肺結核患者進行了檢測，結果發現IP-10的敏感度為91.4%，高于試管內定量干擾素-結核金標試驗(CFT-IT)和結核菌素皮膚試驗(TST)。Ruhwald等[15]檢測了佩魯賈、羅馬、哥本哈根等地區9個研究中心的168例活動性結核病患者、101名健康者和175例其他疾病患者的血漿IP-10和IFN-γ水平，結果發現IP-10和CFT-IT對結核病的診斷一致性較好，而且IP-10受除了結核病之外的其他感染性疾病的影響較小，因此認為IP-10可用于結核病的診斷；在免疫力低下的人群中，IP-10依然能夠維持較高的敏感度。Goletti等[16]對結核病高發區(印度)的66例HIV陽性患者、28例活動性肺結核患者、38例非結核病患者進行了研究；結果發現，在活動性肺結核患者中，IP-10的診斷敏感度為75%(高于INF-γ的42.9%),但特異度為57.9%(低于INF-γ的78.9%)。

Ruhwald等[17]研究發現，在檢測是否感染結核分枝桿菌方面，IP-10準確性與IFN-γ不相上下，而其中兒童及低CD4細胞水平的HIV感染者，IP-10的診斷更具優勢。另有2項研究也表明，在HIV陽性的結核病患者中IP-10檢測水平高于IFN-γ，說明IP-10對于診斷合并免疫抑制的結核病方面具有一定的優勢[18-19]。

四、IP-10在糖尿病合并肺結核診斷中的作用

糖尿病患者自身免疫力低下，是罹患肺結核的易感人群及高危人群，肺結核合并糖尿病發病率呈逐年上升趨勢，糖尿病患者感染肺結核的概率是正常人的4～8倍[20]。

有文獻研究了IP-10對糖尿病合并活動性肺結核的臨床診斷價值，通過對糖尿病合并活動性肺結核、非結核性肺部疾病、健康志愿者等各組均予ELISA法檢測血清IP-10水平，并進行統計分析，得出糖尿病合并活動性肺結核組患者血清IP-10水平[(274.12±173.60)ng/L]高于其余組(P<0.01)，提示IP-10在診斷糖尿病合并活動性肺結核與非結核性肺部疾病的鑒別診斷中有臨床價值[21]。

還有研究者將研究對象分為4組，分別為肺結核合并糖尿病組、肺結核組、糖尿病組、對照組，予ELISA法檢測各組血清IP-10水平，結果發現肺結核合并糖尿病組高于其余各組(P<0.05)，提示IP-10可能參與了肺結核合并糖尿病的免疫發病機制[22]。

IP-10與結核性胸膜炎的鑒別診斷

目前，結核性胸膜炎的診斷主要依靠細菌學、細胞學及胸膜組織病理活檢等，對結核性胸膜炎最具有診斷價值的細菌學檢查陽性率很低，胸膜活檢病理診斷的陽性率較高，可達50%～80%[23]，但均為有創操作，或存在一定危險性[24]。近年來與免疫相關的細胞因子在胸腔積液性質的鑒別診斷中的價值備受重視。

有研究分別選取112例結核性胸腔積液和83例惡性胸腔積液患者，均采用ELISA 方法檢測胸腔積液中IP-10的濃度，發現結核性胸腔積液組的IP-10濃度明顯高于惡性胸腔積液組，差異有統計學意義，并計算出IP-10的診斷臨界值為10 964 pg/ml，敏感度為82.14%，特異度為93.98%[25]；任兆強等[26]也采用ELISA 方法分別檢測了43例結核性胸膜炎和45例惡性胸腔積液患者胸液中的IP-10等因子水平, 結果發現結核性胸腔積液組IP-10等因子水平顯著高于惡性胸腔積液組，差異有統計學意義。

上述研究均證實了檢測胸腔積液的IP-10水平用于鑒別結核性胸腔積液與惡性胸腔積液的可行性。

IP-10與肺外結核的診斷

肺外結核無法用痰集菌法、支氣管肺泡灌洗液等進行細菌學檢測，如淋巴結結核、骨關節結核等常需要采取局部穿刺、活檢甚至手術進一步明確診斷，創傷大、花費大，因此尋求其他診斷方法也成為了研究方向。

有文獻報道105例活動性結核病患者、52例非結核肺部疾病患者、29名健康對照人群，3組均應用植物血凝素、純化的結核分枝桿菌培養濾液蛋白10(CFP-10)-早期分泌抗原靶蛋白6(ESAT-6)融合蛋白刺激人全血產生IP-10，通過檢測全血中IP-10水平并進行統計學分析，結果發現活動性結核病患者組IP-10的水平顯著高于非結核肺部疾病組和健康對照組(P值均<0.001)，并且活動性肺結核組全血中IP-10水平顯著高于活動性肺外結核組(P<0.05)；對于活動性肺結核組IP-10水平顯著高于活動性肺外結核組這一研究發現進行分析，認為可能是肺外局部的結核分枝桿菌進入血循環的量較少，外周血中特異性T淋巴細胞受結核分枝桿菌特異性抗原刺激較少所致[27]。

而楊紅等[28]研究了IP-10在藏族人群結核性腦膜炎患者臨床診斷中的意義，選擇30例結核性腦膜炎和30例非結核性腦膜炎藏族患者，通過ELISA法檢測腦脊液中的IP-10水平，繪制ROC曲線。結果發現結核性腦膜炎組IP-10含量為(1160.06±468.05)pg/ml，顯著高于非結核性腦膜炎組的(242.80±166.47)pg/ml，差異具有統計學意義(P<0.001)；IP-10診斷藏族人群結核性腦膜炎的臨界值為605.62 pg/ml，敏感度為86.7%，特異度為96.7%；并且通過比較ROC曲線下面積大小，提示IP-10的診斷效能和IFN-γ接近。

從以上研究結果來看，IP-10對肺外結核的臨床應用價值尚需進一步深入探討。

IP-10在兒童結核病中的診斷價值

Lighter等[29]在結核病低發區對接受結核特異性抗原刺激的127例兒童進行了血IP-10的檢測，結果發現<5歲和≥5歲兒童全血IP-10含量平均值分別為2865、2097 pg/ml(P=0.51),但<5歲和5～17歲兒童的IFN-γ含量平均值分別為269、3080 pg/ml(P<0.0001)，說明將IP-10與IFN-γ相比較，其含量沒有年齡依賴性，絕對含量更高；該研究同時還發現，在免疫系統尚未完善的低齡兒童中，IP-10診斷結核病的敏感度高于IGRAs，因此認為，IP-10對兒童結核病有一定的診斷價值。

Latorre等[30]的研究發現，聯合IP-10與IFN-γ檢測可以更好地用于鑒別兒童活動性結核病和LTBI；但又有研究認為，雖然IP-10檢測和定量干擾素-結核金標試驗(QFT-IT)對于診斷成年人活動性結核病表現良好，但對兒童卻效果不佳[31]。

因此，IP-10應用于兒童結核病仍需要進一步研究。

結 語

綜上所述，IP-10作為趨化因子，介導了Th1型炎癥反應，參與了機體的免疫調節和結核病的發病過程。隨著研究的不斷深入，進一步認識IP-10的結構和功能，進一步闡明IP-10在結核病病程中的作用機制，對深入了解結核病有著重要的意義，并將可能為結核病的診治乃至療效評估等提供一個嶄新的思路。

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(本文編輯：范永德)

The diagnosis and differential diagnosis value of interferon gamma induced protein 10 (IP-10) in tuberculosis

HEHua*，ZHOUYu-jie,WENGao-yan,WANGXin-ning,DINGChang,ZENGYi.

*DepartmentofDifferentialDiag-nosis,NanjingChestHospital,Nanjing210029，China

ZENGYi,Email:zengyi163@sohu.com

Tuberculosis is a public health and social issue of global concern, and its diagnosis and treatment are crucial in recent years, new Chemokine gamma interferon-inducible protein-10 (IP-10) was discovered, and its clinical application value in tuberculosis (including pulmonary tuberculosis, tuberculous pleurisy, extrapulmonary tuberculosis) has been investigated. The author reviewed literatures to analyze the diagnosis and differential diagnosis value of IP-10 in tuberculosis.

Tuberculosis/diagnosis； Chemokine CXCL10； Diagnosis, differential

10.3969/j.issn.1000-6621.2015.04.013

南京市科技發展計劃(2013sh352004)

210029 南京市胸科醫院鑒別診斷科(何花、曾誼、文高艷)，檢驗科(王新寧)，心內科(丁暢)；南京市鼓樓醫院呼吸科(周玉皆)

曾誼，Email:zengyi163@sohu.com

2014-08-23)