腺苷脫氨酶、γ-干擾素和γ-干擾素誘導蛋白10對結核性胸膜炎的診斷作用研究

董雅坤，栗愛珍，鄭立恒，池躍朋，王玉紅，王秋梅，朱桂云，謝蘭品

·臨床研究·

腺苷脫氨酶、γ-干擾素和γ-干擾素誘導蛋白10對結核性胸膜炎的診斷作用研究

董雅坤，栗愛珍，鄭立恒，池躍朋，王玉紅，王秋梅，朱桂云，謝蘭品

目的 探討胸腔積液中腺苷脫氨酶(ADA)、γ-干擾素(IFN-γ)和γ-干擾素誘導蛋白10(IP-10)水平對結核性胸膜炎的診斷價值。方法 檢測63例結核性胸膜炎及50例惡性胸腔積液患者胸腔積液中ADA、IFN-γ和IP-10的含量，經統計學分析，評價其對結核性胸膜炎的診斷價值。結果 結核性胸腔積液中ADA、IFN-γ和IP-10含量明顯高于惡性胸腔積液，差異有統計學意義(P<0.01)。ADA(以45U/L為臨界值)診斷結核性胸膜炎的敏感度為71.4%，特異度為94.0%，診斷比值比39.17；IFN-γ(以138.5pg/ml為臨界值)診斷結核性胸膜炎的敏感度為93.7%，特異度為82.0%，診斷比值比67.19；IP-10(以9.21μg/ml為臨界值)診斷結核性胸膜炎的敏感度為85.7%，特異度為90.0%，診斷比值比54.00。3項指標聯合檢測時任何2項陽性診斷結核性胸膜炎的敏感度為95.2%，特異度為96.0%，診斷比值比72.16。結論 聯合檢測ADA、IFN-γ和IP-10可提高結核性胸膜炎的診斷效能。

分枝桿菌，結核；胸腔積液，惡性；腺苷脫氨酶；干擾素γ，重組

結核性胸膜炎是我國胸腔積液的常見原因，約占胸腔積液的50%，且發病率呈上升趨勢。該病在臨床上表現多樣，缺乏特異性，僅根據臨床表現、實驗室檢查和影像學結果很難準確判斷引起胸腔積液的原因。傳統的細菌學檢查陽性率很低，雖然胸膜活檢、胸腔鏡活檢病理組織學檢查可明顯提高陽性率，但均為有創性檢查，限制了其在臨床上的推廣應用[1-3]。因此，尋找一種簡便、無創、快速和準確的胸腔積液診斷指標迫在眉睫。近年來，臨床已探索利用多項生物標志物來檢測和診斷結核性胸膜炎，其中腺苷脫氨酶(adenosine deaminase，ADA)是目前診斷結核性胸膜炎較為準確的輔助指標[4]，但其敏感度略低。當前已有多項研究逐漸證實了γ-干擾素(interferon-gama，IFN-γ)的診斷價值，但其特異度較低。γ-干擾素誘導蛋白10(IFN-γ inducible protein of 10kD，IP-10)是一種Th1型趨化因子，可趨化多種炎性細胞。本研究檢測結核性胸膜炎患者胸腔積液中ADA、IFN-γ和IP-10的水平，探討其對結核性胸膜炎的診斷意義。

1 資料與方法

1.1 研究對象及分組 2013年5月－2014年11月在河北省胸科醫院住院或門診治療的結核性胸腔積液患者63例，納入結核組。其中男41例，女22例，年齡47±14(37～76)歲；單純結核性胸膜炎39例，結核性胸膜炎合并肺結核24例。該院同期收治的惡性胸腔積液患者50例，納入腫瘤對照組。其中男29例，女21例，年齡57±15(48～67)歲；包括胸膜轉移癌36例，原發性胸膜惡性病變5例(淋巴瘤2例、胸膜間皮瘤3例)，肺炎旁胸腔積液4例，風濕性疾病4例，肺栓塞1例。腫瘤病例均經病理細胞學證實，其他疾病根據臨床癥狀、體征、常規化驗檢查、影像學表現及療效等證實，未經化療，既往無結核病史，X線胸片未見活動性結核病變。所有患者均無人免疫缺陷病毒感染，無肝炎、免疫系統疾病和應用免疫抑制劑治療史，無嚴重肝腎及神經精神系統疾病，并簽署知情同意書。

1.2 結核組納入標準[3]①起病較急，有不同程度的發熱、氣短及與呼吸、咳嗽相關的銳性胸痛等；②X線胸片、B超和(或)胸部CT示有可抽取的胸腔積液，肺內或其他部位與結核病相符的病變和(或)痰涂片或培養陽性；③PPD試驗陽性或強陽性；④滲出性胸腔積液，淋巴細胞比例>70%，ADA≥45U/L和(或)抗結核抗體陽性、MTB的DNA檢測陽性、胸腔積液沉渣涂片或培養檢查MTB陽性，癌細胞陰性，腫瘤標記物陰性；⑤抗結核治療和抽取胸腔積液后結核中毒癥狀迅速改善，胸腔積液明顯減少或吸收；⑥胸膜活檢或胸腔鏡活檢明確診斷為結核病變。納入上述6項標準中至少符合5項，并排除其他原因所致胸腔積液及抗結核治療<2周的初治結核性胸腔積液患者。

1.3 方法

1.3.1 主要儀器及試劑 ADA檢測試劑盒(北京九強生物技術股份有限公司)，人趨化因子IP-10、 IFN-γ檢測試劑盒(荷蘭Hycult Biotechnology公司)。Varioskau Flashversion 2.4.3型酶標儀、F101620型洗板機(美國Thermo Scientific公司)，18K高速冷凍離心機(德國Sigma公司)，DHP-9162型電熱恒溫培養箱(上海一恒科學儀器有限公司)。

1.3.2 標本采集及指標檢測 患者于治療前以標準的胸腔穿刺術抽取新鮮胸腔積液10ml，抽出后立即冰浴，4℃下500g離心10min，取上清液分裝于1.5ml EP管，置–86℃冰箱凍存，待測人趨化因子IP-10和IFN-γ。ADA活性測定采用Giusti改良法，由檢驗科協助檢測，ADA≥45U/L定義為陽性。依照試劑盒說明書采用雙抗體夾心酶聯免疫吸附試驗法檢測受試者胸腔積液中人趨化因子IP-10和IFN-γ濃度。

1.4 統計學處理 采用SPSS 17.0軟件進行統計分析，采用GraphPad Prim 4軟件繪制ADA、IFN-γ和IP-10水平散點圖。正態分布數據采用±s表示，非正態分布資料數據用中位數(四分位間距)表示，計數資料采用連續核正χ2檢驗，計量資料采用Mann Whitney U檢驗。P<0.05為差異有統計學意義。繪制受試者工作特征曲線(receiver operating characteristic curve，ROC)，以總體診斷符合率最大為標準，確定診斷臨界值。

2 結 果

2.1 胸腔積液ADA、IFN-γ和IP-10水平比較 63例結核性胸腔積液和50例惡性胸腔積液ADA、IFN-γ和IP-10水平見圖1。結核組胸腔積液中ADA、IFN-γ和IP-10水平分別為49.21(39.42～61.09)U/L、387.0(278.90～673.70)pg/ml和13.87(4.88～40.39)μg/ ml，而腫瘤對照組分別為9.08(5.61～13.47)U/L、57.14(36.32～86.22)pg/ml和1.14(0.14～3.33)μg/ml，兩組比較差異均有統計學意義(P<0.001)。

2.2 胸腔積液中IFN-γ和IP-10診斷結核性胸膜炎的最佳臨界值 根據結核組和腫瘤對照組的IFN-γ和IP-10水平建立ROC曲線(圖2)，確定胸腔積液IFN-γ和IP-10水平的診斷臨界值分別為138.5pg/ml和9.21μg/ml。根據ROC曲線得出ADA、IFN-γ和IP-10診斷結核性胸膜炎的曲線下面積分別為0.901(95%CI 0.843～0.958)、0.922(95%CI 0.875～0.969)和0.932(95%CI 0.883～0.980)。

2.3 胸腔積液中ADA、IFN-γ和IP-10的診斷效能 根據ROC曲線確定的胸腔積液IFN-γ和IP-10水平的診斷臨界值以及ADA＞45U/L的診斷界值，得到IFN-γ、ADA和IP-10的診斷效能(表1)。其中ADA的敏感度為71.4%(45/63)、特異度為94.0%(47/50)、陽性預測值為0.94、陰性預測值為0.72、陽性似然比為11.91、陰性似然比為0.30，診斷比值比為39.17；IFN-γ的敏感度為93.7%(59/63)、特異度為82.0%(41/50)、陽性預測值為0.87、陰性預測值為0.91、陽性似然比為5.20、陰性似然比為0.08，診斷比值比為67.19；IP-10的敏感度為85.7%(54/63)、特異度為90.0%(45/50)、陽性預測值為0.92、陰性預測值為0.76、陽性似然比為8.57、陰性似然比為0.16，診斷比值比為54.00。提示3種指標均對結核性胸膜炎有輔助診斷價值。結核組ADA的敏感度(71.4%)與IFN-γ和IP-10(分別為93.7%和85.7%)比較差異有統計學意義(P<0.001)；腫瘤對照組中ADA、IFN-γ和IP-10的特異度分別為94.0%、82.0% 和90.0%，IFN-γ與ADA比較差異有統計學意義(P<0.05)。

圖1 兩組ADA、IFN-γ及IP-10濃度散點圖Fig.1 Distributions of ADA, IFN-γ and IP-10 in two groups

圖2 胸腔積液IFN-γ、ADA和IP-10檢測水平的ROC曲線圖Fig.2 Receiver operating characteristic (ROC) curve of IFN-γ, ADA and IP-10 in pleural effusion for the diagnosis of pleural tuberculosis

表1 IFN-γ、ADA和IP-10對結核性胸膜炎的診斷效能(95% CI)Tab.1 Diagnostic effectiveness of IFN-γ, ADA and IP-10 in tuberculous pleurisy (95% CI)

2.4 胸腔積液中ADA、IFN-γ和IP-10聯合檢測的診斷效能 檢測胸腔積液ADA、IFN-γ和IP-10三種指標中任何2項陽性對結核性胸膜炎診斷的敏感度為95.2%(60/63)，特異度為96.0%(48/50)。

3 討 論

診斷結核性胸膜炎依賴于患者的臨床癥狀、體征、胸腔積液常規化驗檢查、胸腔積液MTB培養、病理學檢測、排除其他疾病及抗結核治療療效等，但上述指標的敏感度和特異度均不理想，且現有檢測方法對于結核性胸膜炎的診斷存在局限性，臨床上迫切需要新的檢測指標以提高結核性胸膜炎的診斷準確性。

ADA是核酸分解代謝酶類，可特異性催化腺嘌呤核苷產生不可逆脫氨反應，生成次黃嘌呤，最終氧化為尿酸排出體外，在淋巴細胞分化和單核細胞成熟為巨噬細胞的過程中起一定作用。當發生結核性胸膜炎時，宿主通過細胞免疫抵抗MTB感染，胸膜的淋巴細胞明顯增多、活性增強，故ADA在胸腔積液中含量明顯增多。有關結核性胸膜炎診斷的薈萃分析顯示，胸腔積液中ADA具有較高的診斷價值[5-6]，但也有文獻報道ADA診斷的敏感度或特異度偏低，敏感度低的原因可能是炎癥早期或機體免疫功能減退(如感染人免疫缺陷病毒)，而特異度低可能出現在肺炎旁積液和類風濕性疾病中[7]。本研究中ADA的敏感度(71.4%)略低，而特異度與文獻報道相符。結核組中部分胸腔積液ADA假陰性病例的臨床表現、檢驗指標等不盡相同，但沒有免疫功能缺陷和處于炎癥早期的患者，其原因尚不明確。對照組中胸腔積液ADA假陽性的3例分別為胸膜間皮瘤1例、淋巴瘤1例和肺炎旁積液1例，可能因淋巴細胞活性增加所致。

IFN-γ是一種由Th1細胞分泌的重要的免疫調節因子，不僅具有抗病毒和抗細胞活性，還能調節免疫系統其他細胞的反應。IFN-γ還能激活巨噬細胞，增加它們對結核分枝桿菌的殺菌能力，在局部抗結核桿菌感染的防御機制中起重要作用[2,8]。由于IFN-γ具有活化巨噬細胞、抑制結核分枝桿菌生長的作用，在機體抗結核免疫中發揮著重要作用。而腫瘤胸腔積液中IFN-γ處于較低水平，可能與腫瘤免疫逃逸有關[9]。本研究結果顯示結核組中IFN-γ呈高水平[387.0(278.9～673.7)pg/ml]，對照組IFN-γ呈低水平[57.14(36.32～86.22)pg/ml]，兩組比較差異有統計學意義(P<0.01)。應用ROC曲線分析IFN-γ對結核性胸膜炎的診斷效能，結果顯示曲線下面積為0.922，說明其診斷準確性較高。本研究確定IFN-γ診斷結核性胸膜炎的最佳臨界值為138.5pg/ml，相應的診斷敏感度和特異度分別為93.7%和82.0%，較ADA和IP-10的敏感度高(P<0.05)。

IP-10是近年發現的CXC類趨化因子，由IFN-γ 和(或)脂多糖誘導產生，又名CXCL10。IP-10能趨化高度表達特異受體CXCR3的多種炎性細胞，在炎癥部位淋巴細胞的募集中起重要作用[10]。IP-10與Th1型炎癥反應性疾病的關系密切，如自身免疫性肝病、Ⅰ型糖尿病和冠心病等。在抗結核免疫中，Th1型免疫應答占優勢，肺結核患者的血漿中IP-10的水平顯著高于對照組[11-15]。本研究結核性胸膜炎胸腔積液中的IP-10含量為13.87(4.88～40.39)μg/ ml，顯著高于惡性胸腔積液的1.14(0.14～3.33)μg/ ml，差異有統計學意義(P<0.01)，且IP-10的ROC曲線下面積為0.932，較ADA和IP-10(分別為0.901和0.922)高。以IP-10≥9.21μg/ml為臨界值，其診斷結核性胸腔積液的敏感度為85.7%、特異度為90.0%，表明IP-10可作為結核性胸腔積液的診斷指標。多項研究報道IP-10的檢驗效能與IFN-γ相近，與本研究結果一致[15-18]。在本次IFN-γ檢測為假陰性的4例結核性胸膜炎中，有1例IP-10檢測呈陽性，提示IP-10對IFN-γ檢測可能起一定的互補作用。該病例為老年患者，機體反應性弱，可能是IFN-γ升高不明顯的主要原因。IP-10是IFN-γ的下游誘生因子，且升高幅度較IFN-γ更加明顯，Okamoto等[17]的研究表明肺結核患者血漿中IP-10的水平明顯高于IFN-γ。因此，對于此類IFN-γ升高不明顯，未達診斷臨界值的病例，IP-10可能具有更高的診斷價值[17]。在本次IFN-γ檢測為假陽性的9例惡性胸腔積液患者中，有4例IP-10檢測呈陰性，提示IP-10對IFN-γ檢測可能起一定互補作用，因此IP-10可能具有更高的診斷價值。

綜上所述，胸腔積液ADA、IFN-γ和IP-10檢測對結核性胸膜炎的早期診斷與鑒別診斷具有很高的價值。其中ADA診斷特異度高，IFN-γ診斷敏感度高，而IP-10的ROC曲線下面積較高。3種指標聯合檢測提高了結核性胸膜炎的診斷敏感度和特異度，具有較高的臨床應用價值。

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The value of adenosine deaminase, interferon-gamma, and interferon-gamma induced protein of 10kD in the diagnosis of tuberculous pleuritis

DONG Ya-kun1, LI Ai-zhen1, ZHENG Li-heng2, CHI Yue-peng1, WANG Yu-hong1, WANG Qiu-mei1, ZHU Gui-yun1, XIE Lan-pin1*

1Department of Tuberculosis,2Department of Clinical Laboratory, Chest Hospital of Hebei Province, Shijiazhuang 050041, China*

, E-mail: xielanpin2010@163.com
This work was supported by the Project of Talented Clinician of Hebei Province (2014571029)

ObjectiveTo explore the value of adenosine deaminase (ADA) activity, interferon-gamma (IFN-γ) and IFN-γ induced protein of 10kD (IP-10) levels in pleural effusion for the diagnosis of tuberculous pleuritis.MethodsADA activity, IFN-γ and IP-10 levels in pleural effusion were determined in sixty-three patients with tuberculous pleuritis and 50 patients with malignant pleural effusion.ResultsThe mean levels of ADA, IFN-γ and IP-10 in the tuberculous pleural effusion were significantly higher than those in malignant pleural effusion (P<0.01). When 45U/L was regarded as cut off value for ADA, the sensitivity, specificity and diagnostic odds ratio in the diagnosis of tuberculous pleurisy were 71.4%, 94.0% and 39.17 respectively. When 138.5pg/ml was regarded as cut off value for IFN-γ in tuberculous pleural effusion, the sensitivity, specificity and diagnostic odds ratio were 93.7%, 82.0% and 67.19 respectively. When 9.21μg/ml was regarded as cut off value for IP-10 in tuberculous pleural effusion, the sensitivity, specificity and diagnostic odds ratio were 85.7%, 90.0% and 54.00 respectively. The combined determination of the three markers for the diagnosis of tuberculous pleurisy had a sensitivity of 95.2%, specificity of 96.0% and diagnostic odds ratio of 72.16.ConclusionThe accuracy of diagnosis for tuberculous pleurisy can be improved by combined determination of ADA, IFN-γ and IP-10.

mycobacterium tuberculosis; pleural effusion, malignant; adenosine deaminase; Interferon-gama recombinant

R521.7

A

0577-7402(2015)06-0458-05

10.11855/j.issn.0577-7402.2015.06.07

2015-02-23；

2015-05-06)

(責任編輯：熊曉然)

2014年政府資助省級臨床醫學優秀人才培養項目(2014571029)

董雅坤，主治醫師，碩士研究生。主要從事結核病的臨床診治工作

050041 石家莊 河北省胸科醫院結核科(董雅坤、栗愛珍、池躍朋、王玉紅、王秋梅、朱桂云、謝蘭品)，檢驗科(鄭立恒)

謝蘭品，E-mail: xielanpin2010@163.com