結核性胸膜炎診斷的研究進展

孔忠順 劉京銘 高孟秋

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·綜述·

結核性胸膜炎診斷的研究進展

孔忠順 劉京銘 高孟秋

結核性胸膜炎(Tuberculous pleurisy, TBP)是肺外結核常見的亞型之一。目前關于結核性胸膜炎診斷方面的研究主要圍繞著細菌學、病理學、分子標識與細胞免疫學及綜合性診斷策略等方面展開。在細菌學診斷方面除了采用胸腔積液進行涂片鏡檢和培養技術，顯微鏡觀察藥物敏感度技術(microscopic observation drug susceptibility assay, MODS)和核酸擴增技術(nucleic acid amplification，NAA)進一步提高了對結核性胸膜炎診斷的敏感度。在病理學診斷方面，胸膜穿刺活檢具有操作簡便、相對安全、經濟、有效、痛苦小、可重復操作等優點，但對胸膜炎的診斷率較低；胸腔鏡檢查對胸膜炎的診斷率明顯提高，但創傷較經皮胸膜穿刺活檢大、費用較高、技術要求高；在分子標識方面，腺苷脫氨酶(adenosine deaminase, ADA)及其同工酶ADA2對結核性胸膜炎有較高的診斷價值，但其特異度相對較差；細胞免疫學方面，γ干擾素釋放試驗(interferon gamma release assay, IGRA)是目前研究的熱點，但其對結核性胸膜炎的診斷價值有待進一步研究。在綜合性診斷策略研究方面，主要包括積分法、回歸法和臨床診斷決策樹法，在結核性胸膜炎診斷方面均有較高的敏感度和特異度。今后對結核性胸膜炎診斷的研究重點主要是：一方面通過新的技術和手段尋找新的結核性胸膜炎診斷技術及方法；另一方面，采用大數據研究的手段，建立可自我完善的結核性胸膜炎綜合診斷策略。

結核，胸膜； 結核/診斷

結核病(tuberculosis, TB)是世界范圍內導致疾病及死亡的重要原因之一，約有95% 的結核病現患者和97%的因結核病而死亡的患者發生在如中國、印度這樣的TB高流行國家及地區，這些地區的結核病患病率高達459/10萬[1]。結核性胸膜炎(tuberculous pleurisy, TBP)是最常見的肺外結核之一，同時也是造成胸腔積液的主要病因[2]，在TB高流行地區胸腔積液約有50%由結核性胸膜炎引起[3]。結核性胸膜炎是臨近胸膜的結核病灶直接侵犯胸膜或結核分枝桿菌(Mycobacteriumtuberculosis，Mtb)經淋巴道或血行播散致胸膜而引起的滲出性炎癥。由于進入胸腔的Mtb數量少，在患者胸腔積液中很難找到細菌學的直接證據[4]。因此，TBP的診斷目前仍然是有待解決的臨床問題。近年來隨著免疫學、分子生物學等基礎研究在TB領域的應用，以及從單一診斷到綜合診斷理念的轉變，為提高結核性胸膜炎的診斷帶來了新的契機。筆者就結核性胸膜炎診斷的研究進展分別從細菌學、病理學、分子標識與細胞免疫學及綜合性診斷策略等方面進行綜述，希望可以為今后結核性胸膜炎的研究提供線索。

一、細菌學證據

由于Mtb是直接導致結核性胸膜炎的原因，因此，獲得直接的細菌學證據是診斷結核性胸膜炎的金標準。結核性胸膜炎的細菌學證據可以來自2個方面：其一是直接涂片或培養法從患者的胸腔積液中找到Mtb；其二是通過核酸擴增技術(NAA)獲得Mtb基因片段。前者可作為結核性胸膜炎的直接診斷依據，而后者只是結核性胸膜炎的間接細菌學證據。根據相關報道[5]，用快速抗酸染色法(acid fast bacilli, AFB)對普通結核性胸膜炎患者的胸腔積液進行檢測的陽性率不到10%，而細菌培養方法的敏感度僅在30%左右。不同的培養檢測方法可以在一定程度上提高敏感度，如：應用液體培養基直接床旁取樣進行培養可以提高陽性率和縮短報陽時間[6]，此外，顯微鏡觀察藥物敏感性技術(MODS)在對結核性胸膜炎的診斷研究中也提示：其較傳統的固體培養基有更高的敏感度和報告速度[7](二者的敏感度分別為46.1%和31.5%，平均報告時間分別為14 d和32 d)；與傳統的AFB及培養法相比，核酸擴增技術也廣泛地用于對結核性胸膜炎的診斷研究之中。朱琳等[8]采用熒光探針 PCR(TaqManPCR) 技術對358 例結核性胸腔積液進行檢測， TB-DNA 敏感度為63.12%，特異度達到100.00%。但PCR技術對實驗室條件及實驗人員要求高，不同實驗室或不同實驗人員的研究結果差異比較大；Xpert MTB/RIF技術在近年來發展迅速，2013年WHO更新了其在結核病診斷領域的使用范圍[9]。Xpert MTB/RIF利用了快速自動化的PCR 技術，可以同時檢測Mtb的存在和利福平的耐藥基因。相關應用Xpert MTB/RIF檢測胸腔積液標本診斷結核性胸膜炎的研究顯示，其敏感度在14.2%～43.6%，特異度均在98.0%以上[10-11]。綜上所述，從尋找直接細菌學證據的角度，無論是傳統的抗酸染色法和培養，還是較先進的核酸擴增技術，都存在著高特異度、低敏感度的特點；因此，雖然核酸擴增技術可以作為結核性胸膜炎臨床診斷的參考標準，但是很難作為結核性胸膜炎排除診斷的工具，因而限制了其在結核性胸膜炎診斷中的價值。

二、 病理學診斷

病理學診斷在很多疾病的診斷中被視為金標準，在結核性胸膜炎的診斷中也視其為除傳統細菌學檢查外的最重要的診斷證據。通過病理學診斷結核性胸膜炎不僅可獲得特征性的病理學改變，同時也可尋找細菌學證據。診斷結核性胸膜炎病理學活檢組織主要有2種途徑獲得：其一為穿刺針盲穿活檢，其二為胸腔鏡直視下取活檢。用于盲穿活檢的有2種特殊的工具，一種為Cope針，另一種為Abraham針。胸膜活檢可以在B超引導下進行。一項在B超引導下利用穿刺針盲穿活檢診斷結核性胸膜炎的研究顯示，胸膜活檢陽性率為56.8%，胸腔積液涂片陽性率為0.0%，胸腔積液培養陽性率為42.4%[12]。穿刺針盲穿活檢具有操作簡便、相對安全、經濟、有效、痛苦小、可重復操作等優點，尤其對結核性胸膜炎有較高的診斷率，但對其他結核病總的診斷率還有待提高；胸膜活檢常見并發癥為胸膜反應、氣胸和出血，與操作者經驗有關。胸腔鏡直視下活檢，可以較穿刺針盲穿活檢更有針對性，從理論上會比后者有更優越的診斷效能，相關的研究也證實了這種推斷。張廷梅等[13]在對447例臨床診斷為結核性胸膜炎的患者行電子胸腔鏡檢查后，所有患者均發現明顯病灶，病理診斷為胸膜結核314例(70.2%)，胸膜炎癥72例(16.1%)，纖維組織或壞死組織61例(13.6%),結核病理確診率70.2%。胸腔積液及胸腔清除物Mtb培養結果陽性率為46.3%。胸腔鏡直視下活檢極大地提高了胸腔積液的診斷率[14-15]，目前的臨床實踐表明，內科胸腔鏡直視下活檢對胸膜疾病診斷的準確性是其他方法無法比擬的，是診斷疑難胸膜疾病的最佳方法。但胸腔鏡檢查創傷較經皮胸膜穿刺活檢大、費用較高、技術要求高，基層醫院不易開展。雖然，病理學診斷比直接尋找細菌學證據有相對高的敏感度和特異度，但是由于其操作難度大、相對復雜，同時對診斷條件和人員素質要求也較高，因此，目前病理學診斷并未成為結核性胸膜炎的常規診斷手段，而主要用于對疑難患者的鑒別診斷。

三、分子標識與細胞免疫學

分子標識是臨床診斷過程中應用較為普遍的診斷工具，在結核性胸膜炎的診斷中研究最為廣泛的是腺苷脫氨酶(ADA)。ADA是活性淋巴細胞、巨噬細胞和粒細胞釋放的非特異性炎癥標記，而ADA2同功酶由單核細胞釋放，是ADA的主要成分，對結核性胸膜炎診斷的特異度更高[16]。李方知等[17]對比了ADA和ADA2對結核性胸膜炎的診斷價值，發現其敏感度均為83.3%，特異度分別為92.8%和96.4%；但是ADA2檢查方法繁瑣、費用高，難以推廣使用。不過，一般情況下，ADA 檢測已經能夠滿足臨床診斷需要[18-19]。Piras等[20]最早報道ADA作為胸腔積液輔助鑒別診斷分子標識，之后圍繞其對結核性胸膜炎的診斷應用價值有大量的研究。由我國研究者關于ADA在結核性胸膜炎診斷應用價值的系統評價顯示，ADA 診斷結核性胸膜炎的敏感度達到了92%，特異度達到了90%[21]；另一項研究采用胸腔積液ADA≥30 U/L為界值，對結核性胸膜炎診斷的敏感度為95.4%，特異度為96.7%[22]，提示ADA是診斷結核性胸膜炎相對有用的診斷工具。但是，ADA診斷結核性胸膜炎的最大問題是假陽性問題，根據報道有近1/3的肺炎滲出性胸腔積液及2/3的膿性胸腔積液的ADA值大于40 U/L；此外，某些惡性疾病，如：支氣管肺泡癌、間皮瘤等也有ADA升高的現象[23]；因此，ADA并不能作為獨立的診斷結核性胸膜炎的理想指標。

由于結核病的主要病理過程為Mtb引起的遲發型變態反應，因此，長期以來免疫學診斷方法都是結核病診斷的研究重點。γ-干擾素釋放試驗(interferon gamma release assay, IGRA)是一項利用Mtb特異性抗原刺激檢測樣本記憶T細胞產生γ-干擾素的細胞數或量的細胞免疫學檢查方法，其最初主要用于對結核潛伏感染的鑒別診斷，近年來也有多項圍繞其應用于結核性胸膜炎的診斷的研究報道。在一項發表于2011年的包括了7項獨立研究的系統評價，對IGRA應用于診斷結核性胸膜炎進行了研究，提示該檢查方法的敏感度為75%、特異度為82%[24]。歐勤芳等[25]采用IGRA聯合胸膜組織活檢用于診斷結核性胸膜炎的評估的研究顯示，IGRA診斷結核性胸膜炎的敏感度為91.1%，特異度為73.5%；胸膜組織活檢診斷結核性胸膜炎的敏感度為96.4%，特異度為100.0%。聯合胸膜活檢診斷結核性胸膜炎的敏感度為95.5%，特異度為94.1%。此后，筆者也對該問題進行了研究，提示其診斷結核性胸膜炎的敏感度為96.3%、特異度為94.5%[26]。造成研究結果差異的原因，筆者考慮與取樣時間和樣本處理及檢測流程等因素有一定關系。此外,有學者建議采用胸腔積液IGRA陽性的細胞數或量與血中的比值來診斷是否存在結核分枝桿菌感染的價值更高[27]，但具體數值有待進一步研究。雖然IGRA在輔助診斷結核性胸膜炎方面有相對不錯的表現，但是由于IGRA檢測對實驗室技術人員操作要求比較高，且檢測價格相對較高，因此，在一定程度上限制了其在臨床的廣泛應用。

四、綜合性診斷策略

對于復雜疾病的診斷很難通過少數的診斷指標達到確診目的，由于單項試驗的局限性，目前多數采用指定綜合性診斷策略的方式進行診斷。其中一種方式是利用多項試驗結果的積分系統以期提高診斷準確性。如Porcel和Vives[28]設計了2種預測結核性胸膜炎的積分法：第1種為ADA≥40 U/L(5分)，年齡<35歲(2分)，體溫≥37.8 ℃(2分)，胸腔積液紅細胞<5×109/L(1分)； 第2種為年齡<35歲(2分)，體溫≥37.8 ℃(2分)，胸腔積液紅細胞<5×109/L(1分)，無惡性腫瘤史(3分)，胸腔積液蛋白≥5 g/L(1分)，胸腔積液/血清乳酸脫氫酶比值≥2.2(1分)。第1 種≥5分或第2種積分法≥6分的診斷敏感度分別為95%和 97%，而用于鑒別惡性胸腔積液的特異度分別為 94%和 91%。筆者也在近期對涂陰培陽耐多藥肺結核(smear negative multidrug-resistant tuberulosis, smMDR-TB)的診斷方面進行了相關的研究[29]，提示確實可以通過尋找并制定綜合性診斷策略的方法跨越目前一些疾病診斷的瓶頸問題——即某些疾病難于獲得診斷金標準或有效的診斷手段。對于結核性胸膜炎診斷方面也有相關的綜合性診斷策略研究，例如：Valdés等[30]推薦在結核病高流行地區，對年齡<40 歲的患者采用兩種回歸模式以輔助診斷結核性胸膜炎，模式1采用2項參數：胸腔積液ADA>35 U/L和胸腔積液淋巴細胞比例>31.5%，218份胸腔積液標本的診斷結果中假陽性和假陰性各1例。模式2不用ADA，采用3項參數：胸腔積液淋巴細胞>31.5%、發熱和咳嗽，則假陰性8例，假陽性3例。模式1的敏感度、特異度和準確性分別為99.4%、98.1%和99.0%，模式2分別為95.2%、94.3%和95%,認為這兩種模式均適用于結核病高流行地區特定人群的結核性胸膜炎診斷，而含ADA參數的模式更優秀。Neves 等[31]則利用建立logistic回歸預測模型的方法對結核性胸膜炎進行診斷，結果顯示其診斷敏感度及特異度都超過了95%。在另一項由Porcel等[32]采用決策樹的方法進行的結核性胸膜炎綜合性診斷的策略研究中，也證實由他們制定的結核性胸膜炎診斷決策樹的敏感度為92.2%、特異度為98.3%、ROC曲線下面積為97.6%，該研究結果均較單項診斷結核性胸膜炎的指標更為出色。但目前這一診斷策略存在的最大問題是外推適應性問題，即在某一地區或特定的時間段制定的診斷策略未必適用于其他地區或時間。因此，結核性胸膜炎綜合診斷策略的制定仍有相當多的問題需要進一步研究解決。

五、展望

綜上所述，盡管近年來關于結核性胸膜炎的診斷技術和方法的研究已經有了較大的推進，但是，目前結核性胸膜炎的診斷仍然是一個亟需而尚未解決的瓶頸問題。以筆者對結核性胸膜炎診斷的相關研究，認為如果要解決這一瓶頸問題，仍需要通過相互聯系的兩方面工作予以解決。其一，通過新的技術和手段尋找新的結核性胸膜炎診斷技術及方法；其二，采用大數據研究的手段，建立可自我完善更新的動態結核性胸膜炎綜合診斷策略。這兩方面的工作并不矛盾，前者是結核性胸膜炎綜合診斷策略的基礎，而后者是更科學的綜合現有的可利用手段達到最佳結核性胸膜炎診斷效果的途徑。研究理念的提升和轉變尤為重要，根據目前的研究技術發展，各種高通量組學的檢測手段有望在結核性胸膜炎新的診斷技術開發中起到重要作用，而隨著“大數據”、“信息化”、“云技術”等在臨床中的應用，制定動態、可自我完善、適用性廣及個體化的結核性胸膜炎綜合診斷模型將成為可能，從而最終解決結核性胸膜炎的診斷問題。

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(本文編輯：孟莉 范永德)

Research progress in diagnosis of tuberculous pleurisy

KONGZhong-shun,LIUJing-ming,GAOMeng-qiu.

The2ndDepartmentofTuberculosis,BeijingChestHospital,CapitalMedicalUniversity,Beijing101149,China

KONGZhong-shun,Email:kongzhsh@163.com

Tuberculous pleurisy (TBP) is one of the type of extrapulmonary tuberculosis. Recent studies have provided new insight into the TBP along with the related research and technology development. This review is a general overview of TBP from bacteriology, pathology, biomarker，cellular immunology and integrated diagnostic strategy. In terms of bacteriology diagnosis, microscopic observation drug susceptibility assay (MODS) and nucleic acid amplification (NAA) can increase the sensitivity of TBP diagnosis besides pleural effusion and culture. In terms of pathological diagnosis, pleural biopsy has many advantages such as easy operation, safe, economic, effective, less pain, repeatable operation and so on, but the diagnosis rate of pleurisy is lower. Thoracoscopy increases significantly the diagnosis of pleurisy, but it causes more trauma than percutaneous pleural biopsy, higher cost, higher technical requirements. In terms of molecular identification, Adenosine deaminase (ADA) and its isoenzyme ADA2 have higher diagnosis value for TBP, but the specificity is relatively poor. Interferon gamma release assays (IGRAs) is a currently research focus, but its diagnosis value for the TBP needs further research. In terms of integrated diagnostic strategy, integral method, regression method and the clinical decision tree have higher sensitivity and specificity on the diagnosis of TBP. In future the research of TBP focus on two aspects: on the one hand, to find new TBP diagnostic technology and method through the new technology and means; on the other hand, to establish the self-improvement integrated diagnosis strategy of TBP based on means of big data research.

Tuberculousis,pleural; Tuberculousis/diagnosis

10.3969/j.issn.1000-6621.2016.04.020

101149 首都醫科大學附屬北京胸科醫院結核科二病區

孔忠順,Email:kongzhsh@163.com

2015-12-19)