聯合檢測三種細胞因子對結核性和惡性胸腔積液的鑒別診斷價值

唐靜 張先明 萬方 文學 杜娟

·論著·

聯合檢測三種細胞因子對結核性和惡性胸腔積液的鑒別診斷價值

唐靜 張先明 萬方 文學 杜娟

目的 探討聯合檢測胸腔積液中三種細胞因子——腺苷脫氨酶(ADA)、γ-干擾素誘導蛋白10(IP-10)、白細胞介素-27(IL-27)水平對結核性和惡性胸腔積液的鑒別診斷價值。 方法 選取2015年10月至2016年4月在貴州醫科大學附屬醫院呼吸內科及貴州省腫瘤醫院胸部腫瘤科住院的45例結核性胸腔積液患者和45例惡性胸腔積液患者作為研究對象。采用酶聯免疫吸附法測定兩組患者IP-10、IL-27水平；通過查閱病歷獲取ADA檢測結果。應用受試者工作特征曲線(ROC曲線)獲得ADA、IP-10及IL-27單項及聯合檢測的最佳臨界值、敏感度和特異度。結果 結核性胸腔積液組ADA、IP-10、IL-27水平分別為40.76(29.19～46.31) U/L、63.01(55.87～73.71) ng/L、60.92(37.98～74.53) ng/L，明顯高于惡性胸腔積液組[分別為8.46(6.70～17.26) U/L、29.72(19.36～38.50) ng/L、20.86(13.98～30.10) ng/L]，差異均有統計學意義(U值分別為-7.88、-7.32、-7.46，P值均<0.01)。應用ROC曲線得出ADA、IP-10、IL-27診斷結核性胸腔積液的最佳臨界值分別為24.95 U/L、50.61 ng/L、36.91 ng/L，敏感度分別為91.11%(41/45)、86.67%(39/45)、86.67%(39/45)，特異度分別為95.56%(43/45)、88.89%(40/45)、93.33%(42/45)；IP-10+IL-27、ADA+IP-10、ADA+IL-27聯合診斷結核性胸腔積液的敏感度分別為86.67%(39/45)、97.78%(44/45)、100.00%(45/45)，特異度分別為97.78%(44/45)、100.00%(45/45)、100.00%(45/45)。結論 ADA、IP-10、IL-27檢測對結核性和惡性胸腔積液鑒別具有重要意義，聯合檢測更有助于結核性和惡性胸腔積液的鑒別診斷。

胸腔積液； 細胞因子類； 診斷技術和方法； 診斷, 鑒別； 結核，胸膜； 胸腔積液, 惡性

結核性胸膜炎是結核分枝桿菌感染胸膜而引發的胸膜超敏反應性炎癥[1]。在結核病流行的國家，約25%的肺結核患者可能并發結核性胸膜炎，且近年來發病率也有增加的趨勢[2-3]。在臨床上滲出性胸腔積液以結核性和惡性最為常見，而二者的治療及預后相差甚遠，故正確鑒別胸腔積液性質顯得尤為重要。目前對這兩類胸腔積液鑒別診斷的金標準為胸膜活檢發現典型的結核性肉芽腫或胸腔積液中找到結核分枝桿菌和腫瘤細胞，但胸膜活檢有一定的創傷性且操作復雜，很多基層醫院未能開展，而胸腔積液中找到結核分枝桿菌和腫瘤細胞陽性率極低，容易導致診斷困難、治療延誤或過度治療。目前，胸腔積液腺苷脫氨酶(adenosine deaminase，ADA)檢查是被公認的診斷結核性胸膜炎的有效指標，但也有文獻報道ADA診斷的敏感度和特異度偏低[4]。因此，需要探尋一種便捷、敏感度高、特異度高，且患者容易接受的診斷方法以提高現有的臨床診斷水平。目前國內外已有研究提示檢測胸腔積液中γ-干擾素誘導蛋白10(interferon-γ induced proteins 10，IP-10)、白細胞介素-27(interleukin 27，IL-27)可協助診斷結核性胸腔積液，但對其與ADA對比研究及聯合檢測的研究報道仍然很少。本研究通過檢測結核性和惡性胸腔積液ADA、IP-10、IL-27 的濃度水平，進一步證實其對結核性胸膜炎的診斷價值，并探討聯合檢測對結核性和惡性胸腔積液患者鑒別診斷的臨床意義及應用價值。

資料和方法

一、研究對象

收集2015年10月至2016年4月在貴州醫科大學附屬醫院呼吸內科及貴州省腫瘤醫院胸部腫瘤科住院的胸腔積液患者127例，排除其中胸腔積液屬于漏出液的患者14例，類肺炎性胸腔積液12例和診斷不明確的患者5例，再從剩余的96例患者中通過完全隨機的方式抽取6例患者滴定標準曲線，最終納入90例患者。其中貴州醫科大學附屬醫院結核性胸腔積液患者45例，惡性胸腔積液患者11例；貴州省腫瘤醫院惡性胸腔積液患者34例。研究對象均簽署知情同意書。

45例結核性胸腔積液患者(結核性胸腔積液組)中，男30例，女15例，年齡16～84歲，中位年齡31歲；其中并發肺結核19例，單純結核性胸膜炎26例；通過細菌學確診0例，病理學確診1例(為經淋巴結穿刺活檢提示結核性肉芽腫性改變)，其余均為臨床診斷患者。

結核性胸膜炎診斷標準參照中華醫學會結核病學分會《肺結核診斷和治療指南》[5]中的診斷標準，并符合以下3條或3條以上：(1)胸腔積液找到結核分枝桿菌或胸膜活檢發現結核性肉芽腫；(2)臨床有咳嗽、發熱、盜汗、消瘦等結核中毒癥狀；(3)胸部影像學檢查提示有可抽取的胸腔積液及結核感染病灶；(4)胸腔積液為滲出性，蛋白≥30 g/L，淋巴細胞百分率≥50%，乳酸脫氫酶大于血清正常值高限的2/3；(5)結核菌素皮膚試驗(PPD試驗)陽性或強陽性；(6)經規范抗結核治療有效，胸腔積液吸收。

惡性胸腔積液患者(惡性胸腔積液組)45例，其中男31例，女14例；年齡44～86歲，中位年齡66歲；包括肺腺癌13例，肺鱗狀細胞癌8例，肺黏液細胞癌1例，肺小細胞癌1例，其他類型肺癌18例，乳腺轉移癌3例，結腸轉移癌1例。所有患者均通過3次以上胸腔積液脫落細胞學檢查找到腫瘤細胞確診。

二、研究方法

所有患者于治療前抽取新鮮胸腔積液10 ml，以2130×g離心15 min，取上清液置于-80 ℃冰箱凍存，待測IP-10、IL-27，待測前1 h將回顧性確診的結核性和惡性胸腔積液患者的胸腔積液在室溫下復融；采用酶聯免疫吸附法(ELISA)檢測胸腔積液IP-10、IL-27濃度，檢測試劑盒購自武漢華美生物工程有限公司，由專人嚴格按照產品說明書操作。通過病歷查詢獲取研究對象的ADA檢測結果。

三、統計學分析

應用SPSS 19.0軟件進行統計學分析，本研究資料為偏態分布，方差不齊，采用Mann-WhitneyU檢驗。繪制受試者工作特征(receiver operating characteristic curve，ROC)曲線，計算曲線下面積，以約登指數(Youden指數)最大的點為最佳臨界點得出診斷結核性胸腔積液的最佳臨界值及相應的敏感度、特異度、陽性似然比、陰性似然比。聯合檢測采用logistic回歸建立回歸方程，繪制ROC曲線，計算相應指標，以P<0.05為差異有統計學意義。

各指標計算方法：敏感度、特異度、最佳臨界值均由ROC曲線直接得出；約登指數=(敏感度+特異度)-1；陽性似然比=真陽性率/假陽性率×100%；陰性似然比=假陰性率/真陰性率×100%。

結 果

一、兩組患者ADA、IP-10、IL-27水平的比較

結核性胸腔積液組ADA、IP-10、IL-27水平明顯高于惡性胸腔積液組，差異均有統計學意義(P值均<0.01)，具體見表1。

二、兩組患者ADA、IP-10、IL-27及聯合檢測的陽性率

應用ROC曲線得出的最佳臨界值，計算兩組患者ADA、IP-10、IL-27及聯合檢測的陽性率，具體見表2。ADA、IP-10、IL-27、IP-10+IL-27、ADA+IP-10、ADA+IL-27的最佳臨界值分別為24.95 U/L、50.61 ng/L、36.91 ng/L、0.66、0.75、0.67；6項檢測指標濃度中大于該臨界值者即為陽性，其中ADA+IL-27診斷結核性胸腔積液的陽性率最高，達到100.00%；將ADA、IP-10、IL-27診斷結核性胸腔積液的陽性率進行比較，差異無統計學意義(χ2=0.57，P=0.842)。將IP-10+IL-27、ADA+IP-10分別與3種單項指標進行比較，差異均無統計學意義(χ2值分別為0.62、4.35，P值分別為0.904、0.186)；將ADA+IL-27與3種單項指標進行比較，差異有統計學意義(χ2=6.59，P=0.041)。將IP-10+IL-27、ADA+IP-10、ADA+IL-27的陽性率進行比較，差異有統計學意義(χ2=9.34，P=0.017)。具體見表2。

表1 兩組患者胸腔積液ADA、IP-10、IL-27濃度的比較

表2 兩組患者胸腔積液ADA、IP-10、IL-27單項及聯合檢測結果

注 陽性率=陽性例數/總例數×100%

三、ADA、IP-10、IL-27單項檢測對結核性胸腔積液的診斷價值

以“敏感度”為縱坐標，“1-特異度”為橫坐標，繪制ROC曲線(圖1)。以約登指數最大的切點為臨界點得出ADA、IP-10、IL-27診斷結核性胸腔積液的最佳臨界值、敏感度、特異度、陽性似然比、陰性似然比，具體見表3。

圖1 ADA、IP-10、IL-27單項及聯合診斷結核性胸腔積液的ROC曲線

四、IP-10+IL-27、ADA+IP-10、ADA+IL-27聯合檢測對結核性胸腔積液的診斷價值

利用logistic回歸分析法[6]，計算聯合診斷時的回歸方程為：log(PIP-10+IL-27)=-8.077+0.137×IL-27+0.069×IP-10，得出PIP-10+IL-27=1/[1+e-(-8.077+0.137×IL-27+0.069×IP-10)](χ2=22.46，P=0.004)，回歸方程成立。log(PADA+IP-10)=-18.088+0.497×ADA+0.138×IP-10，得出PADA+IP-10=1/[1+e-(-18.088+0.497×ADA+0.138×IP-10)](χ2=108.50，P=0.014)，回歸方程成立。log(PADA+IL-27)=-26.327+0.835×ADA+0.189×IL-27，得出PADA+IL-27=1/[1+e-(-26.327+0.835×ADA+0.189×IL-27)](χ2=116.70，P=0.047)，回歸方程成立。以此預測概率(P為在n個自變量的作用下陽性結果發生的概率，即兩者聯合檢測發現疾病的概率，其值為0～1之間；e為自然對數，e=2.71828……)。PIP-10+IL-27、PADA+IP-10、PADA+IL-27為聯合診斷的檢驗變量，繪制ROC曲線(圖1)，分別計算各個檢測指標的AUC并進行比較(表4)。聯合檢測的診斷效能見表3。

討 論

ADA是一種與機體免疫系統有重要聯系的核酸代謝酶類，其活性與淋巴細胞的激活及分化有關[7]。當發生結核性胸膜炎時，胸腔積液中的淋巴細胞較正常時明顯增多,故ADA值升高。ADA檢測是目前公認的診斷結核性胸膜炎的有效指標，在結核病高疫情地區被認為是診斷結核性胸膜炎的最佳指標[8]。陳敏等[9]通過對42例結核性胸膜炎患者進行回顧性分析，結果顯示ADA診斷結核性胸膜炎的敏感度為80.5%，特異度為83.7%；梁清濤等[10]研究顯示，以ADA大于30 U/L作為診斷臨界值，其診斷結核性胸膜炎的敏感度為95.4%，特異度為96.7%。但Ogata等[11]研究顯示ADA在類肺炎性、化膿性胸腔積液及非感染性炎癥性疾病如風濕性、淋巴細胞瘤等患者中也會升高，導致診斷特異度降低。

表3 ADA、IP-10、IL-27單項及聯合檢測對結核性胸腔積液診斷價值的比較

注 聯合檢測計算出的臨界值是一個預測概率(P值)，沒有單位，取值在0～1之間；“-”表示數值不存在；三者聯合檢測時IP-10無法進入回歸方程，P>0.05，回歸方程不成立，故未將三者進行聯合檢測；敏感度=真陽性例數/(真陽性例數+假陰性例數)×100%；特異度=真陰性例數/(真陰性例數+假陽性例數)×100%；陽性似然比=真陽性率/假陽性率×100%；陰性似然比=假陰性率/真陰性率×100%

表4 ADA、IP-10、IL-27單項及聯合檢測診斷結核性胸腔積液ROC曲線的AUC及相關統計量

注 AUC：ROC曲線下面積；曲線下面積=0.5為零假設

IP-10是由IFN-γ或脂多糖誘導產生的一種Th1型趨化因子，可以趨化多種炎性細胞分泌細胞因子介導Thl型炎癥反應及抗結核等多種生物學作用[12-13]。任衛聰等[14]通過對195例胸腔積液患者進行IP-10檢測，發現結核性胸腔積液組中IP-10濃度明顯高于惡性胸腔積液組，診斷敏感度為82.14%，特異度為93.98%，認為IP-10檢測水平對結核性胸膜炎早期及鑒別診斷具有重要價值。本研究結果顯示，結核性胸腔積液組IP-10含量明顯高于惡性胸腔積液組，差異有統計學意義(P<0.01)，其診斷敏感度為86.67%，特異度為88.89%，提示IP-10對于輔助診斷結核性胸膜炎可能有一定的臨床應用價值。

IL-27是IL-12家族的新型異源二聚體細胞因子，在Th1型細胞免疫中發揮重要作用[15]。Yang等[16]在2012年首次采用ELISA法檢測胸腔積液IL-27的水平，結果顯示結核性胸腔積液組IL-27含量明顯高于惡性胸腔積液組，敏感度、特異度分別為92.7%、99.1%，提示IL-27對鑒別結核性和惡性胸腔積液具有較高的可行性。本研究結果顯示：結核性胸腔積液組IL-27含量明顯高于惡性胸腔積液組，差異有統計學意義(P<0.01)，診斷敏感度為86.67%，特異度為93.33%，提示對于輔助診斷結核性胸膜炎，IL-27可能是一項較可靠的新指標。

董雅坤等[7]將ADA、γ-干擾素及IP-10聯合檢測，發現三者聯合檢測可提高結核性胸膜炎診斷的敏感度，達到95.2%，特異度可增至96.0%，認為聯合檢測可提高結核性胸膜炎的診斷效能。Valdés等[17]研究顯示，聯合檢測胸腔積液中ADA及IL-27，可將診斷結核性胸腔積液的敏感度提高至100%，提示對臨床上高度懷疑結核性胸腔積液而ADA含量低的患者有參考價值。本研究結果顯示：在結核性胸腔積液患者中，ADA、IP-10及IL-27診斷結核性胸腔積液的ROC曲線下面積分別為0.982、0.948、0.957，敏感度分別為91.11%、86.67%、86.67%，特異度分別為95.56%、88.89%、93.33%，其中ADA的陽性似然比為20.52，明顯高于IP-10(7.80)和IL-27(12.99)，陰性似然比為0.09，明顯低于IP-10(0.15)和IL-27(0.14),提示單項檢測中ADA診斷準確性及診斷價值最高。將上述指標進行聯合檢測，其中IP-10+IL-27的ROC曲線下面積、敏感度分別為0.962、86.67%，較單項檢測ADA(0.982、91.11%)稍低，但特異度(97.78%)及陽性似然比(39.04)較ADA(95.56%，20.52)明顯升高，提示聯合檢測可提高診斷準確性。ADA+IP-10、ADA+IL-27的ROC曲線下面積分別為0.999、1.000，敏感度分別為97.78%、100.00%，特異度均達到100.00%，陽性似然比無限大，均明顯高于各單項檢測指標，陰性似然比分別為0.02、0.00，較單項檢測明顯降低，提示聯合檢測能夠更好地降低漏診率及誤診率，提高診斷準確性。其中ADA與IL-27聯合檢測的敏感度及特異度均高達100.00%，陽性似然比無限大，陰性似然比為0.00，診斷準確性最好。以上研究結果提示將傳統方法與新型指標進行聯合檢測是一種快捷、敏感度強、特異度高的診斷方法，有可能成為診斷結核性胸膜炎的又一項新的突破。

目前，面對結核性胸膜炎高發病率、低診斷率的這一現狀，應在充分尊重傳統診斷結核性胸膜炎標準的基礎上積極探索新的實驗室診斷方法，以提高現有的臨床診斷水平，為基層醫院及臨床工作者準確診斷結核性胸膜炎提供參考依據。本研究僅限于治療前胸腔積液ADA、IP-10、IL-27的水平，在后續的研究中應盡可能收集治療中及治療后的胸腔積液，檢測不同時段胸腔積液中各因子水平的變化情況，積極探尋胸腔積液中各種生物標識因子，建立結核性胸腔積液的生物標識分子庫[18]，為結核性胸膜炎的診斷、治療及預后評估提供可靠而便捷的生物指標，從而避免漏診、誤診或過度診療對患者造成的危害及不必要的醫療資源浪費。

綜上所述，聯合檢測胸腔積液ADA、IP-10、IL-27 濃度水平對診斷及鑒別診斷結核性胸膜炎具有一定潛在應用價值。本研究不足之處在于研究樣本量較少，且沒有將其他良性胸腔積液如類肺炎性胸腔積液納入研究，致使研究結果可靠性降低，在后續的研究中還需進一步囊括其他原因引起的胸腔積液進行大樣本量、大規模重復研究予以證實。

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(本文編輯：郭萌)

Value of the combination of three cytokines for the differential diagnosis of tuberculous and malignant pleural effusion

TANGJing,ZHANGXian-ming,WANFang,WENXue,DUJuan.

DepartmentofRespiratory,theAffiliatedHospitalofGuizhouMedicalUniversity,Guiyang550004,ChinaCorrespondingauthor:DUJuan,Email:dujuan08888@qq.com

Objective To evaluate the differential diagnostic value of combined detection of three cytokines (adenosine deaminase (ADA), interferon-γ induced proteins 10 (IP-10) and interleukin 27 (IL-27)) between tuberculous and malignant pleural effusion. Methods Forty-five tuberculous pleurisy patients (TB group) and 45 patients with malignant pleural effusion (malignant group) from Department of Respiratory, the Affiliated Hospital of Guizhou Medical University, and Department of Thoracic Oncology, Guizhou Cancer Hospital between October 2015 and April 2016 were selected. All the patients were measured IP-10 and IL-27 by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) and ADA detection results were extracted from their records. Receiver operating characteristic curve (ROC curve) were applied to analyze the optimal critical value, sensitivity and specificity of ADA, IP-10 and IL-27. Results The ADA, IP-10 and IL-27 of TB group were significantly higher than those of malignant group (40.76 (29.19-46.31) U/L vs. 8.46(6.70-17.26) U/L, 63.01 (55.87-73.71) ng/L vs. 29.72 (19.36-38.50) ng/L, 60.92 (37.98-74.53) ng/L vs. 20.86 (13.98-30.10) ng/L;U=-7.88, -7.32, -7.46, respectively, allP<0.01). Detected using ROC curve, optimal critical values of ADA, IP-10 and IL-27 were 24.95 U/L, 50.61 ng/L and 36.91 ng/L; sensitivities of them were 91.11% (41/45), 86.67% (39/45) and 86.67% (39/45); while specificities were 95.56% (43/45), 88.89% (40/45) and 93.33% (42/45),respectively. Sensitivities of IP-10+IL-27, ADA+IP-10 and ADA+IL-27 were 86.67% (39/45), 97.78% (44/45) and 100.00% (45/45), and specificities were 97.78% (44/45), 100.00% (45/45) and 100.00% (45/45), respectively. Conclusion ADA, IP-10 and IL-27 are important in differential diagnosis of tuberculous and malignant pleural effusion, and combined detection of the three cytokines is more helpful.

Pleural effusion; Cytokines; Diagnostic techniques and procedures; Diagnosis, differential; Tuberculosis, pleural; Pleural effusion, malignant

10.3969/j.issn.1000-6621.2017.01.017

550004 貴陽，貴州醫科大學附屬醫院呼吸內科

杜娟，Email：dujuan08888@qq.com

2016-10-11)