經濟欠發(fā)達地區(qū)應用GeneXpert MTB/RIF檢測發(fā)現肺結核及利福平耐藥的效果分析

阮云洲 蘇偉 姜佳雯 李仁忠

在2017年國家下發(fā)《“十三五”全國結核病防治規(guī)劃》[1]要求推廣應用分子生物學技術前，我國病原學陽性肺結核患者90%以上通過痰涂片檢查發(fā)現，僅不足10%通過痰培養(yǎng)和分子生物學檢查發(fā)現[2]。對病原學陽性肺結核患者開展耐藥檢測時，70%以上采用了傳統(tǒng)藥物敏感性試驗(簡稱“藥敏試驗”)方法，不足30%采用了分子生物學耐藥檢測技術[3]，診斷約需3個月，從而造成我國病原學陽性率(約32%)和耐藥肺結核發(fā)現率(約25%)均低的“雙低”現象[4]。為此，中國疾病預防控制中心與國家衛(wèi)生健康委員會國際交流與合作中心，以及強生和賽沛合作，嘗試在經濟欠發(fā)達地區(qū)引入世界衛(wèi)生組織(WHO)推薦的實時熒光定量核酸擴增檢測技術(GeneXpert MTB/RIF，簡稱“Xpert”)[5]，探索提高肺結核及利福平耐藥的發(fā)現水平，旨在為解決經濟欠發(fā)達地區(qū)的“雙低”現象提供實踐證據支持。

資料和方法

一、資料來源

從“中國疾病預防控制信息系統(tǒng)”子系統(tǒng)“結核病管理信息系統(tǒng)”中，收集2017—2020年江西省贛州市活動性肺結核登記數據，主要包括肺結核患者實驗室檢查、登記治療和耐藥檢測等信息。

二、研究現場

研究現場選擇基于3個條件：(1)在中西部地區(qū)具有適用性；(2)肺結核和利福平耐藥疫情相對較高；(3)已具備Xpert檢測設備。據此，選擇江西省贛州市為研究現場。

三、檢測方法

參照《結核病實驗室檢驗規(guī)程》[6]進行痰涂片抗酸檢查、分枝桿菌分離培養(yǎng)、藥敏試驗等。Xpert檢測按照產品說明書，將痰液根據標本性狀，選取膿性及黏稠部分加入1～2倍體積前處理液，充分消化后吸取2 ml放入檢測試劑盒中，由儀器2 h內自動報告是否為結核分枝桿菌(MTB)，以及利福平是否耐藥。

四、診斷流程

1.干預實施前(2017—2018年)：贛州市所有18個縣(區(qū))18個定點醫(yī)療機構根據《中國結核病防治規(guī)劃實施工作指南(2008年版)》[7]的要求，對肺結核可疑癥狀者進行胸部影像學和痰涂片檢查(定點綜合醫(yī)院對肺結核可疑癥狀者先行胸部影像學檢查，若為疑似肺結核，再開展痰涂片檢查)。若涂片陽性，則將痰標本送往地市級實驗室，開展傳統(tǒng)藥敏試驗；若涂片陰性但影像學異常判斷為疑似肺結核患者時，則進行輔助檢查，診斷涂陰肺結核或排除肺結核。此外，中國國家衛(wèi)生健康委員會-比爾及梅琳達·蓋茨基金會結核病防治合作項目支持的7個縣(區(qū))(章貢區(qū)、南康區(qū)、上猶縣、于都縣、寧都縣、瑞金市、興國縣)對新診斷的涂陽肺結核患者，同步開展Xpert檢測，排除是否為利福平耐藥。省級和地市級財政支持的4個縣(龍南縣、信豐縣、全南縣、石城縣)，僅對部分復治涂陽肺結核患者開展Xpert檢測。

2.干預實施后(2019—2020年)：參照全球實驗室行動組織發(fā)布的結核病診斷流程[8]和我國關于實驗室新技術用于耐藥結核病診斷流程的建議[9]，根據贛州市結核病實驗室設備條件、衛(wèi)生服務體系布局，建立了新的結核病診斷流程。即贛州市所有縣(區(qū))定點醫(yī)療機構對肺結核可疑癥狀者進行胸部影像學和痰涂片檢查(定點綜合醫(yī)院對肺結核可疑癥狀者先行胸部影像學檢查，若為疑似肺結核，再開展痰涂片檢查)，若涂片陽性或涂片陰性但影像學異常疑似肺結核，則進行Xpert檢測(其中6個縣同步進行痰分枝桿菌培養(yǎng))。如Xpert檢測到MTB且利福平敏感，則為利福平敏感肺結核；如檢測到MTB且利福平耐藥，則將其轉診到地市級定點醫(yī)療機構治療。若檢測到MTB且利福平耐藥的患者為新患者，須另留1份痰標本，重復進行Xpert檢測，并以第二次檢測結果為最終結果。

3.干預實施前后診斷流程的變化：(1)擴大了Xpert檢測覆蓋范圍，實施前僅11個縣(區(qū))，實施后擴展到全部18個縣(區(qū))；(2)擴大了Xpert檢測對象，實施前僅為部分新診斷的涂陽患者和復治涂陽患者，實施后除了涂陽患者以外，還擴展到涂片陰性但影像學異常的疑似肺結核患者。

五、指標定義

采用干預前后對比的方法評估實施效果。以2017—2018年的數據為實施前的對照數據，2019—2020年的數據為實施后的數據。比較分析的指標如下：

1.肺結核患者接受Xpert檢測率：指某年登記的肺結核患者中，接受Xpert檢測的患者所占比例，文中肺結核不包括單純結核性胸膜炎。

2.肺結核患者病原學陽性率：根據《WS 288—2017肺結核診斷》[10]標準，病原學陽性包括痰涂片陽性、培養(yǎng)陽性或分子生物學陽性。此處分子生物學陽性指Xpert檢測到MTB。文中分析的病原學陽性率指某年登記的肺結核患者中，病原學陽性患者所占比例。

3.病原學陽性肺結核患者中僅Xpert陽性貢獻率：指某年登記的病原學陽性肺結核患者中，Xpert檢測到MTB但痰涂片和培養(yǎng)均為陰性的患者所占比例。

4.病原學陽性肺結核患者利福平耐藥檢測率：指某年登記的病原學陽性肺結核患者中，開展利福平耐藥檢測的患者所占比例。開展利福平耐藥檢測的方法包括傳統(tǒng)藥敏試驗、Hain和Xpert檢測。

5.利福平耐藥患者耐藥診斷間隔時間：指利福平耐藥患者從痰涂片檢查日期至耐藥檢測結果出具日期之間的間隔時間(d)。

六、質量控制

贛州市地市級結核病實驗室每年按規(guī)定通過省級參比實驗室開展的熟練度測試。研究開展前，邀請實驗室技術專家，對贛州18個區(qū)(縣)結核病實驗室的Xpert設備進行維護和更新，同時對實驗室人員進行操作技能培訓。根據《結核病實驗室檢驗規(guī)程》[6]開展檢測，地市級結核病實驗室對縣(區(qū))級實驗室定期開展痰涂片抗酸檢查、分枝桿菌培養(yǎng)的室間質控。研究開始前進行了預實驗，于2018年12月 1日開始試運行，2019年1月1日正式實施。

七、統(tǒng)計學處理

結 果

一、干預前后肺結核患者接受Xpert檢測率和病原學陽性率的比較

干預后，肺結核患者接受Xpert檢測率從25.89%提高到88.22%(χ2=9337.32，P=0.000)，病原學陽性率從44.07%提高到了56.12%(χ2=347.90，P=0.000)。從病原學陽性肺結核患者的構成來看，僅Xpert陽性患者(包括涂陰培陰和涂陰培養(yǎng)未做兩部分)所占比例從2.10%大幅增加到20.23%(χ2=1012.44，P=0.000)(表1，2)。

表1 干預前后肺結核患者Xpert檢測和病原學陽性情況

表2 干預前后病原學陽性肺結核患者構成情況

二、干預前后病原學陽性肺結核患者利福平耐藥檢測率比較

實施新流程后，病原學陽性肺結核患者利福平耐藥檢測率從52.29%大幅提高到93.18%(χ2=2511.49，P=0.000)。干預前后利福平耐藥性檢測方法均以分子生物學的Xpert檢測方法為主，占95%以上(表3)。

表3 干預前后病原學陽性肺結核患者利福平耐藥檢測情況

三、干預前后利福平耐藥肺結核發(fā)現水平比較

干預后，利福平耐藥肺結核患者的發(fā)現數從干預前的207例增加到了305例，提高了47.34%。涂陰肺結核利福平耐藥患者的構成比從干預前的6.76%提高到了13.11%(χ2=5.27，P<0.05)(表4)。

表4 干預前后涂陽和涂陰肺結核利福平耐藥情況

191例利福平耐藥患者進行傳統(tǒng)藥敏試驗檢測，所需中位時間為63.0(52.5，75.0) d；而321例進行Xpert檢測的利福平耐藥患者當天就可以獲得耐藥結果，所需中位時間為0(0，3) d(秩和檢驗，P=0.004)。

討 論

WHO推薦的Xpert技術，其檢驗效能遠遠高于痰涂片檢查[11]。然而一旦在實際工作中應用和實施，特別是在中西部經濟欠發(fā)達地區(qū)，受基層技術人員接受培訓的水平、儀器設備操作熟練水平的影響，一個先進的技術不一定能夠達到理論上應有的水平[12]。本研究的結果表明，干預后贛州市肺結核病原學陽性率增幅明顯，從2017年的43.96%提高到2020年的61.13%，達到了《“十三五”全國結核病防治規(guī)劃》[1]要求的50%的目標。贛州市病原學陽性率的增幅為17.17%，與同期僅Xpert陽性占病原學陽性患者比例的增幅(21.95%)基本相符，反映了病原學陽性率提高的主要貢獻來自于Xpert技術的推廣使用。

但是，從不同年份來看，Xpert使用率的增加與病原學陽性率的增幅并不同步。干預前，雖然2018年比2017年Xpert使用比例增幅達13.28%，但同期病原學陽性率幾乎沒有變化。這主要與干預前Xpert檢測的目的是排除利福平耐藥，從而將檢測對象局限于一部分新涂陽和復治涂陽患者有關。干預后，盡管Xpert使用比例大幅增加，2019年比2018年高出52.70%，但同期病原學陽性率僅增加7.84%。其原因主要與干預第一年(2019年)贛州市“上下雙向轉診”與定點醫(yī)院與結核病防治機構合作(簡稱“醫(yī)防合作”)機制尚不完善有關，導致30%左右的患者首診于地市級醫(yī)院時，未能及時進行Xpert檢測，反而治療一段時間后，再轉診至縣區(qū)級定點醫(yī)院進行Xpert檢測，導致檢測結果為陰性。干預第二年(2020年)，贛州市建立了上下雙向轉診流程，強化了醫(yī)防合作機制，Xpert檢測率與病原學陽性率基本實現了同步增長。

Xpert除了檢測MTB診斷肺結核以外，還可以同時檢測利福平的耐藥性。研究發(fā)現，贛州市病原學陽性患者利福平耐藥檢測率從52.30%大幅提高到93.17%，提前實現了《遏制結核病行動計劃(2019—2022年)》[13]要求的“耐藥檢測率達到90%”的目標。從不同檢測方法所占比例來看，不管干預前還是干預后，利福平耐藥檢測主要依賴于Xpert技術，采用傳統(tǒng)藥敏試驗的不到4%。原因主要與Xpert技術的操作簡單方便有關。傳統(tǒng)藥敏試驗的實驗室條件和操作技術要求高，需要集中在地市級。贛州市每年約3000例病原學陽性患者，若標本全部運送到地市級進行檢測，工作壓力將非常巨大。因此，傳統(tǒng)藥敏試驗使用比例不高。相反，Xpert技術可以直接在縣級實驗室對病原學陽性患者檢測利福平耐藥性。若利福平耐藥(每年約150例)，再將患者轉介或痰標本運送到地市級，將大幅降低地市級開展傳統(tǒng)藥敏檢測的工作壓力。因此，當大力普及使用Xpert檢測后，利福平耐藥檢測水平也隨之大幅提高。

研究結果還表明，隨著病原學陽性率和利福平耐藥檢測率的大幅提高，利福平耐藥患者發(fā)現數明顯增加，從年均104例增加到153例。干預前耐藥檢測以涂陽肺結核為主要對象，所以利福平耐藥患者主要來自涂陽肺結核。全面應用Xpert檢測后，不僅可以發(fā)現涂陽肺結核中的利福平耐藥患者，還可以發(fā)現涂陰肺結核中的利福平耐藥患者。本研究發(fā)現2020年的利福平耐藥患者中有17.24%來自涂陰患者，與劉靜等[14]的研究結果(21.40%)接近。如果將篩查對象僅僅局限于涂陽患者，那么有可能會漏掉1/6以上的利福平耐藥患者。因此，在實際操作過程中，可以考慮直接用Xpert檢測取代涂片檢查。這不僅與WHO新推薦的診斷流程相一致[15]，也為中國防癆協會制定《利福平耐藥肺結核診斷流程》[16]團體標準，提供了實踐基礎和科學證據。

以往作為金標準的傳統(tǒng)藥敏試驗，最受人詬病的是檢測時間過長，導致很多患者在被診斷耐藥之前出現死亡、丟失，無法得到及時救治。研究結果提示，應用Xpert檢測技術可以大幅縮短利福平耐藥性檢測時間，從傳統(tǒng)藥敏試驗所需的63.0 d縮短到Xpert檢測當天出結果。這與浙江省最近的一項研究(從傳統(tǒng)藥敏的62 d縮短到Xpert技術的1 d)高度一致[17]。因此，Xpert檢測技術的推廣應用，也為利福平耐藥肺結核的早期發(fā)現、早期治療提供了有利條件。

本研究是真實世界中日常工作狀態(tài)下的一種探索，在結核病常規(guī)工作的基礎上，引入了Xpert檢測技術，實現了大幅提高中部疫情較高地區(qū)病原學陽性率和利福平耐藥發(fā)現水平的研究目的。然而，盡管取得了很好的成效，本研究中Xpert檢測是免費的，可能是可持續(xù)發(fā)展和向其他地區(qū)推廣應用的限制和阻礙，有待進一步研究如何解決。