耐藥性肺結核患者NTM感染風險的預測模型構建與效能分析

黎夏,魏登軍,呂翻翻,沈大燕

非結核分枝桿菌(nontuberculous mycobacteria,NTM)在自然界中廣泛分布,主要是指除結核分枝桿菌復合群即結核分枝桿菌、牛分枝桿菌、非洲分枝桿菌、田鼠分枝桿菌和麻風分枝桿菌之外的分枝桿菌。近年來報道顯示[1-2],NTM在人群中的感染率呈上升趨勢,已經(jīng)成為威脅人類公共衛(wèi)生健康的一大難題。NTM感染與結核分枝桿菌感染在臨床上無明顯的特性區(qū)分,且耐藥率較高[3-4]。研究NTM感染的特征及分析哪些人群易出現(xiàn)NTM感染已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)的熱點[5-6]。使用單一因素分析預測NTM感染風險受到的干擾較多,且缺乏科學性。通過構建預測模型的形式能夠?qū)⒍喾N因素結合起來,提高評估準確率,更好地指導臨床干預,報道如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 納入2020年3月—2022年5月十堰市太和醫(yī)院呼吸內(nèi)科收治耐藥性肺結核患者230例,其中男126例,女104例,年齡25～70(51.23±17.51)歲。根據(jù)菌群培養(yǎng)鑒定耐藥性肺結核患者是否存在非結核分枝桿菌感染分為NTM組和無NTM組。本研究已經(jīng)獲得醫(yī)院倫理委員會批準(K20200223083),患者及家屬知情同意并簽署知情同意書。

1.2 病例選擇標準 (1)納入標準:①均為經(jīng)醫(yī)院確診的耐藥性肺結核患者;②經(jīng)藥敏試驗檢測均符合耐藥性結核分枝桿菌的診斷[7];③均能夠獲得理想的深部痰液或肺泡灌洗液。(2)排除標準:①臨床資料不完整;②結核感染前確診為非結核分枝桿菌感染。

1.3 觀測指標與方法

1.3.1 臨床資料收集:收集患者性別、年齡、職業(yè)、學歷、家庭年收入、合并癥、是否存在風險因素等臨床資料。

1.3.2 菌群培養(yǎng)及鑒定:(1)儀器設備與試劑:北京博奧生物有限公司生產(chǎn)的核酸提取儀(Extractor 36)、高速離心機(Sigma3K15);上海精宏實驗設備有限公司生產(chǎn)的電熱恒溫水槽(DK-8D);羅氏公司生產(chǎn)的實時熒光定量PCR儀(LightCycler480);改良羅氏培養(yǎng)基和含藥改良羅氏培養(yǎng)基均購自珠海貝索有限公司。(2)細菌培養(yǎng):于患者入院時選擇合適時機采用纖維支氣管鏡獲得患者深部痰液或支氣管肺泡灌洗液,使用堿處理中和離心沉淀法對痰液或支氣管肺泡灌洗液進行前消化處理,外送檢驗菌株傳代處理,待生長狀態(tài)良好后進行藥敏試驗。菌群培養(yǎng)操作均嚴格按照結核分枝桿菌培養(yǎng)標準方法進行培養(yǎng)[8]。(3)菌群鑒定:鑒定時結合分子診斷技術,采用噻吩-2-羧酸肼(TCH,濃度5 mg/L)和對硝基苯甲酸(PNB,濃度500 mg/L)初步鑒定結核分枝桿菌和非結核分枝桿菌;試驗方法及結果報告參照國家標準方法[9]。

2 結 果

2.1 2組患者臨床資料比較 耐藥性肺結核患者230例出現(xiàn)非結核分枝桿菌感染39例(16.96%),其中胞內(nèi)分枝桿菌13例(33.33%),膿腫分枝桿菌9例(23.08%),戈登分枝桿菌5例(12.82%),鳥分枝桿菌4例(10.26%),偶然分枝桿菌2例(5.13%),堪薩斯分枝桿菌、草分枝桿菌、母牛分枝桿菌、蟾蜍分枝桿菌各1例(2.56%),其他2例(5.13%),無混合感染患者。據(jù)此分為NTM組39例和無NTM組191例,NTM組患者男性、年齡>40歲、農(nóng)民、小學及以下文化程度、家庭收入<2萬元/年、合并慢性阻塞性肺疾病(COPD)、惡性腫瘤及應用免疫抑制劑比例高于無NTM組,差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05),見表1。

表1 無NTM組和NTM組患者臨床資料比較 [例(%)]

2.2 耐藥性肺結核患者發(fā)生非結核分枝桿菌感染的危險因素分析 以耐藥性結核患者是否發(fā)生非結核分枝桿菌感染為因變量,以上述結果中P<0.05項目為自變量進行多因素Logistic回歸方程分析,結果顯示,男性、年齡>40歲、農(nóng)民、患有COPD、合并惡性腫瘤是耐藥性肺結核患者發(fā)生NTM感染的危險因素(P<0.01),見表2。

2.3 構建列線圖模型及驗證 將耐藥性肺結核患者發(fā)生NTM感染的影響因素納入列線圖,見圖1,列線圖預測NTM感染的C-index為0.904(95%CI0.862～0.961)。校正曲線與實際曲線的平均絕對誤差為0.022,列線圖模型預測NTM感染風險與實際發(fā)生的一致性較好,見圖2。

圖1 耐藥性肺結核患者發(fā)生NTM感染風險列線圖預測模型

圖2 NTM感染風險列線圖模型的校正曲線

Fig.2 Correction curve of NTM infection risk line graph model

3 討 論

本研究結果顯示,230例耐藥性肺結核患者體內(nèi)共分離出NTM菌株39例,略低于國家平均水平,考慮可能與地域差異有關,也可能是本研究納入對象均為確診的耐藥肺結核患者。在菌株方面,排名前四位的NTM菌株分別為胞內(nèi)分枝桿菌(33.33%)、膿腫分枝桿菌(23.08%)、戈登分枝桿菌(12.82%)、鳥分枝桿菌(10.26%),上述4種菌株均為致病性菌株,說明存在上述4種NTM菌群感染的患者容易合并肺結核。多因素Logistic回歸分析顯示,男性、年齡>40歲、農(nóng)民、存在COPD、合并惡性腫瘤是耐藥性肺結核患者發(fā)生NTM感染的危險因素。另外,本研究通過繪制列線圖模型的方式預測NTM感染的一致性指數(shù)較高,顯示列線圖模型預測耐藥性肺結核患者發(fā)生NTM感染的風險與實際發(fā)生較為接近。環(huán)境中分枝桿菌的堿基序列存在高度同源性,種類繁多,分枝桿菌感染多數(shù)發(fā)生在免疫力低下的人群中。目前關于NTM感染人的機制尚不清楚,但多數(shù)學者認為其主要是從環(huán)境中獲得NTM而導致感染,其中土壤和水為主要傳播途徑[10]。2010年全國第五次結核病流行病學調(diào)查顯示[11],NTM 的分離率從1990年的4.9%升高到2000年的11.1%,繼而升高到2010年的22.9%。且多數(shù)NTM菌株對常規(guī)的抗結核藥物天然耐藥,使許多NTM感染患者難以獲得有效的治療[12]。全國不同地域的調(diào)查顯示[13-14],沿海省份檢出率較高,內(nèi)陸省份檢出率較低;南方省份檢出率較高,北方省份檢出率較低。相關研究表明[15],耐藥性肺結核患者更易出現(xiàn)NTM感染,且NTM感染在不同人群中的分布也存在較大差異。

表2 耐藥性肺結核患者發(fā)生非結核分枝桿菌感染的Logistic回歸分析

研究耐藥性肺結核患者發(fā)生NTM感染的危險因素,對于指導臨床早期預警和干預具有重要意義。有研究指出[16],農(nóng)民、低收入人群和肺部存在基礎疾病的人群NTM感染風險更高。年齡越大,患者的免疫力越低,本研究中以40歲為界值,雖然在正常人群中40歲是中青年,但本研究納入對象為耐藥性肺結核患者,且多數(shù)患者有多年的結核病史,其體質(zhì)相對較差,隨著年齡的增加,其機體的免疫力逐漸降低,與國內(nèi)相關研究相一致[17]。另外,男性多于女性,但安徽省的研究指出女性罹患率相對較高[18],后期還需進一步研究。農(nóng)民患者的檢出率較高,可能與此類患者接觸土壤較多,環(huán)境較為惡劣有關。一項研究指出[19],81%的結核病患者來自農(nóng)村或從事體力勞動的農(nóng)民或工人。因此在結核病防治方面加強基層特別是農(nóng)村的宣傳教育尤為必要。另外,患者存在肺部基礎疾病如COPD等,非結核分枝桿菌的定植幾率會大大增加;同時罹患惡性腫瘤的患者機體免疫力自然低下,在耐藥性肺結核患者中也易出現(xiàn)非結核分枝桿菌感染。

本研究的局限性在于僅對本地區(qū)在筆者醫(yī)院就診的人員進行了分析,在患者的納入和菌種鑒定方法方面也可能存在一定局限性,但本研究的新穎點在于針對性地對耐藥性肺結核患者的NTM感染情況和耐藥情況進行了分析,有一定的臨床價值。另外,隨著各種檢測技術的更新?lián)Q代,更多的NTM菌株被檢出,對NTM的臨床診斷造成了一定的干擾。

綜上所述,NTM感染在耐藥性肺結核患者中具有較高的檢出率,感染人群以男性、農(nóng)民及年齡>40歲的人群為主,并且以致病性NTM菌株居多。

利益沖突：所有作者聲明無利益沖突

作者貢獻聲明

黎夏:設計研究方案,實施研究過程,論文撰寫;魏登軍:提出研究思路,分析試驗數(shù)據(jù),論文審核;呂翻翻:資料搜集整理,論文修改;沈大燕:進行統(tǒng)計學分析