血清和BALF半乳甘露聚糖檢測對非中性粒細胞減少患者侵襲性肺曲霉病的診斷價值

蘆丹 劉旭 楊碩

侵襲性肺曲霉病(invasive pulmonary aspergillosis,IPA)主要由煙曲霉引起,曲霉菌種可直接侵犯氣管、支氣管和肺泡,造成氣道定植和肺部炎癥性肉芽腫,嚴重者可引起壞死性肺炎等后遺癥,還可通過血行傳播影響其他器官[1]。IPA主要發生在中性粒細胞缺乏的患者中,但慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)、支氣管擴張或既往結核病等患者也易發生IPA[2-3]。半乳甘露聚糖(galactomannan,GM)是一種多糖抗原,主要存在于曲霉菌的細胞壁中,在感染的早期階段,GM即可釋放至血液和其他體液中,并可持續存在1至8周[4]。因此,GM抗原檢測對IPA的早期診斷具有重要意義。目前,血清GM檢測是中性粒細胞減少患者真菌感染的微生物診斷標準,最近的指南推薦支氣管肺泡灌洗液(broncho alveolar lavage fluid,BALF)GM檢測作為中性粒細胞減少患者的高質量檢測證據[5],但在非中性粒細胞減少患者的應用還少有研究,本研究旨在分析血清和BALF GM檢測對非中性粒細胞減少患者IPA的診斷價值。

資料與方法

一、 研究對象

本研究為回顧性病例對照研究,選取2020年4月至2023年4月診治的104例患者。納入標準:(1)年齡>18歲。(2)外周血中性粒細胞計數>0.5×109/L。(3)接受支氣管鏡檢查支氣管肺泡灌洗。(4)BALF和血清GM數據間隔<7天。排除標準:(1)胸部放射學檢查中沒有肺部浸潤表現。(2)存在IPA既往史或接受過抗真菌治療。(3)呼吸系統疾病診斷不明。(4)呼吸或循環衰竭、嚴重肝腎功能障礙患者。本研究經醫院醫學倫理委員會批準(武衛一院倫審[2021]23號),所有患者在入院時均簽署了知情同意書。

二、方法

1 支氣管鏡檢查和GM檢測 支氣管鏡檢查根據《成人診斷性可彎曲支氣管鏡檢查術應用指南(2019年版)》進行[6],主要指征包括:(1)不明原因的慢性咳嗽。(2)不明原因的咯血。(3)不明原因的局部喘息。(4)不明原因的聲音嘶啞。(5)痰中檢測癌細胞或疑似癌細胞。(6)胸部影像學異常。(7)需要明確病因的支氣管肺部感染。BALF和血清樣本均在患者入院后24h內采集。根據最近的CT掃描結果和患者節段或亞節段支氣管位置進行支氣管肺泡灌洗。在室溫下使用生理鹽水溶液(滴注體積約50 mL),并重復2至3次。將BALF收集在無菌管中,并在30min內送至實驗室進行分析。

GM檢測使用曲霉菌抗原檢測試劑盒PLATELIATM,根據制造商說明使用雙夾心ELISA法進行檢測。取微孔板讀數器上每個孔的光密度(optical density,OD)值,血清或BALF的GM檢測值=樣本OD值/標準OD值。血清GM值≥0.5定義為陽性[7],BALF GM目前沒有確定的臨界值。

2 診斷定義 據EORTC/MSG指南的定義,IPA的診斷標準為[7]:(1)存在IPA的宿主因素,包括器官移植、結締組織疾病或使用免疫抑制劑等。(2)CT圖像存在與IPA一致的放射學特征,包括光環征、空氣新月形或空洞密集、邊界清楚的病變。(3)痰和BALF真菌培養陽性。(4)肺活檢標本中發現菌絲或肺活檢培養曲霉菌陽性。IPA組患者均為至少滿足第3或第4個標準的確診診斷,不滿足上述診斷標準者為非IPA組。

三、統計學方法

結 果

一、兩組基線特征比較

104例患者中IPA組37例,非IPA組67例。兩組年齡、性別差異無統計學意義(P>0.05),IPA組COPD和支氣管擴張患病率高于非IPA組,BALF和血清GM值高于非IPA組,差異有統計學意義(均P<0.05)(見表1)。

表1 兩組基線特征比較

二、不同基礎疾病患者BALF和血清GM水平比較

Kruskal-Wallis H檢驗顯示,合并肺部疾病患者、合并肺外疾病患者和無合并癥患者的BALF(IPA組:Z=0.493,P=0.906;非IPA組:Z=0.672,P=0.561)和血清(IPA組:Z=1.051,P=0.152;非IPA組:Z=0.963,P=0.214)GM水平無明顯差異(見表2)。

表2 不同基礎疾病患者BALF和血清GM水平比較[M(P25,P75)]

三、GM檢測的診斷效能

BALF GM、血清GM以及兩種檢測組合的AUC分別為0.961(95%CI:0.935～0.987)、0.699(95%CI:0.574～0.824)和0.964(95%CI:0.946～0.987)。BALF GM檢測的臨界值為0.87,與以往報道的臨界值0.5、1和1.5比較顯示,當BALF陽性ODI值從≥1.5下降到≥0.5時,BALF GM檢測的靈敏度從66.7%上升到95.8%,特異度從97.4%下降到80.9%。臨界值為0.87時,Youden指數為0.842診斷效率最高(見表3)。

表3 BALF GM檢測不同臨界值的診斷效能

四、BALF和血清GM檢測相關性及陽性率比較

37例患者血清GM(臨界值≥0.5) 陽性6例,BALF GM (臨界值≥0.87)陽性34例,IPA患者BALF GM陽性率高于血清GM(χ2=42.659,P<0.001)。Pearson相關顯示,IPA組血清GM和BALF GM呈較弱正相關(r=0.296,95%CI:0.170～0.412,P<0.001)。

五、BALF和血清GM檢測及其組合的診斷效能

單獨BALF GM、單獨血清GM、雙陽性檢測和至少1種陽性檢測的特異度均在90%以上,但4種策略的靈敏度差異較大(見表4)。

表4 BALF和血清GM檢測的診斷效能

討 論

IPA是一種進展迅速,可危及生命的疾病,早期診斷和治療可改善患者預后,提高生存率。研究顯示,合并肺部疾病的非中性粒細胞減少癥患者肺曲霉病發生率較高[11-12],本研究中,IPA組COPD和支氣管擴張患病率高于非IPA組。COPD是IPA的危險因素[13],支氣管擴張與許多曲霉菌相關綜合征有關,其中與過敏性支氣管肺曲霉病和曲霉菌瘤的相關性最強[14]。非中性粒細胞減少患者IPA無特征性臨床表現,缺乏明顯的危險因素,早期診斷具有挑戰性,CT檢查可提供重要線索,但特異度較低,還需結合多種真菌學檢測進一步確診,傳統的真菌培養靈敏度低,等待時間長[15]。GM檢測是一種有效、快速的IPA早期診斷方法,對中性粒細胞減少患者IPA的診斷價值已得到廣泛認可,并被納入IPA診斷微生物學標準[5]。但目前還缺乏GM檢測在非粒細胞減少患者中的有效證據,BALF GM檢測也沒有明確的臨界值。

無菌鹽水可在支氣管肺泡灌洗過程中直達感染病灶,相比于血清檢測,BALF檢測是診斷IPA更加有效的方法。Meta分析顯示,BALF GM檢測對已證實或可能的IPA診斷的臨界值為1.0,靈敏度為0.84(95%CI:0.73～0.91),特異度為0.88(95%CI:0.81～0.91)[16]。Linder等研究顯示,BALF GM的臨界值≥0.5的敏感度為40%,特異度為80%,PPV為67%,NPV為57%;當臨界值增加到≥1.0時,敏感度保持在40%,特異度上升至95%,PPV為89%,NPV為61%[10]。本研究表明,血清GM在非中性粒細胞減少患者IPA診斷中的作用有限,而BALF GM具有更高的靈敏度,IPA組和非IPA組BALF GM值均高于血清。ROC曲線表明,BALF GM檢測的診斷效能高于血清GM檢測。BALF GM的臨界值≥0.87時,可將22例陽性病例區分開來,而血清GM只能診斷4例,其原因可能是循環中性粒細胞可通過血液中的受體清除抗原,導致血清GM水平降低。此外,非中性粒細胞減少型IPA患者不太可能發生血管侵襲,病變中的真菌負擔更高。

本研究發現,肺部疾病患者、混合性疾病患者和無基礎疾病患者的BALF和血清GM水平無明顯差異,有研究顯示,重癥監護室中患有復雜基礎疾病的患者在暴露于多種壓力時更容易感染IPA[17]。說明基礎疾病的復雜性與IPA的感染風險有關,但不影響GM水平。不同的研究得出的BALF GM臨界值也有所不同,本研究中,通過ROC曲線獲得的BALF GM的臨界值為0.87,靈敏度為91.7%,特異度為92.5%。與以往報道的臨界值0.5、1和1.5比較顯示,當BALF陽性ODI值從≥1.5下降到≥0.5時,BALF GM的靈敏度上升,特異度下降。臨界值為0.87時,Youden指數高于其他臨界值,說明0.87的ODI值診斷效率最高。此外,不同基礎疾病的患者GM的臨界值和診斷效率不同,可能需要根據不同的潛在疾病或免疫條件來設置不同的臨界值[18-19]。研究顯示,免疫抑制疾病患者的BALF GM靈敏度高于COPD患者[20]。說明還需要進一步收集BALF的資料來標準化臨界值的測定。

血清和BALF GM檢測均有利于IPA的診斷。本研究顯示,BALF聯合血清診斷具有更高的特異度和更低的靈敏度,至少1種陽性檢測靈敏度高達99.6%,但特異度較低。臨床中應根據診斷需要選擇合適的組合策略,并將其與曲霉PCR檢測、煙曲霉特異性IgA和IgG等其他生物標志物相結合。

本研究為單中心回顧性研究,樣本量較小,非中性粒細胞減少的IPA患者中可能存在不同易感因素或亞組,還需更大的樣本量并根據基礎疾病對患者進行分層。綜上所述,BALF GM檢測的臨界值為0.87,對IPA的診斷靈敏度高于血清GM檢測,不同的組合策略可以側重于提高檢測的靈敏度或特異度。