结核性胸腔积液实验室检测方法的研究进展

任茗睿等

[摘要] 结核性胸膜炎（TP）是引起渗出性胸腔积液最常见的病因。胸液微生物检查常常阴性。胸膜活检和胸腔镜检查的临床应用因其侵入性而受到限制。通过不懈努力已经推出了一系列无需侵入性操作就可有助诊断的胸腔积液实验室检查。本文就结核性胸膜积液（TPE）的特征进行讨论，以助诊断，重点介绍特异性生物标记试验，包括ADA、干扰素及其他新的检验方法的临床应用研究进展。

[关键词] 胸膜炎；结核性；试验检测；进展

[中图分类号] R521.7 [文献标识码] A [文章编号] 1673-9701（2014）27-0157-04

[Abstract] Tuberculous pleurity（TP） is the most important cause for exudative pleural effusions. Microbiological analyses of pleural fluid maybe negative in the most setting. Techniques， such as pleural biopsy or thoracoscopy are clinically limited by its invasion. Ongoing research has led to implementing a number of additional fluid analyses that may lead to a diagnosis without a need for further invasive procedures. In this review， we discuss the characteristics of TPE that may assist in this important diagnosis， and we highlight the benefits of specific biomarker analyses including adenosine deaminase， interferon and some novel tests.

[Key words] Pleuritis；Tuberculosis；Laboratory testings；Advances

胸腔积液是最常见的肺外结核表现。在结核流行国家，约25%肺结核患者可能并发结核性胸膜炎（tuberculous pleurisy，TP），而且由于HIV阳性病例增加等因素，TP发病率也有增加趋势[1-3]。结核性胸腔积液（tuberculous pleural effusion，TPE）往往是引起渗出性胸腔积液的最常见病因。胸膜结核可发生于原发型或继发型结核病，因此，并不一定会有结核分枝杆菌进入胸膜腔，胸液涂片阳性率较低；培养需时长，且阳性率也不高。胸膜活检病理检查联合结核菌培养的阳性率可进一步提高，但是假阴性率仍有15%～20%[4，5]；且系创伤性检查，临床应用受限。因此，经简单的胸腔穿刺取得胸液标本，利用灵敏可靠的实验室检查，从中尽量获得更多的诊断信息，以助TP诊断具有重要临床意义。本文就TPE实验室检查特点的研究进展作一介绍。

1 常规检查

曾经认为胸膜慢性炎症会防止间皮细胞脱落，间皮细胞>5%就不可能是TPE。而近年来的不少研究表明TPE可伴有间皮细胞增多，特别是HIV感染患者[6]。另一传统观点认为TPE的特征是胸液的淋巴细胞显著升高。而最近的研究结果显示，实际情况却是胸液淋巴细胞的比例远低于以往认为的程度[2-4，6]。如Ruan等[4]报告，382例TP患者的胸液中位淋巴细胞百分比为84% （IQR 64%～95%），其中胸水淋巴细胞比例<50%占17%。胸液结核分枝杆菌培养241/382例（63%）阳性。胸液结核菌培养阳性患者的胸液淋巴细胞平均百分比为78%，而阴性患者为92%，显示胸液淋巴细胞百分比与胸液结核菌培养阳性率呈负相关。伴有癌症和胸液乳酸脱氢酶水平升高患者的胸液结核菌培养阳性率较高，而胸液淋巴细胞百分比和胸液蛋白水平较高患者的胸液结核菌培养阳性率较低，多因素逻辑回归模型显示该4项参数是预测胸液结核菌培养结果的独立相关因素。抗酸染色涂片阳性要求标本的结核杆菌>10，000/mL，因此TPE涂阳率常<10%，但HIV患者胸液涂阳率往往>20%。胸液培养阳性要求标本至少含10～100活菌，因此培养阳性率比涂片高，为12%～70%，使用辐射分枝杆菌培养系统（BACTEC-460）可将培养时间从33天缩短为18天[2，5，7]。增加胸液培养量（100 mL）可进一步缩短培养时间[8]。

2 腺苷脱氨酶（ADA）

ADA是活性淋巴细胞、巨噬细胞和粒细胞释放的非特异性炎症标记。而ADA2同功酶由单核细胞释放，是ADA的主要成分，对TPE的特异性更高。但是其检查方法繁琐、费用高，难以推广使用。不过，一般情况下，ADA检测已经能够满足临床诊断需要[2-7]。有些研究甚至显示同时检测ADA2未能进一步提高诊断的准确性[2，4，9]。

2.1 ADA诊断阈值

按照贝叶斯定理，一项试验诸如ADA的诊断敏感性和特异性不仅取决于试验方法的本身，而且还与局部疾病的流行程度相关：即在结核高流行区，阳性预测值（PPV）升高，ADA的诊断阈值也升高；而在结核低流行区，降低ADA的诊断阈值，可保持较高的阴性预测值（NPV），ADA水平低可排除结核[2-5]。如Greco等包括31宗4 738例患者资料的荟萃分析显示，以胸液培养、组织学、痰培养和治疗反应作为TPE的诊断标准，ADA的诊断敏感性92%（56%～100%），特异性89%（55%～100%）。即使对老年患者，鉴别TPE和恶性胸液的特异性也很高（95%），但是于肺炎旁积液的鉴别结果却令人失望。而在结核病低-中度流行区，ADA的NPV高，根据低ADA可排除胸膜活检的需要；不过PPV低。相反，在结核病高流行区，ADA的PPV高达99%。由于ADA诊断TPE的敏感性和特异性与研究对象相关，采用的诊断阈值颇不一致，国外标准多在≥（35～71） U/L，而我国一些研究报告的最佳诊断临界值仅26.55 U/L，认为胸液ADA≥24 U/L即具诊断价值。不过，也有人观察到在结核病高、中、低不同流行时期，以胸液ADA>40 U/L（ADA40）或ADA联合胸液淋巴细胞比例>50%（LP50）诊断TPE的敏感性、特异性，PPV和NPV分别为89%、92.7%、69.2%和97.9%；ADA40联合LP50的特异性和PPV可分别提高至98.3%和90.0%，而敏感性（86.3%）和NPV（97.5%）几未降低。认为在年龄<40岁的患者中，在结核病不同流行区域，根据胸液ADA≥40 U/L即可拟诊TPE[10]。endprint

2.2 影响ADA水平的因素

2.2.1 疾病因素 约1/3肺炎旁积液和70%脓胸也伴有ADA升高，但多数情况下根据临床症状和胸液特点容易进行鉴别。遇ADA严重升高时，应警惕其他病因如脓胸或淋巴瘤的可能。为此，日本崇等[11]建议测定胸液K+水平以鉴别肺炎旁积液和TPE。若胸液K+水平>5.0 mEq/L，胸液ADA高水平不再具有提示存在TPE的意义。并强调重复检测胸液ADA均无升高，则TPE的可能性极小。另一方面，当胸液细胞分类以中性粒细胞为主又伴有ADA升高，若无上述肺炎或脓胸表现，也不可轻易放弃TPE诊断，此时很有可能TPE尚处于疾病早期[5，9，11]。Bielsa等报告胸液中性粒细胞为主的TPE（PMNL）具有痰、胸液和实体标本结核菌分离阳性率较高的特点，而且胸液ADA水平也往往比以淋巴细胞为主的TPE高，二者分别为80U和162 U/L；其中>50%患者胸液复查转变为以淋巴细胞为主[12]。

研究证明ADA生成与胸液存在活性T淋巴细胞和单核细胞相关。众多研究观察到ADA诊断TPE的意义与胸液淋巴细胞比例有关。当伴有艾滋病或其他免疫缺陷性疾病时可导致血CD4细胞减少，推测ADA的合成也会降低，并因此影响利用胸液ADA水平诊断TPE的意义[5，7]。Baba等[13]就胸液ADA在伴有CD4减少的艾滋病患者中诊断TPE的意义进行研究，以ADA>30 U/L诊断TPE的敏感性、特异性，PPV和NPV分别为94%、95%、97%和90%。血CD4细胞<50/mL和>50/mL患者的胸液CD4细胞计数>分别为29/mL和153/mL（P<0.05）；而相应的胸液平均ADA分别为76 U/L和72 U/L（P>0.5）。即ADA水平与CD4细胞计数无相关（r=20.120，P=0.369），说明在结核高流行区遇CD4计数降低的艾滋病患者，ADA诊断TPE的意义并未受影响。

2.2.2 年龄因素 Tay等[14]发现胸液ADA水平与年龄负相关。研究表明，平均胸液ADA水平TPE组（100±35） IU/L显著大于非TPE组（30±37） IU/L。胸液ADA水平与年龄、胸液蛋白、乳酸脱氢酶和胸液淋巴细胞绝对计数水平相关（r=0.621）。年龄≤55岁组ADAROC曲线下面积 （AUC） 诊断TPE值为0.887，ADA72 IU/L诊断敏感性为95.1%、特异性87.5%、PPV95.1%、NPV87.5%。而年龄>55岁组ADA26IU/L的AUC为0.959、敏感性94.7%、特异性80.4%、PPV为62%、NPV为97.8%。因此，利用ADA诊断TPE应该考虑年龄因素对ADA水平的影响。

3 细胞因子

在用于诊断TPE的各种细胞因子中，以干扰素（IFN-γ）释放试验的相关研究最多。IFN-γ主要由TH1细胞产生，结核性胸液中的淋巴细胞受结核菌细胞壁蛋白刺激产生IFN-γ，后者激活吞噬细胞并增强对细菌细胞的杀伤力，在局部抗分枝杆菌感染的防御机制中起重要作用。TP患者外周血的IFN-γ水平很低，但胸液水平很高，而恶性胸液的主要效应细胞为TH2细胞，因此二者存在显著差异。包括782例TB患者和1 319例非TB患者的22宗资料显示IFN-γ的诊断敏感性为89%（95%CI 87%～91%），特异性97%（96%～98%）。阳性拟然比23.45，阴性拟然比0.11，比值比272.7，说明胸液IFN-γ检测阳性则结核性胸膜炎的可能性很大，阴性则可能性很小，但诊断时仍强调结合临床及其他有关检验资料。另一研究对相同标本的检测结果表明，IFN-γ诊断TPE的敏感性和特异性都优于白细胞介素（IL）-12p40、IL-18， 免疫抑制酸性蛋白或可溶性IL-2受体。某一研究的结果显示诊断准确性甚至超过了ADA。Keng等[15]的研究发现，经活检确诊的88例TPE的ADA、ADA2和IFN-γ显著升高，而时下应用广泛的结核感染T细胞斑点试验（T-SPOT）的升高并不明显。ROC曲线下面积分别为0.920、0.893、0.875和0.544。ADA≥40 IU/L 联合IFN-γ≥75 pg/mg的诊断特异性达100%，认为ADA、ADA2和IFN-γ诊断TPE都具有高敏感性和特异性，但T-spot的诊断价值差。由于IFN-γ测定不能鉴别潜伏结核和活动结核，Yu等以含41种可溶性免疫分子药盒（含白介素17种和趋化因子24种）检查潜伏结核、活动结核、TP和肺癌患者的血清和胸水标本，发现TPE的趋化因子CCL1、CCL21和IL-6水平显著升高。建议在测定IFN-γ的同时测定可溶性免疫分子，可有助于鉴别潜伏结核和活动结核，并帮助诊断TPE[16]。

目前用于诊断TPE的胸液免疫试验还有肿瘤坏死因子（TNF-α）、一氧化氮（NO）、IFN-γ诱导10 kDa蛋白（IP-10）、IL-1β、IL-6和IL-8等，但临床应用并不广泛[2-9]。

4 其他

4.1 ACE/ACE2 比例和MMP-9

近年发现局部肾素-血管紧张素系统（RAS）在组织的损伤/修复过程中起关键作用。血管紧张素Ⅱ（AngⅡ）参与肺损伤的调控，并通过基质蛋白酶（MMP）的调节作用而引起肺纤维化。多种肺疾病伴有血管紧张素转换酶（ACE）活性升高，ACE2则为血管紧张素系统的负性调节物。胸膜炎伴有MMP水平异常升高，如MMP-2和MMP-9等。Hsieh等[17]发现与胸腔漏出液比较，渗出液的ACE和ACE2活性、ACE/ACE2比例显著升高（P<0.001）。漏出液ACE和ACE2之间的活性存在相关性[（F（1，43）=36.052，r2=0.456， P<0.001）]，而此种相关性不存在于渗出液[F（1，78）=1.567， r2= 0.020， P>0.05）]。与肺炎和肺腺癌引起的胸液比较，TPE的ACE和MMP-9活性显著分别升高1.48倍（P<0.01）和1.36倍（P<0.05），MMP-9活性分别升高1.62倍（P<0.01）和1.77倍（P<0.001）。而TPE的ACE2活性显著低于渗出液以及肺炎和肺腺癌引起的胸液（P<0.05）。作者认为在渗出液的发生过程中，作为RAS的重要功能，ACE和ACE2之间的相互作用和MMP-9的调节异常具有关键作用。ACE/ACE2比例联合MMP-9活性可以作为诊断TP的生物指标。endprint

4.2 D-二聚体

胸膜病变伴有局部纤溶系统活性增高，因此TPE中的D-二聚体水平也可发生异常。一项研究显示32例TP与55例非TPE的胸液D-二聚体水平比较显著升高，分别为（1082.66±453.83）mg/L FEU和（319.98±266.78）mg/L FEU（P<0.05）。利用胸液TPE鉴别TPE和非TPE的曲线下面积为0.928（95%CI：0.878～979），诊断阈值定为622.5 mg/L，FEU的诊断TPE敏感性和特异性分别为84.38%和85.45%。因此，胸液D-二聚体水平测定可作为诊断TPE的一种简便有效的试验方法[18]。

5 综合数据积分诊断系统

由于单项试验的局限性，从而推出了利用多项试验结果的积分系统以期提高诊断准确性。Porcel等[19]设计了2种预测TPE的积分法：第1种为ADA≥40 U/L（5分）；年龄﹤35岁（2分）；体温≥37.8℃（2分）；胸液红细胞<5×109/L（1分）。第2种为年龄<35岁（2分）；体温≥37.8°C（2分）；胸液红细胞<5×109/L（1分），无恶性肿瘤史（3分）；胸液蛋白≥5g/L（1分）；胸液/血清乳酸脱氢酶比例≥2.2（1分）。第1种≥5分或第2种积分法≥6分的诊断敏感性分别为95%和97%，而用以鉴别于恶性胸液的特异性分别为94%和91%。另有人报告ADA、IFN-γ和PCR单项试验的诊断敏感性分别为88%、86%和74%，特异性分别为86%、97%和90%；联合各项指标后敏感性和特异性均有提高。不过其他研究未予证实[20]。Valdes推荐在结核高流行区，年龄<40岁的病例采用两种回归模式以助诊断TPE。模式1采用的2项参数为胸液ADA >35 U/L和胸液淋巴细胞比例>31.5%；218份胸液标本的诊断结果中假阳性和假阴性各1例。模式2不用ADA，采用3项参数：胸液淋巴细胞>31.5%，发热和咳嗽，结果假阴性8例，假阳性3例。模式1的敏感性、特异性和准确性分别为99.4%、98.1%和99%， 模式2分别为95.2%、94.3%和95%。认为这两种模式均适用于结核高流行区这一特定人群的TPE诊断；而含ADA参数的模式更优秀[20]。

6小结

TPE的诊断依然充满挑战。某些试验如新喋呤，瘦素和溶菌酶等，经过一段时期应用，因效果不尽人意已趋于淘汰[1，2，5]。ADA和IFN-γ的敏感性和特异性最好，不过仍不足以作为病原诊断。综合临床和检查数据，尤其包括了ADA，诊断TPE的效果优于任何单一参数。积分诊断系统和人工神经网络（ANN）的初步应用效果满意，但需要加以深入验证[21]。

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（收稿日期：2014-04-28）endprint