县级运送痰标本到地市开展基因芯片耐药检测的成本分析

刘保华 逄宇 张治英 欧喜超 夏辉 李强 董海燕 屈燕 赵雁林



·论著·

县级运送痰标本到地市开展基因芯片耐药检测的成本分析

刘保华 逄宇 张治英 欧喜超 夏辉 李强 董海燕 屈燕 赵雁林

目的 分析区县级结核病防治机构(简称“结防机构”)运送痰标本到地市开展基因芯片耐药检测的成本，为完善耐多药结核病患者发现策略提供数据基础。方法 选取中国不同地区3个具有代表性的项目点，包括江苏连云港，河南开封和重庆永川，收集2011年1月至2012年2月期间数据，采用简单法，根据运送次数、单次运输成本及运输标本数计算单位患者标本运输成本；采用简单法和时间-观察法对3个项目地区基因芯片检测成本进行分析。结果 自2011年1月至2012年2月，连云港、开封和永川三地单位患者运输成本分别为72.47元、84.67元和117.00元，其中运输成本与单次运输患者例数相关，其中单次运输患者例数较少的永川(1.71例/次，552/323)单位患者运输成本最高，而单次运输患者较多的连云港(2.76例/次，712/258)单位患者运输成本最低。此外，完成基因芯片检测的单位成本为141.56元，其中扩增占全过程总成本的69.0%(97.63元)；其次为杂交，占总成本的11.9%(16.79元)。在各试验过程中均以试剂、耗材及管理成本所占比例较高，分别占总成本的60.2%(85.26元)、17.5%(24.78元)和12.7%(18.00元)。考虑到标本运输和基因芯片检测，完成1例患者检测的总成本约为230.84元，运输频次从每2周4次减少至每2周1次时，标本运输成本占总成本由33.5%降低为11.2%。结论 本研究表明，影响县级机构运送痰标本开展耐药结核病快速检测成本的主要因素包括单次标本运输例数和基因芯片价格。综合考虑运输成本和检测效果，运输频次为2周1次为宜。此外，标本转运开展结核病快速检测模式更适合于人口稠密的中东部地区。

结核分枝杆菌； 抗药性, 细菌； 标本制备； 痰； 运输； 寡核苷酸序列分析； 成本及成本分析

耐药结核病、尤其是耐多药结核病是全球面临的重大公共卫生问题[1]。据世界卫生组织估计，2013年全球约有30万例报告耐多药结核病患者，而中国约有5.6万例，占其中的19%，位居世界第一位[1]。耐多药结核病的诊断主要依靠传统药物敏感性试验(简称“药敏试验”)，但是由于结核分枝杆菌生长缓慢，传统药敏试验需要3个月的时间，耐多药结核病患者在传统药敏试验确诊前丢失或死亡的现象经常发生。因此，迫切需要采用快速高效的耐多药结核病诊断方法[2]。

分子生物学技术的发展为耐多药结核病的早期诊断提供了重要支撑[3]。一系列耐多药结核病快速诊断产品在我国不同层级实验室中得到了应用。特别是近几年，在中央及地方财政及全球基金等国际组织的支持下，全国众多地级实验室配备了耐多药结核病快速诊断仪器，为早期发现耐多药结核病患者并开展有效治疗提供了保障[4]。

国务院办公厅于2011年印发了《全国结核病防治规划(2011—2015年)》，其中明确了地市级实验室开展耐多药结核病诊断的重要作用[5]。但是，对于县级实验室发现的痰涂片阳性患者，如何建立积极有效的系统，将患者痰标本或患者实现有效的转运？是摆在结核病防治(简称“结防”)工作者面前的难题。2011—2012年，中国疾病预防控制中心结核病预防控制中心与比尔及梅琳达·盖茨基金会(简称“中盖项目”)合作在全国多个地市开展了综合干预项目，其中包括建立从县级到地市级结核病实验室的痰标本转运系统，以及耐多药结核病快速诊断系统[6]。本研究通过对项目实施期间县级机构运送痰标本开展耐药结核病快速检测成本数据的收集，分析区县级结防机构运送系统的可行性，为完善耐多药结核病患者发现策略提供数据基础。

资料和方法

一、痰标本运输成本估算

本研究资料来源于中盖结核病项目地区实验室。其中包括江苏省连云港市、河南省开封市和重庆市永川区。在项目实施期间(2011年1月至2012年2月)，根据项目设计，要求各项目区县实验室由专人负责，采用专用汽车运输的方式，每周2次将痰标本运送到地市级实验室。根据3个项目点从县级到地市级距离(约80 km)及人员给予补贴，1 km按照1.5元计算，人员补贴80元，每次运输补贴200元。但是考虑到实际运行情况，包括节假日、车辆、人员等因素，各项目县级机构运送频度低于2次/周，因此分别收集上述3个地市所辖14个区县(包括江苏连云港市赣榆县，东海县，灌云县和灌南县：重庆永川地区：江津区,永川区,铜梁县,大足区和荣昌县；河南省开封地区：尉氏县，通许县，杞县，开封县和兰考县)运送到地市实验室痰标本的数量及运送次数，按照以下公式计算标本运送成本：每标本运送成本=(运送次数×每次运送补贴)/运送标本数量。

二、基因芯片成本估算

如前文献报道，采用时间-观察法计算耐多药结核病快速诊断技术基因芯片的成本[7]。分别在3个地市收集实验室操作人员完成检测过程的时间成本，以及房屋、水电、试剂、耗材、仪器折损等成本，计算3个地市完成1例基因芯片检测的成本。其中成本估算各要素主要包括：(1)管理费：维持实验室正常运转的基本成本，包括水电费、办公费、清洁费、废物处理费用，以及其他与维持机构正常运转所发生的费用。(2)建筑费：实验室建设改造及维修成本。(3)设备费：仪器设备购置、维修、维护成本。(4)人员费：从事检测相关人员工资、福利、津贴成本。(5)试剂费：检测使用相关试剂成本；(6)耗材费：耗材及个人防护相关成本。

三、不同标本运送频次标本检测总成本估算

前述研究结果表明，对于分子生物学检测方法而言，标本在低温储存2周内不会影响检测效果[8]。因此，分别模拟在每周运送2次，每周运送1次，以及每2周运送1次3种情况下标本的运输和检测总成本。其中标本的运输成本按如下方式计算：上述3个地市总计有14个区县参与标本运输，包括连云港4个区县，开封5个区县和重庆市永川区5个县。全年扣除国家法定假日等，按48周每年计算。

结 果

一、 标本运输成本分析

自2011年1月至2012年2月，连云港、开封和永川各区县疾病预防控制中心分别完成258次、204次和323次标本运输，分别运送712例、718例和552例患者的标本，以单次运输成本200元/次计算(本部分费用为盖茨项目补贴)，单位患者标本运输成本分别为72.47元、84.67元和117.00元，其中运输成本与单次运输标本数相关，其中单次运输标本数较少的永川(1.71例/次,552/323)单位运输成本最高，而单次运输标本数较多的连云港(2.76例/次，712/258) 单位运输成本最低(表1)。

二、基因芯片成本分析

按照项目方案要求，对可疑涂阳患者可用1份痰标本进行基因芯片耐药结核分枝杆菌的检测，其

表1 3个项目点的患者标本从区县运输到 地市实验室的成本分析

注 “-”此处无意义

单位成本为141.56元。其中扩增占全过程总成本的69.0%(97.63元)；其次为杂交，占总成本的11.9%(16.80元)。在各试验过程中均以试剂、耗材及管理费所占比例较高，分别占总成本的60.2%(85.26元)，17.5%(24.78元)和12.7%(18.00元)。在3个项目点中，以开封的单位检测成本较低，仅127.45元；连云港最高，为153.48元。其中开封各要素的成本均较低，特别是人员费和耗材费；连云港的单位检测成本中管理费较高，而永川的人员成本明显高于其他地区(表2)。

表2 采用基因芯片进行耐药结核分枝杆菌检测的各项目点单位平均成本统计 (元)

三、单位标本运输、检测总成本

考虑到标本运输和基因芯片检测，完成1例患者检测的总成本约为230.84元.其中以开封最低，为212.12元；而永川最高，为260.71元 (表3)。由于标本运输频次对检测总成本影响较大，进一步分析了不同运送频次下完成单位标本运输、检测总成本，当每2周运输4次时，单位运输检测成本为197.61元，其中标本运输成本为56.05元，占总成本的33.5%；当每2周运输2次时，单位运输检测成本降为169.58元，其中标本运输成本为28.02元，占总成本的20.1%；当每2周运输1次时，单位运输检测成本仅为155.00元，其中标本运输成本为14.04元，占总成本的11.2% (表4)。

表3 3个项目点完成单位标本运输、检测的总成本

表4 不同的标本运送频次所需的标本运输、检测总成本

注 表中括号内数值为“构成比(%)”

讨 论

耐多药结核病是目前结核病控制中面临的最大挑战，耐多药结核病患者的早期发现对于患者的早期个体化治疗及结核病的有效控制都有重要意义[3]。而快速诊断技术的应用能够有效地缩短耐多药结核病患者的诊断时间，能够有效地解决耐药结核病诊断周期过长的不足[2]。然而，由于分子生物学技术敏感度较高，快速诊断技术、特别是耐多药结核病的快速诊断技术的应用对实验室的空间布局及硬件条件均具有较高要求，因此往往限制于在地市级以上实验室应用。本研究表明从县级实验室运输痰标本到地市级实验室完成基因芯片检测的成本约为每例230.84元，其中成本主要包括痰标本运输成本和基因芯片检测成本。其中痰标本运输成本与单次运输标本的份数密切相关，随着运输频次的降低，运输成本占总成本的比例不断降低。近期的一项研究表明，痰标本低温储存7 d对分子生物学检测产生影响，而储存>7 d的标本无法判读率显著上升，结合本研究成本分析，采取恰当的低温储藏环境，从县级到地市级开展痰标本运输以每周1次为宜[8]。

本研究中运输成本按照运送距离以估算的补贴方式来计算，但是实际运输过程包括人员费用等诸多因素未考虑在内，实际成本可能会高于200元/次。第一，单次运输成本与运输距离密切相关，运输距离越长，运输费用越高，本研究涉及的机构从县级到地市级的距离相对较近，对于我国地域广阔的西北地区或部分西南地区，实际运输成本可能会显著高于本研究；第二，本研究中未考虑人员相关费用等，包括人员劳务及补贴费用、人员的差旅费用等，因此实际费用可能显著高于本研究结果；第三，运送痰标本的费用与单次运输标本例数密切相关，部分西部地区由于人口密度低，结核病患者例数较少，根据我国2010年第五次结核病流行病学调查估算[9]，我国西部地区涂阳肺结核患病率105/10万，西部地区一个100万人口的地级市，全年涂阳患者约1000余例，考虑到通过其他机构转诊及丢失情况等，全年运送约300例患者的标本，按照每地市10个区县计算，各区县年均送标本约30份，按照1周运送1次标本，单次运送标本不到1份；因此，运送标本的成本将大幅度提高。结合本研究的发现，对于中东部地区人口密度较高的地区，采用标本运输的方式开展快速诊断方式较为可行；而对西部地区，上述方式可能导致运输和总检测成本偏高。GeneXpert是世界卫生组织推荐的结核分枝杆菌利福平耐药性的快速检测试剂盒[3]，该试剂盒具有自动化、灵敏等诸多优点，特别适用于基层实验室。考虑到西部地区运输痰标本的成本问题，在县级实验室装备GeneXpert快速检测系统可能具有一定的经济优势，但是上述试剂盒仅能开展对利福平耐药性的检测，而无法开展对异烟肼耐药性的检测，成为该技术目前的不足。

在检测总成本中基因芯片所占比例很高，其中以试剂费和耗材费所占比例最高。一方面，分子生物学检测试剂普遍成本较高，这导致分子生物检测成本较高；另一方面，分子生物学检测方法易污染，因此需要提高更换耗材等的频度以减少污染；此外，由于分子生物学检测方法需要在独立的四分区实验室进行，也需要频繁更换手套等耗材，上述原因均导致分子生物学检测耗材成本较高。欧喜超等[10]分析GeneXpert的成本发现：GeneXpert单位检测成本平均为118.62元；李强等[7]采用时间-观察法分别计算了在地市级结核病定点医院开展线性探针和传统药敏试验的成本，结果表明线性探针检测每例患者的平均成本为201.0元，略高于本研究结果；而传统药敏试验完成利福平和异烟肼两种药物耐药性检测的成本为365.8元/例，显著高于分子生物学检测成本。与之类似，逄宇等[2]对传统药敏试验的成本分析结果也表明，其328.79元/例的成本也显著高于基因芯片。上述结果暗示，快速耐药检测技术具有一定的推广前景。与传统方法相比，分子生物学诊断技术具有多种优势，一方面，它具有更短的检测时间，显著缩短了患者的发现时间；另一方面，分子生物学检测技术基于核酸的检测更符合生物安全的要求[11]。但是，价格因素也成为制约快速诊断技术应用的一个重要因素，本研究成本仅为实际发生成本，考虑到医院的实际收费，其价格将高于200元/例。此外，快速诊断方法在实验室改造和仪器购置方面的成本也高于传统方法，这也是影响快速诊断方法在基层实验室推广的限制性因素。

本研究首次评估了从县级机构运送痰标本开展耐药结核病快速检测成本，其中影响其成本的主要因素包括单次标本运输例数和基因芯片价格。综合考虑运输成本和检测效果，运输频次为每周1次为宜。此外，标本转运开展结核病快速检测的方式更适合于人口稠密的中东部地区，且基因芯片价格将是制约其在基层实验室推广使用的最重要因素之一。

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[2] Pang Y, Xia H, Zhang Z, et al. Multicenter evaluation of Genechip for detection of multidrug-resistantMycobacteriumtuberculosis. J Clin Microbiol, 2013, 51(6): 1707-1713.

[3] Small PM, Pai M. Tuberculosis diagnosis—time for a game change. N Engl J Med, 2010, 363(11): 1070-1071.

[4] 姜世闻, 张慧, 王冬梅, 等. 全球基金结核病项目对中国结核病控制的贡献.中国防痨杂志, 2014, 36 (5): 305-307

[5] 中华人民共和国国务院办公厅. 全国结核病防治规划(2011—2015年). 北京：中华人民共和国国务院办公厅，2011.

[6] 吕承菲, 孙强, 王黎霞, 等. 中国四个项目地区耐多药肺结核患者筛查率、 检出率与发现及时性的比较. 中国防痨杂志, 2013, 35(12): 955-959.

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[11] 宋媛媛, 郑惠文, 赵雁林. 我国结核病实验室诊断进展历程. 中国防痨杂志, 2014, 36(9):764-768.

(本文编辑：王然 薛爱华)

2015年《中国防痨杂志》期刊社学术活动计划

2014年，《中国防痨杂志》、《结核病与肺部健康杂志》(简称“两刊”)编委会主办和参与主办了6次专题学术会议及培训班。两刊编委会主办以组织重点号为主要目的之一的专题学术会议，不仅给结核病防治工作者提供了一个汇报新技术、展示新成果、掌握和了解国内外结核病防治方面的最新动态和进展、深入开展学术交流的舞台；而且扩大了两刊在业界的影响力和知名度，密切了读者、作者、编者之间的关系，为两刊组织了高水平的专题重点号论文。2015年，两刊将归纳总结以往办会的宝贵经验，认真落实两刊编委提出的意见和建议，计划组织如下学术活动，特此公告，欢迎广大结核病防治工作者积极参与。

1.“第二届抗结核病药物不良反应诊治新进展研讨会”暨“《中国防痨杂志》第九届编委会第一次全体会议”(换届后的第一次工作会议)。时间：待定；地点：安徽。协办单位：安徽省胸科医院、安徽省防痨协会。

2.“第三届骨关节结核临床诊断与治疗进展及其规范化专题研讨会”(已顺利召开)。

3.“第二届耐药结核病防控、诊治新进展研讨会”暨“《结核病与肺部健康杂志》第一届编委会第二次全体会议”(工作会议)。时间：2015年12月18日；地点：深圳市；联合主办单位：上海市肺科医院；协办单位：深圳市龙华新区慢性病防治中心。

各会议的征文通知请大家随时注意两刊的“征文通知”栏目。

希望广大同仁、特别是我刊编委，对上述学术会议给予高度关注，将我刊主办的学术会议办成精品会议、品牌会议，为振兴我国结核病防治事业和期刊事业而努力奋斗！

本刊编辑部

Cost analysis of molecular drug susceptibility testing by transporting the sputum samples from county to prefecture

LIUBao-hua*,PANGYu,ZHANGZhi-ying,OUXi-chao,XIAHui,LIQiang,DONGHai-yan,QUYan,ZHAOYan-lin.

*DepartmentofEquipmentandCondition,ChineseCenterforDiseaseControlandPrevention,Beijing102206,China

QUYan,Email:quyan@chinatb.org

Objective To analyze the cost and feasibility of molecular drug susceptibility testing (DST) by transporting the sputum samples from county to prefecture, and to provide basic data to improve the strategy of multi-drug resistant tuberculosis (MDR-TB) cases detection. Methods Three reprehensive pilots, including Lianyungang from Jiangsu Province, Kaifeng from Henan Province and Yongchuan from Chongqing Municipality, were selected in this study. The data from January 2011 to February 2012 were collected. The cost of sputum transportation was calculated with simple method according to the transportation times, the subsidy per transportation and the number of sputum samples transported. In addition, the cost of Genechip detection in the 3 project areas was analyzed with simple method and time-observation method. Results From January 2011 to February 2012, the costs of transporting sputum for one patient in Lianyungang, Kaifeng and Yongchuan were 72.47 Yuan, 84.67 Yuan and 117.00 Yuan, respectively. The cost was associated with the number of sputum samples transported, and the highest cost observed in Yongchuan was due to the lowest number (1.71 cases per transportation), while the lowest cost observed in Lianyungang was attributed to the highest number (2.76 cases per transportation). In addition, the cost of diagnosing a single case of MDR-TB using Genechip was 141.56 Yuan, including 97.63 Yuan (69.0%) for amplification and 16.79 Yuan (11.9%) for hybridization. Among the different operation steps, the costs for reagents, supplies and overheads accounted for 60.2% (85.26 Yuan), 17.5% (24.78 Yuan) and 12.7% (18.00 Yuan) respectively of the total cost. Taking the costs of sputum transportation and Genechip together, it took about 230.84 Yuan for a single case detection. The proportion of sputum transportation in the total cost decreased from 33.5% to 11.2% with the frequency of sample transportation decreased from 4 times to once per 2 weeks. Conclusion This study demonstrates that the number of sputum samples per transportation and the price of Genechip are the main factors influencing the overall cost. Considering the cost of sputum transportation and detection performance, the sputum samples should be transported once per 2 weeks. In addition, the model of sputum transportation for molecular detection is more suitable for the central and eastern China with dense population.

Mycobacteriumtuberculosis； Drug resistance, bacterial； Specimen handling； Sputum； Transportation； Oligonucleotide array sequence analysis； Costs and cost analysis

10.3969/j.issn.1000-6621.2015.06.008

中国卫生部与比尔及梅林达·盖茨基金会结核病防治项目(2009-04-01)

102206 北京，中国疾病预防控制中心设备条件处(刘保华、逄宇、欧喜超、夏辉、李强、屈燕、赵雁林)；美国帕斯适宜卫生组织中国办公室 (张治英、董海燕)

屈燕，Email：quyan@chinatb.org

2015-05-02)