结核性胸膜炎实验室诊断进展

吴春明 综述，陈兴无审校（皖南医学院第一附属医院呼吸内科，安徽芜湖241000）

结核性胸膜炎实验室诊断进展

吴春明 综述，陈兴无△审校
（皖南医学院第一附属医院呼吸内科，安徽芜湖241000）

结核，胸膜；实验室技术和方法；胸腔积液；结核菌素试验；综述

结核病（TB）是一个全球性的健康问题，结核性胸膜炎（TBPE）是肺外结核病的常见表现形式，是胸腔积液最常见原因之一［1］。其发生机制是由于胸膜下干酪样灶破溃释放，其内容物进入胸膜腔，分枝杆菌抗原与CD4+T淋巴细胞相互作用，导致迟发型超敏反应，期间不同的细胞因子刺激巨噬细胞抗分枝杆菌活性，由此产生的毛细血管通透性增加和减少的淋巴引流引起胸腔积液。流行病学研究显示，TBPE在所有年龄组发生率相似。因此，任何年龄组单侧胸腔积液均应考虑TBPE［2］。TBPE的确诊依赖于痰、胸腔积液或胸膜活检标本发现结核杆菌，胸膜活检显示干酪样肉芽肿或胸腔积液高水平腺苷脱氨酶（ADA）或干扰素-γ（IFN-γ）诊断也可成立。现有的诊断测试有准确性不足和报告时间长且需要专门技术采集标本和解释结果等特点。胸膜组织学检查联合胸腔积液和组织分枝杆菌培养是目前最敏感的诊断方法，但仍可能出现15%～20%假阴性。此外，胸膜活检为创伤性，阳性率及并发症发生率依赖于术者技术。本文就近年来TBPE实验室诊断方面的进展作一综述。

1　胸腔积液的一般检查

细胞计数通常显示每立方毫米有核（白）细胞数在1×103～6×103个，60%～90%的病例以T淋巴细胞为主。在对214例TBPE患者的回顾性分析中，11%的病例多形核细胞占主导地位。相比淋巴细胞占优势的胸腔积液患者，以多形核白细胞（PMNLs）为主要细胞类型患者的胸腔积液中分枝杆菌培养阳性率更高（50%vs.10%）、症状持续时间较短［3］。然而，有核细胞类型随胸腔积液收集的时间而变化。初期收集的胸腔积液以中性粒细胞为主，其后以淋巴细胞占优势，表现为75%以上淋巴细胞和（或）淋巴细胞/中性粒细胞比例大于0.75。当淋巴细胞/中性粒细胞比例为0.75或更高时，结合ADA，诊断TBPE的灵敏度、特异性、阳性预测值、阴性预测值和效率分别为88%、95%、95%、88%和92%。其他类型的细胞在TBPE少见，嗜酸性粒细胞罕见，除非伴有气胸或血胸。

2　病原学诊断

TBPE传统病原菌检查是胸腔积液涂片查找抗酸杆菌和培养抗酸杆菌。普通涂片查找抗酸杆菌简单、快速、敏感性低。且需细菌浓度大于1 000mL，阳性率小于10%。而抗酸杆菌培养法有传统培养法及快速培养法，传统培养法中以经典的罗氏培养基（L-J培养基）临床用得最多。L-J培养基主要用于分枝杆菌分离培养、菌型鉴定和药敏试验。细菌培养最少需10～100个活菌，该方法敏感性高于细菌涂片染色法，胸腔积液细菌培养阳性率小于30%［4］。该方法虽然操作简单、经济，易于推广，但存在周期长、阳性率低、不易标准化等缺点。故BD公司于1996年研制出荧光增强BACTECMGITTM960全自动快速分枝杆菌培养鉴定药敏系统，该系统检测分枝杆菌快速、安全，无放射性污染，但存在仪器及培养皿昂贵的缺点。

2.1痰自然痰分枝杆菌培养阳性率低（0%～30%），依赖于是否有肺实质病变。但痰收集的方法至关重要。由于TBPE患者很少产生自然痰，目前提出常规收集诱导痰诊断TBPE。Conde等［5］报告单个诱导痰标本结核菌培养率可达52%，即使胸部X线片检查正常患者，诱导痰培养的收益率接近55%。因此，对疑似TBPE患者，即使没有明显的肺实质累及，获得诱导痰仍然重要。

2.2胸腔积液除人类免疫缺陷病毒（HIV）感染者和结核性脓胸外，显微镜下胸腔积液抗酸杆菌阳性TBPE病例不到5%，胸腔积液分枝杆菌培养灵敏度也低（24% ～58%），而且获得结果周期长。

3　结核菌素试验

结核菌素试验已广泛应用于检查结核分枝杆菌感染，而非检出结核菌。结核菌素试验对儿童、少年和青年TB的诊断有参考意义。由于许多国家和地区广泛推行卡介苗接种，结核菌素试验阳性不能区分是结核分枝杆菌自然感染还是卡介苗接种的免疫反应。因此，在卡介苗接种地区，结核菌素试验使结核分枝杆菌感染的检出受到很多限制。结核分枝杆菌感染后需4～8周才有充分的变态反应，在此之前，结核菌素试验可呈阴性；营养不良、HIV感染、麻疹、水痘、癌症、严重细菌感染包括重症TB，如粟粒性TB和结核性脑膜炎等，结核菌素试验多为阴性和弱阳性。

4　分子生物学技术

4.1核酸扩增试验（NAATs）一项针对HIV阴性患者的荟萃分析发现，NAATs诊断TB的灵敏度相对较低（62%），但特异性高（98%）。从20项研究评估利用胸腔积液NAATs数据的汇总分析得出的结论是，NAATs表现出相当高的特异性（91%～97%），但灵敏度（62%～76.5%）普遍较差、易变。因此，阴性预测值低。低灵敏度主要是由于核酸提取技术、胸腔积液存在抑制剂及疾病少菌性质的结果［6］。

4.2XpertMTB/RIF试验全自动实时定量半巢式PCR XpertMTB/RIF测定能够在2 h内检测结核分枝杆菌并提供有关利福平敏感性信息，对TB的快速诊断显示出巨大潜力，平均灵敏度和特异性分别为90.4%和98.4%；其提高了肺结核涂片阴性患者的快速诊断（敏感性为68%）［7］，WHO批准该法作为涂片阳性和阴性呼吸道样本的一种快速检测方法，但是，有关Xpert对胸腔积液诊断效率的数据很少。最近，在HIV/TB高发地区进行了Xpert试验，XpertMTB/RIF敏感性和特异性分别为28.7%和96.6%，而相应的阳性和阴性预测值分别为96.1%和31.1%［8］。总的来说，XpertMTB/RIF对胸腔积液灵敏度较低（15%～44%），准确度有限。此外，近来应用XpertMTB/RIF检测胸膜组织样本发现，Xpert未能检测出任何已确定的TB病例［9］。总之，胸腔积液Xpert MTB/RIF试验不能准确诊断胸膜结核，不推荐用作疑似胸膜结核患者的初始评价试验。

5　胸腔积液生物标志物

随着现代分子生物学和免疫学研究不断取得进展，多种生物学指标被用于辅助诊断TBPE，其中ADA、IFN-γ、白介素（IL）、淋巴细胞亚群等被广泛使用。ADA 和IFN-γ为诊断TBPE的2个最可靠的生物标记物。

5.1ADA ADA是一种分布广泛的酶，催化腺苷转化为肌苷和脱氧腺苷为脱氧肌苷，在T淋巴细胞增殖和分化中发挥重要作用。一项纳入63项研究、8 000例胸膜炎（PE）（其中2 796例为TBPE）患者的荟萃分析显示，敏感性、特异性、阳性和阴性概率比（PPR和NPR）、相对危险度比值分别为92%、90%、9、0.10、110［10］。由于检测方法多样，结果和截断值可比性差，而其他因素如患者的免疫状况、种族、地区TB流行情况也可影响ADA水平和结果判断。因此，应在各地和（或）至少相似人口特征使用相同检测方法的基础上确定截断值。最广泛接受的胸腔积液ADA截断值是40 U/L。ADA水平越高，TBPE的可能性越大，而反复胸腔穿刺持续低水平ADA，则TBPE可能性很小。综合目前多项研究，临床实践过程中可以根据ADA水平及患者临床情况采取相应的处理措施：如果胸腔积液ADA超过70U/L，基本可确定TBPE的诊断，可启动抗结核治疗；如果胸腔积液ADA介于40～70U/L，可初步诊断TBPE。在此情况下，如果患者临床表现不符合典型的TBPE，应进一步考虑诊断程序，如针吸活检或胸腔镜。如果胸腔积液ADA水平低于40U/L，TBPE的可能性较小，不必开展TBPE的进一步诊断程序。然而，如果患者有TBPE的典型临床表现，可行胸膜穿刺活检或胸腔镜进一步评估TBPE的可能性。

解释ADA结果还应考虑假阴性和假阳性的问题。在疾病早期胸腔积液中ADA水平低，可产生假阴性结果，但重复胸腔穿刺ADA水平升高。老年患者和（或）吸烟者胸腔积液ADA水平也可能较低。免疫缺陷患者ADA可能是TBPE较不敏感的标记。然而，有研究表明，ADA为HIV阳性患者和肾移植受者TBPE的一个可靠标志［11］。有些非TBPE也可呈现假阳性结果。主要包括肺炎旁积液和脓胸。大约1/3肺炎旁积液、2/3脓胸ADA水平高于40 U/L。恶性肿瘤（如支气管肺泡癌、间皮瘤和血液系统恶性肿瘤）、感染性疾病（如支原体和肺炎衣原体肺炎、鹦鹉热、肺吸虫、传染性单核细胞增多症、布鲁菌病、地中海热、组织胞浆菌病、球孢子菌病）和结缔组织疾病（如类风湿关节炎、系统性红斑狼疮）胸腔积液中ADA水平也高。

有2种方法可增加ADA试验的特异性［12］。第1种是检测ADA同工酶ADA1和ADA2，前者见于所有细胞，后者主要由单核细胞、巨噬细胞产生，当这些细胞被活微生物刺激时增高。TBPE胸腔积液中ADA2增加，而ADA1在其他细菌性脓胸中增加。2项研究显示，测定ADA同工酶分别将TBPE诊断的特异性从91.0%、92.1%增加至96.0%、98.6%。但由于检测费用高，其使用迄今仅限于研究阶段。第2种方法是结合ADA与其他临床和实验室数据综合判断。

5.2IFN-γIFN-γ是CD4+T淋巴细胞释放的一种细胞因子，应用IFN-γ作为TBPE标记的概念是基于该细胞因子在结核分枝杆菌感染免疫应答中的重要作用。通过市售酶联免疫测定试剂盒测量未刺激的胸腔积液中IFN-γ浓度被认为是诊断TBPE的一种可靠诊断工具。IFN-γ比IL-12p40、IL-18、免疫抑制酸性蛋白或可溶性IL-2受体诊断TBPE更敏感和特异。一项汇集22项研究的荟萃分析表明，平均敏感性和特异性分别为89% 和97%［13］，IFN-γ的准确度也优于ADA。比较TB高发地区人群IFN-γ和ADA水平显示，IFN-γ较ADA敏感性更高（IFN-γ临界值：107.7 pg/mL）［14］。因此，在TB流行地区，IFN-γ与ADA可具有类似的潜在效用。但是，IFN-γ测量相对昂贵，即使在高患病地区特异性也相对较低，而且没有公认的截断值。类似于ADA，血液系统恶性肿瘤和脓胸胸腔积液IFN-γ水平也增加。IFN-γ释放试验（IGRAs）主要用于检测潜伏性TB，可能有助于TBPE的诊断，李津等［15］报道，通过IGRAs检测胸腔积液诊断TBPE的敏感性为90.1%，特异性为88.0%。在一项包括7项研究、366例患者（其中TBPE 213例）的荟萃分析中，胸膜IGRAs诊断结核的敏感性和特异性分别为75%和82%［16］。但根据目前情况，不建议IGRAs作为TBPE的诊断依据。

5.3其他生物标志物可能辅助诊断TBPE的标志物包括透明质酸、新蝶呤、瘦素、溶菌酶、纤维连接蛋白、IL-2、IL-27、肿瘤坏死因子-α、IL-1β、CD4+T细胞计数、补体活化和血清抗体等。但诊断的准确性大多有限。这些标志物均不优于胸腔积液ADA或IFN-γ。最近，评估尿脂阿拉伯甘露聚糖ELISA诊断HIV感染痰菌阴性TB患者的价值，也可能对诊断TBPE有用［17］。

6　胸膜组织活检

胸膜组织活检和培养是TBPE诊断的金标准，可通过闭式胸膜活检、胸腔镜或手术活检获得胸膜组织。肉芽肿见于50%～97%的病例［18］，但10%～20%的病例仍可能出现假阴性。虽然肉芽肿胸膜炎可发生在其他疾病（包括真菌病、结节病、土拉菌病和类风湿性胸膜炎），95%以上是由结核引起的肉芽肿。

6.1经皮胸膜活检术该活检术是确定胸腔积液的病因重要手段之一。Michaud等［19］报道，79%的TBPE病例能通过闭式胸膜活检得到诊断。常规胸膜活检术不能直视下进行胸膜活检，而借助于超声、CT引导胸膜活检成功率高。Koegelenberg等［20］综合文献后认为，影像学引导下胸膜活检是一种更安全、经济的诊断手段，避免了常规胸膜活检术的盲目性，具有操作简单、创伤小、花费低、危险度低、并发症少，具有很高的推广价值。

6.2内科胸腔镜下胸膜活检术胸腔镜检查及治疗对TBPE的诊治具有以下优势：可以直接观察胸腔内的胸膜、肺组织、纵隔、膈肌等病变，可以对胸腔内病变取活检。Agarwal等［21］对内科胸腔镜检查进行系统回顾和荟萃分析结果显示，内科胸腔镜检查对未确诊的渗出性胸腔积液是一种安全有效的诊断方法。Sakuraba等［22］对138例胸腔积液患者行内科胸腔镜检查，总诊断率为97.1%（134/138），TBPE确诊率为93.8%（30/32）。内科胸腔镜不仅可以诊断，而且可以抽吸胸腔积液、消除粘连带、改善呼吸、防止胸膜增厚粘连，促进肺复张。内科胸腔镜具有安全、有效、损伤小、患者易接受等优点。

6.3支气管镜代替内科胸腔镜内科胸腔镜对TBPE的诊断率高，但存在费用较高、技术要求高、基层医院不易开展等缺点，故支气管镜代替内科胸腔镜检查胸膜疾病仍是一种可选的检查方法。电子支气管镜代替内科胸腔镜检查时由于可对胸膜进行较全面的探查，不仅能直接窥视病灶，发现微小病灶，还能多部位直视活检，避开大血管，清除糜烂坏死组织，明显提高胸膜疾病诊断的阳性率。支气管镜代替内科胸腔镜检查费用低、创伤小、视野清晰、确诊率高，操作安全、简单，可以在临床中推广使用。

7　多项指标综合或评分系统

由于单项指标的局限性，基于多项测试结果的组合或评分系统已被开发。联合检测特别是包括ADA的测试组合，似乎比任何单一指标更好［23］。综合升高的ADA和胸腔积液淋巴细胞/中性粒细胞比例大于0.75，比单纯ADA升高特异性更高。包含简单的临床（年龄、发热）和实验室数据（胸腔积液ADA）的决策与分析，允许高精度鉴别结核性和恶性胸腔积液。Porcel等［24］利用简单的临床和胸腔积液数据设立一种评分系统，可区分结核性和恶性胸腔积液。基于是否测定ADA活性开发了2种模型，第1种模型，4个变量预测结核性病因：ADA ≥40 U/L（5分）、年龄小于35岁（2分）、体温大于或等于37.8℃（2分）及胸腔积液红细胞计数小于5×109L-1（1分）；在第2种模型中，预测TB通过：年龄小于35岁（2分）、体温大于或等于37.8℃（2分）、胸腔积液红细胞计数小于5×109L-1加没有恶性肿瘤史（3分），胸腔积液蛋白大于或等于50 g/L（1分）和胸腔积液/血清乳酸脱氢酶比值大于或等于2.2（1分）。在模型1中累加分数大于或等于5分、模型2≥6分，鉴别结核性和恶性胸腔积液的灵敏度分别为95%和97%，特异性分别为94%和91%。

其他根据预测概率提出的诊断实用方法如：有核细胞计数以淋巴细胞为主、ADA＞40 U/L，且为TB高发地区，可开始抗结核治疗。但在低流行人群，需要行胸膜活检进一步确认。TB高发地区和资源受限地区重复超声引导胸膜活检是必要的［25］。一种影像辅助的再次胸腔穿刺联合影像辅助的胸膜活检可替代胸腔镜。

8　小结

随着科学技术的发展，对TBPE的诊断有了更多的选择，但对TBPE的诊断仍然是一个挑战。在胸腔积液生物标志物中，ADA和IFN-γ具有最佳的灵敏度和特异性，但它们是胸膜腔炎症过程的生物标志物，不能证实病原学。NAATs和XpertMTB/RIF提高了TBPE的诊断率，但需要进一步发展、提高灵敏度。多指标综合似乎比任何单一指标更好，特别是包括ADA的组合，但只有少数研究评估评分系统。确定最佳、最实用的（也是最简单）的综合或评分系统是必要的。

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（2015-12-24）