结核性胸腔积液诊断研究进展

褚 尧，余 勤

(兰州大学第一医院呼吸内科，兰州 730000)

结核发病率和死亡率尽管以每年2%和3%速度下降，但仍是全球十大死因之一和发展中国家负担沉重的疾病。2018年世界卫生组织关于结核报告指出，2017年全球新发结核病例约1 040万例，发展中国家约占87%[1]。其中中国约有88.9万例结核患者，死亡人数约3.7万例[1]。随着多耐药结核病例及获得性免疫缺陷综合征患者的增多，结核病发病率和死亡率居高不下，给我国的结核防治工作带来了严峻的挑战。结核性胸腔积液(tuberculous pleural effusion,TPE)由结核分枝杆菌直接侵犯胸膜或者体内结核病灶复发间接导致，部分患者胸部影像学并没有发现明显的结核病灶，是结核最常见的肺外表现[2]。有资料显示，我国住院胸腔积液患者中约40%为TPE[3]。TPE的典型症状包括刺激性干咳、发热、胸膜炎样疼痛等。临床研究发现，在结核好发地区，TPE好发于青年男性，男女比例大致为2∶1。在发达国家，TPE常见于老年患者，美国一项流行病学研究报告提出，TPE的平均发病年龄大约56岁；相比之下，在我国等结核高流行病区，TPE的平均发病年龄大约34岁[4]。随着人口老龄化的增快，近年来的临床观察发现老年TPE发病率逐年增高[5]。老年患者由于机体免疫力降低，常合并多种疾病，结核中毒症状并不明显，常表现为气短及消瘦，结核相关免疫学检测阳性率低，增加了诊断难度，极易发生漏诊和误诊[5]。临床上对于疑似TPE的患者，需做到早期诊断和治疗，以免延误病情，形成包裹性胸腔积液，病情进一步进展可出现结核性脓胸、脓气胸、胸膜粘连增厚甚至胸膜塌陷，增加治疗难度，影响预后[4]。经痰液抗酸菌镜检、胸腔积液培养结核杆菌及胸膜病理活检提示典型上皮样肉芽肿和(或)干酪样坏死可诊断TPE。近年来，实验室诊断技术的发展使TPE的诊断率提高，但仍有约20%的TPE患者无法明确病因[6]。现就TPE诊断研究进展从痰涂片镜检、胸腔积液结核杆菌培养、胸腔积液细胞学、胸膜活检和胸腔镜、细胞免疫学及分子生物学方面进行综述。

1 痰涂片镜检和胸腔积液结核分枝杆菌培养

痰涂片镜检的主要局限性是缺乏敏感性，且差异很大(灵敏度为20%～80%)，尤其在儿童、TPE、人类免疫缺陷病毒感染患者中较差[7]。何启军等[8]临床研究发现，222例肺结核患者中痰涂片抗酸菌镜检仅有36例阳性(16.2%)。可能与TPE患者无痰或者痰液较少、部分患者痰液采集不规范有关。

一项涉及84例TPE患者痰涂片抗酸菌镜检及培养的诊断率的前瞻性研究发现，TPE患者痰涂片镜检阳性率仅为12%，痰培养阳性率仅52%[9]。痰结核分枝杆菌的培养被作为是结核病诊断的“金标准”，敏感性高于镜检法，但培养周期较长(2～8周)，不利于诊断和治疗，增加了预后不良的风险。胸腔积液的细菌培养对于结核分枝结核菌要求至少1 000个/mL，TPE结核菌含量少，细菌培养的敏感性较低，灵敏度在10%～15%[4,10]。有资料显示，未发展成为结核性脓胸的患者胸腔积液结核分枝杆菌抗酸染色几乎都为阴性，只有30%～45%的患者胸腔积液培养为阳性[3]。有学者认为，对于病因不明的疑似TPE患者，联合应用痰液和胸腔积液结核杆菌培养是TPE诊断的一种合理的初诊方法，联合诊断率达79%[10]。

2 胸腔积液细胞学检查

胸腔积液细胞学检查对于胸腔积液的性质和病因诊断具有重要意义。胸膜干酪样坏死病灶破裂进入胸膜腔，与结核分枝杆菌发生迟发性超敏反应是TPE的另一重要发病机制[4-5]。

2.1腺苷脱氨酶(adenosine deaminase，ADA) TPE是以淋巴细胞渗出为主的渗出液，此过程中会释放ADA。ADA是前T淋巴细胞分化为淋巴细胞中不可或缺的一种核苷酸氨基水解酶。胸腔积液中ADA水平的测定是诊断TPE一种快速、廉价的方法。一篇关于胸腔积液中ADA诊断TPE价值的Meta分析表明，胸腔积液ADA在临床TPE的诊断中有较高的敏感性和特异性，胸腔积液ADA可作为诊断TPE的辅助指标，但对ADA的临界值的界定存在争议，且在TPE中广泛应用可能会导致疾病的异质性[11]。有学者指出ADA的试剂选择、检验方法、研究人群及临界值的取值方法的差异均可能是异质性的影响因素[11]。而且在早期TPE病例中，胸腔积液细胞学主要表现为中性粒细胞增多，ADA并不升高，不利于病情诊断[12]。ADA因是淋巴细胞受刺激后释放的产物，所有能够激活淋巴细胞的疾病均可导致ADA的升高。有临床回顾性研究发现，仅靠胸腔积液生化检查难以鉴别TPE和淋巴瘤性胸腔积液[13]。胸腔积液ADA异常升高在恶性肿瘤如淋巴瘤、感染性疾病(如布鲁菌病、Q热)和结缔组织疾病如类风湿关节炎中均有报道[3]。因此在结核高流行地区，ADA升高除考虑结核外，还应考虑其他疾病。

2.2γ干扰素(interferon gamma，IFN-γ) IFN-γ是T淋巴细胞受到特异性抗原刺激后释放的一种对于TPE局部有防御作用的细胞因子。临床研究发现，TPE中IFN-γ水平明显高于非TPE，且胸腔积液中IFN-γ明显高于外周血[14]。临床研究和Meta研究均说明IFN-γ在TPE中有较高的诊断价值，但对于IFN-γ的最佳临界值仍存在争议[14-16]。刘慧梅等[14]的Meta分析纳入27项研究、涉及2 072 例患者，结果显示IFN-γ的最佳临界值为408 pg/mL，此临界值下诊断TPE的灵敏度为81.6%，特异度为88.4%；而黄娜和李万成[15]关于92例患者的临床研究结果发现，IFN-γ的最佳临界值为146.59 pg/mL，灵敏度为84.37%，特异度为70.65%。李慧敏等[16]的Meta分析认为产生的异质性可能是纳入研究的试验方法不一致、实验室检验不规范造成的，加强实验室的管理可能会减少异质性的发生。

2.3其他细胞学检查 在肿瘤坏死因子、血管内皮生长因子、C反应蛋白等非特异性炎症细胞因子中，TPE诊断的价值最高的为白细胞介素-27。关于胸腔积液中白细胞介素-27在TPE中的诊断价值的前瞻性研究和Meta分析表明，白细胞介素-27在TPE中明显升高，可作为鉴别TPE的重要细胞因子，灵敏度(93%～96%)和特异度(97%～99.1%)均较高，与ADA、IFN-γ的诊断效果相当[17-18]，李芳等[19]的临床研究也得出了相近的结果。与ADA相似，同样存在研究的异质性和诊断的最佳截断值等问题，非TPE特异性指标不能提供明确的病因学诊断，还需进一步研究来证实。

3 胸膜活检和内科胸腔镜

胸膜活检病理提示，上皮样坏死和(或)干酪样坏死是TPE的诊断金标准。近年来，随着介入技术的发展，CT或超声引导下胸膜活检成为比盲穿胸膜活检针对性更好的方法，但胸膜活检的病理诊断阳性率也只有50%[20-21]，且发生出血、气胸等并发症的风险较高(34.3%～38.2%)，患者往往需要多次重复活检，如果胸膜病变处于4期，则病检部位难以钳取，造成诊断困难，增加患者痛苦[21]。

内科胸腔镜在不明病因的胸腔积液的诊断中具有重要的临床价值，是一种安全、有效、诊断率高的诊疗手段，相比于外科胸腔镜，具有创伤更小、费用更低、并发症少等优点[22-23]。一项长达9年的回顾性研究发现，几乎所有的TPE患者(99.1%)均可以通过内科胸腔镜诊断，最常见的并发症为术后疼痛(43.2%)，其他并发症包括轻微出血、发热等，未见明显的严重并发症和死亡病例[23]。

内科胸腔镜诊断TPE存在以下问题：①若患者病程迁延，治疗不及时，胸腔积液呈多房包裹性脓胸，无胸膜空间，胸膜病变处于4期，胸膜增厚，胸腔镜检查存在一定的难度[24]；②患病不超过1个月患者，胸腔镜检查以弥漫性充血多见，并未表现出典型的结核病理表现，梅早仙等[25]认为与发病时间、取材部位有关；③80岁以上的高龄患者往往合并多种疾病，胸腔镜检查操作时可能会引起恶性心律失常、急性血栓栓塞疾病(如脑梗死、心肌梗死)、复张性肺水肿、切口延迟愈合甚至无法愈合等问题，在对此类患者行胸腔镜时需谨慎评估[26]；④患者存在无胸膜空间、晚期脓胸、不明原因胸膜增厚等绝对禁忌证以及不能耐受侧卧位、难以纠正的低氧血症、凝血功能较差、肺动脉高压、顽固性咳嗽、麻醉药过敏、全身状况较差等相对禁忌证，无法行胸腔镜手术[27]。

4 分子生物学检查

Xpert Mtb/RIF检测技术是一种结核分枝杆菌特异的实时聚合酶链反应，是集标本处理、聚合酶链式反应、利福平耐药基因检测为一体的全自动快速检测方法，可以快速、准确地诊断肺结核，灵敏度和特异度分别为89%和99%[28]。但是对于肺外结核，敏感性则与部位相关。其中淋巴和脑脊液敏感性最高，胸腔积液中的敏感性较差，可能与胸腔积液中细菌含量较少有关。有关Xpert MTB/RIF在TPE中诊断价值的Meta研究发现，Xpert MTB/RIF诊断TPE的灵敏度为46.4%～51.4%，加上费用昂贵，还不能广泛应用，对TPE的诊断价值尚需进一步研究证实[29-30]。

环介导等温扩增技术是一种手工核酸扩增技术，该技术对检验设备和操作技术要求并不高，通过肉眼即可观察扩增产物，因此检测时间更短，特异度也有所提高。陈涛等[31]报道，环介导等温扩增技术法检出痰中结核杆菌的阳性率与痰培养相似，与痰涂片抗酸菌镜检相比，环介导等温扩增法的灵敏度、阳性率和特异度均较高，灵敏度达到89.1%，阳性率达到85.4%；而在TPE中，灵敏度只有75.8%，阳性率只有 61.7%[32-33]。环介导等温扩增尽管具有高效的特点，在结核诊断方面具有很大优势，但因对引物长度、特异性设计要求较高，对于非特异性扩增的结果难以鉴别，容易出现假阳性等，在临床中难以广泛应用，在肺外结核中的诊断价值尚需进一步评估[34]。

5 免疫学检查

结核病免疫学诊断主要包括血清结核抗体检测、外周血γ干扰素释放试验(interferon gamma release assays，IGRAs)。结核分枝杆菌通过在人体内释放多种蛋白质代谢产物刺激机体血清中产生结核抗体，主要包括IgG、IgM、IgA、IgE等。结核抗体阳性可间接提示体内存在结核杆菌感染病灶，从而有助于结核病的诊断，尤其在菌阴性结核具有重要临床意义。结核抗体不但特异性和敏感性较高，而且具有操作简便、检测迅速等优点。结核抗体不但特异度和灵敏度较高，而且具有操作简便、检测迅速等优点。在临床工作中发现，血清结核抗体出现大量假阳性或假阴性，患者容易被漏诊和误诊，且敏感性和特异性均未达到理论水平，2011年WTO《关于活动性结核检测手段的建议》中也不建议将血清学结核抗体作为常规检测方法[35]。

同样，结核抗体在TPE中的诊断价值也存在争议。周正华和刘锦宏[36]对165例患者的临床研究提出，TPE结核抗体的灵敏度为70.3%，特异度为95.7%，血清结核抗体的灵敏度为79.7%，特异度为93.6%。而钟红剑等[37]对1 158例患者的研究表明，肺结核继发性胸腔积液患者血清结核抗体阳性率为22.88%，而单纯TPE患者结核抗体阳性率仅为12%，说明结核抗体检测TPE的意义有限。钟红剑等[37]认为TPE患者血清结核抗体阳性率低可能与下列原因有关：①结核抗体阳性率与机体抵抗力相关，抵抗力弱的患者血清学检查可能为阴性；②结核抗体的抗原存在多种亚型，并且在疾病的不同阶段抗原也有所不同，早期主要是以IgM为主，中晚期以IgG为主；③检测试剂抗原的质量、检测手段、仪器的敏感性和操作等方面的影响；④机体内可能形成抗原抗体复合物。因此，关于血清结核抗体在TPE中应用的临床价值需要进一步研究[37]。

IGRAs的作用机制是当人体感染结核杆菌时，机体会生成T淋巴细胞，当被结核杆菌特异抗原再次刺激时，记忆细胞可迅速增殖成为效应T淋巴细胞，从而分泌IFN-γ和细胞因子，通过计数荧光标记释放的T淋巴细胞个数反映机体结核杆菌感染状态，具有特异性和准确性高、检测速度快的特点。IGRAs主要分为两种，一种是外周血结核感染T细胞检测方法，另一种是全血酶联免疫吸附试验，两种检测方法原理相同，检测技术和操作程序略有不同。目前对于IGRAs争议主要存在3点：①对于TPE是否有临床诊断价值；②选用哪种检测方法；③应检测胸腔积液还是外周血。

马清光等[38]和李慧敏等[39]的Meta研究得出：外周血和胸腔积液的IGRAs对于TPE均有较高的诊断价值，外周血IGRAs的灵敏度和特异度分别为86.5%、78.2%，胸腔积液IGRAs的灵敏度和特异度分别为85%、85%，但研究均存在较大的异质性。而另外一项Meta分析却提出相反的结论：无论血清中还是胸腔积液中IGRAs在TPE中诊断效能均有所下降，外周血IGRAs灵敏度和特异度分别为80%、75%， 胸腔积液IGRAs灵敏度和特异度为72%、82%，并且还有20%、25%的误诊率和漏诊率[40]。多因素Logistic回归分析发现，年龄、吸烟、饮酒、病程长短、外周血单核细胞计数等可影响IGRAs，年龄是假阴性的独立危险因素，年龄越大，出现假阴性的风险越高[41]。

有学者认为相比于外周血IGRAs，胸腔积液的灵敏度和特异度更高，IGRAs检出率更高，临床中应推广对胸腔积液行IGRAs[42]。也有学者认为外周血结核感染T细胞检测效果比全血酶联免疫吸附试验更好，更适用于TPE的诊断[43]。IGRAs技术要求高、程序复杂、价格昂贵，因此需要增大样本量，进一步进行前瞻性研究。

6 小 结

痰涂片抗酸菌镜检、胸腔积液结核分枝杆菌培养阳性率低，ADA、IFN-γ等不能证明存在结核分枝杆菌感染，广泛的应用可能会导致疾病的异质性，分子生物和细胞免疫学需进一步研究，内科胸腔镜存在技术和条件限制。可见，TPE的诊断仍然存在许多困难，单一的检测方法已不能满足TPE诊断的需要，临床上需联合多种诊疗措施。总之，目前TPE的诊断水平需进一步提高，更需要进一步研究新的实验技术和手段。