基因芯片技术在肺结核快速诊断及分枝杆菌菌种鉴定中的应用价值

唐再庆 唐明昊 朱晓琳 刘玉琴

随着分子生物学技术的迅猛发展，分子诊断技术已成为结核病传统诊断方法的良好补充，是结核病快速诊断的主要研究方向[1]。基因芯片技术可通过检测临床标本中的分枝杆菌属DNA进行结核病诊断和分枝杆菌菌种鉴定，具有快速、准确和高通量等特点[2]。笔者比较培养法和分枝杆菌菌种鉴定基因芯片法检测结果，以评估基因芯片检测技术在肺结核快速诊断与非结核分枝杆菌(NTM)病鉴别诊断中的临床价值。

资料和方法

1.研究对象：搜集2017年1—12月在黑龙江省传染病防治院结核科就诊并连续3次痰涂片检测为阳性的1248例疑似肺结核患者为研究对象。每例患者均留取清晨痰液标本3～5 ml，对痰液标本分别进行培养和基因芯片检测。

2.仪器与试剂：BACTEC MGIT 960(简称“MGIT 960”)培养仪及其配套试剂由美国BD公司提供；基因芯片检测平台及分枝杆菌菌种鉴定试剂盒(DNA微阵列芯片法)由北京博奥晶典生物技术有限公司提供。

3.检测方法：痰标本中加2～4倍体积的2%NaOH溶液，振荡器振荡5～10 min，充分混合均匀，室温放置30 min，使痰液标本液化。吸取1 ml液化后痰液标本于1.5 ml离心管中，用于基因芯片法进行标本检测及菌种鉴定，参照试剂盒说明书进行操作。剩余样本用于MGIT 960细菌培养，参照说明书进行操作。

4.统计学处理：采用SPSS 18.0软件进行统计学分析，计数资料采用“率(%)”表示；以MGIT 960培养结果作为参照，计算基因芯片法检测分枝杆菌的效能指标，计算公式：敏感度(%)=真阳性例数/(真阳性例数+假阴性例数)×100%；特异度(%)=真阴性例数/(真阴性例数+假阳性例数)×100%；符合率(%)=(真阳性例数+真阴性例数)/(真阳性例数+假阴性例数+真阴性例数+假阳性例数)×100%；采用Kappa检验对两种方法的一致性进行评价，Kappa≥0.75时表示两者一致性较好。

结 果

1.培养法与基因芯片检测结果：1248例患者痰标本经MGIT 960培养，阳性1224例(98.08%)，阴性24例(1.92%)；基因芯片法检测阳性1212例(97.11%)，阴性36例(2.89%)。以MGIT 960培养结果作为参照，基因芯片法检测的敏感度为98.94%(1211/1224)，特异度为95.83%(23/24)，符合率为98.88%(1234/1248)，Kappa值为0.76。

2.菌种鉴定结果：1212例基因芯片法检测阳性的患者中NTM感染60例(4.95%)，结核分枝杆菌感染1152例(95.05%)。60例NTM感染者中菌种分别是胞内分枝杆菌(43.33%，26/60)、浅黄分枝杆菌(28.33%，17/60)、鸟分枝杆菌(8.33%，5/60)、堪萨斯分枝杆菌(6.67%，4/60)、龟-脓肿分枝杆菌(5.00%，3/60)和耻垢分枝杆菌(3.33%，2/60)；偶然分枝杆菌、戈登分枝杆菌、金色分枝杆菌各1例。

讨 论

目前，结核病诊断的主要检测方法是抗酸杆菌涂片镜检和培养法等传统细菌学方法，但抗酸杆菌涂片法敏感度较低，容易漏诊，且不能对结核病和NTM病进行区分[3]。培养法的敏感度虽高于涂片法，但其培养周期较长，阳性结果还需进行进一步菌种鉴定方可确定是否为结核分枝杆菌感染。基因芯片技术可以通过对临床样本中的DNA快速检测，迅速对临床疑似患者进行结核病的早期快速诊断及NTM病的鉴别诊断，进而帮助临床医生及时制订精准的治疗方案[4]。

本研究以MGIT 960培养结果作为参照，基因芯片法检测的敏感度为98.94%，特异度为95.83%，Kappa检验显示一致性较高(Kappa=0.76)。王小路等[5]以MGIT 960分枝杆菌液体快速培养法为参照，基因芯片检测结核分枝杆菌的敏感度、特异度分别为 81.67%、95.00%，Kappa检验显示具有较高一致性(Kappa=0.77)。本次研究结果与其研究结果相符，但两者在敏感度和特异度上存在一定偏差，可能与标准选择、标本质量等因素有关。

一般而言，分枝杆菌培养法需要耗费数周时间才能得出结果，会直接导致患者病情延误。而基因芯片法只需6 h左右即可获知患者的分枝杆菌感染情况，可迅速指导临床进行精准施治。因此，与培养法相比，基因芯片技术在结核病快速诊断及鉴别诊断方面具有明显的时间优势。

近年来，NTM感染每年呈递增趋势，其临床表现症状与结核病较为相似，极易导致误诊、误治[6]；而且针对不同的NTM感染，治疗方案也各不相同。因此，正确、快速鉴定到具体的分枝杆菌种属对分枝杆菌感染的治疗和控制具有重要的临床意义。基因芯片菌种鉴定技术以其快速、准确的优势可以对结核病及NTM病进行快速诊断和鉴别诊断[7]。本次研究中基因芯片检测阳性的1212例患者中NTM感染60例，菌种鉴定结果显示包括9种NTM，依次为胞内分枝杆菌、浅黄分枝杆菌、鸟分枝杆菌、堪萨斯分枝杆菌等。张洁等[8]研究发现，北京地区主要的NTM感染菌种为13种，主要有胞内分枝杆菌、堪萨斯分枝杆菌、鸟分枝杆菌和脓肿分枝杆菌等。本研究与其相比，NTM菌种中构成比最大的均为胞内分枝杆菌，而其余菌种分布情况存在差异，由此推测不同地区的NTM菌种分布存在差异。

综上所述，基因芯片检测技术与MGIT 960培养法检测结果的一致性较好，不但可以对结核病进行快速诊断，还可对结核病和NTM病进行鉴别诊断，又可对区域内的分枝杆菌菌种分布情况进行监测，具有较好的临床应用前景。