经济欠发达地区应用GeneXpert MTB/RIF检测发现肺结核及利福平耐药的效果分析

阮云洲 苏伟 姜佳雯 李仁忠

在2017年国家下发《“十三五”全国结核病防治规划》[1]要求推广应用分子生物学技术前，我国病原学阳性肺结核患者90%以上通过痰涂片检查发现，仅不足10%通过痰培养和分子生物学检查发现[2]。对病原学阳性肺结核患者开展耐药检测时，70%以上采用了传统药物敏感性试验(简称“药敏试验”)方法，不足30%采用了分子生物学耐药检测技术[3]，诊断约需3个月，从而造成我国病原学阳性率(约32%)和耐药肺结核发现率(约25%)均低的“双低”现象[4]。为此，中国疾病预防控制中心与国家卫生健康委员会国际交流与合作中心，以及强生和赛沛合作，尝试在经济欠发达地区引入世界卫生组织(WHO)推荐的实时荧光定量核酸扩增检测技术(GeneXpert MTB/RIF，简称“Xpert”)[5]，探索提高肺结核及利福平耐药的发现水平，旨在为解决经济欠发达地区的“双低”现象提供实践证据支持。

资料和方法

一、资料来源

从“中国疾病预防控制信息系统”子系统“结核病管理信息系统”中，收集2017—2020年江西省赣州市活动性肺结核登记数据，主要包括肺结核患者实验室检查、登记治疗和耐药检测等信息。

二、研究现场

研究现场选择基于3个条件：(1)在中西部地区具有适用性；(2)肺结核和利福平耐药疫情相对较高；(3)已具备Xpert检测设备。据此，选择江西省赣州市为研究现场。

三、检测方法

参照《结核病实验室检验规程》[6]进行痰涂片抗酸检查、分枝杆菌分离培养、药敏试验等。Xpert检测按照产品说明书，将痰液根据标本性状，选取脓性及黏稠部分加入1～2倍体积前处理液，充分消化后吸取2 ml放入检测试剂盒中，由仪器2 h内自动报告是否为结核分枝杆菌(MTB)，以及利福平是否耐药。

四、诊断流程

1.干预实施前(2017—2018年)：赣州市所有18个县(区)18个定点医疗机构根据《中国结核病防治规划实施工作指南(2008年版)》[7]的要求，对肺结核可疑症状者进行胸部影像学和痰涂片检查(定点综合医院对肺结核可疑症状者先行胸部影像学检查，若为疑似肺结核，再开展痰涂片检查)。若涂片阳性，则将痰标本送往地市级实验室，开展传统药敏试验；若涂片阴性但影像学异常判断为疑似肺结核患者时，则进行辅助检查，诊断涂阴肺结核或排除肺结核。此外，中国国家卫生健康委员会-比尔及梅琳达·盖茨基金会结核病防治合作项目支持的7个县(区)(章贡区、南康区、上犹县、于都县、宁都县、瑞金市、兴国县)对新诊断的涂阳肺结核患者，同步开展Xpert检测，排除是否为利福平耐药。省级和地市级财政支持的4个县(龙南县、信丰县、全南县、石城县)，仅对部分复治涂阳肺结核患者开展Xpert检测。

2.干预实施后(2019—2020年)：参照全球实验室行动组织发布的结核病诊断流程[8]和我国关于实验室新技术用于耐药结核病诊断流程的建议[9]，根据赣州市结核病实验室设备条件、卫生服务体系布局，建立了新的结核病诊断流程。即赣州市所有县(区)定点医疗机构对肺结核可疑症状者进行胸部影像学和痰涂片检查(定点综合医院对肺结核可疑症状者先行胸部影像学检查，若为疑似肺结核，再开展痰涂片检查)，若涂片阳性或涂片阴性但影像学异常疑似肺结核，则进行Xpert检测(其中6个县同步进行痰分枝杆菌培养)。如Xpert检测到MTB且利福平敏感，则为利福平敏感肺结核；如检测到MTB且利福平耐药，则将其转诊到地市级定点医疗机构治疗。若检测到MTB且利福平耐药的患者为新患者，须另留1份痰标本，重复进行Xpert检测，并以第二次检测结果为最终结果。

3.干预实施前后诊断流程的变化：(1)扩大了Xpert检测覆盖范围，实施前仅11个县(区)，实施后扩展到全部18个县(区)；(2)扩大了Xpert检测对象，实施前仅为部分新诊断的涂阳患者和复治涂阳患者，实施后除了涂阳患者以外，还扩展到涂片阴性但影像学异常的疑似肺结核患者。

五、指标定义

采用干预前后对比的方法评估实施效果。以2017—2018年的数据为实施前的对照数据，2019—2020年的数据为实施后的数据。比较分析的指标如下：

1.肺结核患者接受Xpert检测率：指某年登记的肺结核患者中，接受Xpert检测的患者所占比例，文中肺结核不包括单纯结核性胸膜炎。

2.肺结核患者病原学阳性率：根据《WS 288—2017肺结核诊断》[10]标准，病原学阳性包括痰涂片阳性、培养阳性或分子生物学阳性。此处分子生物学阳性指Xpert检测到MTB。文中分析的病原学阳性率指某年登记的肺结核患者中，病原学阳性患者所占比例。

3.病原学阳性肺结核患者中仅Xpert阳性贡献率：指某年登记的病原学阳性肺结核患者中，Xpert检测到MTB但痰涂片和培养均为阴性的患者所占比例。

4.病原学阳性肺结核患者利福平耐药检测率：指某年登记的病原学阳性肺结核患者中，开展利福平耐药检测的患者所占比例。开展利福平耐药检测的方法包括传统药敏试验、Hain和Xpert检测。

5.利福平耐药患者耐药诊断间隔时间：指利福平耐药患者从痰涂片检查日期至耐药检测结果出具日期之间的间隔时间(d)。

六、质量控制

赣州市地市级结核病实验室每年按规定通过省级参比实验室开展的熟练度测试。研究开展前，邀请实验室技术专家，对赣州18个区(县)结核病实验室的Xpert设备进行维护和更新，同时对实验室人员进行操作技能培训。根据《结核病实验室检验规程》[6]开展检测，地市级结核病实验室对县(区)级实验室定期开展痰涂片抗酸检查、分枝杆菌培养的室间质控。研究开始前进行了预实验，于2018年12月 1日开始试运行，2019年1月1日正式实施。

七、统计学处理

结 果

一、干预前后肺结核患者接受Xpert检测率和病原学阳性率的比较

干预后，肺结核患者接受Xpert检测率从25.89%提高到88.22%(χ2=9337.32，P=0.000)，病原学阳性率从44.07%提高到了56.12%(χ2=347.90，P=0.000)。从病原学阳性肺结核患者的构成来看，仅Xpert阳性患者(包括涂阴培阴和涂阴培养未做两部分)所占比例从2.10%大幅增加到20.23%(χ2=1012.44，P=0.000)(表1，2)。

表1 干预前后肺结核患者Xpert检测和病原学阳性情况

表2 干预前后病原学阳性肺结核患者构成情况

二、干预前后病原学阳性肺结核患者利福平耐药检测率比较

实施新流程后，病原学阳性肺结核患者利福平耐药检测率从52.29%大幅提高到93.18%(χ2=2511.49，P=0.000)。干预前后利福平耐药性检测方法均以分子生物学的Xpert检测方法为主，占95%以上(表3)。

表3 干预前后病原学阳性肺结核患者利福平耐药检测情况

三、干预前后利福平耐药肺结核发现水平比较

干预后，利福平耐药肺结核患者的发现数从干预前的207例增加到了305例，提高了47.34%。涂阴肺结核利福平耐药患者的构成比从干预前的6.76%提高到了13.11%(χ2=5.27，P<0.05)(表4)。

表4 干预前后涂阳和涂阴肺结核利福平耐药情况

191例利福平耐药患者进行传统药敏试验检测，所需中位时间为63.0(52.5，75.0) d；而321例进行Xpert检测的利福平耐药患者当天就可以获得耐药结果，所需中位时间为0(0，3) d(秩和检验，P=0.004)。

讨 论

WHO推荐的Xpert技术，其检验效能远远高于痰涂片检查[11]。然而一旦在实际工作中应用和实施，特别是在中西部经济欠发达地区，受基层技术人员接受培训的水平、仪器设备操作熟练水平的影响，一个先进的技术不一定能够达到理论上应有的水平[12]。本研究的结果表明，干预后赣州市肺结核病原学阳性率增幅明显，从2017年的43.96%提高到2020年的61.13%，达到了《“十三五”全国结核病防治规划》[1]要求的50%的目标。赣州市病原学阳性率的增幅为17.17%，与同期仅Xpert阳性占病原学阳性患者比例的增幅(21.95%)基本相符，反映了病原学阳性率提高的主要贡献来自于Xpert技术的推广使用。

但是，从不同年份来看，Xpert使用率的增加与病原学阳性率的增幅并不同步。干预前，虽然2018年比2017年Xpert使用比例增幅达13.28%，但同期病原学阳性率几乎没有变化。这主要与干预前Xpert检测的目的是排除利福平耐药，从而将检测对象局限于一部分新涂阳和复治涂阳患者有关。干预后，尽管Xpert使用比例大幅增加，2019年比2018年高出52.70%，但同期病原学阳性率仅增加7.84%。其原因主要与干预第一年(2019年)赣州市“上下双向转诊”与定点医院与结核病防治机构合作(简称“医防合作”)机制尚不完善有关，导致30%左右的患者首诊于地市级医院时，未能及时进行Xpert检测，反而治疗一段时间后，再转诊至县区级定点医院进行Xpert检测，导致检测结果为阴性。干预第二年(2020年)，赣州市建立了上下双向转诊流程，强化了医防合作机制，Xpert检测率与病原学阳性率基本实现了同步增长。

Xpert除了检测MTB诊断肺结核以外，还可以同时检测利福平的耐药性。研究发现，赣州市病原学阳性患者利福平耐药检测率从52.30%大幅提高到93.17%，提前实现了《遏制结核病行动计划(2019—2022年)》[13]要求的“耐药检测率达到90%”的目标。从不同检测方法所占比例来看，不管干预前还是干预后，利福平耐药检测主要依赖于Xpert技术，采用传统药敏试验的不到4%。原因主要与Xpert技术的操作简单方便有关。传统药敏试验的实验室条件和操作技术要求高，需要集中在地市级。赣州市每年约3000例病原学阳性患者，若标本全部运送到地市级进行检测，工作压力将非常巨大。因此，传统药敏试验使用比例不高。相反，Xpert技术可以直接在县级实验室对病原学阳性患者检测利福平耐药性。若利福平耐药(每年约150例)，再将患者转介或痰标本运送到地市级，将大幅降低地市级开展传统药敏检测的工作压力。因此，当大力普及使用Xpert检测后，利福平耐药检测水平也随之大幅提高。

研究结果还表明，随着病原学阳性率和利福平耐药检测率的大幅提高，利福平耐药患者发现数明显增加，从年均104例增加到153例。干预前耐药检测以涂阳肺结核为主要对象，所以利福平耐药患者主要来自涂阳肺结核。全面应用Xpert检测后，不仅可以发现涂阳肺结核中的利福平耐药患者，还可以发现涂阴肺结核中的利福平耐药患者。本研究发现2020年的利福平耐药患者中有17.24%来自涂阴患者，与刘静等[14]的研究结果(21.40%)接近。如果将筛查对象仅仅局限于涂阳患者，那么有可能会漏掉1/6以上的利福平耐药患者。因此，在实际操作过程中，可以考虑直接用Xpert检测取代涂片检查。这不仅与WHO新推荐的诊断流程相一致[15]，也为中国防痨协会制定《利福平耐药肺结核诊断流程》[16]团体标准，提供了实践基础和科学证据。

以往作为金标准的传统药敏试验，最受人诟病的是检测时间过长，导致很多患者在被诊断耐药之前出现死亡、丢失，无法得到及时救治。研究结果提示，应用Xpert检测技术可以大幅缩短利福平耐药性检测时间，从传统药敏试验所需的63.0 d缩短到Xpert检测当天出结果。这与浙江省最近的一项研究(从传统药敏的62 d缩短到Xpert技术的1 d)高度一致[17]。因此，Xpert检测技术的推广应用，也为利福平耐药肺结核的早期发现、早期治疗提供了有利条件。

本研究是真实世界中日常工作状态下的一种探索，在结核病常规工作的基础上，引入了Xpert检测技术，实现了大幅提高中部疫情较高地区病原学阳性率和利福平耐药发现水平的研究目的。然而，尽管取得了很好的成效，本研究中Xpert检测是免费的，可能是可持续发展和向其他地区推广应用的限制和阻碍，有待进一步研究如何解决。