大学生肺结核患者密切接触者结核分枝杆菌潜伏感染检测方法研究

肖筱 陈静 饶立歆 姜月 李瑾 赵亚萌 沈鑫

结核分枝杆菌潜伏感染是指在排除活动性结核病前提下，结核分枝杆菌刺激机体产生持续免疫应答的一种状态[1]。据世界卫生组织估计，全球约1/4 的人口处于结核分枝杆菌潜伏感染状态[2]，这部分人群为结核病的发病及死亡带来潜在的风险[3]。积极地发现并治疗结核分枝杆菌潜伏感染者，避免其发展为活动性结核病患者是全球基本公共卫生策略[3-4]。我国是全球结核病高负担国家，每年将近90万例新发结核病患者[2]。我国近年来在校学生数约2.5亿，约占全国总人口的20%。学生由于学习负担重、免疫系统仍在发育过程中、卡介苗的保护效力有限等因素，感染结核分枝杆菌后容易发病；此外，校园内人群密集，一旦存在传染源，容易造成传播。因此，学生是结核病防控的重点人群，积极筛查并发现校园结核分枝杆菌潜伏感染者，为其提供预防性治疗对我国结核病防控意义重大。目前，全球范围内缺乏结核分枝杆菌潜伏感染检测“金标准”，世界卫生组织推荐结核菌素皮肤试验(tuberculin skin test，TST)和γ-干扰素释放试验(interferon-γ release assay，IGRA)均可用于潜伏感染检测。笔者拟探索学生肺结核患者密切接触者筛查方法及策略，为我国学校结核病防控工作提供证据支持。

对象和方法

1.研究对象：根据上海市2019年各区结核病登记报告率水平(高、中、低)，选取浦东新区、松江区、闵行区作为研究现场，在研究现场连续纳入2019学年所有大学一、二年级学生肺结核患者(指示病例)密切接触者作为研究对象。研究对象在常规学校肺结核疫情处置措施[包括肺结核可疑症状筛查、TST、胸部X线摄片(简称“胸片”)]基础上，进行问卷调查及IGRA检测。2019学年三区共计发生19起学校肺结核散发疫情，累计排摸852名大学一、二年级学生肺结核患者密切接触者，其中85名拒绝参与研究。共计767名完成基线问卷调查，其中，747名同时具有基线TST及IGRA检测结果。本研究经上海市疾病预防控制中心伦理委员会审查并批准，研究对象均签署知情同意书。

2.调查问卷：采用自行设计的调查问卷，内容包括：(1)社会人口学特征，如性别、年龄、卡介苗接种史、糖尿病史、身高、体质量、吸烟史及生源地等；(2)密切接触史，如接触地点、接触强度及调查员实地考察接触地点通风、光照等情况。调查员为各研究现场疾病预防控制中心工作人员，均经上海市疾病预防控制中心统一培训合格。

3.感染检测：研究对象于基线同时接受TST及IGRA检测，且要求其采血后立即进行TST检测。(1)TST：按照标准操作流程，由经过统一培训的护士在被检测者前臂内侧皮内注射卡介菌纯蛋白衍生物(BCG-PPD；0.1 ml，5 IU)，于72 h后由医师测量硬结平均直径大小。根据《WS 288—2017肺结核诊断》，采用10 mm作为临界值判别感染。为便于描述分析，本文中TST阳性[TST(+)]表示硬结平均直径≥10 mm，TST阴性[TST(-)]表示硬结平均直径<10 mm。(2)IGRA：采用澳大利亚Cellestis公司的全血 QuantiFERON-TB Gold In-Tube(QFT-GIT)试剂盒进行检测。采血操作由熟练的护士完成。每名研究对象抽取约3 ml全血，采血后样本即刻送至实验室检验，检测结果由专人进行登记。

4.相关定义：(1)指示病例：在某一相对密闭、可能造成结核分枝杆菌传播的场所中(如教室、宿舍等)，最早被发现和报告的肺结核患者。(2)密切接触者范围：①指示病例为确诊病例或肺部有空洞的临床诊断病例或有咳嗽/咳痰症状的临床诊断病例，其密切接触者筛查范围为：在其诊断前3个月至开始治疗后14 d内，与其同班级、同宿舍的同学或教职员工，或在其他密闭空间与其连续直接接触8 h及以上，或与其接触时间累计达到或超过40 h的人员。②指示病例为无空洞且无咳嗽/咳痰症状的临床诊断病例，其密切接触者筛查范围为：在其诊断前1个月至开始治疗后14 d内，与其同班级、同宿舍的同学或教职员工。(3)结核分枝杆菌潜伏感染：机体表现出对结核分枝杆菌抗原刺激可产生持续的免疫应答，但无任何活动性肺结核的临床证据。本文中以TST阳性(硬结平均直径≥10 mm)或QFT阳性为判别标准。(4)吸烟：包括现在吸烟，以及过去吸烟现已戒烟。

5.统计学处理：采用SPSS 20.0软件进行数据分析，计数资料以“百分率(%)”描述；两种感染检测方法结果比较使用配对卡方检验，不同方法检测感染结果的一致性使用Kappa检验；应用多因素logistic 回归分析两种感染检测方法不一致的影响因素。以P<0.05为差异有统计学意义。

结 果

1.基本情况：QFT检测阳性共37例，阳性率为5.0%；TST检测阳性共128例，阳性率为17.1%。QFT检测阳性率低于TST检测，差异有统计学意义(χ2=112.106，P<0.001)，Kappa值为0.31(P<0.001)。模拟TST-QFT联合检测方法，即TST阳性(硬结平均直径≥10 mm)者再观察其QFT检测结果，若TST-QFT联合阳性则判定为结核分枝杆菌潜伏感染，发现30例TST-QFT阳性，阳性率为4.0%，与QFT检测结果相比，Kappa值为0.89(P<0.001)；与TST检测结果相比，Kappa值为0.34(P<0.001)。

2.成本效益分析：单用QFT检测发现结核分枝杆菌潜伏感染者的例均费用最高，而TST-QFT联合检测的例均费用相比于单用QFT检测降低51.4%(表1)。

表1 结核分枝杆菌潜伏感染不同检测方法成本效益分析

3.筛查策略：使用TST-QFT法筛查，筛查所需数量(number needed to screen，NNS)为24.9，即筛查24.9人可发现1例结核分枝杆菌潜伏感染者；在无卡疤(NNS=7.3)、体质量指数<18.5(NNS=5.5)及吸烟人群(NNS=14.8)中，筛查效率更高(表2)。

表2 不同特征人群应用TST-QFT筛查结核分枝杆菌潜伏感染者的效率

4.两种方法检测差异的影响因素分析：TST与QFT检测结果不一致情况见表3。进一步进行多因素logsitic回归分析(变量赋值见表4，5)，结果发现， TST(+)/QFT(-)和TST(-)/QFT(+)均与吸烟明显相关(表6，7)。

续表2

表3 不同特征人群TST与QFT检测结核分枝杆菌潜伏感染的影响因素分析

表4 TST检测阳性QFT检测阴性影响因素logistic回归分析变量赋值

表5 TST检测阴性QFT检测阳性影响因素logistic回归分析变量赋值

表6 TST检测阳性QFT检测阴性影响因素logistic回归分析

表7 TST检测阴性QFT检测阳性影响因素logistic回归分析

讨 论

目前，结核分枝杆菌潜伏感染检测尚缺乏“金标准”。研究表示，TST检测在特异度上具有一定局限性，卡介苗接种等因素导致TST与IGRA一致性较差[5]。本研究发现，使用TST与QFT进行结核分枝杆菌潜伏感染检测一致性一般，TST可能一定程度上高估了学生肺结核患者密切接触者结核分枝杆菌潜伏感染率，这可能与TST方法的缺陷相关。TST易受卡介苗、非结核分枝杆菌和结核分枝杆菌交叉抗原的影响而出现假阳性，也易受HIV感染和自身免疫力影响而出现假阴性[6-7]。本研究选取的大学一、二年级学生均为计划免疫覆盖人群，本文以QFT阳性率4.8%代表上海市大学生肺结核患者密切接触者结核分枝杆菌潜伏感染率。

胥江俊等[8]2013—2014年针对上海市流动人口肺结核患者密切接触者，使用结核感染T细胞斑点试验(T-SPOT.TB)检测其结核分枝杆菌潜伏感染率为17.2%。Hu等[9]2010年针对上海市学生和青少年人群，使用T-SPOT.TB检测其结核分枝杆菌潜伏感染情况，结果发现，17～18岁人群感染率为6.2%。本研究中研究对象的结核分枝杆菌潜伏感染率较其他研究人群低，可能与近年来上海市严格的学校结核病防控政策相关。

IGRA是一种已在发达国家广泛使用的结核分枝杆菌潜伏感染检测方法，其检测结核分枝杆菌特异性抗原刺激T细胞产生的γ-干扰素，在成年人群中的检测特异度和敏感度均优于TST，但价格昂贵[6-7]，无法实现应用于大人群筛查。上海市是我国结核病低疫情地区，且近年来疫情呈缓慢下降趋势，世界卫生组织倡导结核病发病率低于100/10万的地区推广高危人群感染检测及预防性治疗，并指出此项举措对降低结核病发病率意义重大[1]。为实现精准干预，可尝试对TST检测阳性者再给予QFT检测确认，以提高感染检测特异性。目前，全球范围内TST-IGRA两步法检测已在多个国家推广[5]。已有研究推荐在结核病低负担地区，对肺结核患者的密切接触者行两步法筛查[10]。两步法在提高感染检测特异性的同时，成本效益上也显现出一定的优势。本研究发现，单用TST检测成本最低，准确性差，而联合使用TST-QFT，平均每检出1例结核分枝杆菌潜伏感染者相比于单用QFT缩减成本50%以上，且检出率较高，与竺丽梅等[11]研究结论一致。笔者进一步研究发现，使用TST-QFT方法，每筛查无卡疤人群中7.3人、体质量指数<18.5人群中5.5人即可发现1例结核分枝杆菌潜伏感染者，相比其他筛查策略，该人群应用两步法筛查的效率更高。

本研究针对TST与QFT不一致的检测结果进行分析，发现两种感染检测方法矛盾结果均易发生于吸烟人群。吸烟是结核分枝杆菌感染的危险因素[12-13]，一种潜在的生物学机制可能是由于吸烟抑制巨噬细胞活性，减弱细胞免疫功能[14-15]。而结核分枝杆菌感染检测的不同方法均基于机体免疫反应，因此，吸烟导致的免疫功能减弱或抑制可能使检测结果不稳定。

综上，5%～15%的结核分枝杆菌潜伏感染者在被感染的5年内会发展为活动性结核病，对筛查发现的结核分枝杆菌潜伏感染者进行预防性治疗是控制结核病的一项重要措施[16-17]。为进一步精准化定位预防性治疗干预人群，在无法实现IGRA普查结核分枝杆菌感染情况下，笔者推荐使用TST-IGRA两步筛查方法，以在一定程度上降低筛查成本，提高筛查效率，进一步准确界定高危人群，实现精准干预。尤其在无卡疤及体质量指数<18.5人群中，两步法筛查效率更高；而吸烟人群，则建议直接行IGRA检测。