血清免疫细胞因子在非结核分枝杆菌肺病和继发性肺结核鉴别中的应用研究

劳穗华 陈 华▲ 梁燕琼 江颖仪 李俊红 潘静洁

1.广州市胸科医院重症结核科，广东广州 510095；2.广州市胸科医院中医科，广东广州 510095

结核病（tuberculosis，TB）是由结核分枝杆菌（mycobacterium tuberculosis，MTB）引起的一种慢性、进展性的感染性疾病，是目前全球范围内细菌感染性疾病致死的主要原因[1]。TB 的主要病理学特征是能够感染全身器官的坏死性肉芽肿性炎症[2]，临床表现为咳嗽、咳痰、发热、消瘦及无力。引起TB的病原体MTB 俗称结核杆菌，是一类专性需氧型细菌，因其细胞膜富含脂质而具有“抗酸”特点，临床上通过抗酸实验阳性可将其检测。MTB 可通过呼吸道、消化道或皮肤损伤侵入人体，从而引发多种组织器官疾病，其中呼吸道感染引起肺结核是最常见的方式，这主要是因为MTB 能够存在于空气飞沫微滴中，已感染人群在咳嗽、唱歌等用力呼吸动作时，将带菌的痰液分散至大气中，从而感染易感人群。人类暴露于MTB 可导致原发性活动性疾病或无症状潜伏感染（latent tuberculosis infection，LTBI）[3]。全球约四分之一的人群感染MTB，任一时间可能有1500 万人患活动性结核。非结核分枝杆菌（nontuberculous mycobacteria，NTM）是指除MTB、牛分枝杆菌与麻风分枝杆菌以外的分枝杆菌，由于其能够引起结核样病变而受到关注。NTM 主要侵袭肺部器官，引发非结核杆菌肺病，其与TB 类似。在临床中，由于MTB 和NTM 引发的肺病症状类似，检测结果重合（MTB 和NTM 都显示出对常规图片快速酸染色方法的阳性检测结果[4]），故二者鉴别诊断较为困难。

目前，对非结核分枝杆菌肺病（non-tuberculous mycobacterium pulmonary disease，NTM-PD）患者血清中细胞因子含量的变化及其临床意义尚无相关报道。目前免疫相关因子白介素-2（interleukin-2，IL-2）、白介素-6（interleukin-6，IL-6）、白介素-8（interleukin-8，IL-8）、白介素-10（interleukin-10，IL-10）、肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）在继发性肺结核（secondary pulmonary tuberculosis，PTB）患者和NTM-PD 患者中是否有区别，是否可以将免疫相关因子IL-2、IL-6、IL-8、IL-10、TNF-α 作为区分PTB 和NTM-PD 的指标尚未见相关报道。本研究选取PTB 患者和NTMPD 患者作为研究对象，采用酶联免疫吸附剂测定（enzyme linked immunosorbent assay，ELISA）方法检测血清中IL-2、IL-6、IL-8、IL-10、TNF-α 的水平变化，比较两组患者的细胞因子受试者工作（ROC）曲线，分析免疫相关细胞因子在PTB 和NTM-PD 中的应用。

1 资料与方法

1.1 一般资料

前瞻性选取2021年7—12月于广州市胸科医院就诊的PTB 患者和NTM-PD 患者作为研究对象。其中NTM 组全部入选，PTB 组采取等距抽样。最终选取39 例PTB 患者和41 例NTM-PD 患者作为研究对象，分别为PTB 组和NTM 组。PTB 组男6 例，女33 例，年龄21～78 岁，平均（53.69±12.73）岁；NTM 组男7 例，女34 例，年龄21～85 岁，平均（53.49±13.36）岁。两组患者一般资料比较，差异无统计学意义（P> 0.05），具有可比性。患者及其家属自愿签署知情同意书。本研究经医院医学伦理委员会批准。

纳入标准：NTM 组符合2020年版《非结核分枝杆菌肺病临床实践指南》关于NTM-PD 诊断标准[5]，包括临床肺部或全身症状表征、影像学检查、细菌学检查。临床症状包括呼吸系统症状和/或全身性症状；影像学检查包括胸部X 光检查发现肺病结节或空洞性阴影，高分辨计算机断层成像检查发现多灶性支气管扩张以及多发性小结节病变等；在排除其他疾病后，细菌学检查发现：①两次以上送检痰标本NTM 培养阳性并鉴定为同一致病菌；②一次以上支气管冲洗液或支气管肺泡灌洗液NTM 培养和/或分子生物学检测为阳性；③经支气管镜或其他途径肺组织活检发现NTM-PD 组织病理学特征性改变（肉芽肿性炎症或抗酸染色阳性），并且1 次及以上的痰标本、支气管冲洗液或支气管肺泡灌洗液中NTM 培养和/或分子生物学检测阳性，即可诊断NTM-PD[6]。PTB 组随机抽取于我院确诊为PTB的患者。排除标准：PTB 合并NTM-PD 者，合并严重心、肝、肾、脾病变及糖尿病；合并人类免疫缺陷病毒和急性病毒感染，合并肺部其他细菌或真菌严重感染等；有肿瘤、精神病、免疫变态反应性疾病病史；妊娠期女性；免疫调节剂用药史，未经过血常规、肝肾心功能、血气分析等检查。

1.2 方法

分别采集两组患者清晨空腹外周血4 ml，2500 rpm 离心7 min 后收集血清，置于-80℃待用。测定前取出血清并恢复至室温。采用ELISA 方法检测血清中免疫相关因子IL-2、IL-6、IL-8、IL-10和TNF-α 的水平变化。

1.3 统计学分析

应用SPSS 23.0 统计学软件建立数据库并进行统计学分析，非正态分布计量资料以[M（P25，P75）]表示，多组间比较采用单因素方差分析（ONE WAYANOVA）并进行组间检验；若方差齐性，组间比较采用LSD 法检验；若方差不齐则组间比较采用Dunnett’t法检验。全部双侧检验，绘制ROC 曲线分析免疫相关细胞因子在PTB 和NTM-PD 鉴别中的应用价值，P< 0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者IL-2、IL-6、IL-8、IL-10和TNF-α比较

NTM 组患者IL-8 浓度显著高于PTB 组，IL-2浓度显著低于PTB组，差异有统计学意义（P< 0.05）；两组患者IL-6、IL-10 和TNF-α 浓度比较，差异无统计学意义（P> 0.05）。见表1。

表1 两组患者IL-2、IL-6、IL-8、IL-10和TNF-α比较[pg/ml，M（P25，P75）]

2.2 两组患者各细胞因子的ROC曲线分析

为进一步评价血清免疫细胞因子在两种疾病中的鉴别诊断作用，对各细胞因子进行ROC 曲线分析。结果显示，TNF-α 和IL-8 曲线下面积>0.5，差异有统计学意义（P< 0.05）；IL-6 曲线下面积>0.5，但差异无统计学意义（P> 0.05）；IL-2 和IL-10 曲线下面积<0.5。各细胞因子用于诊断的最佳cut-off 值，以及PTB 和NTM-PD 鉴别诊断中的敏感度和特异度见表2、图1。

表2 两组患者各细胞因子的ROC曲线分析

2.3 细胞因子联合检测在鉴别两组患者中的ROC曲线分析

用多元逻辑回归运算得IL-2、IL-8 和IL-10三种细胞因子联合检测的曲线下面积大于任一单一细胞因子检测的曲线下面积，联合检测的曲线下面积为0.793（95%CI：0.696～0.890），差异有统计学意义（P< 0.05）。见图2。

3 讨论

TB 是由MTB 感染引起的慢性传染性疾病，以侵犯肺部常见，在全世界流行，引起数亿人的死亡。NTM 是指MTB 及麻风分枝杆菌外的其他分枝杆菌，可引起全身各处组织器官乃至全身范围内的传染性疾病。多层螺旋CT 一直是NTM-PD 的主要诊断标准之一，但NTM-PD 与PTB 两者的CT 表现相似容易混淆[7]。两者的治疗方案差异较大，使用的药物有所不同，药物治疗带来的不良药物反应也会对患者造成较大负面影响。目前，鉴别NTM-PD 与PTB 仅靠分枝杆菌培养后行菌种鉴定，用时长且检测度低，核酸扩增试验（NAAT）/Xpert MTB/RIF 检测系统的广泛可获得性使NTM 与MTB 感染早期区分开来[8]。较新的分子鉴定方法，即16sRNA 测序、线探针分析和基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱（MALDI-TOF MS）是目前较为先进的方法[9]。分子检测有助于NTM-PD 的早期诊断和与MTB 复合体（MTBC）的鉴别。但其花费较高，在临床上使用局限性较大，仍需探索在临床上有实用价值的检测方法。

多种细胞因子参与MTB 感染及NTM-PD 形成的全过程。有报道指出，TB 发病过程中Th1/Th2免疫失衡是其病程发展的重要因素[10-11]。Th1 细胞分泌IFN、IL-2、IL-12、TNF-α 等细胞因子，在抗病原体感染中发挥主要作用；Th2 细胞分泌IL-4、IL-10 等细胞因子，主要参与组织损伤修复[12]。这两类细胞分泌的细胞因子是TB 免疫应答的主要细胞因子[13]。

本研究对PTB 和NTM-PD 患者血清免疫细胞因子进行检测，检测了IL-2、IL-6、IL-8、IL-10 和TNF-α 这五种细胞因子，其中IL-8 和IL-2 差异较为显著，而IL-6、IL-10 和TNF-α 差异不明显。本研究也通过ROC 曲线分析得出IL-8 的特异度和敏感度相对较高。检测手法和研究方式不同，各细胞因子的cut-off 值也会有所不同，敏感度和特异度也存在差异，但本研究结果与其他研究结果相似[14-15]。本研究进一步对数据进行分析，发现IL-2、IL-8 和IL-10 三种细胞因子联合检测的曲线下面积大于任一单细胞因子的曲线下面积，差异有统计学意义（P< 0.05）。提示多种细胞因子联合检测能够大大提高PTB 和NTM-PD 的鉴别诊断价值。本研究也有不足之处，最终仅纳入80 例患者，且未纳入健康患者来对比研究细胞因子较正常人的差异，后续还需进一步验证研究。

综上所述，IL-8 细胞因子在PTB 和NTM-PD鉴别中有重要意义，IL-2、IL-8 和IL-10 联合检测在诊断鉴别PTB 和NTM-PD 方面有临床价值。