尿素呼气试验和粪便抗原检测对消化性溃疡出血患者幽门螺杆菌感染诊断价值的Meta分析

廖桂彬，龚嘉倩，赵利娜，侯江涛，郑鸿铭，李逸婷，吴苑，陈斌*

上消化道出血是临床常见的急危重症之一，2021年美国胃肠病学院（ACG）发布的上消化道出血指南称，消化性溃疡出血（peptic ulcer bleeding，PUB）是上消化道出血最主要的原因［1］。我国一项回顾性大宗病例分析显示，2012—2013年PUB以52.7%居上消化道出血病因首位［2］。根除幽门螺杆菌（Helicobacter pylori，H.pylori）是H.pylori阳性PUB患者促进溃疡愈合、预防复发和溃疡出血的有效措施。H.pylori阳性PUB患者成功根除H.pylori后，经11～53个月随访，再出血率仅为1.3%，而未行H.pylori根除治疗者，12个月内再次出血率高达26%［3］。因此针对PUB患者，及早进行H.pylori感染相关检测，H.pylori阳性患者及早进行H.pylori根除治疗具有十分重要的意义。

诊断H.pylori感染有多种方式，通过黏膜活检可进行快速尿素酶试验（RUT）、组织染色镜检、细菌培养和分子生物学检测，非侵入性方法有尿素呼气试验（urease breath test，UBT）、粪便抗原检测（stool antigen test，SAT）和血清学检测等。临床医生在对出血患者进行胃镜检查和治疗时出于安全考虑多不进行组织活检，且非甾体抗炎药（Non-steroidal anti-inflammatory drugs，NSAIDs）的使用限制了组织活检的应用，因而本研究仅评估PUB患者H.pylori感染的非侵入性试验的准确性。尽管UBT、SAT在消化性溃疡不伴有并发症患者中的诊断价值已得到充分评估，但针对出血患者而言，二者之间的诊断准确性评估并不多，本研究旨在对UBT、SAT的诊断准确性进行系统回顾和荟萃分析。

1 资料与方法

1.1 文献检索 检索数据库包括：PubMed、EMBase、the Cochrane Library、Web of Science、中国知网、万方数据知识服务平台、中国生物医学文献服务系统（CBM）。英文关键词 为 Peptic Ulcer Hemorrhage、Helicobacter pylori、Sensitivity and specificity、diagnos*，中文关键词为：消化性溃疡出血、幽门螺杆菌、敏感性和特异性、诊断。以主题词与自由词检索相组合，并结合相应数据库适当调整。检索时间为建库至2021-03-31。对纳入文献的参考文献进行回溯，查找未包含在检索结果中的文献。

1.2 文献纳入及排除标准 纳入标准：（1）研究类型为有关PUB患者运用UBT和/或SAT诊断H.pylori感染的诊断准确性试验；（2）H.pylori感染定义为：细菌培养阳性，或组织染色阳性，或近期未行H.pylori根除治疗者血清学阳性，或RUT、UBT、SAT、PCR等多项H.pylori诊断检查中至少有两项阳性；（3）可以获取完整的诊断试验四格表数据。排除标准：（1）综述、个案、会议摘要及重复发表文献；（2）单独以UBT或SAT作为H.pylori感染判断标准的文献。

1.3 文献筛选和资料提取 应用EndNote软件进行文献管理，由2名评审人员根据文献纳入与排除标准进行初筛，各自完成后进行对比，对有分歧的文献咨询第3名研究者协助解决。提取的资料包括第一作者、国家、样本量、NSAIDs使用情况、H.pylori感染判定标准、是否纳入应用质子泵抑制剂（proton pump inhibitors，PPI）或抗生素患者、平均取样时间、H.pylori感染率、真阳性数、假阳性数、真阴性数、假阴性数等。

1.4 文献质量评价 应用诊断试验评价工具QUADAS-2进行评价［4］。使用Review Manager 5.4.1软件对纳入研究的偏倚风险进行可视化处理。

1.5 统计学方法 采用SPSS 26.0软件计算灵敏度对数与（1-特异度）对数的Spearman相关系数，探索阈值效应。运用Stata/MP 16.0软件的midas命令拟合双变量混合效应模型（实质为随机效应模型）［5-6］。利用midas命令检验研究间的异质性，利用I2值定量判断异质性大小，I2＞50%说明存在高度异质性，则进行Meta回归分析，探讨异质性来源，其中“平均取样时间”（1 d；2～3 d；＞3 d；未报道）采用哑变量的形式，若出现了有些哑变量有统计学差异，有些无统计学差异的情况，则在模型中纳入所有的哑变量以保证哑变量代表含义的正确性。计算各文献的合并灵敏度、特异度、阳性似然比、阴性似然比、诊断比值比及其95%可信区间（CI），并估计综合受试者工作特征（SROC）曲线下面积。采用Deek漏斗图法进行发表偏倚的评估。两个诊断试验之间的调整间接比较，以H.pylori感染复合检测作为共同的H.pylori感染判定标准，UBT（假设为a）和判定标准（假设为c）直接比较的合并诊断比值比为DORac，SAT（假设为b）与判定标准直接比较的合并诊断比值比为DORbc，则UBT与SAT之间的相对诊断比值比即为RDORab。将诊断指标看作比值比进行处理，计算UBT和SAT间接比较的效应量诊断比值比的对数lnDORab和标准误SelnDORab，运用ITC软件计算二者的相对比值及其可信区间，若可信区间不包含1，即上下限均大于1或上下限均小于1时，有统计学差异；若包含1时则无统计学差异［7-8］。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 检索结果 共检索到相关文献1 824篇，剔除重复或与主题无关的文献后剩余168篇，根据纳入与排除标准进一步剔除150项不符合要求的文献，最终纳入18篇文献［9-26］，包含 13 篇外文文献［9-17，22-25］，5 篇中文文献［18-21，26］，其中评价UBT诊断价值的文献有13篇［9-21］（包含14项研究），SAT的有 8篇［10，14，21-26］（包含 11项研究），共纳入 1 105例患者。最终纳入的文献中有 14篇文献［9-12，14，16-19，22-26］H.pylori感染的判定是多种测试的组合。文献筛选流程见图1。纳入的所有文献的基本特征见表1、2。

图1 文献筛选流程图Figure 1 Flowchart of literature screening

表1 UBT诊断PUB患者H.pylori感染研究的基本特征Table 1 Basic characteristics of the UBT aimed to detect H.pylori infection in patients with peptic ulcer bleeding

表2 SAT诊断PUB患者H.pylori感染研究的基本特征Table 2 Basic characteristics of the SAT aimed to detect H.pylori infection in patients with peptic ulcer bleeding

2.2 方法学质量评价 按照QUADAS-2评价条目，分别从“病例的选择”“待评价试验”“金标准”“病例流程和进展情况”4个方面进行偏倚风险评估，同时进行前3部分的临床适用性评估。从偏倚风险评价结果中可以发现，所有纳入研究的文献质量相对较好，高风险条目主要为“病例流程和进展情况”方面（61.1%），见图2。

图2 基于QUADAS-2标准的纳入文献质量评价结果Figure 2 Quality assessment results of included studies based on QUADAS-2 tool criteria

2.3 单个诊断试验Meta分析结果

2.3.1 阈值效应分析 UBT、SAT灵敏度对数与（1-特异度）对数的Spearman相关系数分别为0.377（P=0.461）和0.696（P=0.125），表明研究不存在阈值效应。通过绘制SROC曲线并没有出现“肩臂状”分布，进一步说明了本研究无阈值效应。

2.3.2 非阈值效应异质性分析 所有指标I2＞50%，采用随机效应模型进行Meta分析，结果显示，UBT诊断PUB患者H.pylori感染的合并灵敏度为0.90〔95%CI（0.79，0.95）〕，合并特异度为0.91〔95%CI（0.86，0.95）〕，合并诊断比值比为88.89〔95%CI（31.01，254.82）〕，合并阳性似然比为10.07〔95%CI（6.07，16.71）〕，合并阴性似然比为0.11〔95%CI（0.05，0.24）〕，SROC曲线下面积为0.93〔95%CI（0.90，0.95）〕。SAT诊断PUB患者H.pylori感染的合并灵敏度为0.89〔95%CI（0.81，0.94）〕，合并特异度为0.75〔95%CI（0.59，0.87）〕，合并诊断比值比为24.35〔95%CI（13.76，43.09）〕，合并阳性似然比为3.60〔95%CI（2.11，6.12）〕，合并阴性似然比为0.15〔95%CI（0.09，0.24）〕，SROC曲线下面积为0.91〔95%CI（0.88，0.93）〕，见图 3～9。

图3 UBT诊断PUB患者H.pylori感染的合并灵敏度和合并特异度的森林图Figure 3 Forest plots of pooled sensitivity and specificity of the UBT aimed to detect H.pylori infection in patients with peptic ulcer bleeding

图4 UBT诊断PUB患者H.pylori感染的合并诊断比值比的森林图Figure 4 Forest plots of diagnostic odds ratio of the UBT aimed to detect H.pylori infection in patients with peptic ulcer bleeding

图5 UBT诊断PUB患者H.pylori感染的合并似然比的森林图Figure 5 Forest plots of likelihood ratio of the UBT aimed to detect H.pylori infection in patients with peptic ulcer bleeding

图6 SAT诊断PUB患者H.pylori感染的合并灵敏度和合并特异度的森林图Figure 6 Forest plots of pooled sensitivity and specificity of the SAT aimed to detect H.pylori infection in patients with peptic ulcer bleeding

图7 SAT诊断PUB患者H.pylori感染的合并诊断比值比的森林图Figure 7 Forest plots of diagnostic odds ratio of the SAT aimed to detect H.pylori infection in patients with peptic ulcer bleeding

图8 SAT诊断PUB患者H.pylori感染的合并似然比的森林图Figure 8 Forest plots of likelihood ratio of the SAT aimed to detect H.pylori infection in patients with peptic ulcer bleeding

图9 UBT和SAT诊断PUB患者H.pylori感染的综合受试者工作特征曲线Figure 9 Comprehensive receiver operating characteristic curve of the UBT and SAT aimed to detect H.pylori infection in patients with peptic ulcer bleeding

2.3.3 Meta回归分析 以Meta回归分别分析UBT和SAT异质性的来源，自变量选择如下：样本量是否＞50例、H.pylori感染判定标准是否为复合标准、是否纳入PPI或抗生素使用者、取样时间（1 d；2～3 d；＞3 d；未报道）以及试剂盒是否为单克隆抗体检测（仅限SAT）。统计所分成的亚组间单独合并的结果，计算亚组间差异的统计学检验。结果显示，取样时间对UBT和SAT的灵敏度结果的异质性均具有统计学意义（P＜0.05）；取样时间和H.pylori感染判定标准对UBT的特异度结果的异质性均具有统计学意义（P＜0.05），见图10、11。剔除取样时间未报道的文献，分别以“取样时间”“H.pylori感染判定标准”进行亚组分析，结果见表3。

图10 UBT诊断PUB患者H.pylori感染的Meta回归结果Figure 10 Meta-regression results of the UBT aimed to detect H.pylori infection in patients with peptic ulcer bleeding

图11 SAT诊断PUB患者H.pylori感染的Meta回归结果Figure 11 Meta-regression results of the SAT aimed to detect H.pylori infection in patients with peptic ulcer bleeding

表3 UBT和SAT诊断PUB患者H.pylori感染的亚组分析结果（点估计及95%CI）Table 3 Subgroup analysis results of the UBT and SAT aimed to detect H.pylori infection in patients with peptic ulcer bleeding

2.3.4 发表偏倚 应用Deek漏斗图进行发表偏倚检验，提示纳入研究间不存在潜在发表偏倚（P值分别为0.53和0.64），见图12、13。

图12 UBT诊断PUB患者H.pylori感染的合并诊断比值比的发表偏倚的Deeks漏斗图Figure 12 Deeks funnel plot for evaluating publication bias among the UBT aimed to detect H.pylori infection in patients with peptic ulcer bleeding

图13 SAT诊断PUB患者H.pylori感染的合并诊断比值比的发表偏倚的Deeks漏斗图Figure 13 Deeks funnel plot for evaluating publication bias among the SAT aimed to detect H.pylori infection in patients with peptic ulcer bleeding

2.4 UBT和SAT诊断准确性的调整间接比较 以H.pylori感染复合检测作为共同的判定标准，计算得出UBT和SAT间接比较的效应量诊断比值比的对数lnDORab为1.128，标准误SelnDORab为0.708，相对比值比RDORab及其95%CI为3.089（0.770，12.380），可信区间包括1，提示差异无统计学意义（P＞0.05）。

3 讨论

本研究结果显示，UBT诊断PUB患者H.pylori感染的合并灵敏度、合并特异度均高于SAT对应的效应量，说明在PUB患者中UBT具有更好地发现H.pylori感染患者的能力和鉴别排除非H.pylori感染患者的能力，且SAT的合并特异度为75%，小于85%，存在较高的误诊率，即针对PUB患者单独SAT检查存在一定的假阳性结果，与VAN LEERDAM等［23］的研究结果相一致，可能是因为粪便中血液的交叉反应所致。UBT和SAT的合并阳性似然比分别为10.07和3.60，合并阴性似然比分别为0.11和0.15，一般认为阳性似然比＞10，说明验前概率到验后概率发生决定性变化，基本可以确定诊断，阳性似然比越大，受检对象患该病的可能性越大，阴性似然比越小，诊断阴性结果的正确率越高［27］。SROC曲线下面积可以评判诊断试验的总体表现，一般认为曲线下面积＞0.9则具有较高的准确性，UBT和SAT的曲线下面积分别为0.93和0.91，绘制两项试验的SROC曲线，可以直观地比较两项试验，从以上分析发现UBT诊断PUB患者H.pylori感染具有极高的诊断价值，对疾病诊断的帮助优于SAT。

Meta回归分析结果显示，H.pylori感染判定标准是UBT特异度的异质性来源。根据马斯特里赫特/佛罗伦萨共识和我国H.pylori感染诊疗指南［28-29］，H.pylori感染的诊断标准可从以下方面进行判定：（1）对有经验的病理医生来说，组织切片经过特殊染色后，可作为诊断的“金标准”；（2）培养可以直接观察到H.pylori，是诊断H.pylori感染特异度最高的方法；（3）血清学检测不受检测前应用抑制胃酸分泌药（如PPI等）、抗生素、铋剂等影响。消化性溃疡出血情况下其他方法检测H.pylori的假阴性率偏高，如近期未接受过根除治疗，血清学阳性可作为现症感染。欧洲幽门螺杆菌研究小组和美国食品药品监督管理局提出，评价H.pylori感染的金标准应该为：除待测试验外，另外2种或2种以上的检查方式阳性［24］。因此，本研究在PUB患者中，将H.pylori感染定义为：细菌培养阳性，或组织检测阳性，或近期未行H.pylori根除治疗者血清学阳性，或RUT、UBT、SAT、PCR等多项H.pylori检测中至少有2项阳性。

尽管复合诊断标准可以增加患者确诊为H.pylori感染的把握，但也意味着更加严苛的筛查要求，即同一患者需要至少满足2项试验阳性才可确诊，这可能会导致复合标准诊断下出现更多的阴性病例，从而使待测试验的特异度下降，而对灵敏度影响较小，因此本研究经亚组分析后，以复合标准为判定标准的研究合并特异度仅为87%，小于以单一标准为判定标准的合并特异度。异质性的来源可能是多数文献在H.pylori感染判定方法中，将待评估的UBT纳入了H.pylori感染状态的定义中，纳入的14项UBT中有8项在其判定标准中包括了UBT，依据QUADAS-2质量评价工具，在“待评价试验和金标准之间是否有合理的时间间隔”以及“所有的病例是否接受的是同样的金标准”等标志性问题评判方面绝大多数文献是“不确定”的。鉴于诊断试验设计和质量方面的缺陷所导致的方法学异质性，提示在进行诊断试验研究时最好是选用统一的公认的判定标准。

另一大主要异质性来源是“取样时间”，由于绝大多数文献未报道收治入院后距开展H.pylori感染检测期间的用药情况，因而无法客观统计期间PPI、抗生素的累计使用情况。根据诊疗规范，PPI常规应用不仅可以提高胃内pH值，促进血小板聚集和纤维蛋白凝块的形成，避免血凝块过早溶解，有利于止血和预防再出血，又可治疗消化性溃疡［30］。因此以“取样时间”来估计入院后PPI的应用天数对诊断准确性的影响大小。由Meta回归分析图可知，取样时间是UBT特异度、SAT灵敏度异质性的主要来源。

由于临床实际中，每个研究对象的病情、病程存在差异，研究者事实上并不好把控临床异质性。至于“取样时间”，即诊断试验在PUB患者收治入院后的介入时间选择，CHUNG等［12］认为患者就诊日进行诊断试验检查，可能存在胃内出血、临床紧急状态和诊断试验本身的侵袭性等干扰诊断效能的限制因素，其认为PUB患者入院当天UBT检查可作为诊断H.pylori感染的标准检查，且不受胃内出血的影响，诊断灵敏度为100%，对比7 d后重复UBT检查发现UBT灵敏度呈下降趋势（90.6%）。针对SAT而言，PEITZ等［22］研究认为PUB患者在出血事件后的1周内持续接受PPI治疗，SAT的阳性率从第3天到第7天显著下降，而3 d的PPI治疗基本上不会降低SAT的准确性。本研究经亚组分析后发现，入院后24 h内进行UBT、SAT的灵敏度、特异度最高，且取样时间与诊断效能呈负相关，因此为尽量避免PPI对检测结果的影响，推荐血流动力学稳定条件下尽早完善H.pylori相关检测。

本研究具有以下优势：在充分纳入中英文相关文献的基础上，采用Meta回归和亚组分析方法评估异质性来源，同时将两项诊断性试验进行了间接比较，应用了两种实现诊断性试验网络Meta分析的方法，即多试验SROC曲线图法和调整间接比较法。本研究的局限性：（1）部分纳入文献的样本量较少，易产生偏倚；（2）纳入的研究中仅LIAO等［16］研究了不同诊断试验串并联使用的准确性，因而无法优选得出不同诊断试验串并联使用的最佳组合，亦无法评价组合间的可行性和成本效益。

综上所述，针对PUB患者H.pylori感染的非侵入性检测，UBT、SAT均具有较高的临床诊断价值，Meta分析显示选用UBT优于SAT，其具有更低的误诊率。鉴于SAT的假阳性结果，不推荐单独使用SAT作为PUB患者H.pylori感染检测的有效工具，同时为尽量避免PPI对检测结果的影响，推荐血流动力学稳定条件下尽早完善H.pylori相关检测。今后还需要更多大规模、多中心、统一H.pylori感染判定标准的前瞻性研究来探究UBT、SAT与PPI累计使用剂量之间的相关性。

作者贡献：廖桂彬、龚嘉倩进行文章的构思与设计，论文的撰写与修订；廖桂彬、龚嘉倩、陈斌进行研究的实施与可行性分析；郑鸿铭、李逸婷、吴苑进行数据收集及整理；廖桂彬、龚嘉倩、赵利娜、侯江涛进行结果的分析与解释，统计学处理；陈斌负责文章的质量控制及审校，对文章整体负责，监督管理。

本文无利益冲突。