风湿免疫病患者结核分枝杆菌潜伏感染率及相关影响因素的多中心横断面研究

张丽帆 马亚楠 邹小青,4 张月秋 张奉春 曾小峰 赵岩 刘升云 左晓霞 吴华香 武丽君 李鸿斌0 张志毅 陈盛2 朱平3 张缪佳4 齐文成 刘毅 刘花香 侍效春,3 刘晓清 中国风湿免疫病人群活动性结核病的流行病学调查和治疗效果及预后研究课题组

世界卫生组织发布的《2022年全球结核病报告》显示:据估算,全球2021年新发结核病患者1060万例,有140万例因结核病死亡[1]。感染结核分枝杆菌(Mycobacteriumtuberculosis,MTB)后约90%处于无临床症状的结核分枝杆菌潜伏感染(latent tuberculosis infection,LTBI)状态。其中,5%～10%的感染者可能进展为活动性结核病,成为新的传染源。我国有近3亿LTBI者[2]。针对我国目前庞大的LTBI人群难以全面预防的现状,锁定结核病发病高风险人群并及早干预是切实可行的预防策略。风湿免疫病患者结核病发病风险是普通人群的4～26倍[3-4]。针对其进行LTBI的筛查和预防性干预将会有效降低活动性结核病的发病率、病亡率和传播风险,减少医疗成本支出,具有重大的卫生健康和社会效益。

目前,LTBI的诊断无金标准,常用的两类检测方法是结核菌素皮肤试验(tuberculin skin test,TST)与γ-干扰素释放试验(interferon gamma release assay,IGRA)。与传统的TST相比,IGRA是风湿免疫病人群中识别LTBI的更好的选择[5],其中,基于酶联免疫斑点试验(enzyme-linked immunospot assay, ELISPOT)的结核感染T细胞斑点试验(T-SPOT.TB)阳性率更高[6]。目前,对于风湿免疫病患者中结核分枝杆菌潜伏感染率的研究主要是回顾性研究[7]。而对于整体风湿免疫病缺乏多中心、大样本、全病种的流行病学数据研究结果。本研究是基于我国三级综合医院的多中心横断面研究,采用T-SPOT.TB作为LTBI的筛查方法,调查了风湿免疫病患者中结核分枝杆菌潜伏感染率,分析影响T-SPOT.TB结果的相关因素,为进一步规范我国MTB感染高风险患者的预防与管理提供依据。

对象和方法

一、研究对象遴选

1.研究对象:研究对象来自于“中国风湿免疫病人群活动性结核病的流行病学调查和治疗效果及预后研究(Epidemiological Study and Therapeutic Evaluation of Rheumatic Patients with Tuberculosis,ETHERTB)(2014ZX10003003)”。纳入自2014年9月至2016年3月我国东、中、西部13家三级甲等综合医院接诊的风湿免疫病患者作为研究对象,共计3715例。ETHERTB是一项采用分层多阶段整群抽样策略,在全国范围进行的一项基于三级医院的多中心研究[8]。本研究经中国医学科学院北京协和医院等13家医院伦理委员会审查并批准实施,所有研究对象均签署知情同意书。

2.纳入和排除标准:(1)纳入标准:①年龄15岁以上;②确诊为风湿免疫病,包括系统性红斑狼疮、类风湿关节炎、干燥综合征、系统性硬化、混合性结缔组织病、多发性肌炎、皮肌炎、大动脉炎、巨细胞动脉炎、结节性多动脉炎、肉芽肿性多血管炎、显微镜下多血管炎、嗜酸性肉芽肿性多血管炎、白塞综合征、强直性脊柱炎、银屑病关节炎。(2)排除标准:①妊娠者;②诊断为活动性结核病者。

二、资料收集

收集研究对象的基本信息,包括性别,年龄,地区,体质量指数(body mass index,BMI),病程,吸烟史,基础疾病,结核病患者密切接触史,结核病既往史,以及糖皮质激素、免疫抑制剂及生物制剂的使用情况,实验室化验结果,风湿免疫病诊断结果等,作为相关因素分析的变量。

三、T-SPOT.TB检测

使用T-SPOT.TB试剂盒(英国Oxford Immunotec公司),依照说明书进行操作。使用ELISPOT读板仪(Ispot Reader Specturm,德国AID公司)计数斑点。任一抗原孔斑点数与空白对照孔斑点数差值≥6,且≥2倍空白对照斑点数,判定为阳性;空白对照孔斑点数>10或阳性对照孔斑点数<20判定为结果不确定。各分中心统一培训操作。

四、统计学处理

采用SPSS 26.0软件进行统计学分析。采用Kolmogorov-Smirnov检验变量是否符合正态分布,偏态分布的计量资料以“中位数(四分位数)[M(Q1,Q3)]”描述。计数资料以“百分率/构成比(%)”描述,组间差异的比较采用χ2检验或Fisher精确概率法。使用单因素分析和多因素logistic回归模型分析T-SPOT.TB检测结果的影响因素。以P<0.05为差异有统计学意义。

结 果

一、T-SPOT.TB阳性率

3715例研究对象T-SPOT.TB检测阳性者有672例(18.1%,95%CI:16.9%～19.3%)。各病种研究对象T-SPOT.TB阳性率范围为8.9%～44.4%,不同病种之间T-SPOT.TB阳性率差异有统计学意义。男性T-SPOT.TB阳性率明显高于女性;T-SPOT.TB阳性率随年龄增加呈增高趋势(表1)。

表1 不同特征研究对象结核感染T细胞斑点试验阳性情况的比较

二、T-SPOT.TB结果影响因素分析

1.单因素分析:男性、年龄>40岁、吸烟(≥21支/d)、有结核病既往史、血小板升高、使用甲氨蝶呤,以及罹患白塞综合征与T-SPOT.TB检测阳性结果相关。使用中到大剂量激素、他克莫司、生物制剂,白细胞及淋巴细胞计数偏低,中度以上贫血,低蛋白血症,以及罹患系统性红斑狼疮、混合性结缔组织病、多发性肌炎/皮肌炎与T-SPOT.TB检测阴性结果相关(表2)。

表2 风湿免疫病患者结核感染T细胞斑点试验影响因素的单因素分析

2.多因素分析:多因素logistic回归分析变量赋值情况见表3。结果显示,年龄≥41岁、吸烟、有结核病既往史,罹患白塞综合征是T-SPOT.TB检测阳性结果的独立相关因素;使用大剂量激素或生物制剂、淋巴细胞计数偏低、低蛋白血症,以及罹患多发性肌炎/皮肌炎、系统性红斑狼疮是T-SPOT.TB检测阴性结果的独立相关因素(表4)。

表3 多因素logistic回归分析变量赋值情况

表4 风湿免疫病患者结核感染T细胞斑点试验检测阳性影响因素的多因素logistic回归分析

讨 论

风湿免疫病患者是结核病发生的高风险人群,既往关于风湿免疫病患者中罹患活动性结核病的数据多有报道[9-10],但是针对LTBI的研究少见,且主要为回顾性研究[11-12]。本研究为针对风湿免疫病人群LTBI情况的多中心、横断面、全病种、大样本研究,以T-SPOT.TB检测阳性为LTBI的诊断标准,对我国风湿免疫病患者的结核分枝杆菌潜伏感染率及T-SPOT.TB检测结果的相关影响因素进行了初步探究,为风湿免疫病患者LTBI的管理提供了一定的证据支持。

Gao等[13]前期应用IGRA进行结核分枝杆菌潜伏感染率的流行病学调查,估算我国15周岁及以上人群结核分枝杆菌潜伏感染率为20.3%(95%CI:15.6%～25.1%);同年龄段内男性人群结核分枝杆菌潜伏感染率高于女性,且潜伏感染率随年龄增长呈升高趋势。本研究以T-SPOT.TB检测阳性为LTBI诊断标准,获得我国风湿免疫病患者结核分枝杆菌潜伏感染率为18.1%(95%CI:16.9%～19.3%);同样,潜伏感染率男性患者总体高于女性,且随年龄增长呈增高趋势,与Gao等在普通人群中的研究结果一致。

风湿免疫病总体异质性大,不同病种间T-SPOT.TB检测阳性率存在明显差异。本研究中,白塞综合征患者T-SPOT.TB检测阳性率为44.4%,明显偏高。白塞综合征是一种多系统受累的炎症性疾病,患者的全身炎症反应可通过高水平的促炎细胞因子促进T细胞免疫反应[14]。临床中经常观察到白塞综合征患者同时合并MTB感染,并且白塞综合征相关症状可在抗结核药物治疗后得到缓解[15]。研究表明,白塞综合征和结核病在发病机制上有密切关联,两者可能有共同的遗传背景。一方面,MTB可能通过分子模拟作为白塞综合征的触发因素。另一方面,白塞综合征患者本身可能产生细胞介导的免疫缺陷,从而增加个体对MTB的易感性[16]。以上因素共同作用,可能会增加白塞综合征患者发生MTB感染的风险。既往回顾性研究表明,白塞综合征患者中T-SPOT.TB检测阳性率明显高于普通人群,与本研究一致[17]。

本研究中,系统性红斑狼疮患者T-SPOT.TB检测阳性率偏低(15.0%)。系统性红斑狼疮是以T细胞免疫反应异常为特征的慢性自身免疫性疾病,发病过程中伴随过多的自身抗原暴露。这可能导致 T 细胞衰竭,从而导致γ-干扰素分泌水平降低[18]。笔者推测,由于系统性红斑狼疮患者T细胞功能受损导致γ-干扰素的产生受到抑制,可能导致T-SPOT.TB检测出现假阴性结果。这有待进一步基础实验验证。值得注意的是,系统性红斑狼疮患者活动性结核病的患病率明显高于普通人群[8],即使临床上对于LTBI的检测呈阴性,考虑到可能存在的假阴性结果,仍应对患者结核病发病风险给予密切关注。

本研究进一步分析了可能影响T-SPOT.TB检测结果的相关因素,发现大剂量糖皮质激素的使用、应用生物制剂、淋巴细胞数量减少、低蛋白血症的风湿免疫病患者更容易出现T-SPOT.TB检测阴性的结果。

糖皮质激素可以通过多种机制抑制细胞免疫反应,导致T细胞免疫应答比例降低[19]。Calabrese等[20]在对慢性炎症性疾病患者的研究中发现,糖皮质激素的使用与IGRA的反应降低明显相关,可增加服用糖皮质激素患者出现假阴性结果的风险。Bélard等[21]研究发现,每天大于10 mg的糖皮质激素摄入即可抑制T细胞功能,且存在一定程度的剂量效应关系。风湿免疫病患者疾病本身及激素、免疫抑制的使用均会导致淋巴细胞减少。众多研究表明,淋巴细胞计数减少与QuantiFERON®-TB Gold检测假阴性结果明显相关[22-24]。虽然T-SPOT.TB检测经过细胞计数标化,降低了淋巴细胞计数对结果的影响,但本研究显示,在外周血淋巴细胞计数<0.5×109/L时,仍可能导致其出现阴性结果。除此之外,低蛋白血症往往伴随免疫受损状态,可能导致T细胞的比例和绝对数量减少,同时还会导致其产生γ-干扰素的功能缺陷,从而影响T-SPOT.TB检测的结果,导致假阴性的可能[25-26]。因此,临床中应用大剂量激素或存在淋巴细胞计数减少及低蛋白血症的风湿免疫病患者出现T-SPOT.TB检测结果阴性时应警惕假阴性可能。此类患者在进行LTBI筛查时,可考虑多种筛查方法的联合应用,以更加个体化评估MTB感染的风险。

近年来,生物制剂的应用给风湿免疫病患者的治疗带来了重大变革,但其相应的感染风险也逐渐受到人们的重视,尤其是肿瘤坏死因子α拮抗剂使用导致的结核病发病风险。鉴于此,世界卫生组织推荐在使用肿瘤坏死因子α拮抗剂治疗之前筛查LTBI并给予预防。但对已经接受生物制剂治疗的患者,IGRA的结果可能会受到影响[27-28]。一项荟萃分析表明,免疫抑制治疗可能会影响IGRA的阳性率(OR=0.66,95%CI:0.53～0.83),尤其是在接受肿瘤坏死因子α拮抗剂治疗的患者中(OR=0.50,95%CI:0.29～0.88)[29]。本研究结果表明,使用生物制剂是T-SPOT.TB检测阴性结果的独立相关因素,与此研究结果一致。

另外,本研究发现,在风湿免疫病患者中,吸烟者T-SPOT.TB检测阳性率明显高于不吸烟者,表明吸烟可能与LTBI相关。吸烟与各种疾病的发病率和死亡率的高风险相关[30]。吸烟率高的国家其LTBI及活动性结核病的负担也相应较重[31]。大量流行病学证据和荟萃分析表明,吸烟是LTBI、活动性结核病发生及相关死亡的独立危险因素,且结核病患病风险往往随着每天吸烟剂量和吸烟时间的增加而增加[32-36]。Shang 等[37]对这一现象背后的机制进行探索发现,香烟中的两个主要成分尼古丁和丙烯醛可抑制外周血单核细胞及巨噬细胞产生白细胞介素-1b(IL-1b)、IL-2、IL-6、IL-12、IL-18、肿瘤坏死因子α和γ-干扰素,从而降低宿主抵抗结核病的防御能力。因此,加强风湿免疫病患者戒烟宣教,可能对MTB感染的预防管理有一定积极的作用。

本研究存在一定的局限性。首先,本研究基于前期的分层多阶段整群抽样调查,仅部分风湿免疫病患者接受T-SPOT.TB检测,可能出现选择偏倚。其次,在接受T-SPOT.TB检测的患者中,系统性红斑狼疮患者占70%,可能对T-SPOT.TB检测结果相关影响因素的分析存在一定影响。第三,生物制剂的发展日新月异,后续有多种新的生物制剂获批应用于临床,本研究中未能涵盖,其对MTB感染及结核病发病的影响尚待进一步研究。

综上,风湿免疫病患者总体T-SPOT.TB检测阳性率为18.1%,不同风湿免疫病病种间T-SPOT.TB检测阳性率差异明显。当风湿免疫病患者使用大剂量糖皮质激素、生物制剂,存在低淋巴细胞血症、低蛋白血症,以及罹患系统性红斑狼疮时,更易出现T-SPOT.TB检测阴性结果。在目前主要依靠免疫学诊断方法筛查LTBI的情况下,临床中风湿免疫病患者进行LTBI状态评估时,应关注可能存在的假阴性问题,根据患者病种、免疫状态、药物使用情况等进行个体化MTB感染风险评估和分层管理。

利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突

作者贡献张丽帆:酝酿和设计实验、实施研究、采集数据、分析/解释数据、起草文章、对文章的知识性内容作批评性审阅、统计分析、指导;马亚楠:实施研究、采集数据、分析/解释数据、起草文章、统计分析;邹小青:采集数据、分析/解释数据、起草文章、统计分析;张月秋:实施研究、起草文章、指导、行政/技术/材料支持、指导、支持性贡献;张奉春、曾小峰和赵岩:酝酿和设计实验、实施研究、对文章的知识性内容作批评性审阅、指导、支持性贡献;刘升云、左晓霞、吴华香、武丽君、李鸿斌、张志毅、陈盛、朱平、张缪佳、齐文成、刘毅和刘花香:酝酿和设计实验、实施研究、采集数据、对文章的知识性内容作批评性审阅、行政/技术/材料支持;侍效春:酝酿和设计实验、实施研究、分析/解释数据、对文章的知识性内容作批评性审阅、指导、支持性贡献;刘晓清:酝酿和设计实验、实施研究、分析/解释数据、对文章的知识性内容作批评性审阅、获取研究经费、行政/技术/材料支持、指导、支持性贡献