白细胞介素27、腺苷脱氨酶和γ-干扰素对结核性胸膜炎的诊断效能分析*

周超杰,乐 军

(同济大学附属上海市肺科医院检验科,上海 200433)

结核性胸膜炎(tuberculous pleurisy,TBP)是由于结核分枝杆菌直接感染和(或)胸膜对结核分枝杆菌感染产生迟发型超敏反应引起的胸膜局部炎症,是肺外结核最常见的形式之一[1-3]。在我国,TBP常引起渗出性胸腔积液,较难与恶性肿瘤或其他原因引起的胸腔积液区分,常因误诊导致患者病情加重,影响患者预后[4-5]。病原学和胸膜组织病理学检测是诊断TBP的金标准,但受检测准确性、检测周期及患者依从性等影响,其适用性有一定局限[2,6-7]。γ-干扰素(interferon-γ,IFN-γ)和白细胞介素27(interleukin 27,IL-27)均与结核分枝杆菌感染后机体的免疫应答反应有关,能在一定程度上反映患者体内结核分枝杆菌的感染程度[8-12];腺苷脱氨酶(adenosine deaminase,ADA)是人体嘌呤核苷代谢中催化生成次黄苷和脱氧次黄苷的一种酶,与感染后免疫应答中的淋巴细胞活化相关[13-14]。因此,评估胸腔积液中IFN-γ、ADA和IL-27水平对TBP的诊断具有重要的临床意义。本研究拟通过检测TBP患者及以恶性肿瘤为主的其他患者的胸腔积液中IL-27、ADA和IFN-γ水平,探讨及验证其对TBP的临床诊断价值及效能。

1 资料与方法

1.1 一般资料

收集2022年5月到2023年5月于同济大学附属上海市肺科医院就诊的315例患者胸腔积液标本。纳入标准:(1)标本均为胸腔积液;(2)≥18岁;(3)非妊娠妇女;(4)无其他疾病;(5)1周内未服用任何影响检测的药物。排除标准:(1)胸腔积液中存在杂菌污染;(2)胸腔积液中存在杂质或凝块(血浆、痰等)。按照确诊结果将患者分为TBP组(n=165)和对照组(n=150)。TBP组中男105例,女60例,平均年龄(52.5±31.5)岁。对照组中男84例、女66例,平均年龄(56.5±27.5)岁,恶性胸腔积液125例、肺部真菌感染15例、胸外伤5例。两组性别、年龄比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。本研究获同济大学附属上海市肺科医院伦理委员会批准(K23-360),患者及家属均签署知情同意书。

1.2 方法

1.2.1标本收集

患者均在超声引导下行无菌胸腔穿刺术,抽取胸腔积液20 mL置于经肝素处理的试管中混匀,3 000 r/min 离心15 min后取上清液保存于-80 ℃待测(所有胸腔积液标本在穿刺后放置于4 ℃,并在2 h内离心保存)。

1.2.2检测方法

提前将标本从冰箱中取出,冰上溶解。采用流式细胞因子检测技术检测胸腔积液IFN-γ水平(检测试剂购自美国BD公司,使用BD FACSAria Ⅱ高速分选流式细胞仪进行检测);采用分光光度法检测胸腔积液ADA水平(检测试剂购自瑞士Roche公司,使用OlympusAU5400全自动生化分析仪进行检测);采用ELISA检测胸腔积液IL-27水平(试剂盒购自上海研启生物科技有限公司)。

1.3 统计学处理

2 结 果

2.1 胸腔积液中IL-27、ADA和IFN-γ水平

TBP组患者胸腔积液IL-27、ADA、IFN-γ水平均高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05),见表1。

表1 两组IL-27、ADA和IFN-γ水平比较[M(Q1,Q3)]

2.2 IL-27、ADA和IFN-γ对不同胸腔积液鉴别诊断的价值

单独使用IL-27、ADA和IFN-γ鉴别诊断结核性和其他性质胸腔积液ROC曲线结果见图1、表2。

A:IL-27;B:ADA;C:IFN-γ;D:三者ROC曲线对比。

表2 IL-27、ADA和IFN-γ单一指标在TBP鉴别诊断中的价值

2.3 IL-27、ADA和IFN-γ联合对不同胸腔积液鉴别诊断的价值

将IL-27、ADA和IFN-γ两两联合或三者联合构建ROC曲线后的结果显示,不同指标联合后鉴别诊断结核性胸腔积液的AUC值均在0.90以上。IL-27、ADA和IFN-γ 3个指标联合的AUC面积最大,但是综合考虑诊断的灵敏度和特异度,IL-27和IFN-γ 2个指标联合后的诊断效能最佳,诊断的灵敏度和特异度分别为89.70%和93.33%,见图2、表3。

A:IL-27和ADA联合;B:IL-27和IFN-γ联合;C:IFN-γ和ADA联合;D:三者联合;E:A-D ROC曲线的比较。

表3 IL-27、ADA和IFN-γ联合在TBP鉴别诊断中的价值

3 讨 论

胸腔积液作为TBP的常见症状,早期诊断有助于疾病的治疗及预后的改善,但前提是要与其他原因引起的胸腔积液进行鉴别诊断。结核性胸腔积液细胞成分早期以中性粒细胞和巨噬细胞为主,后期以淋巴细胞募集为主导,表现为辅助性T淋巴细胞(Th1)驱动的迟发免疫反应,同时伴随着IFN-γ、ADA、IL-12及相关细胞因子的释放增加[15-16]。因此,评估胸腔积液中相关因子的水平对TBP的诊断具有重要的临床意义。本研究显示,结核性胸腔积液中IFN-γ、ADA和IL-27水平明显高于其他原因引起的胸腔积液,对TBP的诊断有重要的参考价值;将IL-27和IFN-γ两个指标联合后,能够进一步提高对结核性胸腔积液的诊断效能。

ADA是一种参与嘌呤代谢的酶,与感染时免疫应答中的淋巴细胞活化相关,是最早在临床上应用于TBP的诊断指标[17]。ADA不同的诊断临界值对应不同的诊断效能[18]。李曼等[19]研究显示,ADA 诊断结核性胸腔积液的最佳截断值为45.36 U/L,AUC为0.63,灵敏度和特异度分别为69.26%和68.84%;姚凡等[20]发现当胸腔积液 ADA>45 U/L 时,诊断TBP的灵敏度和特异度分别为 50.0%、94.3%;而截断值>25.15 U/L 时,其诊断灵敏度和特异度分别为 80.0% 和 72.9%。在一项纳入174项研究的大型meta分析中,研究者发现,无论ADA的最佳截断值选择为<36 U/L、36～<45 U/L或者45～65 U/L时,ADA对TBP总的诊断灵敏度和特异度均为90%左右[18]。最近的一项多中心回顾性研究显示,当ADA 诊断截断值为16.50 U/L时,AUC值可达0.909,诊断结核性胸腔积液的灵敏度和特异度分别为87.50%和87.82%[13]。与上述报道一致,本研究利用ROC曲线获取胸腔积液ADA的最佳截断值是22.48 U/L,AUC值为0.92,诊断结核性胸腔积液的灵敏度为80.61%,特异度为93.33%,提示胸腔积液ADA是诊断TBP的可靠标志物。

IFN-γ是结核分枝杆菌感染后效应T细胞分泌的一种重要细胞因子,与包括IL-12在内的其他细胞因子一起介导Th1反应,促进肉芽肿的形成及遏制结核菌的感染。诸多研究表明,胸腔积液中的IFN-γ对TBP具有重要的诊断价值[12]。一项囊括了7 153例患者的meta分析显示,胸腔积液中IFN-γ水平对诊断TBP有极好的准确性,诊断灵敏度和特异度分别为93%和96%[21]。ZHANG等[22]采用12个标志物鉴别诊断胸腔积液的性质时发现 IFN-γ具有最高的诊断效能,截断值>2.45 pg/mL时诊断TBP的灵敏度和特异度分别为91.11%和91.94%。刘颖等[23]发现,当IFN-γ的截断值为103.7 ng/mL时,AUC值为0.841,诊断结核性胸腔积液的灵敏度为80%,特异度为82.5%,联合ADA后,AUC值可达0.950,诊断结核性胸腔积液的灵敏度为82.5%,特异度为97.5%。本研究结果显示,根据ROC曲线,当IFN-γ的最佳截断值为6.75 pg/mL时,诊断结核性胸腔积液的灵敏度为79.88%,特异度为98.00%,与上述报道基本一致;当将IFN-γ和ADA两个指标进行联合后,AUC值为0.91,诊断灵敏度和特异度分别为76.97%和98.67%,总体诊断效能低于上述文献报道。

IL-27是IL-12家族的成员,可由胸膜腔中的T细胞、B细胞、单核细胞和巨噬细胞等分泌,具有致炎和抗炎的双重作用,可参与对机体结核分枝杆菌感染后的免疫应答过程[9,24]。YANG等[9]研究发现,当IL-27的截断值在1 007 ng/mL时,IL-27对结核性胸腔积液与非结核性胸腔积液鉴别诊断的灵敏度和特异度分别为92.7%和99.1%。刘薇等[25]对128例结核性胸膜炎和128例非结核性胸膜炎进行了IL-27和Gene Xpert MTB/RIF 水平的单独检测及两者的联合检测,结果显示TBP组胸腔积液中 IL-27 水平明显高于恶性胸腔积液组、类肺炎性胸腔积液组与漏出性胸腔积液组。IL-27单独诊断TBP的AUC值为0.875,灵敏度为73.43%、特异度为85.16%。与Gene Xpert MTB/RIF联合诊断TBP的灵敏度为86.72%,特异性为100.00%。席素雅等[26]对50例TBP患者和50例非TBP患者进行了IL-27和ADA水平单独检测及二者的联合检测,结果显示当IL-27的截断值在64.74 pg/mL时,AUC值为0.791,对结核性胸腔积液与非结核性胸腔积液鉴别诊断的灵敏度和特异度分别为86%和76%,当联合ADA时AUC值为0.951,诊断灵敏度和特异度均为92%。杜月菊等[27]的研究也证实了IL-27在诊断TBP中的作用,并进一步证实IL-27、ADA和Gene Xpert MTB/RIF三者联合检测漏诊率更低。本研究结果显示,根据ROC曲线,当IL-27的最佳截断值为0.61 pg/L时,其诊断结核性胸腔积液的灵敏度为78.18%,特异度为89.33%,与上述研究结果基本吻合,提示胸腔积液IL-27可以是诊断TBP的有效标志物。当将IL-27分别与IFN-γ、ADA指标联合后,AUC值由0.88分别提高至0.94和0.95,灵敏度和特异度也得到了不同程度的提高。

在临床实践中为避免误诊,常综合多种因素进行疾病的鉴别诊断。因此本研究在单一指标的基础上,分析比较了IFN-γ、ADA和IL-27两两联合,或三者联合诊断TBP的效能。均衡考虑诊断的特异度和灵敏度后,得出结论认为IL-27与IFN-γ联合更具有诊断优势。本研究也存在不足之处:(1)未对恶性胸腔积液样本进行亚组分析;(2)未探究年龄和性别是否对研究结果存在影响;(3)未探究IFN-γ、ADA和IL-27指标之间的相关性;(4)本研究为单中心研究,研究得出的结论可能存在潜在偏倚,未来仍需要大样本前瞻性研究以进一步证实本研究所得出的结论。

综上所述,ADA、IL-27和IFN-γ在结核性胸腔积液中的水平明显高于其他原因引起的胸腔积液,对TBP的鉴别诊断具有较高的效能,而IL-27和IFN-γ联合后鉴别诊断更具有优势。