γ干擾素釋放試驗在兒童結(jié)核病和潛伏結(jié)核感染中的診斷價值

李鋒 盧水華

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γ干擾素釋放試驗在兒童結(jié)核病和潛伏結(jié)核感染中的診斷價值

李鋒 盧水華

目前全球兒童結(jié)核病疫情形勢嚴峻，診斷仍然依賴傳統(tǒng)的檢測方法。結(jié)核菌素皮膚試驗對于卡介苗接種及非結(jié)核分枝桿菌感染不易鑒別。γ干擾素釋放試驗在國內(nèi)已逐步推廣，對兒童結(jié)核病的診斷有較高的敏感度和特異度。在潛伏結(jié)核感染的兒童中，結(jié)合暴露分級評價，γ干擾素釋放試驗特異度更高，結(jié)核菌素皮膚試驗敏感度更高。使用IGRA開展人群大規(guī)模篩查并不現(xiàn)實，但是針對性選擇高危人群進行檢測確有必要。在兒童結(jié)核病診療領(lǐng)域，應當將IGRA與TST結(jié)合起來，取長補短，結(jié)合實際情況進行分析。

干擾素γ釋放試驗； 潛伏性結(jié)核/診斷； 敏感性與特異性； 兒童

根據(jù)2014年WHO年度報告，估計2013年全球新發(fā)結(jié)核病患兒約55萬例，死亡8萬例，形勢不容樂觀[1]。在兒童結(jié)核病的診斷方面，由于細菌學依據(jù)的檢出率過低，目前仍然是基于陽性結(jié)核菌素皮膚試驗(tuberculin skin test, TST)，以及與結(jié)核病相符合的放射學和臨床表現(xiàn)、與懷疑或證實的成人結(jié)核病患者有接觸的流行病學證據(jù)來進行臨床診斷。由于TST結(jié)果不易排除卡介苗接種與非結(jié)核分枝桿菌感染，以及兒童結(jié)核病與成人結(jié)核病存在不同的臨床表現(xiàn)與影像學表現(xiàn)，兒童結(jié)核病的漏診和誤診屢見不鮮。γ干擾素釋放試驗(interferon-gamma release assay, IGRA)的技術(shù)原理是采用卡介苗及大多數(shù)非結(jié)核分枝桿菌缺失的特異性蛋白早期分泌抗原靶蛋白-6(early secreting antigen target-6, ESAT-6)和培養(yǎng)濾液蛋白-10(culture filtrate protein-10, CFP-10)等作為抗原刺激物，刺激結(jié)核分枝桿菌(Mtb)感染者外周血單個核細胞中的結(jié)核病特異性活化T細胞分泌γ干擾素，通過定量或定性檢測手段判斷潛伏結(jié)核感染(LTBI)。該技術(shù)現(xiàn)已逐步在臨床推廣并對診斷結(jié)核病起到一定輔助作用，受到廣大學者重視?，F(xiàn)結(jié)合自身的經(jīng)驗，筆者淺談IGRA在兒童結(jié)核病中的應用。

兒童結(jié)核分枝桿菌感染的特點

兒童結(jié)核病與成人結(jié)核病有很大區(qū)別。兒童感染多是第一次，往往來自家庭成員的密切接觸。初次感染后大部分兒童可不發(fā)病，致病菌會被清除或局限潛伏下來，成為繼發(fā)性肺結(jié)核的發(fā)病根源。在原發(fā)感染導致發(fā)病的這部分患兒中，由于免疫功能發(fā)育不完善更易進展為重癥肺結(jié)核或發(fā)生肺外結(jié)核，且愈年幼的患兒病情愈重，病死率愈高。還有部分合并免疫缺陷的患兒，病情演變很特殊，甚至會出現(xiàn)與成人結(jié)核病完全不同的臨床表現(xiàn)[2]，如合并慢性肉芽腫病的患兒會出現(xiàn)多部位、反復的分枝桿菌感染傾向。這些特點也決定了IGRA檢測在兒童結(jié)核分枝桿菌感染診斷中作用的特殊性。

WHO于2014年發(fā)布的《潛伏結(jié)核感染管理指南》中認為潛伏感染是指結(jié)核分枝桿菌刺激人體后出現(xiàn)的持續(xù)免疫反應，但沒有活動性結(jié)核病臨床依據(jù)的一種狀態(tài)[3]。這個定義強調(diào)了“持續(xù)的免疫反應”。也有理論認為潛伏感染是人體感染結(jié)核分枝桿菌后的“特異”的免疫反應[4]?！俺掷m(xù)”提示結(jié)核分枝桿菌感染后機體產(chǎn)生的免疫反應可以存在數(shù)年甚至更長，“特異”則說明機體針對結(jié)核分枝桿菌感染會產(chǎn)生與其他致病微生物不同的免疫反應。無論哪一種定義均是建立在人體免疫功能完善的基礎上，如果感染人群對結(jié)核分枝桿菌沒有產(chǎn)生“持續(xù)”或者“特異”的免疫反應時，上述的定義則可能產(chǎn)生偏差。潛伏感染的概念強調(diào)的是結(jié)核分枝桿菌感染后的狀態(tài)，是否產(chǎn)生免疫反應則取決于個體在感染后的免疫系統(tǒng)，而免疫系統(tǒng)是有個體差異的，患兒更具有特殊性。由于兒童的免疫系統(tǒng)是一個逐漸發(fā)育成熟的過程，尤其是低齡兒童發(fā)育不夠完善，加上部分有免疫缺陷的兒童，使得結(jié)核分枝桿菌感染后是否會出現(xiàn)“持續(xù)”或“特異”的免疫反應較成人更難定論。

IGRA在結(jié)核病患兒中的敏感度和特異度

2011年，Machingaidze等[5]進行的Meta分析納入了20項針對兒童結(jié)核病的研究，并對其中的10項研究進行一種全血γ干擾素釋放檢測試劑盒QuantiFERON-TB gold in tube(QFT-GIT)檢測活動性兒童結(jié)核病的敏感度分析。結(jié)果顯示QFT-GIT診斷活動性結(jié)核病患兒的敏感度最低為53%，最高為94%，差異較大。2014年來自作者團隊的研究中，對上海128名兒童進行了QFT-GIT或結(jié)核感染T細胞斑點試驗(T-SPOT.TB)，結(jié)果表明QFT-GIT 在兒童肺結(jié)核診斷中的敏感度為86.4%，特異度為81.3%。 T-SPOT.TB在兒童肺結(jié)核中的敏感度和特異度分別為72.3%、96.7%[6]。

由于目前TST仍然是診斷兒童結(jié)核病的主要手段之一，因此大量的研究均將IGRA檢測與TST進行對比，如Bramford等[7]的研究表明QFT-GIT在鑒別活動性結(jié)核病方面的表現(xiàn)并沒有顯著優(yōu)于TST，但他們發(fā)現(xiàn)將二者結(jié)合起來，比單用QFT-GIT檢測可提高檢測敏感度與特異度。如果將結(jié)核病患兒進行不同年齡分組，Okada等[8]發(fā)現(xiàn)在<5歲的患兒中，QFT-GIT診斷結(jié)核病的敏感度比TST顯著降低。在確定有活動性結(jié)核病的19例患兒中，15例(79%)TST陽性，而只有10例(53%)QFT-GIT陽性。為進行質(zhì)量控制，在IGRA檢測過程中均使用了陽性對照管。Kampmann等[9]在2006年的研究中發(fā)現(xiàn)，在年齡<4歲的患兒中，陽性對照管陽性結(jié)果的比例比4歲以上的患兒顯著降低。Connell等[10]也認為在17歲以前，隨著年齡的增長，陽性對照管陽性結(jié)果的比例也隨之增高，并且與年齡呈正相關(guān)。這些結(jié)果提示在兒童結(jié)核病檢測中，IGRA試驗的敏感度較成人可能出現(xiàn)下降，尤其是低齡兒童。這也解釋了Okada等[8]的研究發(fā)現(xiàn)。

當前，在應用IGRA診斷兒童結(jié)核病的研究中，關(guān)于敏感度與特異度的評價差異很大，這與研究的異質(zhì)性有關(guān)，比如結(jié)核病的診斷標準、當?shù)氐慕Y(jié)核分枝桿菌感染率、確診結(jié)核病患兒(有細菌學或病理學依據(jù))的比率、研究對象的卡介苗接種率、年齡和種族，此外還包括是否合并其他疾病，如HIV感染或其他免疫缺陷等。

應注意到不同的國家和地區(qū)上述的背景情況是不同的，因此得出的結(jié)論也不盡相同。在我國這樣一個結(jié)核分枝桿菌高感染的國家，應當更注重國內(nèi)的研究結(jié)果?？傮w而言，無論是QFT-GIT或T-SPOT.TB檢測對兒童結(jié)核病均有較高的敏感度和特異度。并且需要注意到對于低齡兒童，IGRA檢測可能會出現(xiàn)敏感度下降的現(xiàn)象。

IGRA在兒童LTBI中的價值

兒童LTBI有較高的風險發(fā)展為活動性結(jié)核病，而且是成人結(jié)核病重要的發(fā)病根源。因此對兒童LTBI的識別具有重要意義。由于對LTBI的診斷缺乏金標準，目前仍然是基于TST試驗和IGRA試驗。評價IGRA在LTBI的診斷價值時，往往有研究認為IGRA陽性提示LTBI，而陰性則排除LTBI，并由此得出IGRA診斷LTBI的敏感度與特異度，這樣的結(jié)論是非常不嚴謹?shù)摹＠碚撋蟃ST試驗硬結(jié)平均直徑≥15 mm被認為是一個可靠的結(jié)核分枝桿菌感染的指標，因為BCG接種與NTM感染一般不會引起硬結(jié)平均直徑達到15 mm。因此大量研究通過對比TST的結(jié)果來判斷IGRA的檢測效力。嚴格意義上說，這樣分析的結(jié)論只能是一種推測，更適用于評價IGRA的特異度指標，而針對敏感度評價尚難判斷，因為結(jié)核分枝桿菌感染后并不一定會出現(xiàn)TST硬結(jié)平均直徑≥15 mm，當然也不一定會出現(xiàn)IGRA試驗陽性[5]。

由于兒童免疫系統(tǒng)較成人具有特殊性，這使得評價IGRA在兒童LTBI中的檢測效力變得非常困難。更為科學的做法是引入“暴露分級”并結(jié)合TST進行評價，理論上暴露強度越大，感染的概率也越大。在美國紐約有一項針對207例有結(jié)核分枝桿菌暴露風險兒童的研究中，Lighter等[11]發(fā)現(xiàn)在只有TST陽性的患兒中QFT-GIT檢測陽性率僅23%，隨著暴露風險級別的增高，QFT-GIT檢測的陽性率也提高，這提示QFT-GIT檢測的特異度較TST檢測要高。并且發(fā)現(xiàn)在沒有近期暴露風險的患兒中QFT-GIT檢測的敏感度要比TST檢測低，提示TST陽性可能是遠期的結(jié)核分枝桿菌感染。在另一項意大利的研究中，Bianchi等[12]發(fā)現(xiàn)有結(jié)核分枝桿菌暴露風險的336例兒童中， TST和QFT-GIT檢測陽性例數(shù)分別為58、60例，其中有1/2 TST陽性兒童QFT為陰性。這一結(jié)果再次表明，QFT-GIT檢測結(jié)果的特異度較TST高，而TST檢測結(jié)果較QFT-GIT更敏感。

IGRA在兒童結(jié)核病診斷中的意義

IGRA檢測技術(shù)的推廣使人們對其在兒童結(jié)核病診斷方面寄予厚望，一方面IGRA確有自身優(yōu)勢，如不受BCG接種或NTM感染的影響，24 h即可得到結(jié)果；但是另一方面應該看到IGRA也有自身的不足，如對操作技術(shù)要求和成本較高，對低齡兒童采血困難等。同時，關(guān)于IGRA在不同結(jié)核分枝桿菌感染背景下的研究結(jié)果不盡相同，對不同年齡段的兒童研究也有差異。我國是結(jié)核病高流行國家，無論是結(jié)核病患者還是LTBI人群，數(shù)量都是非常龐大的。因此，大面積推廣IGRA對結(jié)核病或LTBI的篩查顯然并不合適，但是有針對性地選擇篩查較為困難的高危人群、結(jié)核分枝桿菌暴露等級較高的密切接觸人群確實很有必要。而對于TST試驗，盡管存在著特異度不高，需要第二次訪視，試驗結(jié)果易受主觀影響等缺點，但是由于其較高的敏感度、便利的操作、低廉的成本，以及廣泛的普及等優(yōu)勢，目前仍然在兒童結(jié)核病診斷中占有非常重要的地位。

兒童結(jié)核病的診斷目前仍然是基于陽性結(jié)核菌素試驗、與結(jié)核病相符合的放射學和臨床表現(xiàn)，以及與懷疑或證實的成人結(jié)核病患者有接觸的流行病學證據(jù)來進行臨床診斷。細菌學與病理學依據(jù)是確診的金標準，盡管檢出率較低，仍應通過反復送檢多部位樣本提高檢出率，不應過度依賴IGRA檢測結(jié)果來進行診斷與排除診斷結(jié)核病。比較理想的做法是，根據(jù)受試者具體病情，結(jié)合IGRA及TST檢測結(jié)果進行綜合判斷。值得注意的是，由于大多數(shù)兒童在出生時沒有接觸結(jié)核分枝桿菌抗原，出生后接種的卡介苗與IGRA檢測沒有抗原重疊，因此當IGRA檢測呈現(xiàn)陽性時其臨床意義更大，尤其是對于低齡兒童。特殊情況下，對于只有不典型的臨床癥狀、影像學表現(xiàn)，并且缺乏細菌學依據(jù)的結(jié)核病患兒(比如骨關(guān)節(jié)結(jié)核)，這甚至可以成為診斷結(jié)核病惟一的實驗室依據(jù)。

回顧與展望

由于IGRA和TST檢測在臨床中更重要的意義在于鑒別LTBI，而我國目前對于絕大多數(shù)的LTBI者是否進行預防性治療還沒有形成共識。對于兒童，有研究認為高達40%的2歲以內(nèi)LTBI者和24%的5歲以內(nèi)LTBI者在將來會發(fā)展為結(jié)核病[13]，這一數(shù)據(jù)是非常驚人的。盡管該數(shù)據(jù)是來源于70多年前的研究，但是考慮到我國結(jié)核病疫情的嚴重性，以及從源頭切斷結(jié)核病的重要性，我們應當對此數(shù)據(jù)給予足夠重視。IGRA檢測技術(shù)為我們提供了又一個鑒別LTBI的利器，因此開展對低齡兒童LTBI的研究非常有必要。如果確實存在類似的高發(fā)比例，那將對我國結(jié)核病防治策略產(chǎn)生重大影響，開展對高危低齡兒童的篩查并且給予積極的預防性治療將成為必然選擇。

在成年人的研究中，有研究發(fā)現(xiàn)IGRA檢測對于新近感染較TST檢測更具有優(yōu)勢[14]，這對結(jié)核病的鑒別具有較大意義。也有研究發(fā)現(xiàn)無論是否接受治療，IGRA檢測有陰轉(zhuǎn)現(xiàn)象[15]，這不僅對于LTBI的追蹤有意義，而且對于特殊患者還可以作為療效評價的指標之一。而這些結(jié)論是否適用于兒童，尚需要開展大力研究。

結(jié) 語

總之，IGRA在臨床上已經(jīng)成為診斷結(jié)核病或LTBI的重要手段之一，在兒童領(lǐng)域也發(fā)揮著越來越大的作用。對兒童患者，IGRA檢測有較高的敏感度與特異度；對診斷兒童LTBI，IGRA檢測的特異度較好、敏感度有下降現(xiàn)象。臨床工作中，應當將IGRA與TST檢測結(jié)合起來，取長補短，并根據(jù)具體病情進行分析。我國兒童結(jié)核病防治的形勢還比較嚴峻，如何使用好IGRA這一有力武器，需要臨床醫(yī)生、基礎研究人員及疾病預防控制工作者的協(xié)作，對我國兒童結(jié)核病和潛伏感染者的診斷做出進一步的研究[16]。

[1] World Health Organization. Global tuberculosis control: WHO report 2014. Geneva: World Health Organization, 2014.

[2] 盧水華. “兒童結(jié)核病零死亡率”：我們準備好了嗎？中國防癆雜志,2014,36(12)：1008-1010.

[3] World Health Organization. Guidelines on the management of latent tuberculosis infection. Geneva: World Health Organization, 2015.

[4] Chee CB, Sester M, Zhang W, et al.Diagnosis and treatment of latent infection withMycobacteriumtuberculosis. Respirology，2013，18(2):205-216.

[5] Machingaidze S, Wiysonge CS, Gonzalez-Angulo Y, et al. The Utility of an Interferon Gamma Release Assay for Diagnosis of Latent Tuberculosis Infection and Disease in Children: a systematic review and meta-analysis.Pediatr Infect Dis J，2011，30(8):694-700.

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[9] Kampmann B, Tena-Coki G, Anderson S. Blood tests for diag-nosis of tuberculosis. Lancet,2006,368(9532):282-283.

[10] Connell TG, Curtis N, Ranganathan SC, et al. Performance of a whole blood interferon gamma assay for detecting latent infection withMycobacteriumtuberculosisin children. Thorax, 2006,61(7):616-620.

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[12] Bianchi L, Galli L, Moriondo M, et al. Interferon-release assay improves the diagnosis of tuberculosis in children. Pediatr Infect Dis J, 2009,28(6): 510-514.

[13] Brailey M. Mortality in the Children of Tuberculous Households.Am J Public Health Nations Health, 1940,30(7):816-823.

[14] 宋其生,陳秀琴,趙琴,等.結(jié)核菌素純蛋白衍生物試驗凈增值與γ-干擾素釋放試驗在結(jié)核病群體感染中的診斷價值.中華結(jié)核和呼吸雜志,2012,35(9):669-672．

[15] Lee SW，Lee SH，Yim JJ．Serial interferon-gamma release assays after chemoprophylaxis in a tuberculosis outbreak cohort. Infection,2012,40(4):431-435．

[16] 成詩明. 兒童結(jié)核病防治策略的發(fā)展與展望.中國防癆雜志, 2014,36(12): 1003-1007.

(本文編輯：王然 薛愛華)

The diagnostic significance of interferon-gamma release assays in children with active tuberculosis and latent tuberculosis infection

LI Feng, LU Shui-hua.

Department of Tuberculosis, Shanghai Public Health Clinical Center, Shanghai, 201508

LU Shui-hua，Email：tubercle@shaphc.org

At present, the global situation of tuberculosis in children remains serious. The process of diagnosis still relies on the traditional methods. The results of tuberculin skin test (TST) can not easily identify BCG vaccination and infection with non-tuberculous mycobacterium. Interferon-gamma release assays (IGRA) have been popularized in China, and have a relatively high sensitivity and specificity for the diagnosis of tuberculosis in children. In children with latent tuberculosis infection (LTBI), referring to the exposure classification, the specificity of interferon-gamma release assays is higher and the sensitivity of tuberculin skin test is better. Screening for latent infection in a very large general population with IGRA is clearly unrealistic, but it is necessary for those at a higher risk of tuberculosis development. Clinical manifestation, IGRA and TST should be combined to analysis for the diagnosis of tuberculosis in children.

Interferon-gamma release tests； Latent tuberculosis/diagnosis； Sensitivity and specificity; Child

10.3969/j.issn.1000-6621.2015.07.004

上海市金山區(qū)科委(2014-3-17)；上海市公共衛(wèi)生臨床中心(2014Z01)

201508上海市公共衛(wèi)生臨床中心結(jié)核科

盧水華，Email：tubercle@shaphc.org

2015-02-11)