【快报】胸腔积液中结核分枝杆菌游离DNA检测诊断结核性胸膜炎的准确性：一项多中心横断面研究

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作者：杜伟丽，梁建琴，杨新婷，李成俊，王庆枫，韩文革，李晔，李志惠，赵冬梅，徐福   东，戎燕筱，崔晓敬，李惠民，王峰，刘朋冲，郭东霖，王海宾，邢旭亚，车佳璐，刘子臣，张娜娜，李琨，刘毅，王利，汪海波，车南颖

第一作者及单位：杜伟丽，首都医科大学附属北京胸科医院

梁建琴，解放军总医院第八医学中心

杨新婷，首都医科大学附属北京胸科医院

李成俊，辽宁省沈阳市第十人民医院

王庆枫，首都医科大学附属北京胸科医院

韩文革，山东省潍坊市第二人民医院

李晔，安徽省胸科医院

李志惠，河北省胸科医院

赵冬梅，黑龙江省传染病防治院

徐福东，首都医科大学附属北京胸科医院

通讯作者及单位：车南颖，首都医科大学附属北京胸科医院

汪海波，北京大学临床研究所

Accuracy of cell-free Mycobacterium tuberculosis DNA testing in pleural effusion for diagnosing tuberculous pleurisy: a multicenter cross-sectional study

Du WL, Liang JQ, Yang XT, Li CJ, Wang QF, Han WG, Li Y, Li ZH, Zhao DM, Xu FD, Rong YX, Cui XJ, Li HM, Wang F, Liu PC, Guo DL, Wang HB, Xing XY, Che JL, Liu ZC, Zhang NN, Li K, Liu Y, Wang L, Wang HB, Che NY.

Mil Med Res, 2024 Aug 22;11(1):60.

doi: 10.1186/s40779-024-00567-y.

PMID: 39169415.

结核性胸膜炎(Tuberculous pleurisy, TP)是由结核分枝杆菌感染引起的胸膜炎症，常导致胸腔积液(pleural effusion, PE)。由于胸水样本中细菌载量低，使得该疾病的诊断成为临床实践中的一大挑战。传统的诊断方法，如培养，敏感度约为30%，涂片显微镜检查，敏感度仅为10%左右，而世界卫生组织推荐的Xpert MTB/RIF(Xpert)检测，敏感度也仅为21% ~ 42%，显然这些方法在一定程度上有助于诊断，但敏感度和特异度均存在不足，临床迫切需要开发新诊断方法来提高TP的诊断水平。我们在2020年首次报道了在PE样本中成功检测出结核分枝杆菌游离DNA，在随后的单中心研究中，使用结核分枝杆菌游离DNA(cf-TB)技术，其敏感度为79.5%，高于Xpert(38.5%)和培养(27.1%)。因此，本研究基于6个省份的十一个医学中心进一步证实cf-TB技术用于结核性胸膜炎诊断的有效性，探索该技术作为一线诊断技术的可行性。

      1.研究设计：2020年4月至2022年8月，在中国六个省的十一个医学中心开展了一项多中心、前瞻性、横断面研究。由主治医师根据PE的临床症状和影像学证据连续筛选疑似TP患者。纳入标准：存在任何临床症状（咳嗽、咳痰、咯血、胸痛、劳力性呼吸困难、体重减轻、发热、乏力、盗汗）；影像学检查提示PE、符合胸腔穿刺指征并且预期PE收集量≥100 ml；并签署知情同意书。排除标准：开始抗结核治疗超过一周或拒绝参与研究。

      2.研究步骤：参与研究的医院的主治医师负责系统地筛选和纳入参与者，使用标准化问卷收集基本信息和临床数据，包括参与者呼吸道症状的信息。参与者被分为三组：1.确诊TP：通过PE培养、PE Xpert或胸膜活检阳性。2.临床诊断TP：如果参与者的临床症状和影像学提示TP，并且满足以下条件之一：抗结核治疗反应良好；胸膜活检标本中存在肉芽肿但未发现MTB；除PE和胸膜组织外的其他标本中证实有TB。3.非TP：明确诊断出其他疾病或基于现有证据排除了TP。在开始抗结核治疗前，通过超声引导下胸腔穿刺获取至少100 ml PE。收集的样本同时进行培养、Xpert检测、实验室生化检测和cf-TB检测。在每个中心，PE样本在3000×g离心10 min，沉淀物用于培养(10 ml PE)和Xpert检测(40 ml PE)，而上清液用于实验室生化检测。为了检测cf-TB，40 ml PE样本在当地中心迅速冷冻储存于-80℃，随后转运至北京胸科医院中心实验室，在16000×g离心10 min后获得的5 ml上清液中提取cfDNA，采用cf-TB技术特异扩增并检测cfDNA的IS6110插入序列。最终剩余样本储存至北京胸科医院生物样本库(Biobank of Beijing Chest Hospital)于-80℃长期保存。

      3.统计学处理：采用描述性统计方法分析参与者的社会人口学特征。根据人口统计学和临床特征对参与者进行分层分析cf-TB的性能。此外，以复合参考标准（培养、Xpert或胸膜活检的任何阳性结果）和临床诊断TP分别作为参考标准进行分析，比较PE cf-TB检测、培养和Xpert的诊断价值。采用McNemar检验比较cf-TB和其他诊断方法的检测性能。

      本研究共筛查了1412例疑似TP患者，最终纳入了1241名参与者，包括284例确诊TP患者、677例临床诊断TP患者和280例非TP患者。见图1。本研究各组参与者的人口统计学和临床特征见表1，其中在那些培养和Xpert检测均呈阴性结果，但经临床诊断确认的677例结核性胸膜炎患者中，cf-TB能够额外识别出241例。

      在表2中，使用复合参考标准，与传统检测方法的性能对比中，cf-TB技术展现出卓越的敏感度，高达73.6% (209/284)，显著超越了培养的54.2%和Xpert的40.8%(P<0.001，见表4)。此外，人口统计学和临床特征分层分析显示了不同亚组敏感度的差异。在儿童(<18岁)中，cf-TB检测的敏感度为100.0%，而在成人中敏感度为72.3% (P=0.02)。此外，在痰Xpert/培养阳性的参与者中，其敏感度显著更高(P=0.02)。此外，在ADA≥40 U/L的参与者中有较高的敏感度，但这一差异未达到统计学显著性。

      在84例经胸膜活检证实的确诊TP患者中，37例(44.0%)cf-TB检测阳性，但Xpert/培养阴性，而只有4例(4.8%)Xpert/培养阳性，但cf-TB检测阴性。除53例Xpert、培养和cf-TB检测均阳性外，67例培养和cf-TB检测均阳性，52例Xpert和cf-TB检测均阳性；仅2例患者Xpert和培养同时阳性。见图2。

      由于部分医学中心样本量有限，北京市4家综合医院合并为一个中心，河北省2家医院合并为1个中心，11家参与研究的医学中心最终被分为了7个中心。cf-TB在参与研究的不同医学中心间表现出的灵敏度有所不同，范围从61.2%(辽宁省沈阳市第十人民医院)至93.3%(河北省的两家医院，包括河北省胸科医院和石家庄第五医院)，但这些差异并不具有统计学意义。见表3。

      通过McNemar’s检验，cf-TB的敏感度显著优于培养、Xpert、痰Xpert/培养和胸膜活检（P<0.001），与Xpert/培养之间的差异并不显著（P=0.5）。cf-TB检测阳性但培养阴性89例，cf-TB检测阴性但培养阳性34例。同样，104例cf-TB检测呈阳性而Xpert检测呈阴性，只有11例cf-TB检测呈阴性而Xpert检测呈阳性。见表4。

      cf-TB技术诊断结核性胸膜炎方面相比传统分枝杆菌培养以及GeneXpert分子检测技术具有显著优势，为结核性胸膜炎的确诊率提升开辟了新途径。cf-TB检测技术在不同地区、不同类型的医疗机构中均具有出色的应用价值和极佳的推广前景。cf-TB技术是结核性胸膜炎诊断新的突破，可推动全国范围内的结核性胸膜炎防治进程，为世界的结核性胸膜炎带来了新的诊治理念。该技术的进一步应用和推广，可为实现世界卫生组织提出的2035年“终止结核病”行动目标贡献力量。

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