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胶体金免疫层析法检测结核分枝杆菌特异性IgG/IgM抗体对结核病诊断的应用价值

2018-04-04李晓

中国人兽共患病学报 2018年2期
关键词:胶体金涂片结核

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结核病是严重危害人类健康的慢性传染病之一。据WHO报道,2016年全球结核病新发病约1 040万例,130万艾滋病毒阴性患者以及37.4万艾滋病毒阳性患者死于结核病,我国作为全球第三大结核病高负担国家,新发病例占全球的8.6%[1],早期发现并接受规范治疗对控制结核病疫情有重要意义。

目前,结核病的诊断有多种方法,但都存在一定的缺陷。细菌学检查是诊断结核病的“金标准”,主要包括痰涂片染色观察与痰培养。传统的痰涂片染色观察阳性率较低,对样本质量要求高,无法区分出非结核分枝杆菌[2-3];而痰培养需长达3~8周才能提供结果,且只能报告分枝杆菌培养阳性[4]。皮肤结核菌素试验所使用的结核菌纯蛋白衍生物(PPD)含多种分枝杆菌所共有的抗原,无法区分BCG接种和非结核分枝杆菌感染,造成假阳性较高[5];分子检测技术操作复杂、对检测仪器依赖性要求高、需要专业技术人员,不适宜用于大样本量筛查[6-7]。另外,有一些新兴的结核检测技术,如生物芯片、纳米诊断技术、C-Tb皮肤试验等[8-10],但尚未应用于临床检测诊断。结核分枝杆菌抗体检测技术简便快速,具有较高的敏感性和特异性,近年来在临床中被广泛应用,成为筛查结核病的主要方法之一。本文采用敏感性和特异性等指标对一种胶体金免疫层析法检测结核分枝杆菌抗体IgG/IgM,用于结核病诊断的应用价值进行评价。

1 材料与方法

1.1血清样本及其病例背景资料全部260例结核病患者血清分别来自2016年11月至2017年4月北京市朝阳区疾病预防控制中心和昌平区结核病防治所收集的病人标本,其中男性标本177例,女性标本83例;年龄10~86岁,平均年龄38.41岁;结核病患者的诊断标准参照卫生部发布的国标WS288-2008《肺结核诊断标准》。72例健康人血清来自于中国疾病预防控制中心,均为无结核病病史、无结核病密切接触史、胸部影像学表现正常的健康志愿者。被检测者均签署了知情同意,符合医学伦理学要求。

1.2方法痰涂片抗酸染色和痰标本分枝杆菌培养,按照中国防痨协会《结核病诊断实验室检验规程》[11]标准进行。血清中结核分枝杆菌特异性IgG/IgM抗体检测采用胶体金免疫层析法。结核分枝杆菌IgG/IgM抗体检测试剂盒(胶体金法)由北京健乃喜生物技术有限公司生产,该试剂盒同时使用四种结核分枝杆菌重组抗原(6、14、16和38 kDa)对样本血清进行检测,操作方法及结果判定严格按试剂盒说明书的要求进行。

1.3统计学分析采用SPSS 22.0统计软件进行数据分析,计数资料的比较采用χ2检验,当P<0.05具有统计学差异。

2 结 果

2.1细菌学检查结果在收集的260例结核病患者的痰标本中,细菌学检查结果显示细菌学阴性患者151例(58.08%),细菌学阳性患者109例(41.92%),其中,痰涂片阳性患者49例(18.84%),痰培养阳性患者94例(36.15%),痰涂片和痰培养均为阳性的患者34例(13.08%)。

2.2结核分枝杆菌特异性抗体检测结果采用胶体金免疫层析法检测血清中结核分枝杆菌特异性抗体IgG和IgM。临床诊断为结核病的260例患者中,IgG和IgM阳性者分别为104例和6例,阳性率分别为40.00%(104/260)和2.31%(6/260),IgG和IgM 联合检测结核病阳性率为41.15%(107/260)。以细菌学检查结果为标准,菌阳组中结核病特异IgG和IgM阳性率分别为49.54%(54/109)和2.75%(3/109),IgG和IgM合并阳性率为51.38%(56/109);菌阴组中结核病特异IgG和IgM阳性率分别为33.11%(50/151)和1.99%(3/151),结核分枝杆菌特异性IgG和IgM合并阳性率为33.77%(51/151)。菌阳组特异性IgG/IgM抗体阳性检出率高于菌阴组(χ2=8.098,P<0.05)。在健康对照组中,采用胶体金免疫层析法检出阳性6例,阳性率为8.33%(6/72),如表1所示。胶体金免疫层析法检测血清中抗结核分枝杆菌特异性抗体的敏感性、特异性、阳性预测值和阴性预测值分别为41.15%(107/260)、91.67%(66/72)、94.69%(107/113)和30.14%(66/219)。

表1结核分枝杆菌抗体IgG/IgM检测结果
Tab.1Results of M. tuberculosis IgG/IgM antibodies detection

组别Groups例数No.ofcasesIgG阳性数,n(%)No.ofIgGpositive,n(%)IgM阳性数,n(%)No.ofIgMpositive,n(%)合计阳性数,n(%)TotalNo.ofpositive,n(%)健康组Healthygroup726(8.33)0(0.00)6(8.33)结核组TBgroup菌阳组Bacterialpositivegroup10954(49.54)3(2.75)56(51.38)菌阴组Bacterialpositivegroup15150(33.11)3(1.99)51(33.77)合计Total260104(40.00)6(2.31)107(41.15)

2.3不同检测方法结果比较同时采用痰涂片法、痰培养法和结核分枝杆菌抗体IgG/IgM法对260例结核病患者样本进行检测,阳性率分别为18.84%、36.15%和41.15%,结核分枝杆菌抗体IgG/IgM检测阳性率明显高于痰涂片法和痰培养法(χ2=8.105,P<0.05;χ2=7.321,P<0.05)。痰涂片法和痰培养法联合检测阳性率为41.92%,结核抗体检测法同痰涂片法联合检测阳性率为48.85%,同痰培养法联合检测阳性率为58.46%,结核抗体检测、痰涂片法和痰培养法三种方法联合检测阳性率为61.54%,见表2。

表2不同方法及其联合对260例样本的检测结果
Tab.2Detection results of 260 cases with different methods and combinations

方法Methods阳性例数No.ofpositive阴性例数No.ofnegative阳性率(%)Positiverate(%)痰涂片法Smearstaining4921118.84痰培养法Bacterialculture9416636.15结核抗体检测法MTBIgG/IgMantibodiesdetection10715341.15痰涂片法+痰培养法联合Combinationofsmearandculture10915141.92痰涂片法+结核抗体检测法联合CombinationofsmearandIgG/IgM12713348.85痰培养法+结核抗体检测法联合CombinationofcultureandIgG/IgM15210858.46痰涂片法+痰培养法+结核抗体检测法联合Combinationofsmear,cultureandIgG/IgM16010061.54

3 讨 论

结核病早期症状、体征不明显,通过传统的细菌学检测进行诊断,敏感性低,漏检率高,对于无痰、涂阴或培阴的病人诊断难度更大,尤其是细菌培养耗时很长(需3~8周)。近几十年,结核分枝杆菌抗体检测在临床上得到了广泛的应用,这其中胶体金免疫层析法检测结核分枝杆菌抗体可以在0.5 h内读取结果,适合结核病的筛查。本研究所用结核分枝杆菌抗体检测试剂盒,同时采用4种结核分枝杆菌重组抗原,分别是6、14、16、38 kD。6 kD早期分泌性蛋白(ESAT-6)在检测结核感染者方面具有高度的特异性,但研究表明结核患者血清中抗ESAT-6抗体含量低,单独作为结核病血清学诊断试验意义不大,可作为结核病血清学诊断的组合抗原之一[12]。14 kD抗原在感染初期就具有明显的免疫原性,Sumi等用该抗原免疫兔子获得相应抗血清,使用斑点免疫结合试验(Dot-Iba)检测结核病患者脑脊液中的循环抗原,特异性和敏感性均较好[13]。16 kD抗原的编码基因Rv2031仅存于结核分枝杆菌复合群,可以帮助结核菌在宿主体内存活,对结核菌的潜伏感染有重要作用[14]。38 kD抗原是结核分枝杆菌积极分泌的抗原,其表达量是BCG中合成量的10倍,研究表明38 kD具有较高的抗原特异性和免疫反应性,单项诊断结核病的效果优于其他单一抗原,有很好的应用前景[15]。试剂盒采用了基因工程制备的上述几种结核抗原和胶体金免疫层析技术,定性检测血清中结核分枝杆菌IgG和IgM抗体,检测时样本中的结核分枝杆菌抗体可与胶体金标记的抗原形成结核抗体-金标抗原复合物,与硝酸纤维膜上包被的抗体或抗原结合而显色。

本研究通过采用胶体金免疫层析检测方法检测332例样本,结果显示结核分枝杆菌抗体检测结核病患者敏感性为41.15%,特异性为91.67%。与传统的痰培养、痰涂片检测结果相比,胶体金检测方法的阳性检出率明显提高,用于结核病的辅助诊断可增加临床中结核病的检出率。在国内外研究中,Mathai等对5种不同的免疫检测试剂盒进行评价,灵敏度从46%到68%不等[16],夏强等研究表明,结核抗体IgG/IgM检测结核病患者的敏感度为74.51%,特异度为91.64%[17],本研究的结果显示,胶体金检测技术检测血清中结核分枝杆菌抗体的敏感性略低于上述既往报道,其主要原因可能与感染结核分枝杆菌后产生的不同种类抗体浓度以及病程有关[18],本研究中大部分标本来源于复诊患者或处于不同治疗阶段的已治疗患者,造成结核分枝杆菌特异性抗体浓度低于试剂盒的检测极限,出现阴性结果,导致灵敏度下降。另外,引起免疫应答的抗原性比较复杂,不同抗原会导致不同个体呈现出不同的抗体谱[19],仅使用几种抗原进行检测会造成漏诊。在结核分枝杆菌感染早期,患者体内免疫球蛋白以IgM型结核抗体为主,中晚期以IgG型为主,而在潜伏感染者及感染愈后患者体内一定时期内存在大量IgG抗体。本研究中抗体IgM阳性患者仅有6例,大部分检测出IgG阳性,提示大多数患者均非感染初期患者,这与标本的背景资料相符。与单独的细菌学检测结果及某一特定的抗体检测结果相比,抗体IgG和IgM联合检出率比单独检出率显著提高。IgM抗体检测可以补充IgG检测只针对结核病中晚期的局限性,为结核病的早期诊断提供了依据,针对不同的患者,不同的病程,IgM抗体的检测在结核病的诊断中同样具有重要意义。

结核分枝杆菌IgG/IgM抗体检测痰细菌学阳性患者和阴性患者的敏感性分别为51.38%和33.77%,菌阳性样本敏感性高于菌阴性,二者差异具有显著统计学意义(P<0.05)。本研究结果显示,在109例菌阳标本中检出56例阳性,痰细菌学检查是肺结核活动期的重要指标之一,表明在活动期结核抗体的检出率明显增高。菌阴性样本共151例,检出51例阳性,敏感性低于菌阳结核病患者,但其更具有诊断价值,菌阴性结核病的诊断缺乏金标准,只能通过影像学、临床症状、抗结核治疗、免疫学检测、病理学检测和分子生物学检测等方法的结果进行综合性判断,结核分枝杆菌抗体检测为菌阴性肺结核的诊断提供依据,具有重要的临床意义。阳性预测值和阴性预测值可以用于评价一个方法在临床的诊断价值[20]。在结核病高流行区,阳性预测结果高,有利于临床可疑病例的诊断;在结核病低流行区,阴性预测值高,有助于排除结核病[21]。本研究结核患者结核抗体IgG/IgM胶体金检测技术的阳性预测值为94.69%,我国作为结核病高流行国家[22],胶体金免疫层析法检测结核分枝杆菌抗体阳性预测值高,具有对临床可疑病例更高的辅助诊断价值。

结核分枝杆菌抗体IgG/IgM胶体金检测、痰涂片、痰培养3种方法的阳性率分别为41.15%、18.84%和36.15%。结核抗体检测阳性率高于痰涂片法和痰培养法。痰细菌学检验所需标本的采集过程十分关键,标本的质量直接影响检验结果,低质量的标本可能会造成漏诊或误诊。随着临床诊断技术的不断发展,血清结核分枝杆菌抗体检测在结核病的检测中使用较多,该方法不会受到痰标本采集不规范或患者无痰的影响,在临床诊断中,医务人员可联合痰细菌学检测和结核分枝杆菌抗体检测进行检验,充分发挥这两种方法的优势,进一步提高患者检出率。本研究结果表明,结核分枝杆菌抗体检测同痰细菌学检测方法联合检测可大幅度提高阳性检出率,结核抗体检测、痰涂片法和痰培养法三种方法联合检测阳性率为61.54%。阳性检出率的提高意味着更多的结核病患者能够被检出,得到及时的治疗,从而降低结核病的传播率。

胶体金免疫层析法结核分枝杆菌抗体检测耗时短,成本低,操作简便,适合大样本量的筛查;但其有一定的假阳性和假阴性,有报道显示,结核抗体检测敏感性约为10%~90%,特异性约为47%~100%,不同研究使用不同试剂和方法之间有很大的差异[23]。2008年,WHO对来自不同国家的19种及合并血清学快速诊断试剂盒产品进行评估,在参评的这19种试剂盒中,与痰培养相比,检测灵敏度为1%~60%,特异度为53%~99%,不同试剂盒间差异较大,WHO认为现有的血清学诊断试剂的敏感度和特异度都有待进一步提高,不推荐其作为一种快速诊断的方法在临床中肺结核和肺外结核的诊断[24]。因此,该检测可作为辅助诊断,配合痰细菌学、影像学和临床表现等,提高结核病的检出率,协助早期诊断,指导临床制定有效治疗方案,改善结核病患者预后。尤其是对临床症状不典型、细菌学检测阴性的患者的诊断,具有一定的临床诊断价值。但是血清学检测结核分枝杆菌抗体也有其局限性,结核分枝杆菌抗原的选择、纯化等方面有待提高,多种抗原联合检测有望提高血清学检测方法的敏感性和特异性。

参考文献:

[1] WHO. Global tuberculosis report 2017[M]. Geneva: World Health Organisation, 2017.

[2] Wang CY, Li YR. The analyses of 3479 sputum specimens of acid-fast bacillus of pulmonary tuberculosis patients[J]. J Clin Pulmon Med, 2004, 9(6): 605-606. (in Chinese)

王成勇, 李益荣. 3 479例肺结核病人痰标本抗酸杆菌检查结果分析[J]. 临床肺科杂志, 2004, 9(6): 605-606.

[3] Steingart KR, Ramsay A, Pai M. Optimizing sputum smear microscopy for the diagnosis of pulmonary tuberculosis[J]. Expert Rev Anti Infect Ther, 2007, 5(3): 327-331. DOI:10.1586/14787210.5.3.327

[4] Small PM, Pai M. Tuberculosis diagnosis-time for a game change[J]. N Engl J Med, 2010, 363(11): 1070-1071. DOI: 10.1056/NEJMe1008496

[5] Mancuso JD, Mody RM, Olsen CH, et al. The long-term effect of Bacille Calmette-Guerin vaccination on tuberculin skin testing: a 55-year follow-up study[J]. Chest, 2017, 142(3): 761-773. DOI: 10.1016/j.chest.2017.01.001

[6] Abe C, Hirano K, Wada M, et al. Detection ofMycobacteriumtuberculosisin clinical specimens by polymerase chain reaction and gen-probe amplifiedMycobacteriumTuberculosisdirect test[J]. J Clin Microbiol, 1993, 31(12): 3270-3274.

[7] Helb D, Jones M, Story E, et al. Rapid detection ofMycobacteriumtuberculosisand rifampin resistance by use of on-demand, near-patient technology[J]. J Clin Microbiol, 2010, 48(1): 229-237. DOI: 10.1128/JCM.01463-09

[8] Guo Y, Zhou Y, Wang C, et al. Rapid, accurate determination of multidrug resistance inM.tuberculosisisolates and sputum using a biochip system[J]. Int J Tuberc Lung Dis, 2009, 13(7): 914-920.

[9] Ruhwald M, Aggerbeck H, Gallardo RV, et al. Safety and efficacy of the C-Tb skin test to diagnoseMycobacteriumtuberculosisinfection, compared with an interferon gamma release assay and the tuberculin skin test: a phase 3, double-blind, randomised, controlled trial[J]. Lancet Respir Med, 2017, 5(4): 259-268. DOI:10.1016/S2213-2600(16)30436-2

[10] El-Samadony H, Althani A, Tageldin MA, et al. Nanodiagnostics for tuberculosis detection[J]. Expert Rev Mol Diagn, 2017, 17(5): 427-443. DOI: 10.1080/14737159.2017.1308825

[11] Wang SM, Zhu JH, Zhang LX. Clinical laboratory procedures for tuberculosis diagnosis[M]. Beijing: Chinese Education and Culture Publishing House, 2006: 13-51. (in Chinese)

王甦民,朱建华,张立兴. 结核病诊断实验室检验规程[M]. 北京: 中国教育文化出版社, 2006:13-51.

[12] Feng X, Xiu B, Chen K, et al. Enhanced serodiagnostic utility of novelMycobacteriumtuberculosispolyproteins[J]. J Infect, 2013, 66(4): 366-375. DOI: 10.1016/j.jinf.2012.10.029

[13] Sumi MG, Mathai A, Reuben S, et al. A comparative evaluation of dot immunobinding assay (Dot-Iba) and polymerase chain reaction (PCR) for the laboratory diagnosis of tuberculous meningitis[J]. Diagn Microbiol Infect Dis, 2002, 42(1): 35-38.

[14] Demissie A, Leyten EM, Abebe M, et al. Recognition of stage-specific mycobacterial antigens differentiates between acute and latent infections withMycobacteriumtuberculosis[J]. Clin Vaccine Immunol, 2006, 13(2): 179-186. DOI: 10.1128/CVI.13.2.179-186.2006

[15] Imaz MS, Comini MA, Zerbini E, et al. Evaluation of commercial enzyme-linked immunosorbent assay kits for detection of tuberculosis in Argentinean population[J]. J Clin Microbiol, 2004, 42(2): 884-887.

[16] Mathai E, Rajkumari R, Kuruvilla PJ, et al. Evaluation of serological tests for the diagnosis of tuberculosis[J]. Indian J Pathol Microbiol, 2002, 45(3): 303-305.

[17] Xia Q, Fu CC, Zhu ZJ, et al. IgG and IgM antibodies detection for pulmonary and extrapulmonary tuberculosis diagnosis[J]. Chin J Zoonoses, 2014, 30(10): 1052-1056. (in Chinese)

夏强, 傅潺潺, 竺祖军, 等. 结核抗体lgG/lgM检测在肺结核和肺外结核中的诊断价值[J]. 中国人兽共患病学报, 2014, 30(10): 1052-1056.

[18] Bothamley GH. Serological diagnosis of tuberculosis[J]. Eur Respir J Suppl, 1995, 20: 676s-688s.

[19] Li LY. The value of serum tuberculosis antibody detection for tuberculosis diagnosis[J]. Int J Lab Med, 2009, 30(12): 1217-1218. (in Chinese)

李琳芸. 血清结核分支杆菌抗体检测对结核病的诊断价值探讨[J]. 国际检验医学杂志, 2009, 30(12): 1217-1218.

[20] Chiang IH, Suo J, Bai KJ, et al. Serodiagnosis of tuberculosis. A study comparing three specific mycobacterial antigens[J]. Am J Respir Crit Care Med, 1997, 156(3 Pt 1): 906-911. DOI: 10.1164/ajrccm.156.3.9607122

[21] Daniel TM, Debanne SM. The serodiagnosis of tuberculosis and other mycobacterial diseases by enzyme-linked immunosorbent assay[J]. Am Rev Respir Dis, 1987, 135(5): 1137-1151. DOI: 10.1164/arrd.1987.135.5.1137

[22] Technical Guidance Group of the Fifth National TB Epidemiological Survey, The Office of the Fifth National TB Epidemiological Survey. The fifth national tuberculosis epidemiological survey in 2010[J]. Chin J antitubercul, 2012, 34(8): 485-508. (in Chinese)

全国第五次结核病流行病学抽样调查技术指导组, 全国第五次结核病流行病学抽样调查办公室. 2010年全国第五次结核病流行病学抽样调查报告[J]. 中国防痨杂志, 2012, 34(8): 485-508.

[23] Steingart KR, Henry M, Laal S, et al. Commercial serological antibody detection tests for the diagnosis of pulmonary tuberculosis: a systematic review[J]. PLoS Med, 2007, 4(6): e202. DOI: 10.1371/journal.pmed.0040202

[24] WHO. Diagnosis evaluation series No.2: laboratory-based evaluation of 19 commercially available rapid diagnostic tests for tuberculosis, [2008-10-10]. http://www.who.int/tdr/publications/tdr-research-publications/diagnostics-evaluation-2/en/

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