免疫过滤法、平板双向扩散法、酶联免疫吸附试验法血清学检验技术对农民肺诊断价值的Meta分析

王 群,许 蕾,刘 军,赵明静,王笑歌

(中国医科大学附属第四院,辽宁沈阳110032)

农民肺(farmer's lung disease,FLD),是人体吸入具有抗原性的有机粉尘引起的过敏性肺泡炎,是过敏性肺泡炎最常见的形式,依据治病抗原的不同又分为由甘蔗热放线菌引起的蔗尘肺,黄青霉引起的伐木工人肺[1],以及大棚内作业的农民因经常接触霉变物质引起的大棚肺[2]。一项对辽宁省部分农村地区从事大棚作业农民的流行病学调查中报告辽宁省农业大棚肺患病率为5.7%[3]。因农民肺临床症状不典型、影像学及肺功能检查均无特征性改变,临床上极易将其误诊为哮喘,慢性阻塞性肺疾病而延误了最佳的治疗时机[4]。免疫学试验可以在农民肺早期阶段病变不典型时对其进行诊断,目前研究中用于诊断农民肺的血清学技术主要有3种:免疫过滤法(electrosyneresis,ES),平板双向扩散法(ouchterlony double diffusion,DD),酶联免疫吸附试验法(ELISA)。但其在农民肺的诊断效用上存在很大争议:一些研究者认为血清学技术是一种很好的诊断技术,而对于其他研究者血清学技术仅仅提示受试者曾经暴露在抗原环境中,并不能区分农民肺病人与健康者[5]。为科学评价各血清学技术诊断农民肺的价值,本文收集相关文献进行系统评价。

1 材料与方法

1.1 检索策略 检索CNKI中国学术期刊网全文数据库(1979-2010.12)、中国生物医学文献数据库(1978-2010.12)、维普资讯网中文科技期刊数据库(1989-2010.12),中文检索词包括过敏性肺炎、农民肺、外源性过敏性肺泡炎、实验室检查技术。检索 PUBMED(1960-2010.12)、Cochrane Librar y,英文检索词包括 Hypersensitivity pneumonitis、farmer's lung、diagnosis。并用Google搜索引擎查找相关文献,追查纳入文献的参考文献。

1.2 纳入与排除标准 根据Cochrane筛选与诊断试验中关于诊断性研究的纳入标准制定文献纳入标准[6],①中文和英文文献;②评价ES、DD、ELISA法检测农民肺与对照组的诊断性研究(可联合使用但在诊断过程中不是序贯性的);③以临床表现、体格检查、影像学及肺功能改变、纤维支气管镜检查为金标准;④文献直接或间接提供原始数据,可分别计算真阳性值(true-positive,TP)、假阳性值(false-positive,FP)、真阴性值(true-negative,TN)、假阴性值(false-negative,FN);⑤研究纳入人群包括农民肺患者、其他肺部疾病患者或相同工作环境中的正常人,且每项研究超过10例患者;排除标准:排除未描述具体诊断标准、动物性试验研究、数据不全、重复发表的文献。

1.3 资料提取与分析 2名研究人员独立按预先制定的纳入、排除标准对文献进行纳入和排除,并对最终纳入的文献数据进行提取,通过协商或与第三者讨论解决分歧。提取的信息包括作者、发表年份、纳入研究者例数、检测方法、真阳性值(TP)、假阳性值(FP)、真阴性值(TN)、假阴性值(FN)。 参照询证医学指南中证据水平的分级标准对纳入的文献进行质量分析。

敏感性分析:将各组的每个研究逐一排除后再对剩余研究进行分析,若结果无明显改变,说明纳入文献的稳定性好;反之,纳入文章的稳定性差。

1.4 统计分析 采用 Review Manager 5.0统计学软件,χ2检验结合I2进行异质性分析。用P值和I2评估异质性大小:若P＞0.05,I2≤50%,则认为无明显统计学异质性;若P＜0.05,I2＞50%,认为研究间的异质性较大。有明显统计学异质性的研究结果采用随机效应模型进行合并分析;反之采用固定效应模型分析[6]。如同一诊断试验之间无异质性,用Meta-disc(version1.4)软件通过固定效应模型计算合并敏感度(SEN合并)、合并特异度(SPE合并)、合并阳性似然比(+LR合并)、合并阴性似然比(-LR合并)、DOR值及其95%CI。 相反,采用随机效应模型;绘制综合受试者工作特征曲线(SROC)并计算曲线下面积(AUC)、Q*值。曲线越接近坐标轴左上角,AUC越接近100%,说明该检查的诊断价值越高,Q*值越大提示诊断试验的准确率越高。

2 结果

2.1 文献检索结果 文献检索及排除流程见图1。中文数据库未检索出符合检索条件的中文文献,最终纳入符合纳入标准的文献5篇[7-11],全部为英文。

图1 文献检索及排除流程

2.2 纳入研究的基本特征与质量评价 纳入研究的基本特征详见表1。5个研究共纳入 192例农民肺患者,健康对照 214人,相似病例91例。各研究纳入的农民肺患者均经金标准确认。纳入的5篇文献中4篇[8-11]文献质量为A级,1篇文献[7]质量为B级。敏感性分析显示各纳入文献的稳定性良好。

表1 纳入研究的基本特征

2.3 数据分析

2.3.1 汇总敏感度、汇总特异度 DD法纳入3个研究[8-10],各研究间有统计学异质性(P=0.02,I2=75%)。ES法纳入3个研究[8,10,11],各研究间有统计学异质性(P=0.001,I2=85%)。ELISA法纳入3个研究[7-9],各研究间无明显统计学异质性(P=0.17,I2=43%)。DD法、ES法以随机效应模型,ELISA法以固定效应模型计算SEN合并、SPE合并、+LR合并、-LR合并和 DOR值及其 95%CI,见表 2。

表2 DD、ES、ELISA法的汇总灵敏度、汇总特异度、汇总阳性似然比、汇总阴性似然比和 DOR值

2.3.2 SROC曲线 DD法绘制SROC曲线并计算AUC=0.8543,SE(AUC)=0.064 1,Q*=0.785 3,SE(Q*)=0.061 1(图2 A)。ES法绘制SR OC曲线并计算AUC=0.904 4,SE(AUC)=0.168 0,Q*=0.836 0,SE(Q*)=0.182 3(图2 B)。ELISA法绘制SR OC曲线并计算AUC=0.719 7,SE(AUC)=0.1125,Q*=0.668 7,SE(Q*)=0.090 7(图2 C)。

图2 A:DD法SROC曲线;B:ES法SROC曲线;C:ELISA法SROC曲线

3 讨论

系统分析的结果显示:合并敏感性和特异性后,DD法表现出最高的敏感性(78%)和相对较高的特异性(84%);ES法特异性虽高(86%)但敏感性较低(70%);ELISA法敏感性(76%)、特异性(53%)均较低。DOR是病例组中阳性结果与对照组中阳性结果的比值,表示诊断试验的判断能力,DOR值越大,判断能力越强。本研究中DD法DOR值较ES法、ELISA法高(DD:23.56;ES:21.03;ELISA:4.06),表明 DD法对农民肺的判断能力较ES法、ELISA法强。

通过Meta分析计算的合并加权灵敏度和特异度,尽管可以在一定程度上说明各血清学试验对农民肺的诊断价值,但诊断试验的Meta分析方法与临床试验的Meta分析不同,需同时考虑灵敏度和特异度,如果分别对灵敏度和特异度加权,然后采用一般的平均率进行Meta分析,将会失去灵敏度与特异度间的非线性关系:当诊断阈值一定时,随着灵敏度的提高,特异性会降低;反之,特异性提高灵敏度亦会降低。当诊断阈值变化时,其灵敏度和特异度也会随之发生变化。SROC不受阈值变化的影响,其AUC值可通过图形和面积直观的对诊断性试验进行比较[12]。对DD法、ES法、ELISA法的SROC曲线定量分析显示ES法的AUC值最大(ES:0.904 4;DD:0.854 3;ELISA:0.719 7),提示ES法在3种血清学检验中具有最大的检验效能。SROC曲线分析中的Q*值考虑了灵敏度和特异度之间的非线性关系,是诊断试验中灵敏度和特异度的合并指标,提示诊断试验的准确率。本系统分析的结果显示ES法SROC曲线分析中的Q*值最大(ES:0.836 0;DD:0.785 3;ELISA:0.668 7),提示ES法在3种血清学检验中表现出最高的准确率。

由于目前各研究中所选用的实验技术不同,以及选择的抗原是否是本地区主要的致病菌和是否存在其他次要致病菌而研究中并未选入等因素均可造成各研究之间出现结论不统一的现象[13]。Reboux[8]在研究中提取了用法国南部最主要的3种农民肺致病菌:Absidia corymbifera,Eurotium amstelodami,Wallemia sebi,以及一种次要致病菌S.rectivirgula做抗原,分别用ES法、DD法、ELISA法3种血清学技术对农民肺患者以及健康对照组受试者的血清进行检测:ES法对主要致病菌抗原Absidia corymbifera表现出最佳的诊断效能,其敏感性和特异性分别达到了86.7%,100%。DD法仅次于ES法,敏感性及特异性为73.3%,93.3%。而ELISA法的敏感性及特异性仅为46.7%,86.7%。本研究中DD法灵敏度最高、DOR值最大,提示DD法对农民肺具有较高的判断能力;综合AUC、DOR、Q*值,ES法的检验效能最大、检验准确率最高;而ELISA不仅敏感性、特异性低,且检验效能及检验准确率均不及DD法和ES法。与Reboux研究中得出的结论基本一致。

通过对DD法、ES法、ELISA法对农民肺诊断价值进行Meta分析后发现,免疫过滤法、平板双向扩散法是对农民肺诊断效能较高的血清学检查方法。在可靠的血清学检测技术支持下并确定本地区主要的农民肺致病菌后,血清学技术可以成为一种很好的农民肺诊断手段。但目前关于血清学诊断农民肺的文献较少,研究可能存在偏倚,仍需进一步的研究证实血清学技术在诊断农民肺中的临床价值。

[1]Ashok M,Patel MD,Jay H,et al.Hypersensitivity pneumonitis:current concepts and future questions[J].J Allergy Clin Immunol,2001,108:661.

[2]何晓雨,吴立华,王笑歌,等.辽宁省部分农村地区大棚作业农民肺危险因素分析[J].中国实用内科杂志,2010,30(12):1094.

[3]付 爽,陈东红,许 蕾,等.辽宁省部分农村地区农民大棚肺流行病学调查概况分析[J].中国实用内科杂志,2009,29(9):808.

[4]M.Girard,Y.Lacasse,Y.Cormier;Hypersensitivity pneumonitis[J].Allergy,2009,64:322.

[5]Jordan N.Fink,HectorG.Ortega,Herbert Y.Reynolds,Yvon F.Cormier,Leland L.Fan,Teri J.Franks;Needs and opportunities for research in hypersensitivity pneumonitis[J].Am J Respir Crit Care Med,2005,171:792.

[6]The Cochrane methods group on systematic review of screening and diagnostic test:recommended methods[OL].[http://www.cochrane.org/resources/handbook/handbook4.pdf].

[7]R Erkinjuntti-Pekkanen,M Reiman,JIKokkarinen,et al.IgG antbodies,chronic bronchitis,and pulmonary function values in farmer's lung patients and matched controls[J].Allergy,1999,54:1181.

[8]Gabriel Reboux,Renaud Piarroux,Sandrine Roussel,et al.Assessment of four serological techniques in the immunological diagnosis of far mer's lung disease[J].Jouranl of Medical Micribiology,2007,56:1317.

[9]Tarja Ojanen;Class specific antibodies in serodiagnosis of farmer's lung[J].Br J Ind Med,1992,49:332.

[10]C-M.Fenoglio,G.Reboux,B.Sudre.M.Mercier;Diagnostic value of serum precipitins to mould antigens in active hypersensitivity pneumonitis[J].Eur Respir J,2007,29:706.

[11]Dalphin JC,Toson B,Monet E,et al.Farmer's lung precipitins in doubs(a department of France):prevalence and diagnostic value[J].Allergy,1994,49:744.

[12]Deeks JJ.Systematic reviews in health care:systematic reviews of evaluations of diagnostic and screening tests[J].B MJ,2001;323:157.

[13]SelmanM,Lacasse Y,Pardo A,et al.Hypersensitivity pneumonitis caused by fungi[J].Proc Am Thorac Soc,2010,7(3):229.