结核分枝杆菌及利福平耐药核酸扩增检测成本分析

欧喜超 夏辉 李强 逄宇 赵冰 张治英 李俊晨 章建康 池俊英 赵雁林

·论 著 ·

结核分枝杆菌及利福平耐药核酸扩增检测成本分析

欧喜超 夏辉 李强 逄宇 赵冰 张治英 李俊晨 章建康 池俊英 赵雁林

目的 比较固体培养、比例法药敏和结核分枝杆菌及利福平耐药核酸扩增（Xpert Mtb/RIF）（简称“Xpert”）检测在中国基层实验室应用的检测成本。方法 选取4个县（区）级结核病防治机构收集3次固体培养和Xpert检测成本数据，2个省参比实验室收集3次对硝基苯甲酸（PNB）菌群鉴定和比例法利福平药敏试验成本数据。采用要素法计算每种方法单位检测成本，计算每例患者不同检测方法的检测成本。在不同结核病患病率人群中，以固体培养试验为金标准，比较Xpert检测在不同检测效能下检出1例结核病患者的成本。在不同利福平耐药率的可疑人群中，以传统药敏试验为金标准，比较Xpert检测在不同检测效能下检出1例利福平耐药结核病患者的成本。调整Xpert检测设备和试剂价格后，分析Xpert检测的单位成本。结果 固体培养、菌群鉴定、利福平药敏试验和Xpert检测的单位检测成本分别为47.87、46.73、82.86和118.62元。传统方法检测每例结核病患者所需成本（2份培养，1份传代，1份PNB鉴定试验）为172.57元。传统方法检测每例耐药结核病患者的平均成本（2份固体培养，1份传代，1份PNB鉴定及药敏试验）为208.84元。当Xpert检测结核病或利福平耐药特异度为85%时，如果检测敏感度大于70%，在结核病患病率或利福平耐药结核病患病率1%～70%的任何人群中，Xpert检出1例结核病或利福平耐药结核病患者的成本均低于传统方法。试剂价格变化对于检测成本的影响远远大于设备价格变化的影响。结论 Xpert检测是一种比传统方法更经济并快速的检测方法，适合在中国基层实验室推广。

分枝杆菌，结核； 利福平； 抗药性，细菌； 核酸扩增技术； 成本及成本分析

结核病早期、准确的诊断，特别是对涂阴结核病和耐药结核病的诊断，对控制结核病和耐药结核病的播散具有十分重要的意义［1］。目前常规应用的结核病实验室诊断方法（如涂片显微镜检查）敏感度较低；固体培养具有很高的敏感度，但是至少需要3～8周的时间，耗时较长。随着分子生物学的发展，近年来涌现出很多方法用于结核分枝杆菌及其耐药性的快速诊断。它们或者是由于生物安全要求较高，或者是需要昂贵的仪器和试剂，限制了推广和应用［2］。

结核分枝杆菌及利福平耐药核酸扩增（Xpert Mtb/RIF）检测（简称“Xpert”，Cepheid，USA）采用封闭的反应体系，是一种半巢式实时荧光定量核酸扩增诊断技术，针对rpoB基因81 bp利福平耐药核心区间（RRDR）设计引物、探针，检测其是否发生突变，进而用于诊断患者是否为结核病及是否对利福平耐药（rpoB序列存在突变）。国外的相关研究表明，Xpert检测系统操作简单、检测准确性高，非常适合在实验室条件薄弱的结核病高负担地区应用［3-5］。

由于检测成本是制约分子生物学方法推广的重要因素，因此笔者通过对固体培养、菌群鉴定、传统药敏和Xpert检测的成本进行比较，评估Xpert检测在我国县（区）级实验室应用的可行性。

资料和方法

一、研究现场

选取湖南省湘潭市湘潭县、岳阳市岳阳县，黑龙江省绥化市北林区、绥化市兰西县4个区（县）级结核病防治（简称“结防”）机构以及湖南省和黑龙江省2个省级结防机构所作为研究现场。

二、研究方法

1.简单法分离培养：遵照《分枝杆菌分离培养标准化操作程序及质量保证手册》中的标准化操作程序执行［6］。

2.对硝基苯甲酸（PNB）菌群鉴定和比例法药敏试验：遵照《结核病诊断实验室检验规程》和《结核分枝杆菌药物敏感性试验标准化操作程序及质量保证手册》中的标准化操作程序执行［7-8］。

3.Xpert检测：按照Cepheid公司提供的标准化操作手册进行操作［3］。

4.“要素法”成本分析：收集不同检测整个过程（从实验室接收标本到报告结果和废弃物处理等）所有直接和间接成本［9］，涉及以下几方面要素：（1）管理费：维持实验室正常运转的基本费用，如水、电、办公费、清洁、废弃物和垃圾处理、安全保卫等。（2）建筑费：实验室建设、改造及维修费用。（3）设备费：仪器设备购买、维修、维护费用。（4）人员费：从事检测相关人员工资、福利、津贴费用。（5）试剂费：检测相关试剂费用。（6）耗材费：耗材及个人防护相关费用。

实验人员按照要求在3个不同工作日，分别记录3次高、中和低不同工作量情况下的固体培养、Xpert检测、PNB菌群鉴定和比例法利福平药敏试验全过程中的资源使用情况，各要素的成本以试验过程中使用的各要素的数量乘以各要素的单位价格。其中资本性费用如实验室空间、建筑物和设备等，其单位价格根据其采购价格和预计的使用年限按照年度折算；管理费用的计算是根据实验室工作人员数量、人员工作时间和其他与该系统相关的基础设施、建筑物的使用状况，将相关费用分配到各次检测中。Xpert检测试剂的价格采用项目采购价格118.62元计算，固体培养、传统药敏及其他相关耗材的价格采用目前市场采购价格。

结 果

一、每份痰标本固体培养和Xpert检测成本分析

固体培养和Xpert检测的单位检测成本分别为47.87和118.62元，均以试剂费和耗材费所占比例较高（表1）。

在4个实验室中，北林区固体培养检测成本最高（52.18元），湘潭县最低（42.10元）。兰西县Xpert检测成本最高（120.90元），湘潭县最低（117.04元）。

二、每例菌株传代、菌群鉴定和药敏试验成本分析

菌株传代、PNB菌群鉴定和利福平药敏试验的单位检测成本分别为30.12、46.73和82.86元（表2）。

三、每例患者固体培养和Xpert检测成本分析

传统方法检测每例患者是否感染结核分枝杆菌（2份培养，1份传代，1份PNB鉴定试验）需要172.57元，Xpert检测每例患者成本（118.62元）比传统方法降低31.26%。传统方法检测每例患者是否感染利福平耐药结核分枝杆菌（2份固体培养，1份传代，1份PNB菌群鉴定及药敏试验）为208.84元，Xpert检测每例患者的成本（118.62元）比传统方法降低43.20%。

表1 不同地区每份痰标本固体培养和Xpert检测的平均成本（人民币：元）

表2 不同地区菌株传代、PNB菌群鉴定和利福平药敏试验的单位平均成本（人民币：元）

四、不同检测准确度及结核病患病率时Xpert检测检出每例肺结核患者的成本

在不同结核病患病率的可疑人群中，不同敏感度和特异度的Xpert检测方法检出1例结核病患者的平均成本计算方法为：平均成本=Xpert检测成本/［（1-流行率）×（1-特异度）+流行率×敏感度）］。可疑人群中结核病流行率越高，应用固体培养试验和Xpert检测检出1例结核病患者的单位成本越低。当Xpert检测特异度为85%时，如果检测敏感度大于70%，在结核病患病率1%～70%的任何人群中，Xpert检出1例结核病患者的成本均低于传统方法（图1）。

五、不同检测准确度及结核病患病率时Xpert检测每例耐药患者的成本

在不同利福平耐药患病率的可疑人群中，当检测敏感度和特异度不同时，Xpert检测检出1例利福平耐药患者的平均单位成本见图2。可见当可疑人群中利福平耐药流行率越高，应用传统药敏试验和Xpert检测检出1例利福平耐药患者的单位成本越低。当特异度为85%时，如果检测敏感度大于70%，在利福平耐药结核病患病率1%～70%的任何人群中，Xpert检测的成本均低于传统方法检测。

六、Xpert检测试剂、耗材价格变化时，固体培养、传统药敏和Xpert检测的单位成本比较

由于Xpert检测设备和试剂价格在整个成本中占有较大比重，并且对于将来市场推广具有一定影响，因此笔者在研究中使用的设备和试剂价格的基础上，分别按50%、80%、100%、120%、150%和200%调整Xpert检测设备和试剂价格后，分析了每例患者的平均检测成本。结果显示，当Xpert检测设备价格分别调整为原价格的50%、80%、100%、120%、150%和200%时，其检测每例患者的价格分别为118.10、118.40、118.60、118.81、119.11和119.62元，逐步升高，但差别不大。当Xpert检测试剂的价格分别调整为原价格的50%、80%、100%、120%、150%和200%时，其检测每例患者的价格分别为65.00、97.21、118.60、140.00、172.10 和225.59元，可见试剂价格变化对于检测成本的影响远远大于设备价格变化的影响。

讨 论

图1 不同检测准确度及结核病患病率情况下，Xpert检测和传统培养（含PNB菌群鉴定）检出1例结核病患者的成本比较

实验室成本分析是从卫生服务的角度出发，分析与该实验室检测相关的直接和间接的货币成本。本研究比较了传统方法和Xpert检测分别用于结核病及利福平耐药性诊断的成本。固体培养管理费、建筑费和耗材费均显著高于 Xpert检测，由于Xpert检测设备和试剂价格较高，导致Xpert检测单位成本费用高于固体培养。目前，我国区（县）级实验室不具备开展菌群鉴定和药敏试验的能力，固体培养阳性菌株需要送到省级参比实验室完成鉴定，导致检测时间和检测成本均显著增加。之前有研究表明，取患者1份痰进行Xpert检测即可达到很好 的 检 测 效 能［4］。因 此，本 研 究 中 每 例患者Xpert检测成本按照1份痰标本检测进行计算。综合考虑对每例结核病患者的诊断，Xpert检测成本低于固体培养，同时对于利福平耐药患者的诊断，Xpert检测成本显著低于比例法药敏试验。

通过本研究，笔者发现诸多因素可能会影响到培养、药敏和Xpert检测的成本。首先，Xpert检测的诊断周期为1 d左右，而固体培养需要4～8周，传统药敏也需要4周左右，这将导致固体培养和药敏试验与时间相关的成本（包括管理费、人员费、仪器费等）显著上升；其次，不同地区间的成本也呈现出地域差异，其中个别项目点人员工资水平较高，这使得在各分项实验中人员成本显著高于其他地区。此外，各项目点实际情况不同，管理费用差别也较大，实验所用耗材为各个地区项目办采购，因此，在耗材方面各个地区实验室之间也表现出一定的差异。

由于本研究中的Xpert检测试剂使用的是项目采购价格，而Xpert检测试剂的市场价格与项目采购价格间存在较大的差别，因此笔者通过调整Xpert检测试剂的价格进一步量化了Xpert检测的真实成本。调整Xpert试剂的价格为项目采购价格的2倍时较接近目前的市场价格，笔者发现，虽然试剂单价上调，但是Xpert检测的费用仍低于传统药敏；当进一步考虑Xpert检测敏感度和利福平耐药流行状况时，上述试剂价格为项目采购价格的200%时，在敏感度85%、特异度90%的情况下，如果利福平耐药流行率大于30%，Xpert诊断每例利福平耐药患者的成本将高于传统药敏。2012年在盖茨基金会和其他一些慈善基金会的资助下，创新诊断工具基金会（FIND）与Cepheid公司已经达成协议，针对结核病高负担地区公共卫生领域Xpert检测试剂的价格已经从17美元调整为10美元，下调41%；当Xpert试剂在我国SFDA（国家食品药品监督管理局）注册通过，以及相关政府部门与FIND基金会签署相关协议，Xpert检测试剂价格调整后将更有助于其在我国的推广使用。

图2 不同检测准确度与利福平耐药结核病患病率情况下，Xpert检测和传统药敏检出1例利福平耐药结核病患者的平均成本比较

除了更低的价格，Xpert检测比传统固体培养还有诸多优势。首先，Xpert检测拥有更短的检测时间，其完成整个检测只需要2.5 h，这比传统固体培养的6～8周显著缩短；其次，Xpert检测采用封闭的反应体系，降低了污染发生的可能性。此外，Xpert检测更符合生物安全要求。由于Xpert检测是一种基于核酸检测的方法，因此其生物安全性能优于传统的固体培养和药敏试验。综合考虑其成本和其他因素，Xpert检测是一种更符合成本-效益的检测方法，适宜未来在我国区县级结核病实验室推广使用。

志谢 感谢黑龙江省和湖南省结核病防治所、绥化市北林区和兰西县结防所、湘潭市湘潭县疾病预防控制中心和岳阳市岳阳县疾病预防控制中心结核病实验室在数据收集过程中给予的支持和配合。感谢美国帕斯适宜卫生科技组织在数据分析和撰写过程中给予的帮助。感谢Hojoon Sohn在方案设计中给予的大力帮助。

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

［2］Pai M，Kalantri S，Dheda K.New tools and emerging technologies for the diagnosis of tuberculosis：Part II.Active tuberculosis and drug resistance.J Mol Diagn，2006，6（3）：423-432.

［3］Blakemore R，Story E，Helb D，et al.Evaluation of the analytical performance of the Xpert Mtb/RIF assay.JClin Microbiol，2010，48（7）：2495-2501.

［4］Boehme CC，Nabeta P，Hillemann D，et al.Rapid molecular detection of tuberculosis and rifampin resistance.N Engl J Med，2010，363（11）：1005-1015.

［5］Boehme CC，Nicol MP，Nabeta P，et al.Feasibility，diagnostic accuracy，and effectiveness of decentralised use of the Xpert Mtb/RIF test for diagnosis of tuberculosis and multidrug resistance：a multicentre implementation study.Lancet，2011，377（9776）：1495-1505.

［6］赵雁林，王黎霞，成诗明，等.分枝杆菌分离培养标准化操作程序及质量保证手册.北京：人民卫生出版社，2013：2.

［7］中国防痨协会基础专业委员会.结核病诊断实验室检验规程.北京：中国教育文化出版社，2006.

［8］赵雁林，王黎霞，成诗明，等.结核分枝杆菌药物敏感性试验准化操作程序及质量保证手册.北京：人民卫生出版社，2013：4.［9］Sohn H，Minion J，Albert H，et al.TB diagnostic tests：how do we figure out their costs？Expert Rev Anti Infect Ther，2009，7（6）：723-733.

（本文编辑：范永德）

耐药结核病与肺部感染性疾病诊疗进展专题研讨会简讯

2013年8月9—12日，由中国防痨协会《中国防痨杂志》编委会、《结核病与肺部健康杂志》编委会与汕头市第三人民医院联合举办的首届“耐药结核病与肺部感染性疾病诊疗进展专题研讨会”在广东省汕头市隆重召开。

大会名誉主席钟球教授，大会主席肖和平、谭守勇教授，大会组织工作委员会名誉主任何端满院长，主任陈伟生副院长，以及大会学术委员会委员及两刊编委唐神结、周新华、赵雁林、张天托、黄文杰、谢灿茂、张文宏、秦世炳、胡忠义、雷建平、王甦民、陈晓红、胡代玉、李发滨、徐广保、谢本维、刘飞鹰、谭耀驹、陈东进等20余位专家教授出席了此次会议。汕头市卫生局叶镇鹏副局长、汕头市医学会王和炎秘书长到会致贺！来自全国18个省（市、自治区）的参会代表及列席代表达200余人。

会议开幕式由谭守勇和陈伟生院长主持。大会名誉主席钟球教授致开幕词；中国防痨协会理事长王撷秀教授因事务繁忙未能出席此次大会，由编辑部薛爱华编审宣读了王教授的贺词；汕头市卫生局叶镇鹏副局长致欢迎词；肖和平教授和赵雁林教授分别代表《中国防痨杂志》和《结核病与肺部健康杂志》编委会致词。各位专家在致词中指出，以“耐药结核病和肺部感染性疾病”为本次会议的两大主题，具有重要的理论和实践指导意义。还强调，两刊要在传播、促进、推广有价值的学术研究成果的基础上，为整个结核病防治界倡导与营造良好的学术氛围和推进防治技术及措施的现代化、规范化而努力。同时呼吁各位专家，要给予《中国防痨杂志》和《结核病与肺部健康杂志》的工作鼎力支持、精心呵护，共同将两刊建设成为我国一流的精品期刊，为中国结核病防治和期刊发展事业贡献力量。

此次会议的协办单位北京金之路医药科技有限公司市场部王晓娜经理和天津天士力医药营销集团有限公司侯阳副总经理也在开幕式上发言，热烈祝贺会议的胜利召开，表示要紧跟学术与临床前进的步伐，为我国的结核病防治事业不断贡献力量。

大会开幕式上还举行了“《中国防痨杂志》2012年度优秀论文表彰仪式”，这是《中国防痨杂志》中国科协精品期刊工程的重要实施项目之一。《中国防痨杂志》编辑部范永德副编审宣读了2012年度《中国防痨杂志》优秀论文获奖者名单，两刊副主编肖和平、谭守勇、赵雁林及汕头市卫生局叶镇鹏副局长为获奖代表颁奖，并合影留念。

此次研讨会邀请了结核界和呼吸界的著名专家肖和平、谢灿茂、周新华、张文宏、唐神结、胡忠义、赵雁林、谭守勇、吴洁文、秦世炳、张天托、黄文杰教授进行大会讲座，分别就结核分枝杆菌耐药性检测技术及临床实践中遇到的实际问题、耐药性检测技术的最新进展、非典型性肺结核的临床影像学检查、潜伏结核的感染诊治进展、结核相关易感性疾病（COPD、肺部真菌感染、重症肺炎）等做了精彩的学术报告。上述高水平的讲座和新颖的热点话题，引起了与会代表的广泛关注。讲座专家和代表进行了良好的互动，提问积极、讨论热烈，学术氛围非常浓厚、学术思想相当活跃，充分体现了与会代表严谨做学问和各抒己见、平等交流的学术民主精神。

在大会的最后一天，举办了一场别开生面的“学术辩论”。上海市肺科医院和广州市胸科医院就“结核病免疫治疗的必要性和重要性”发表各自的观点。由肖和平、唐神结、张天托、陈晓红、陈伟生、谭守勇、雷建平教授担任评委。本次辩论的点评专家张天托教授对两队的表现都给予了充分的肯定，鼓励双方年轻的辩手继续努力，更上一层楼。指出，虽然此次辩论在程序和规则上都存在许多的疏漏和不规范之处，但是，不难看出，双方辩手就各自的主题都进行了认真的准备。最后，经全体评委评选，上海市肺科医院主辩手范琳医生获得了优秀演讲者的称号，广州市胸科医院获得了最佳风格奖，并获得了相应的奖励。

最后，肖和平教授主持了闭幕式，谭守勇院长对会议进行了总结性发言。指出，此次研讨会从结核病的外科处理、内科治疗，到肺部感染性疾病如COPD、真菌感染、重症肺炎等几个角度展开讨论，对各种耐药结核分枝杆菌的检测技术的进展，以及检测结果在临床实践中如何正确判定等问题进行了充分的论述，可以说内容丰富多彩、亮点纷呈。谭院长对此次研讨会筹办过程中给予大力支持的汕头市第三人民医院及给予大会资助的相关医药企业表示真诚的谢意，感谢他们为此次大会的胜利召开而做出的奉献和努力。

《中国防痨杂志》编辑部

《结核病与肺部健康杂志》编辑部

Cost analysis of Xpert Mtb/RIF test for the detection of M.tuberculosis and rifampin resistance

OU Xi-chao，XIA Hui，LI Qiang，PANG Yu，ZHAO Bing，ZHANG Zhi-ying，LI Jun-chen，ZHANG Jian-lang，CHI Jun-ying，ZHAO Yan-lin. National Tuberculosis Reference Laboratory，National Center for Tuberculosis Control and Prevention，Chinese Center for Disease Control and Prevention，Beijing 102206，China

ZHAO Yan-lin，Email：zhaoyanlin@chinatb.org

Objective To compare the cost of solid culture，drug susceptibility test and Xpert Mtb/RIF test in the primary laboratories in China.Methods We collected the cost data of solid culture for 3 times and Xpert Mtb/RIF test from 4 county（district）level laboratories，and strain identification and rifampin（RFP）susceptibility test for 3 times from 2 province reference laboratories.The element method was used to calculate the unit cost of each method，the detection cost of each patient.Of the population with different TB prevalence rate，the solid culture was used as the gold standard to compare the cost of Xpert Mtb/RIF test to find 1 TB patient under different detection efficiency.Of the population with different rifampicin-resistant prevalence rate，the traditional drug susceptibility test was used as the gold standard to compare the cost of Xpert Mtb/RIF test to find 1 RFP-resistant patient under different detection efficiency.After price adjustment of Xpert Mtb/RIF detection equipment and reagents，the unit cost of Xpert Mtb/RIF test was analyzed.Results The unit costs of solid culture，strain identification，RFP susceptibility test and Xpert Mtb/RIF detection were 47.87，46.73，82.86 and 118.62 Yuan，respectively.The cost per TB patient by traditional methods（2 solid cultures，1 sub-culture，1 PNB strain identification）was 172.57 Yuan.The average cost of each patient with drug-resistant TB by traditional methods（2 solid cultures，1 sub-culture，1 PNBstrain identification and 1 drug susceptibility test）was 208.84 Yuan.When the specificity of Xpert Mtb/RIF test for the detection of Mtb and RFP was 85%，its sensitivity is greater than 70%，its cost of detecting one TB case or RFP-resistant case among the population with 1%to 70%prevalence rate of TB or RFP resistance was lower than traditional methods.The influence of reagent price changes on the testing cost was far greater than the change of equipment price.Conclusion The Xpert Mtb/RIF test is a rapid and more economic method than traditional tests，and suitable for the use in the primary laboratories.

Mycobacterium tuberculosis； Rifampin； Drug resistance，bacterial； Nucleic acid amplification techniques； Costs and cost analysis

2012-07-16）

中华人民共和国卫生部与比尔及梅琳达·盖茨基金会结核病防治项目（2009-04-01）

102206北京，中国疾病预防控制中心结核病预防控制中心 国家结核病参比实验室（欧喜超、夏辉、李强、逄宇、赵冰、赵雁林）；帕斯适宜卫生科技组织（张治英、李俊晨、章建康）；比尔及梅琳达·盖茨基金会项目办（池俊英）

赵雁林，Email：zhaoyanlin@chinatb.org