腺苷脱氨酶、γ-干扰素和γ-干扰素诱导蛋白10对结核性胸膜炎的诊断作用研究

董雅坤，栗爱珍，郑立恒，池跃朋，王玉红，王秋梅，朱桂云，谢兰品

·临床研究·

腺苷脱氨酶、γ-干扰素和γ-干扰素诱导蛋白10对结核性胸膜炎的诊断作用研究

董雅坤，栗爱珍，郑立恒，池跃朋，王玉红，王秋梅，朱桂云，谢兰品

目的 探讨胸腔积液中腺苷脱氨酶(ADA)、γ-干扰素(IFN-γ)和γ-干扰素诱导蛋白10(IP-10)水平对结核性胸膜炎的诊断价值。方法 检测63例结核性胸膜炎及50例恶性胸腔积液患者胸腔积液中ADA、IFN-γ和IP-10的含量，经统计学分析，评价其对结核性胸膜炎的诊断价值。结果 结核性胸腔积液中ADA、IFN-γ和IP-10含量明显高于恶性胸腔积液，差异有统计学意义(P<0.01)。ADA(以45U/L为临界值)诊断结核性胸膜炎的敏感度为71.4%，特异度为94.0%，诊断比值比39.17；IFN-γ(以138.5pg/ml为临界值)诊断结核性胸膜炎的敏感度为93.7%，特异度为82.0%，诊断比值比67.19；IP-10(以9.21µg/ml为临界值)诊断结核性胸膜炎的敏感度为85.7%，特异度为90.0%，诊断比值比54.00。3项指标联合检测时任何2项阳性诊断结核性胸膜炎的敏感度为95.2%，特异度为96.0%，诊断比值比72.16。结论 联合检测ADA、IFN-γ和IP-10可提高结核性胸膜炎的诊断效能。

分枝杆菌，结核；胸腔积液，恶性；腺苷脱氨酶；干扰素γ，重组

结核性胸膜炎是我国胸腔积液的常见原因，约占胸腔积液的50%，且发病率呈上升趋势。该病在临床上表现多样，缺乏特异性，仅根据临床表现、实验室检查和影像学结果很难准确判断引起胸腔积液的原因。传统的细菌学检查阳性率很低，虽然胸膜活检、胸腔镜活检病理组织学检查可明显提高阳性率，但均为有创性检查，限制了其在临床上的推广应用[1-3]。因此，寻找一种简便、无创、快速和准确的胸腔积液诊断指标迫在眉睫。近年来，临床已探索利用多项生物标志物来检测和诊断结核性胸膜炎，其中腺苷脱氨酶(adenosine deaminase，ADA)是目前诊断结核性胸膜炎较为准确的辅助指标[4]，但其敏感度略低。当前已有多项研究逐渐证实了γ-干扰素(interferon-gama，IFN-γ)的诊断价值，但其特异度较低。γ-干扰素诱导蛋白10(IFN-γ inducible protein of 10kD，IP-10)是一种Th1型趋化因子，可趋化多种炎性细胞。本研究检测结核性胸膜炎患者胸腔积液中ADA、IFN-γ和IP-10的水平，探讨其对结核性胸膜炎的诊断意义。

1 资料与方法

1.1 研究对象及分组 2013年5月－2014年11月在河北省胸科医院住院或门诊治疗的结核性胸腔积液患者63例，纳入结核组。其中男41例，女22例，年龄47±14(37～76)岁；单纯结核性胸膜炎39例，结核性胸膜炎合并肺结核24例。该院同期收治的恶性胸腔积液患者50例，纳入肿瘤对照组。其中男29例，女21例，年龄57±15(48～67)岁；包括胸膜转移癌36例，原发性胸膜恶性病变5例(淋巴瘤2例、胸膜间皮瘤3例)，肺炎旁胸腔积液4例，风湿性疾病4例，肺栓塞1例。肿瘤病例均经病理细胞学证实，其他疾病根据临床症状、体征、常规化验检查、影像学表现及疗效等证实，未经化疗，既往无结核病史，X线胸片未见活动性结核病变。所有患者均无人免疫缺陷病毒感染，无肝炎、免疫系统疾病和应用免疫抑制剂治疗史，无严重肝肾及神经精神系统疾病，并签署知情同意书。

1.2 结核组纳入标准[3]①起病较急，有不同程度的发热、气短及与呼吸、咳嗽相关的锐性胸痛等；②X线胸片、B超和(或)胸部CT示有可抽取的胸腔积液，肺内或其他部位与结核病相符的病变和(或)痰涂片或培养阳性；③PPD试验阳性或强阳性；④渗出性胸腔积液，淋巴细胞比例>70%，ADA≥45U/L和(或)抗结核抗体阳性、MTB的DNA检测阳性、胸腔积液沉渣涂片或培养检查MTB阳性，癌细胞阴性，肿瘤标记物阴性；⑤抗结核治疗和抽取胸腔积液后结核中毒症状迅速改善，胸腔积液明显减少或吸收；⑥胸膜活检或胸腔镜活检明确诊断为结核病变。纳入上述6项标准中至少符合5项，并排除其他原因所致胸腔积液及抗结核治疗<2周的初治结核性胸腔积液患者。

1.3 方法

1.3.1 主要仪器及试剂 ADA检测试剂盒(北京九强生物技术股份有限公司)，人趋化因子IP-10、 IFN-γ检测试剂盒(荷兰Hycult Biotechnology公司)。Varioskau Flashversion 2.4.3型酶标仪、F101620型洗板机(美国Thermo Scientific公司)，18K高速冷冻离心机(德国Sigma公司)，DHP-9162型电热恒温培养箱(上海一恒科学仪器有限公司)。

1.3.2 标本采集及指标检测 患者于治疗前以标准的胸腔穿刺术抽取新鲜胸腔积液10ml，抽出后立即冰浴，4℃下500g离心10min，取上清液分装于1.5ml EP管，置–86℃冰箱冻存，待测人趋化因子IP-10和IFN-γ。ADA活性测定采用Giusti改良法，由检验科协助检测，ADA≥45U/L定义为阳性。依照试剂盒说明书采用双抗体夹心酶联免疫吸附试验法检测受试者胸腔积液中人趋化因子IP-10和IFN-γ浓度。

1.4 统计学处理 采用SPSS 17.0软件进行统计分析，采用GraphPad Prim 4软件绘制ADA、IFN-γ和IP-10水平散点图。正态分布数据采用±s表示，非正态分布资料数据用中位数(四分位间距)表示，计数资料采用连续核正χ2检验，计量资料采用Mann Whitney U检验。P<0.05为差异有统计学意义。绘制受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic curve，ROC)，以总体诊断符合率最大为标准，确定诊断临界值。

2 结 果

2.1 胸腔积液ADA、IFN-γ和IP-10水平比较 63例结核性胸腔积液和50例恶性胸腔积液ADA、IFN-γ和IP-10水平见图1。结核组胸腔积液中ADA、IFN-γ和IP-10水平分别为49.21(39.42～61.09)U/L、387.0(278.90～673.70)pg/ml和13.87(4.88～40.39)µg/ ml，而肿瘤对照组分别为9.08(5.61～13.47)U/L、57.14(36.32～86.22)pg/ml和1.14(0.14～3.33)µg/ml，两组比较差异均有统计学意义(P<0.001)。

2.2 胸腔积液中IFN-γ和IP-10诊断结核性胸膜炎的最佳临界值 根据结核组和肿瘤对照组的IFN-γ和IP-10水平建立ROC曲线(图2)，确定胸腔积液IFN-γ和IP-10水平的诊断临界值分别为138.5pg/ml和9.21µg/ml。根据ROC曲线得出ADA、IFN-γ和IP-10诊断结核性胸膜炎的曲线下面积分别为0.901(95%CI 0.843～0.958)、0.922(95%CI 0.875～0.969)和0.932(95%CI 0.883～0.980)。

2.3 胸腔积液中ADA、IFN-γ和IP-10的诊断效能 根据ROC曲线确定的胸腔积液IFN-γ和IP-10水平的诊断临界值以及ADA＞45U/L的诊断界值，得到IFN-γ、ADA和IP-10的诊断效能(表1)。其中ADA的敏感度为71.4%(45/63)、特异度为94.0%(47/50)、阳性预测值为0.94、阴性预测值为0.72、阳性似然比为11.91、阴性似然比为0.30，诊断比值比为39.17；IFN-γ的敏感度为93.7%(59/63)、特异度为82.0%(41/50)、阳性预测值为0.87、阴性预测值为0.91、阳性似然比为5.20、阴性似然比为0.08，诊断比值比为67.19；IP-10的敏感度为85.7%(54/63)、特异度为90.0%(45/50)、阳性预测值为0.92、阴性预测值为0.76、阳性似然比为8.57、阴性似然比为0.16，诊断比值比为54.00。提示3种指标均对结核性胸膜炎有辅助诊断价值。结核组ADA的敏感度(71.4%)与IFN-γ和IP-10(分别为93.7%和85.7%)比较差异有统计学意义(P<0.001)；肿瘤对照组中ADA、IFN-γ和IP-10的特异度分别为94.0%、82.0% 和90.0%，IFN-γ与ADA比较差异有统计学意义(P<0.05)。

图1 两组ADA、IFN-γ及IP-10浓度散点图Fig.1 Distributions of ADA, IFN-γ and IP-10 in two groups

图2 胸腔积液IFN-γ、ADA和IP-10检测水平的ROC曲线图Fig.2 Receiver operating characteristic (ROC) curve of IFN-γ, ADA and IP-10 in pleural effusion for the diagnosis of pleural tuberculosis

表1 IFN-γ、ADA和IP-10对结核性胸膜炎的诊断效能(95% CI)Tab.1 Diagnostic effectiveness of IFN-γ, ADA and IP-10 in tuberculous pleurisy (95% CI)

2.4 胸腔积液中ADA、IFN-γ和IP-10联合检测的诊断效能 检测胸腔积液ADA、IFN-γ和IP-10三种指标中任何2项阳性对结核性胸膜炎诊断的敏感度为95.2%(60/63)，特异度为96.0%(48/50)。

3 讨 论

诊断结核性胸膜炎依赖于患者的临床症状、体征、胸腔积液常规化验检查、胸腔积液MTB培养、病理学检测、排除其他疾病及抗结核治疗疗效等，但上述指标的敏感度和特异度均不理想，且现有检测方法对于结核性胸膜炎的诊断存在局限性，临床上迫切需要新的检测指标以提高结核性胸膜炎的诊断准确性。

ADA是核酸分解代谢酶类，可特异性催化腺嘌呤核苷产生不可逆脱氨反应，生成次黄嘌呤，最终氧化为尿酸排出体外，在淋巴细胞分化和单核细胞成熟为巨噬细胞的过程中起一定作用。当发生结核性胸膜炎时，宿主通过细胞免疫抵抗MTB感染，胸膜的淋巴细胞明显增多、活性增强，故ADA在胸腔积液中含量明显增多。有关结核性胸膜炎诊断的荟萃分析显示，胸腔积液中ADA具有较高的诊断价值[5-6]，但也有文献报道ADA诊断的敏感度或特异度偏低，敏感度低的原因可能是炎症早期或机体免疫功能减退(如感染人免疫缺陷病毒)，而特异度低可能出现在肺炎旁积液和类风湿性疾病中[7]。本研究中ADA的敏感度(71.4%)略低，而特异度与文献报道相符。结核组中部分胸腔积液ADA假阴性病例的临床表现、检验指标等不尽相同，但没有免疫功能缺陷和处于炎症早期的患者，其原因尚不明确。对照组中胸腔积液ADA假阳性的3例分别为胸膜间皮瘤1例、淋巴瘤1例和肺炎旁积液1例，可能因淋巴细胞活性增加所致。

IFN-γ是一种由Th1细胞分泌的重要的免疫调节因子，不仅具有抗病毒和抗细胞活性，还能调节免疫系统其他细胞的反应。IFN-γ还能激活巨噬细胞，增加它们对结核分枝杆菌的杀菌能力，在局部抗结核杆菌感染的防御机制中起重要作用[2,8]。由于IFN-γ具有活化巨噬细胞、抑制结核分枝杆菌生长的作用，在机体抗结核免疫中发挥着重要作用。而肿瘤胸腔积液中IFN-γ处于较低水平，可能与肿瘤免疫逃逸有关[9]。本研究结果显示结核组中IFN-γ呈高水平[387.0(278.9～673.7)pg/ml]，对照组IFN-γ呈低水平[57.14(36.32～86.22)pg/ml]，两组比较差异有统计学意义(P<0.01)。应用ROC曲线分析IFN-γ对结核性胸膜炎的诊断效能，结果显示曲线下面积为0.922，说明其诊断准确性较高。本研究确定IFN-γ诊断结核性胸膜炎的最佳临界值为138.5pg/ml，相应的诊断敏感度和特异度分别为93.7%和82.0%，较ADA和IP-10的敏感度高(P<0.05)。

IP-10是近年发现的CXC类趋化因子，由IFN-γ 和(或)脂多糖诱导产生，又名CXCL10。IP-10能趋化高度表达特异受体CXCR3的多种炎性细胞，在炎症部位淋巴细胞的募集中起重要作用[10]。IP-10与Th1型炎症反应性疾病的关系密切，如自身免疫性肝病、Ⅰ型糖尿病和冠心病等。在抗结核免疫中，Th1型免疫应答占优势，肺结核患者的血浆中IP-10的水平显著高于对照组[11-15]。本研究结核性胸膜炎胸腔积液中的IP-10含量为13.87(4.88～40.39)µg/ ml，显著高于恶性胸腔积液的1.14(0.14～3.33)µg/ ml，差异有统计学意义(P<0.01)，且IP-10的ROC曲线下面积为0.932，较ADA和IP-10(分别为0.901和0.922)高。以IP-10≥9.21µg/ml为临界值，其诊断结核性胸腔积液的敏感度为85.7%、特异度为90.0%，表明IP-10可作为结核性胸腔积液的诊断指标。多项研究报道IP-10的检验效能与IFN-γ相近，与本研究结果一致[15-18]。在本次IFN-γ检测为假阴性的4例结核性胸膜炎中，有1例IP-10检测呈阳性，提示IP-10对IFN-γ检测可能起一定的互补作用。该病例为老年患者，机体反应性弱，可能是IFN-γ升高不明显的主要原因。IP-10是IFN-γ的下游诱生因子，且升高幅度较IFN-γ更加明显，Okamoto等[17]的研究表明肺结核患者血浆中IP-10的水平明显高于IFN-γ。因此，对于此类IFN-γ升高不明显，未达诊断临界值的病例，IP-10可能具有更高的诊断价值[17]。在本次IFN-γ检测为假阳性的9例恶性胸腔积液患者中，有4例IP-10检测呈阴性，提示IP-10对IFN-γ检测可能起一定互补作用，因此IP-10可能具有更高的诊断价值。

综上所述，胸腔积液ADA、IFN-γ和IP-10检测对结核性胸膜炎的早期诊断与鉴别诊断具有很高的价值。其中ADA诊断特异度高，IFN-γ诊断敏感度高，而IP-10的ROC曲线下面积较高。3种指标联合检测提高了结核性胸膜炎的诊断敏感度和特异度，具有较高的临床应用价值。

[1]Chinese Medical Association of Tuberculosis. China TB classifications[J]. Chin J Tuberc Respir Dis, 1998, 46(12): 716-717. [中华医学会结核病学分会. 中国结核病分类法[J]. 中华结核和呼吸杂志, 1998, 46(12): 716-717.]

[2]Guo F, Wu CL, Chen SY, et al. Clinical value of tumor markers assay in differential diagnosis of pleural effusion[J]. Chin J Health Lab Tech, 2010, 20(5): 1127-1128. [郭锋, 吴春龙, 陈世勇, 等. 肿瘤标志物联合检测对良恶性胸水鉴别的意义[J].中国卫生检验杂志, 2010, 20(5): 1127-1128.]

[3]Bu JL, Ma M. The clinical diagnosis status and progress of tuberculous pleurisy[J]. Chin J Antituberc, 2009, 31(1): 33-36.[卜建玲, 马玛. 结核性胸膜炎的诊断现状与研究进展[J]. 中国防痨杂志, 2009, 31(1): 33-36.]

[4]Wang Q, Wang JD, Duan QL, et al. Value of the diagnostic adenosine deaminase activity in tuberculous pleuritis[J]. J Logist Univ PAPF (Med Sci), 2013, 22(11): 1021-1022. [王茜, 王婧聃, 段黔琳, 等. 腺苷脱氨酶在结核性胸膜炎临床诊断中的价值[J]. 武警后勤学院学报(医学版), 2013, 22(11): 1021-1022.]

[5]Patel VB, Singh R, Connolly C, et al. Cerebrospinal T-cell responses aid in the diagnosis of tuberculous meningitis in a human immunodeficiencv virus-and tuberculosis-endemic population[J]. Am J Respir Crit Care Med, 2010, 182(4): 569-577.

[6]Liang QL, Shi HZ, Wang K, et al. Diagnostic accuracy of adenosine deaminase in tuberculous pleurisy: a meta-analysis[J]. Respir Med, 2008, 102(5): 744-754.

[7]Yu YX, Tong ZH, Gong JN, et al. Evaluation of the diagnostic value of adenosine deaminase activity in tuberculous pleuritis[J]. Chin J Tuberc Respir Dis, 2010, 33(4): 273-275. [尉艳霞, 童朝晖, 龚娟妮, 等. 腺苷脱氨酶诊断结核性胸膜炎价值的再评价[J]. 中华结核和呼吸杂志, 2010, 33(4): 273-275.]

[8]Aoe K, Hiraki A, Murakami T, et al. Diagnostic significance of interferon-γ tuberculou pleural effusions[J]. Chest, 2003, 123(3): 740-744.

[9]Zou J, Li YQ. The value of interferon-γ and adenosine deaminase in diagnosis of tuberculosis and malignant pleural fluid[J]. J Diagn Conc Pract, 2006, 5(2): 155-156. [邹静, 李燕芹. 干扰素、腺苷脱氨酶对结核性、恶性胸腔积液诊断价值[J]. 诊断学理论与实践, 2006, 5(2): 155-156.]

[10]Guo SJ, Jia LQ, Hu QJ, et al. Diagnostic accuracy of interferon gamma-induced protein 10 for tuberculosis: a meta-analysis[J]. Int J Clin Exp Med, 2014, 7(1): 93-100.

[11]Villatoro-Hernandez J, Loera-Arias MJ, Gamez-Escobedo A, etal. Secretion of biologically active interferon-gamma inducible protein-10 (IP-10) by Lactococcus lactis[J]. Microb Cell Fact, 2008, 7(6): 22.

[12]Nishioji K, Okanoue T, Itoh Y, et al. Increase of chemokine interferon-inducible protein-10 (IP-10) in the serum of patients with autoimmune liver diseases and increase of its mRNA expression in hepatocytes[J]. Clin Exp Immunol, 2001, 123(2): 271-279.

[13]Christian H, Jens B, Barbara T, et al. Chemokines and incident coronary heart disease: results from the MONICA/KORA Augsburg case-cohort study, 1984-2002[J]. Thromb Vasc Biol, 2006, 26(9): 2147-2152.

[14]Azzurri A, Sow OY, Amedei A, et al. IFN-gamma-inducible protein 10 and pentraxin 3 plasma levels are tools for monitoring inflammation and disease activity in Mycobacterium tuberculosis infection[J]. Microbes Infect, 2005, 7(1): 1-8.

[15]Hong JY, Lee HJ, Kim SY, et al. Efficacy of IP-10 as a biomarker for monitoring tuberculosis treatment[J]. J Infect, 2014, 68(3): 252-258.

[16]Guo SJ, Jia LQ, Hu QJ, et al. Diagnostic accuracy of interferon gamma-induced protein 10 for tuberculosis: a meta-analysis[J]. Int J Clin Exp Med, 2014, 7(1): 93-100.

[17]Okamoto M, Kawabe T, Iwasaki Y, et al. Evaluation of interferon-gamma, interferon-gamma-inducing cytokines, and interferon-gamma-inducible chemokines in tuberculous pleural effusions[J]. J Lab Clin Med, 2005, 145(2): 88-93.

[18]Supriya P, Chandrasekaran P, Das SD. Diagnostic utility of interferon-gamma-induced protein of 10kD (IP-10) intuberculous pleurisy[J]. Diagn Microbiol Infect Dis, 2008, 62(2): 186-192.

The value of adenosine deaminase, interferon-gamma, and interferon-gamma induced protein of 10kD in the diagnosis of tuberculous pleuritis

DONG Ya-kun1, LI Ai-zhen1, ZHENG Li-heng2, CHI Yue-peng1, WANG Yu-hong1, WANG Qiu-mei1, ZHU Gui-yun1, XIE Lan-pin1*

1Department of Tuberculosis,2Department of Clinical Laboratory, Chest Hospital of Hebei Province, Shijiazhuang 050041, China*

, E-mail: xielanpin2010@163.com
This work was supported by the Project of Talented Clinician of Hebei Province (2014571029)

ObjectiveTo explore the value of adenosine deaminase (ADA) activity, interferon-gamma (IFN-γ) and IFN-γ induced protein of 10kD (IP-10) levels in pleural effusion for the diagnosis of tuberculous pleuritis.MethodsADA activity, IFN-γ and IP-10 levels in pleural effusion were determined in sixty-three patients with tuberculous pleuritis and 50 patients with malignant pleural effusion.ResultsThe mean levels of ADA, IFN-γ and IP-10 in the tuberculous pleural effusion were significantly higher than those in malignant pleural effusion (P<0.01). When 45U/L was regarded as cut off value for ADA, the sensitivity, specificity and diagnostic odds ratio in the diagnosis of tuberculous pleurisy were 71.4%, 94.0% and 39.17 respectively. When 138.5pg/ml was regarded as cut off value for IFN-γ in tuberculous pleural effusion, the sensitivity, specificity and diagnostic odds ratio were 93.7%, 82.0% and 67.19 respectively. When 9.21µg/ml was regarded as cut off value for IP-10 in tuberculous pleural effusion, the sensitivity, specificity and diagnostic odds ratio were 85.7%, 90.0% and 54.00 respectively. The combined determination of the three markers for the diagnosis of tuberculous pleurisy had a sensitivity of 95.2%, specificity of 96.0% and diagnostic odds ratio of 72.16.ConclusionThe accuracy of diagnosis for tuberculous pleurisy can be improved by combined determination of ADA, IFN-γ and IP-10.

mycobacterium tuberculosis; pleural effusion, malignant; adenosine deaminase; Interferon-gama recombinant

R521.7

A

0577-7402(2015)06-0458-05

10.11855/j.issn.0577-7402.2015.06.07

2015-02-23；

2015-05-06)

(责任编辑：熊晓然)

2014年政府资助省级临床医学优秀人才培养项目(2014571029)

董雅坤，主治医师，硕士研究生。主要从事结核病的临床诊治工作

050041 石家庄 河北省胸科医院结核科(董雅坤、栗爱珍、池跃朋、王玉红、王秋梅、朱桂云、谢兰品)，检验科(郑立恒)

谢兰品，E-mail: xielanpin2010@163.com