结核性胸膜炎诊断的研究进展

孔忠顺 刘京铭 高孟秋



·综述·

结核性胸膜炎诊断的研究进展

孔忠顺 刘京铭 高孟秋

结核性胸膜炎(Tuberculous pleurisy, TBP)是肺外结核常见的亚型之一。目前关于结核性胸膜炎诊断方面的研究主要围绕着细菌学、病理学、分子标识与细胞免疫学及综合性诊断策略等方面展开。在细菌学诊断方面除了采用胸腔积液进行涂片镜检和培养技术，显微镜观察药物敏感度技术(microscopic observation drug susceptibility assay, MODS)和核酸扩增技术(nucleic acid amplification，NAA)进一步提高了对结核性胸膜炎诊断的敏感度。在病理学诊断方面，胸膜穿刺活检具有操作简便、相对安全、经济、有效、痛苦小、可重复操作等优点，但对胸膜炎的诊断率较低；胸腔镜检查对胸膜炎的诊断率明显提高，但创伤较经皮胸膜穿刺活检大、费用较高、技术要求高；在分子标识方面，腺苷脱氨酶(adenosine deaminase, ADA)及其同工酶ADA2对结核性胸膜炎有较高的诊断价值，但其特异度相对较差；细胞免疫学方面，γ干扰素释放试验(interferon gamma release assay, IGRA)是目前研究的热点，但其对结核性胸膜炎的诊断价值有待进一步研究。在综合性诊断策略研究方面，主要包括积分法、回归法和临床诊断决策树法，在结核性胸膜炎诊断方面均有较高的敏感度和特异度。今后对结核性胸膜炎诊断的研究重点主要是：一方面通过新的技术和手段寻找新的结核性胸膜炎诊断技术及方法；另一方面，采用大数据研究的手段，建立可自我完善的结核性胸膜炎综合诊断策略。

结核，胸膜； 结核/诊断

结核病(tuberculosis, TB)是世界范围内导致疾病及死亡的重要原因之一，约有95% 的结核病现患者和97%的因结核病而死亡的患者发生在如中国、印度这样的TB高流行国家及地区，这些地区的结核病患病率高达459/10万[1]。结核性胸膜炎(tuberculous pleurisy, TBP)是最常见的肺外结核之一，同时也是造成胸腔积液的主要病因[2]，在TB高流行地区胸腔积液约有50%由结核性胸膜炎引起[3]。结核性胸膜炎是临近胸膜的结核病灶直接侵犯胸膜或结核分枝杆菌(Mycobacteriumtuberculosis，Mtb)经淋巴道或血行播散致胸膜而引起的渗出性炎症。由于进入胸腔的Mtb数量少，在患者胸腔积液中很难找到细菌学的直接证据[4]。因此，TBP的诊断目前仍然是有待解决的临床问题。近年来随着免疫学、分子生物学等基础研究在TB领域的应用，以及从单一诊断到综合诊断理念的转变，为提高结核性胸膜炎的诊断带来了新的契机。笔者就结核性胸膜炎诊断的研究进展分别从细菌学、病理学、分子标识与细胞免疫学及综合性诊断策略等方面进行综述，希望可以为今后结核性胸膜炎的研究提供线索。

一、细菌学证据

由于Mtb是直接导致结核性胸膜炎的原因，因此，获得直接的细菌学证据是诊断结核性胸膜炎的金标准。结核性胸膜炎的细菌学证据可以来自2个方面：其一是直接涂片或培养法从患者的胸腔积液中找到Mtb；其二是通过核酸扩增技术(NAA)获得Mtb基因片段。前者可作为结核性胸膜炎的直接诊断依据，而后者只是结核性胸膜炎的间接细菌学证据。根据相关报道[5]，用快速抗酸染色法(acid fast bacilli, AFB)对普通结核性胸膜炎患者的胸腔积液进行检测的阳性率不到10%，而细菌培养方法的敏感度仅在30%左右。不同的培养检测方法可以在一定程度上提高敏感度，如：应用液体培养基直接床旁取样进行培养可以提高阳性率和缩短报阳时间[6]，此外，显微镜观察药物敏感性技术(MODS)在对结核性胸膜炎的诊断研究中也提示：其较传统的固体培养基有更高的敏感度和报告速度[7](二者的敏感度分别为46.1%和31.5%，平均报告时间分别为14 d和32 d)；与传统的AFB及培养法相比，核酸扩增技术也广泛地用于对结核性胸膜炎的诊断研究之中。朱琳等[8]采用荧光探针 PCR(TaqManPCR) 技术对358 例结核性胸腔积液进行检测， TB-DNA 敏感度为63.12%，特异度达到100.00%。但PCR技术对实验室条件及实验人员要求高，不同实验室或不同实验人员的研究结果差异比较大；Xpert MTB/RIF技术在近年来发展迅速，2013年WHO更新了其在结核病诊断领域的使用范围[9]。Xpert MTB/RIF利用了快速自动化的PCR 技术，可以同时检测Mtb的存在和利福平的耐药基因。相关应用Xpert MTB/RIF检测胸腔积液标本诊断结核性胸膜炎的研究显示，其敏感度在14.2%～43.6%，特异度均在98.0%以上[10-11]。综上所述，从寻找直接细菌学证据的角度，无论是传统的抗酸染色法和培养，还是较先进的核酸扩增技术，都存在着高特异度、低敏感度的特点；因此，虽然核酸扩增技术可以作为结核性胸膜炎临床诊断的参考标准，但是很难作为结核性胸膜炎排除诊断的工具，因而限制了其在结核性胸膜炎诊断中的价值。

二、 病理学诊断

病理学诊断在很多疾病的诊断中被视为金标准，在结核性胸膜炎的诊断中也视其为除传统细菌学检查外的最重要的诊断证据。通过病理学诊断结核性胸膜炎不仅可获得特征性的病理学改变，同时也可寻找细菌学证据。诊断结核性胸膜炎病理学活检组织主要有2种途径获得：其一为穿刺针盲穿活检，其二为胸腔镜直视下取活检。用于盲穿活检的有2种特殊的工具，一种为Cope针，另一种为Abraham针。胸膜活检可以在B超引导下进行。一项在B超引导下利用穿刺针盲穿活检诊断结核性胸膜炎的研究显示，胸膜活检阳性率为56.8%，胸腔积液涂片阳性率为0.0%，胸腔积液培养阳性率为42.4%[12]。穿刺针盲穿活检具有操作简便、相对安全、经济、有效、痛苦小、可重复操作等优点，尤其对结核性胸膜炎有较高的诊断率，但对其他结核病总的诊断率还有待提高；胸膜活检常见并发症为胸膜反应、气胸和出血，与操作者经验有关。胸腔镜直视下活检，可以较穿刺针盲穿活检更有针对性，从理论上会比后者有更优越的诊断效能，相关的研究也证实了这种推断。张廷梅等[13]在对447例临床诊断为结核性胸膜炎的患者行电子胸腔镜检查后，所有患者均发现明显病灶，病理诊断为胸膜结核314例(70.2%)，胸膜炎症72例(16.1%)，纤维组织或坏死组织61例(13.6%),结核病理确诊率70.2%。胸腔积液及胸腔清除物Mtb培养结果阳性率为46.3%。胸腔镜直视下活检极大地提高了胸腔积液的诊断率[14-15]，目前的临床实践表明，内科胸腔镜直视下活检对胸膜疾病诊断的准确性是其他方法无法比拟的，是诊断疑难胸膜疾病的最佳方法。但胸腔镜检查创伤较经皮胸膜穿刺活检大、费用较高、技术要求高，基层医院不易开展。虽然，病理学诊断比直接寻找细菌学证据有相对高的敏感度和特异度，但是由于其操作难度大、相对复杂，同时对诊断条件和人员素质要求也较高，因此，目前病理学诊断并未成为结核性胸膜炎的常规诊断手段，而主要用于对疑难患者的鉴别诊断。

三、分子标识与细胞免疫学

分子标识是临床诊断过程中应用较为普遍的诊断工具，在结核性胸膜炎的诊断中研究最为广泛的是腺苷脱氨酶(ADA)。ADA是活性淋巴细胞、巨噬细胞和粒细胞释放的非特异性炎症标记，而ADA2同功酶由单核细胞释放，是ADA的主要成分，对结核性胸膜炎诊断的特异度更高[16]。李方知等[17]对比了ADA和ADA2对结核性胸膜炎的诊断价值，发现其敏感度均为83.3%，特异度分别为92.8%和96.4%；但是ADA2检查方法繁琐、费用高，难以推广使用。不过，一般情况下，ADA 检测已经能够满足临床诊断需要[18-19]。Piras等[20]最早报道ADA作为胸腔积液辅助鉴别诊断分子标识，之后围绕其对结核性胸膜炎的诊断应用价值有大量的研究。由我国研究者关于ADA在结核性胸膜炎诊断应用价值的系统评价显示，ADA 诊断结核性胸膜炎的敏感度达到了92%，特异度达到了90%[21]；另一项研究采用胸腔积液ADA≥30 U/L为界值，对结核性胸膜炎诊断的敏感度为95.4%，特异度为96.7%[22]，提示ADA是诊断结核性胸膜炎相对有用的诊断工具。但是，ADA诊断结核性胸膜炎的最大问题是假阳性问题，根据报道有近1/3的肺炎渗出性胸腔积液及2/3的脓性胸腔积液的ADA值大于40 U/L；此外，某些恶性疾病，如：支气管肺泡癌、间皮瘤等也有ADA升高的现象[23]；因此，ADA并不能作为独立的诊断结核性胸膜炎的理想指标。

由于结核病的主要病理过程为Mtb引起的迟发型变态反应，因此，长期以来免疫学诊断方法都是结核病诊断的研究重点。γ-干扰素释放试验(interferon gamma release assay, IGRA)是一项利用Mtb特异性抗原刺激检测样本记忆T细胞产生γ-干扰素的细胞数或量的细胞免疫学检查方法，其最初主要用于对结核潜伏感染的鉴别诊断，近年来也有多项围绕其应用于结核性胸膜炎的诊断的研究报道。在一项发表于2011年的包括了7项独立研究的系统评价，对IGRA应用于诊断结核性胸膜炎进行了研究，提示该检查方法的敏感度为75%、特异度为82%[24]。欧勤芳等[25]采用IGRA联合胸膜组织活检用于诊断结核性胸膜炎的评估的研究显示，IGRA诊断结核性胸膜炎的敏感度为91.1%，特异度为73.5%；胸膜组织活检诊断结核性胸膜炎的敏感度为96.4%，特异度为100.0%。联合胸膜活检诊断结核性胸膜炎的敏感度为95.5%，特异度为94.1%。此后，笔者也对该问题进行了研究，提示其诊断结核性胸膜炎的敏感度为96.3%、特异度为94.5%[26]。造成研究结果差异的原因，笔者考虑与取样时间和样本处理及检测流程等因素有一定关系。此外,有学者建议采用胸腔积液IGRA阳性的细胞数或量与血中的比值来诊断是否存在结核分枝杆菌感染的价值更高[27]，但具体数值有待进一步研究。虽然IGRA在辅助诊断结核性胸膜炎方面有相对不错的表现，但是由于IGRA检测对实验室技术人员操作要求比较高，且检测价格相对较高，因此，在一定程度上限制了其在临床的广泛应用。

四、综合性诊断策略

对于复杂疾病的诊断很难通过少数的诊断指标达到确诊目的，由于单项试验的局限性，目前多数采用指定综合性诊断策略的方式进行诊断。其中一种方式是利用多项试验结果的积分系统以期提高诊断准确性。如Porcel和Vives[28]设计了2种预测结核性胸膜炎的积分法：第1种为ADA≥40 U/L(5分)，年龄<35岁(2分)，体温≥37.8 ℃(2分)，胸腔积液红细胞<5×109/L(1分)； 第2种为年龄<35岁(2分)，体温≥37.8 ℃(2分)，胸腔积液红细胞<5×109/L(1分)，无恶性肿瘤史(3分)，胸腔积液蛋白≥5 g/L(1分)，胸腔积液/血清乳酸脱氢酶比值≥2.2(1分)。第1 种≥5分或第2种积分法≥6分的诊断敏感度分别为95%和 97%，而用于鉴别恶性胸腔积液的特异度分别为 94%和 91%。笔者也在近期对涂阴培阳耐多药肺结核(smear negative multidrug-resistant tuberulosis, smMDR-TB)的诊断方面进行了相关的研究[29]，提示确实可以通过寻找并制定综合性诊断策略的方法跨越目前一些疾病诊断的瓶颈问题——即某些疾病难于获得诊断金标准或有效的诊断手段。对于结核性胸膜炎诊断方面也有相关的综合性诊断策略研究，例如：Valdés等[30]推荐在结核病高流行地区，对年龄<40 岁的患者采用两种回归模式以辅助诊断结核性胸膜炎，模式1采用2项参数：胸腔积液ADA>35 U/L和胸腔积液淋巴细胞比例>31.5%，218份胸腔积液标本的诊断结果中假阳性和假阴性各1例。模式2不用ADA，采用3项参数：胸腔积液淋巴细胞>31.5%、发热和咳嗽，则假阴性8例，假阳性3例。模式1的敏感度、特异度和准确性分别为99.4%、98.1%和99.0%，模式2分别为95.2%、94.3%和95%,认为这两种模式均适用于结核病高流行地区特定人群的结核性胸膜炎诊断，而含ADA参数的模式更优秀。Neves 等[31]则利用建立logistic回归预测模型的方法对结核性胸膜炎进行诊断，结果显示其诊断敏感度及特异度都超过了95%。在另一项由Porcel等[32]采用决策树的方法进行的结核性胸膜炎综合性诊断的策略研究中，也证实由他们制定的结核性胸膜炎诊断决策树的敏感度为92.2%、特异度为98.3%、ROC曲线下面积为97.6%，该研究结果均较单项诊断结核性胸膜炎的指标更为出色。但目前这一诊断策略存在的最大问题是外推适应性问题，即在某一地区或特定的时间段制定的诊断策略未必适用于其他地区或时间。因此，结核性胸膜炎综合诊断策略的制定仍有相当多的问题需要进一步研究解决。

五、展望

综上所述，尽管近年来关于结核性胸膜炎的诊断技术和方法的研究已经有了较大的推进，但是，目前结核性胸膜炎的诊断仍然是一个亟需而尚未解决的瓶颈问题。以笔者对结核性胸膜炎诊断的相关研究，认为如果要解决这一瓶颈问题，仍需要通过相互联系的两方面工作予以解决。其一，通过新的技术和手段寻找新的结核性胸膜炎诊断技术及方法；其二，采用大数据研究的手段，建立可自我完善更新的动态结核性胸膜炎综合诊断策略。这两方面的工作并不矛盾，前者是结核性胸膜炎综合诊断策略的基础，而后者是更科学的综合现有的可利用手段达到最佳结核性胸膜炎诊断效果的途径。研究理念的提升和转变尤为重要，根据目前的研究技术发展，各种高通量组学的检测手段有望在结核性胸膜炎新的诊断技术开发中起到重要作用，而随着“大数据”、“信息化”、“云技术”等在临床中的应用，制定动态、可自我完善、适用性广及个体化的结核性胸膜炎综合诊断模型将成为可能，从而最终解决结核性胸膜炎的诊断问题。

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(本文编辑：孟莉 范永德)

Research progress in diagnosis of tuberculous pleurisy

KONGZhong-shun,LIUJing-ming,GAOMeng-qiu.

The2ndDepartmentofTuberculosis,BeijingChestHospital,CapitalMedicalUniversity,Beijing101149,China

KONGZhong-shun,Email:kongzhsh@163.com

Tuberculous pleurisy (TBP) is one of the type of extrapulmonary tuberculosis. Recent studies have provided new insight into the TBP along with the related research and technology development. This review is a general overview of TBP from bacteriology, pathology, biomarker，cellular immunology and integrated diagnostic strategy. In terms of bacteriology diagnosis, microscopic observation drug susceptibility assay (MODS) and nucleic acid amplification (NAA) can increase the sensitivity of TBP diagnosis besides pleural effusion and culture. In terms of pathological diagnosis, pleural biopsy has many advantages such as easy operation, safe, economic, effective, less pain, repeatable operation and so on, but the diagnosis rate of pleurisy is lower. Thoracoscopy increases significantly the diagnosis of pleurisy, but it causes more trauma than percutaneous pleural biopsy, higher cost, higher technical requirements. In terms of molecular identification, Adenosine deaminase (ADA) and its isoenzyme ADA2 have higher diagnosis value for TBP, but the specificity is relatively poor. Interferon gamma release assays (IGRAs) is a currently research focus, but its diagnosis value for the TBP needs further research. In terms of integrated diagnostic strategy, integral method, regression method and the clinical decision tree have higher sensitivity and specificity on the diagnosis of TBP. In future the research of TBP focus on two aspects: on the one hand, to find new TBP diagnostic technology and method through the new technology and means; on the other hand, to establish the self-improvement integrated diagnosis strategy of TBP based on means of big data research.

Tuberculousis,pleural; Tuberculousis/diagnosis

10.3969/j.issn.1000-6621.2016.04.020

101149 首都医科大学附属北京胸科医院结核科二病区

孔忠顺,Email:kongzhsh@163.com

2015-12-19)