联合检测三种细胞因子对结核性和恶性胸腔积液的鉴别诊断价值

唐静 张先明 万方 文学 杜娟

·论著·

联合检测三种细胞因子对结核性和恶性胸腔积液的鉴别诊断价值

唐静 张先明 万方 文学 杜娟

目的 探讨联合检测胸腔积液中三种细胞因子——腺苷脱氨酶(ADA)、γ-干扰素诱导蛋白10(IP-10)、白细胞介素-27(IL-27)水平对结核性和恶性胸腔积液的鉴别诊断价值。 方法 选取2015年10月至2016年4月在贵州医科大学附属医院呼吸内科及贵州省肿瘤医院胸部肿瘤科住院的45例结核性胸腔积液患者和45例恶性胸腔积液患者作为研究对象。采用酶联免疫吸附法测定两组患者IP-10、IL-27水平；通过查阅病历获取ADA检测结果。应用受试者工作特征曲线(ROC曲线)获得ADA、IP-10及IL-27单项及联合检测的最佳临界值、敏感度和特异度。结果 结核性胸腔积液组ADA、IP-10、IL-27水平分别为40.76(29.19～46.31) U/L、63.01(55.87～73.71) ng/L、60.92(37.98～74.53) ng/L，明显高于恶性胸腔积液组[分别为8.46(6.70～17.26) U/L、29.72(19.36～38.50) ng/L、20.86(13.98～30.10) ng/L]，差异均有统计学意义(U值分别为-7.88、-7.32、-7.46，P值均<0.01)。应用ROC曲线得出ADA、IP-10、IL-27诊断结核性胸腔积液的最佳临界值分别为24.95 U/L、50.61 ng/L、36.91 ng/L，敏感度分别为91.11%(41/45)、86.67%(39/45)、86.67%(39/45)，特异度分别为95.56%(43/45)、88.89%(40/45)、93.33%(42/45)；IP-10+IL-27、ADA+IP-10、ADA+IL-27联合诊断结核性胸腔积液的敏感度分别为86.67%(39/45)、97.78%(44/45)、100.00%(45/45)，特异度分别为97.78%(44/45)、100.00%(45/45)、100.00%(45/45)。结论 ADA、IP-10、IL-27检测对结核性和恶性胸腔积液鉴别具有重要意义，联合检测更有助于结核性和恶性胸腔积液的鉴别诊断。

胸腔积液； 细胞因子类； 诊断技术和方法； 诊断, 鉴别； 结核，胸膜； 胸腔积液, 恶性

结核性胸膜炎是结核分枝杆菌感染胸膜而引发的胸膜超敏反应性炎症[1]。在结核病流行的国家，约25%的肺结核患者可能并发结核性胸膜炎，且近年来发病率也有增加的趋势[2-3]。在临床上渗出性胸腔积液以结核性和恶性最为常见，而二者的治疗及预后相差甚远，故正确鉴别胸腔积液性质显得尤为重要。目前对这两类胸腔积液鉴别诊断的金标准为胸膜活检发现典型的结核性肉芽肿或胸腔积液中找到结核分枝杆菌和肿瘤细胞，但胸膜活检有一定的创伤性且操作复杂，很多基层医院未能开展，而胸腔积液中找到结核分枝杆菌和肿瘤细胞阳性率极低，容易导致诊断困难、治疗延误或过度治疗。目前，胸腔积液腺苷脱氨酶(adenosine deaminase，ADA)检查是被公认的诊断结核性胸膜炎的有效指标，但也有文献报道ADA诊断的敏感度和特异度偏低[4]。因此，需要探寻一种便捷、敏感度高、特异度高，且患者容易接受的诊断方法以提高现有的临床诊断水平。目前国内外已有研究提示检测胸腔积液中γ-干扰素诱导蛋白10(interferon-γ induced proteins 10，IP-10)、白细胞介素-27(interleukin 27，IL-27)可协助诊断结核性胸腔积液，但对其与ADA对比研究及联合检测的研究报道仍然很少。本研究通过检测结核性和恶性胸腔积液ADA、IP-10、IL-27 的浓度水平，进一步证实其对结核性胸膜炎的诊断价值，并探讨联合检测对结核性和恶性胸腔积液患者鉴别诊断的临床意义及应用价值。

资料和方法

一、研究对象

收集2015年10月至2016年4月在贵州医科大学附属医院呼吸内科及贵州省肿瘤医院胸部肿瘤科住院的胸腔积液患者127例，排除其中胸腔积液属于漏出液的患者14例，类肺炎性胸腔积液12例和诊断不明确的患者5例，再从剩余的96例患者中通过完全随机的方式抽取6例患者滴定标准曲线，最终纳入90例患者。其中贵州医科大学附属医院结核性胸腔积液患者45例，恶性胸腔积液患者11例；贵州省肿瘤医院恶性胸腔积液患者34例。研究对象均签署知情同意书。

45例结核性胸腔积液患者(结核性胸腔积液组)中，男30例，女15例，年龄16～84岁，中位年龄31岁；其中并发肺结核19例，单纯结核性胸膜炎26例；通过细菌学确诊0例，病理学确诊1例(为经淋巴结穿刺活检提示结核性肉芽肿性改变)，其余均为临床诊断患者。

结核性胸膜炎诊断标准参照中华医学会结核病学分会《肺结核诊断和治疗指南》[5]中的诊断标准，并符合以下3条或3条以上：(1)胸腔积液找到结核分枝杆菌或胸膜活检发现结核性肉芽肿；(2)临床有咳嗽、发热、盗汗、消瘦等结核中毒症状；(3)胸部影像学检查提示有可抽取的胸腔积液及结核感染病灶；(4)胸腔积液为渗出性，蛋白≥30 g/L，淋巴细胞百分率≥50%，乳酸脱氢酶大于血清正常值高限的2/3；(5)结核菌素皮肤试验(PPD试验)阳性或强阳性；(6)经规范抗结核治疗有效，胸腔积液吸收。

恶性胸腔积液患者(恶性胸腔积液组)45例，其中男31例，女14例；年龄44～86岁，中位年龄66岁；包括肺腺癌13例，肺鳞状细胞癌8例，肺黏液细胞癌1例，肺小细胞癌1例，其他类型肺癌18例，乳腺转移癌3例，结肠转移癌1例。所有患者均通过3次以上胸腔积液脱落细胞学检查找到肿瘤细胞确诊。

二、研究方法

所有患者于治疗前抽取新鲜胸腔积液10 ml，以2130×g离心15 min，取上清液置于-80 ℃冰箱冻存，待测IP-10、IL-27，待测前1 h将回顾性确诊的结核性和恶性胸腔积液患者的胸腔积液在室温下复融；采用酶联免疫吸附法(ELISA)检测胸腔积液IP-10、IL-27浓度，检测试剂盒购自武汉华美生物工程有限公司，由专人严格按照产品说明书操作。通过病历查询获取研究对象的ADA检测结果。

三、统计学分析

应用SPSS 19.0软件进行统计学分析，本研究资料为偏态分布，方差不齐，采用Mann-WhitneyU检验。绘制受试者工作特征(receiver operating characteristic curve，ROC)曲线，计算曲线下面积，以约登指数(Youden指数)最大的点为最佳临界点得出诊断结核性胸腔积液的最佳临界值及相应的敏感度、特异度、阳性似然比、阴性似然比。联合检测采用logistic回归建立回归方程，绘制ROC曲线，计算相应指标，以P<0.05为差异有统计学意义。

各指标计算方法：敏感度、特异度、最佳临界值均由ROC曲线直接得出；约登指数=(敏感度+特异度)-1；阳性似然比=真阳性率/假阳性率×100%；阴性似然比=假阴性率/真阴性率×100%。

结 果

一、两组患者ADA、IP-10、IL-27水平的比较

结核性胸腔积液组ADA、IP-10、IL-27水平明显高于恶性胸腔积液组，差异均有统计学意义(P值均<0.01)，具体见表1。

二、两组患者ADA、IP-10、IL-27及联合检测的阳性率

应用ROC曲线得出的最佳临界值，计算两组患者ADA、IP-10、IL-27及联合检测的阳性率，具体见表2。ADA、IP-10、IL-27、IP-10+IL-27、ADA+IP-10、ADA+IL-27的最佳临界值分别为24.95 U/L、50.61 ng/L、36.91 ng/L、0.66、0.75、0.67；6项检测指标浓度中大于该临界值者即为阳性，其中ADA+IL-27诊断结核性胸腔积液的阳性率最高，达到100.00%；将ADA、IP-10、IL-27诊断结核性胸腔积液的阳性率进行比较，差异无统计学意义(χ2=0.57，P=0.842)。将IP-10+IL-27、ADA+IP-10分别与3种单项指标进行比较，差异均无统计学意义(χ2值分别为0.62、4.35，P值分别为0.904、0.186)；将ADA+IL-27与3种单项指标进行比较，差异有统计学意义(χ2=6.59，P=0.041)。将IP-10+IL-27、ADA+IP-10、ADA+IL-27的阳性率进行比较，差异有统计学意义(χ2=9.34，P=0.017)。具体见表2。

表1 两组患者胸腔积液ADA、IP-10、IL-27浓度的比较

表2 两组患者胸腔积液ADA、IP-10、IL-27单项及联合检测结果

注 阳性率=阳性例数/总例数×100%

三、ADA、IP-10、IL-27单项检测对结核性胸腔积液的诊断价值

以“敏感度”为纵坐标，“1-特异度”为横坐标，绘制ROC曲线(图1)。以约登指数最大的切点为临界点得出ADA、IP-10、IL-27诊断结核性胸腔积液的最佳临界值、敏感度、特异度、阳性似然比、阴性似然比，具体见表3。

图1 ADA、IP-10、IL-27单项及联合诊断结核性胸腔积液的ROC曲线

四、IP-10+IL-27、ADA+IP-10、ADA+IL-27联合检测对结核性胸腔积液的诊断价值

利用logistic回归分析法[6]，计算联合诊断时的回归方程为：log(PIP-10+IL-27)=-8.077+0.137×IL-27+0.069×IP-10，得出PIP-10+IL-27=1/[1+e-(-8.077+0.137×IL-27+0.069×IP-10)](χ2=22.46，P=0.004)，回归方程成立。log(PADA+IP-10)=-18.088+0.497×ADA+0.138×IP-10，得出PADA+IP-10=1/[1+e-(-18.088+0.497×ADA+0.138×IP-10)](χ2=108.50，P=0.014)，回归方程成立。log(PADA+IL-27)=-26.327+0.835×ADA+0.189×IL-27，得出PADA+IL-27=1/[1+e-(-26.327+0.835×ADA+0.189×IL-27)](χ2=116.70，P=0.047)，回归方程成立。以此预测概率(P为在n个自变量的作用下阳性结果发生的概率，即两者联合检测发现疾病的概率，其值为0～1之间；e为自然对数，e=2.71828……)。PIP-10+IL-27、PADA+IP-10、PADA+IL-27为联合诊断的检验变量，绘制ROC曲线(图1)，分别计算各个检测指标的AUC并进行比较(表4)。联合检测的诊断效能见表3。

讨 论

ADA是一种与机体免疫系统有重要联系的核酸代谢酶类，其活性与淋巴细胞的激活及分化有关[7]。当发生结核性胸膜炎时，胸腔积液中的淋巴细胞较正常时明显增多,故ADA值升高。ADA检测是目前公认的诊断结核性胸膜炎的有效指标，在结核病高疫情地区被认为是诊断结核性胸膜炎的最佳指标[8]。陈敏等[9]通过对42例结核性胸膜炎患者进行回顾性分析，结果显示ADA诊断结核性胸膜炎的敏感度为80.5%，特异度为83.7%；梁清涛等[10]研究显示，以ADA大于30 U/L作为诊断临界值，其诊断结核性胸膜炎的敏感度为95.4%，特异度为96.7%。但Ogata等[11]研究显示ADA在类肺炎性、化脓性胸腔积液及非感染性炎症性疾病如风湿性、淋巴细胞瘤等患者中也会升高，导致诊断特异度降低。

表3 ADA、IP-10、IL-27单项及联合检测对结核性胸腔积液诊断价值的比较

注 联合检测计算出的临界值是一个预测概率(P值)，没有单位，取值在0～1之间；“-”表示数值不存在；三者联合检测时IP-10无法进入回归方程，P>0.05，回归方程不成立，故未将三者进行联合检测；敏感度=真阳性例数/(真阳性例数+假阴性例数)×100%；特异度=真阴性例数/(真阴性例数+假阳性例数)×100%；阳性似然比=真阳性率/假阳性率×100%；阴性似然比=假阴性率/真阴性率×100%

表4 ADA、IP-10、IL-27单项及联合检测诊断结核性胸腔积液ROC曲线的AUC及相关统计量

注 AUC：ROC曲线下面积；曲线下面积=0.5为零假设

IP-10是由IFN-γ或脂多糖诱导产生的一种Th1型趋化因子，可以趋化多种炎性细胞分泌细胞因子介导Thl型炎症反应及抗结核等多种生物学作用[12-13]。任卫聪等[14]通过对195例胸腔积液患者进行IP-10检测，发现结核性胸腔积液组中IP-10浓度明显高于恶性胸腔积液组，诊断敏感度为82.14%，特异度为93.98%，认为IP-10检测水平对结核性胸膜炎早期及鉴别诊断具有重要价值。本研究结果显示，结核性胸腔积液组IP-10含量明显高于恶性胸腔积液组，差异有统计学意义(P<0.01)，其诊断敏感度为86.67%，特异度为88.89%，提示IP-10对于辅助诊断结核性胸膜炎可能有一定的临床应用价值。

IL-27是IL-12家族的新型异源二聚体细胞因子，在Th1型细胞免疫中发挥重要作用[15]。Yang等[16]在2012年首次采用ELISA法检测胸腔积液IL-27的水平，结果显示结核性胸腔积液组IL-27含量明显高于恶性胸腔积液组，敏感度、特异度分别为92.7%、99.1%，提示IL-27对鉴别结核性和恶性胸腔积液具有较高的可行性。本研究结果显示：结核性胸腔积液组IL-27含量明显高于恶性胸腔积液组，差异有统计学意义(P<0.01)，诊断敏感度为86.67%，特异度为93.33%，提示对于辅助诊断结核性胸膜炎，IL-27可能是一项较可靠的新指标。

董雅坤等[7]将ADA、γ-干扰素及IP-10联合检测，发现三者联合检测可提高结核性胸膜炎诊断的敏感度，达到95.2%，特异度可增至96.0%，认为联合检测可提高结核性胸膜炎的诊断效能。Valdés等[17]研究显示，联合检测胸腔积液中ADA及IL-27，可将诊断结核性胸腔积液的敏感度提高至100%，提示对临床上高度怀疑结核性胸腔积液而ADA含量低的患者有参考价值。本研究结果显示：在结核性胸腔积液患者中，ADA、IP-10及IL-27诊断结核性胸腔积液的ROC曲线下面积分别为0.982、0.948、0.957，敏感度分别为91.11%、86.67%、86.67%，特异度分别为95.56%、88.89%、93.33%，其中ADA的阳性似然比为20.52，明显高于IP-10(7.80)和IL-27(12.99)，阴性似然比为0.09，明显低于IP-10(0.15)和IL-27(0.14),提示单项检测中ADA诊断准确性及诊断价值最高。将上述指标进行联合检测，其中IP-10+IL-27的ROC曲线下面积、敏感度分别为0.962、86.67%，较单项检测ADA(0.982、91.11%)稍低，但特异度(97.78%)及阳性似然比(39.04)较ADA(95.56%，20.52)明显升高，提示联合检测可提高诊断准确性。ADA+IP-10、ADA+IL-27的ROC曲线下面积分别为0.999、1.000，敏感度分别为97.78%、100.00%，特异度均达到100.00%，阳性似然比无限大，均明显高于各单项检测指标，阴性似然比分别为0.02、0.00，较单项检测明显降低，提示联合检测能够更好地降低漏诊率及误诊率，提高诊断准确性。其中ADA与IL-27联合检测的敏感度及特异度均高达100.00%，阳性似然比无限大，阴性似然比为0.00，诊断准确性最好。以上研究结果提示将传统方法与新型指标进行联合检测是一种快捷、敏感度强、特异度高的诊断方法，有可能成为诊断结核性胸膜炎的又一项新的突破。

目前，面对结核性胸膜炎高发病率、低诊断率的这一现状，应在充分尊重传统诊断结核性胸膜炎标准的基础上积极探索新的实验室诊断方法，以提高现有的临床诊断水平，为基层医院及临床工作者准确诊断结核性胸膜炎提供参考依据。本研究仅限于治疗前胸腔积液ADA、IP-10、IL-27的水平，在后续的研究中应尽可能收集治疗中及治疗后的胸腔积液，检测不同时段胸腔积液中各因子水平的变化情况，积极探寻胸腔积液中各种生物标识因子，建立结核性胸腔积液的生物标识分子库[18]，为结核性胸膜炎的诊断、治疗及预后评估提供可靠而便捷的生物指标，从而避免漏诊、误诊或过度诊疗对患者造成的危害及不必要的医疗资源浪费。

综上所述，联合检测胸腔积液ADA、IP-10、IL-27 浓度水平对诊断及鉴别诊断结核性胸膜炎具有一定潜在应用价值。本研究不足之处在于研究样本量较少，且没有将其他良性胸腔积液如类肺炎性胸腔积液纳入研究，致使研究结果可靠性降低，在后续的研究中还需进一步囊括其他原因引起的胸腔积液进行大样本量、大规模重复研究予以证实。

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(本文编辑：郭萌)

Value of the combination of three cytokines for the differential diagnosis of tuberculous and malignant pleural effusion

TANGJing,ZHANGXian-ming,WANFang,WENXue,DUJuan.

DepartmentofRespiratory,theAffiliatedHospitalofGuizhouMedicalUniversity,Guiyang550004,ChinaCorrespondingauthor:DUJuan,Email:dujuan08888@qq.com

Objective To evaluate the differential diagnostic value of combined detection of three cytokines (adenosine deaminase (ADA), interferon-γ induced proteins 10 (IP-10) and interleukin 27 (IL-27)) between tuberculous and malignant pleural effusion. Methods Forty-five tuberculous pleurisy patients (TB group) and 45 patients with malignant pleural effusion (malignant group) from Department of Respiratory, the Affiliated Hospital of Guizhou Medical University, and Department of Thoracic Oncology, Guizhou Cancer Hospital between October 2015 and April 2016 were selected. All the patients were measured IP-10 and IL-27 by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) and ADA detection results were extracted from their records. Receiver operating characteristic curve (ROC curve) were applied to analyze the optimal critical value, sensitivity and specificity of ADA, IP-10 and IL-27. Results The ADA, IP-10 and IL-27 of TB group were significantly higher than those of malignant group (40.76 (29.19-46.31) U/L vs. 8.46(6.70-17.26) U/L, 63.01 (55.87-73.71) ng/L vs. 29.72 (19.36-38.50) ng/L, 60.92 (37.98-74.53) ng/L vs. 20.86 (13.98-30.10) ng/L;U=-7.88, -7.32, -7.46, respectively, allP<0.01). Detected using ROC curve, optimal critical values of ADA, IP-10 and IL-27 were 24.95 U/L, 50.61 ng/L and 36.91 ng/L; sensitivities of them were 91.11% (41/45), 86.67% (39/45) and 86.67% (39/45); while specificities were 95.56% (43/45), 88.89% (40/45) and 93.33% (42/45),respectively. Sensitivities of IP-10+IL-27, ADA+IP-10 and ADA+IL-27 were 86.67% (39/45), 97.78% (44/45) and 100.00% (45/45), and specificities were 97.78% (44/45), 100.00% (45/45) and 100.00% (45/45), respectively. Conclusion ADA, IP-10 and IL-27 are important in differential diagnosis of tuberculous and malignant pleural effusion, and combined detection of the three cytokines is more helpful.

Pleural effusion; Cytokines; Diagnostic techniques and procedures; Diagnosis, differential; Tuberculosis, pleural; Pleural effusion, malignant

10.3969/j.issn.1000-6621.2017.01.017

550004 贵阳，贵州医科大学附属医院呼吸内科

杜娟，Email：dujuan08888@qq.com

2016-10-11)