Xpert MTB/RIF在人类免疫缺陷病毒感染/艾滋病患者中诊断结核病的价值

郭静，陈宏，宋炜，齐唐凯，刘莉，张仁芳，王珍燕，汤阳，陈军，孙建军，徐水宝，杨君洋，王江蓉，沈银忠

复旦大学附属公共卫生临床中心感染与免疫科，上海 201508

在人类免疫缺陷病毒感染/艾滋病(human immunodeficiency virus infection/acquired immunodeficiency syndrome，HIV/AIDS)患者中，结核病是最常见的机会性感染之一[1]。世界卫生组织(World Health Organization，WHO)2021年发布的报告显示：截至2020年年底，全球约有990万例新发结核病患者，其中约8%为HIV阳性[2]；2020年全年全球约有68万人死于HIV/AIDS，约21.4万人死于HIV相关结核病[3]。HIV感染是结核病发病的独立危险因素[4]，HIV感染者出现活动性结核病的风险是HIV阴性人群的26～31倍[5]，HIV/AIDS合并结核病已成为影响公众健康的重要公共卫生问题。

早期诊断对于有效控制结核病疫情至关重要。鉴于传统病原学检测方法检出率低、耗时长等缺点，结核病的早期诊断依然面临巨大挑战[6]，对于HIV阳性患者尤为困难。利福平耐药结核分枝杆菌实时荧光定量核酸扩增检测技术(XpertMycobacteriumtuberculosis/Rifampicin assay，Xpert MTB/RIF)是近年来应用最广泛的分子生物学检测方法之一，可于2 h内完成对结核分枝杆菌和利福平耐药性的检测[7]。WHO推荐对可疑结核病患者首选Xpert MTB/RIF进行检测[8]。然而，Xpert MTB/RIF在HIV阴性与HIV阳性患者中对结核病的诊断效能不同[9]，且我国确诊的HIV/AIDS患者常处于HIV感染晚期，机体免疫力低下，涂片阴性率高，以肺外结核多见，因此Xpert MTB/RIF在我国HIV/AIDS患者中的诊断价值有待进一步探讨。本研究通过病例回顾性分析，评价Xpert MTB/RIF在我国HIV/AIDS患者中诊断结核病的价值。

1 材料与方法

1.1 研究方法和对象

本研究采用回顾性分析方法。研究对象为2018年1月1日—2020年12月31日就诊于复旦大学附属公共卫生临床中心感染与免疫科的HIV/AIDS合并疑似结核病患者(包括肺结核和肺外结核)。所有患者经疾病预防控制中心确认为HIV阳性，年龄>18岁。通过病历系统调取研究病例的临床资料。

1.2 纳入标准

1.2.1 疑似结核病诊断标准根据《中华人民共和国卫生行业标准肺结核诊断(WS 288-2017)》[10]，并结合临床医师判断，疑似肺结核诊断标准为：有发热、盗汗、体重减轻、咳嗽等疑似症状；入院前胸部计算机断层扫描(computed tomography，CT)或胸部X线片中可见胸内淋巴结肿大、空洞、胸腔积液、双肺炎性病变、粟粒样病变等可疑征象。

疑似肺外结核的诊断标准为：患者入院前有发热、盗汗、体重减轻、腹泻、腹痛、皮肤表面肿块、淋巴结肿大或破溃、尿频、尿急、视物模糊等可疑临床症状；影像学检查可见淋巴结肿大、腹腔积液等可疑征象。

1.2.2 结核病确诊标准肺结核确诊标准为：符合肺结核疑似诊断标准；痰或支气管灌洗液标本经BACTEC MGIT 960液体培养或罗氏固体培养基培养，至少一份标本培养结果为阳性，并经菌种鉴定为结核分枝杆菌或结核分枝杆菌复合群。

肺外结核确诊标准为：符合疑似肺外结核诊断标准；送检肺外标本，包括脑脊液、胸腔积液、腹腔积液、粪便、尿液、淋巴结细针穿刺液、脓肿穿刺引流液、分泌物、全血等，经BACTEC MGIT 960液体培养或罗氏固体培养基培养，培养结果为阳性，经菌种鉴定为结核分枝杆菌或结核分枝杆菌复合群。

肺外结核临床诊断标准为[11]：临床有可疑症状；影像学检查提示有结核病可能；抗酸染色涂片、外周血结核感染T细胞斑点试验(tuberculosis T cell spot test，T-SPOT.TB)、分枝杆菌培养或除Xpert MTB/RIF以外的其他分子检测结果阳性；诊断性抗结核治疗有效。根据临床医师综合判断，除临床症状和影像学检查外，符合至少一项以上标准，可临床诊断为肺外结核。

1.3 统计学分析

2 结果

2.1 患者一般情况

本研究共纳入801例HIV/AIDS合并疑似结核病患者，其中男性728例，平均年龄(43.3±14.1)岁；女性73例，平均年龄(48.9±11.5)岁。本研究流程图如图1所示。纳入患者一般情况如表1所示。

图1 Xpert MTB/RIF在HIV/AIDS合并结核病患者中的诊断价值研究流程

表1 HIV/AIDS合并疑似结核病患者的一般情况

801例HIV/AIDS合并疑似结核病患者中，最终115例被诊断为结核病，其中男性101例，女性14例。CD4+T细胞计数≤50个/μL者68例，CD4+T细胞计数≥200个/μL者8例，CD4+T细胞计数为51～199个/μL者39例。入院前57例已行抗反转录病毒治疗(antiretroviral therapy，ART)，58例尚未启动ART。

2.2 Xpert MTB/RIF与T-SPOT.TB、抗酸染色涂片镜检的诊断性能比较

获取所有患者Xpert MTB/RIF、T-SPOT.TB、抗酸染色涂片、分枝杆菌培养及菌型鉴定的结果，排除144例资料不完整者，最终对657例进行统计学分析。以结核分枝杆菌培养及菌型鉴定结果为“金标准”，Xpert MTB/RIF、T-SPOT.TB、抗酸染色涂片镜检结果如表2所示。

表2 Xpert MTB/RIF、T-SPOT.TB、抗酸染色涂片的检测结果

Xpert MTB/RIF、T-SPOT.TB、抗酸染色涂片镜检诊断结核病的灵敏度分别为72.8%(62.4%～81.3%)、55.4%(44.7%～65.7%)、69.6%(59.0%～78.5%)；特异度分别为：96.8%(94.9%～98.0%)、90.3%(87.4%～92.5%)、84.4%(81.1%～87.3%)；阳性预测值分别为：78.8%(68.3%～86.6%)、48.1%(38.4%～58.0%)、42.1%(34.2%～50.4%)；阴性预测值分别为：95.6%(93.5%～97.1%)、92.6%(90.0%～94.5%)、94.5%(92.0%～96.2%)。以上括号内数值为95%CI范围，下同。将Xpert MTB/RIF、T-SPOT.TB、抗酸染色涂片镜检与“金标准”行一致性检验，Kappa值分别为0.719(P<0.01)、0.430(P<0.01)和0.424(P<0.01)。

2.3 Xpert MTB/RIF在呼吸道样本中的诊断性能

本研究共纳入502份呼吸道标本，包括490份痰标本、12份支气管灌洗液标本。75例最终诊断为结核病，其中50例Xpert MTB/RIF检测为阳性，25例为阴性；427例最终诊断为非结核病，其中17例Xpert MTB/RIF检测为阳性，410例为阴性。在呼吸道标本中，以分枝杆菌培养及菌型鉴定结果为“金标准”，Xpert MTB/RIF诊断肺结核的灵敏度、特异度、阳性预测值、阴性预测值分别为：66.7%(54.7%～76.9%)、96.0%(93.6%～97.6%)、74.6%(62.3%～84.1%)、94.3%(91.5%～96.2%)。与“金标准”行一致性检验，Kappa值为0.656(P<0.01)。

490份痰标本中，排除24份未行痰涂片标本，最终纳入466份。126例痰涂片阳性患者中，53例最终诊断为肺结核，其中41例Xpert MTB/RIF检测为阳性，12例为阴性；73例患者最终诊断为非肺结核，其中9例Xpert MTB/RIF检测为阳性，64例为阴性。340例痰涂片阴性患者中，17例最终诊断为肺结核，其中6例Xpert MTB/RIF检测为阳性，11例为阴性；323例最终诊断为非肺结核，其中7例Xpert MTB/RIF检测为阳性，316例为阴性。

12份支气管灌洗液标本中，共检出2例肺结核，其中1例Xpert MTB/RIF检测为阳性，1例为阴性；10例非肺结核患者中，Xpert MTB/RIF检测均为阴性。Xpert MTB/RIF对肺结核的诊断性能如表3所示。

表3 Xpert MTB/RIF诊断结核病的评价

2.4 Xpert MTB/RIF在肺外标本中的诊断性能

362份肺外标本中，排除未行结核分枝杆菌培养或重复标本19例，共对343份标本行Xpert MTB/RIF检测，包括56份脓液、51份粪便、11份腹腔积液、153份脑脊液、7份尿液、30份全血、35份胸腔积液。

以结核分枝杆菌培养及菌型鉴定结果为“金标准”，共确诊30例肺外结核，其中19例Xpert MTB/RIF检测为阳性，11例为阴性；313例非结核病患者中，15例Xpert MTB/RIF检测为阳性，298例为阴性。Xpert MTB/RIF诊断肺外结核的灵敏度为63.3%(43.9%～79.5%)，特异度为95.2%(92.1%～97.2%)，阳性预测值为55.9%(38.1%～72.4%)，阴性预测值为96.4%(93.5%～98.1%)。与“金标准”行一致性检验，Kappa值为0.552(P<0.01)。

以“临床诊断”为参考标准，共67例诊断为肺外结核，其中30例Xpert MTB/RIF检测为阳性，37例为阴性；276例非结核病患者中，4例Xpert MTB/RIF检测为阳性，272例为阴性。Xpert MTB/RIF诊断肺外结核的灵敏度为44.8%(32.8%～57.4%)，特异度为98.6%(96.1%～99.5%)，阳性预测值为88.2%(71.6%～96.2%)，阴性预测值为88.0%(83.8%～91.3%)。

在不同种类的肺外标本中，Xpert MTB/RIF诊断肺外结核的性能如表3所示。

2.5 Xpert MTB/RIF检测利福平耐药性的效能

本研究801例患者中，115例分枝杆菌培养及菌型鉴定为阳性，100例患者Xpert MTB/RIF检测为阳性，其中54例对利福平敏感，8例对利福平耐药，5例利福平耐药性不确定，33例患者数据缺失。

3 讨论

本研究共纳入801例疑似结核病患者，通过培养及菌型鉴定，最终确认结核病115例(14.4%)。需注意的是，801例疑似结核病患者中有153例(19.1%)为非结核分枝杆菌(nontuberculous mycobacteria，NTM)病。复旦大学附属公共卫生临床中心近3年收治的HIV/AIDS患者中，NTM病的发病率呈现超过结核病的趋势。近年来，全球范围内NTM感染率也呈逐渐上升的趋势[12]，韩国和日本的研究均有相似结论[13-14]。NTM与结核分枝杆菌的微生物学特征相似，NTM病与结核病的临床表现也相似[5]，因此临床鉴别NTM病与结核病面临巨大挑战。HIV感染晚期患者的免疫力低下，更易出现NTM感染。抗酸杆菌涂片无法区分NTM与结核分枝杆菌感染，影像学检查更多依赖医师的经验。对于HIV/AIDS患者而言，Xpert MTB/RIF可于2 h内得到病原学检测及利福平耐药性检测的结果，有助于及时区分结核分枝杆菌与NTM感染。本研究中，Xpert MTB/RIF诊断结核病的灵敏度和特异度均高于T-SPOT.TB和抗酸杆菌涂片，与培养结果的一致性高，大量研究得到类似的结论[15-16]。因此，在高度可疑的HIV阳性结核病患者中，Xpert MTB/RIF应替代抗酸杆菌涂片，作为首选诊断手段。

痰涂片阴性率高是HIV/AIDS合并结核病患者的重要临床特点之一。本研究中，Xpert MTB/RIF诊断肺结核的灵敏度和特异度分别为66.7%和96.0%，而在痰涂片阴性的患者中，Xpert MTB/RIF诊断肺结核的灵敏度仅为35.2%，特异度为97.8%。一项来自越南的研究显示，Xpert MTB/RIF诊断HIV/AIDS患者涂片阴性肺结核的灵敏度和特异度分别为66.7%和77.1%[17]。在埃塞俄比亚的一项研究中，Xpert MTB/RIF诊断涂片阴性肺结核的灵敏度和特异度分别为48.6%和96.9%[18]。本研究中Xpert MTB/RIF对涂片阴性肺结核的诊断灵敏度低于上述研究，这与不同研究人群中结核病的流行率不同有一定的关系。Xpert MTB/RIF是基于聚合酶链反应(polymerase chain reaction，PCR)对结核分枝杆菌特异性片段进行扩增，送检样本质量、检测人员操作规范性、是否使用核酸抑制剂等因素均可能造成灵敏度差异。此外，HIV/AIDS合并结核病患者的痰标本中菌量极低，这也是导致Xpert MTB/RIF假阴性率高的原因之一。本研究中，以支气管肺泡灌洗液作为检测对象时，Xpert MTB/RIF诊断肺结核的灵敏度和特异度分别为50.0%和100%，而 Sun等[19]的研究中两指标分别为87.2%和97.7%，灵敏度差异较大，这可能是由于本研究中支气管肺泡灌洗液的送检标本较少。因此，Xpert MTB/RIF在支气管肺泡灌洗液样本中的诊断价值须进一步评估。

HIV阳性结核病患者中肺外结核多见。本研究显示，Xpert MTB/RIF诊断肺外结核的灵敏度和特异度分别为63.3%和95.2%，提示其在HIV/AIDS患者中诊断肺外结核病有较高的灵敏度及特异度。但分枝杆菌在肺外标本中的存活量低，培养阳性率低，以分枝杆菌培养结果为“金标准”可能会高估Xpert MTB/RIF诊断肺外结核的灵敏度。因此，本研究还以临床诊断作为标准来评价Xpert MTB/RIF诊断肺外结核的灵敏度和特异度，分别为44.8%和98.6%。Zeka等[20]的荟萃分析也显示，Xpert MTB/RIF检测肺外标本诊断结核病的灵敏度和特异度分别为52.1%和100%，特异度较高，但灵敏度有待提升。

本研究中，Xpert MTB/RIF检测脑脊液诊断结核性脑膜炎的灵敏度和特异度分别为27.3%和 99.3%，与张爱梅等[21]的研究结果类似，后者灵敏度仅为13.3%；而Hernandez等[22]的荟萃分析显示，Xpert MTB/RIF检测脑脊液诊断结核病的灵敏度高达85%。研究结果的差异可能与研究人群和送检样本量及质量等因素有关。Denkinger等[23]的研究提示，将脑脊液离心浓缩可增加Xpert MTB/RIF的诊断灵敏度，对新鲜样本的诊断灵敏度高于冷冻样本。Bahr等[24]提出，在理想情况下8～10 mL脑脊液可提高Xpert MTB/RIF的阳性检出率。本研究中，脑脊液送检量普遍为2～3 mL，量相对较少，可能导致灵敏度低。因此，临床可通过离心浓缩样本、提高送检样本量、取样后尽快送检等措施，来提高Xpert MTB/RIF检测脑脊液诊断结核病的灵敏度。

本研究还显示，Xpert MTB/RIF检测胸腔积液诊断结核性胸膜炎的灵敏度低(22.2%)，与一项荟萃分析的结论一致[22]。南非的研究发现，肺外标本中，Xpert MTB/RIF检测浓稠标本如粪便和脓液的灵敏度较高，其次为血标本，而对透明标本(除脑脊液外)的灵敏度较低[25]。因此，浓缩样本可能有助于提高HIV/AIDS患者中Xpert MTB/RIF诊断结核病的灵敏度。

本研究的局限性在于：①肺外标本的送检率不高，Xpert MTB/RIF对肺外结核的诊断评价须扩大样本量并进一步探讨；②为回顾性研究，利福平的表型耐药和基因型耐药数据缺失较多，未做充分评价，也未对多次、多样本的Xpert MTB/RIF检测结果进行评价；③为单中心研究，还需更多的多中心同质性研究，从而为临床提供更有意义的参考。

综上所述，Xpert MTB/RIF在HIV阳性患者中诊断结核病有较高的灵敏度和特异度，其诊断肺结核的灵敏度高于肺外结核，应替代抗酸染色涂片作为HIV/AIDS患者首选的结核病病原诊断方法。