耐药性肺结核患者NTM感染风险的预测模型构建与效能分析

黎夏,魏登军,吕翻翻,沈大燕

非结核分枝杆菌(nontuberculous mycobacteria,NTM)在自然界中广泛分布,主要是指除结核分枝杆菌复合群即结核分枝杆菌、牛分枝杆菌、非洲分枝杆菌、田鼠分枝杆菌和麻风分枝杆菌之外的分枝杆菌。近年来报道显示[1-2],NTM在人群中的感染率呈上升趋势,已经成为威胁人类公共卫生健康的一大难题。NTM感染与结核分枝杆菌感染在临床上无明显的特性区分,且耐药率较高[3-4]。研究NTM感染的特征及分析哪些人群易出现NTM感染已经成为业内的热点[5-6]。使用单一因素分析预测NTM感染风险受到的干扰较多,且缺乏科学性。通过构建预测模型的形式能够将多种因素结合起来,提高评估准确率,更好地指导临床干预,报道如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料 纳入2020年3月—2022年5月十堰市太和医院呼吸内科收治耐药性肺结核患者230例,其中男126例,女104例,年龄25～70(51.23±17.51)岁。根据菌群培养鉴定耐药性肺结核患者是否存在非结核分枝杆菌感染分为NTM组和无NTM组。本研究已经获得医院伦理委员会批准(K20200223083),患者及家属知情同意并签署知情同意书。

1.2 病例选择标准 (1)纳入标准:①均为经医院确诊的耐药性肺结核患者;②经药敏试验检测均符合耐药性结核分枝杆菌的诊断[7];③均能够获得理想的深部痰液或肺泡灌洗液。(2)排除标准:①临床资料不完整;②结核感染前确诊为非结核分枝杆菌感染。

1.3 观测指标与方法

1.3.1 临床资料收集:收集患者性别、年龄、职业、学历、家庭年收入、合并症、是否存在风险因素等临床资料。

1.3.2 菌群培养及鉴定:(1)仪器设备与试剂:北京博奥生物有限公司生产的核酸提取仪(Extractor 36)、高速离心机(Sigma3K15);上海精宏实验设备有限公司生产的电热恒温水槽(DK-8D);罗氏公司生产的实时荧光定量PCR仪(LightCycler480);改良罗氏培养基和含药改良罗氏培养基均购自珠海贝索有限公司。(2)细菌培养:于患者入院时选择合适时机采用纤维支气管镜获得患者深部痰液或支气管肺泡灌洗液,使用碱处理中和离心沉淀法对痰液或支气管肺泡灌洗液进行前消化处理,外送检验菌株传代处理,待生长状态良好后进行药敏试验。菌群培养操作均严格按照结核分枝杆菌培养标准方法进行培养[8]。(3)菌群鉴定:鉴定时结合分子诊断技术,采用噻吩-2-羧酸肼(TCH,浓度5 mg/L)和对硝基苯甲酸(PNB,浓度500 mg/L)初步鉴定结核分枝杆菌和非结核分枝杆菌;试验方法及结果报告参照国家标准方法[9]。

2 结 果

2.1 2组患者临床资料比较 耐药性肺结核患者230例出现非结核分枝杆菌感染39例(16.96%),其中胞内分枝杆菌13例(33.33%),脓肿分枝杆菌9例(23.08%),戈登分枝杆菌5例(12.82%),鸟分枝杆菌4例(10.26%),偶然分枝杆菌2例(5.13%),堪萨斯分枝杆菌、草分枝杆菌、母牛分枝杆菌、蟾蜍分枝杆菌各1例(2.56%),其他2例(5.13%),无混合感染患者。据此分为NTM组39例和无NTM组191例,NTM组患者男性、年龄>40岁、农民、小学及以下文化程度、家庭收入<2万元/年、合并慢性阻塞性肺疾病(COPD)、恶性肿瘤及应用免疫抑制剂比例高于无NTM组,差异均有统计学意义(P<0.05),见表1。

表1 无NTM组和NTM组患者临床资料比较 [例(%)]

2.2 耐药性肺结核患者发生非结核分枝杆菌感染的危险因素分析 以耐药性结核患者是否发生非结核分枝杆菌感染为因变量,以上述结果中P<0.05项目为自变量进行多因素Logistic回归方程分析,结果显示,男性、年龄>40岁、农民、患有COPD、合并恶性肿瘤是耐药性肺结核患者发生NTM感染的危险因素(P<0.01),见表2。

2.3 构建列线图模型及验证 将耐药性肺结核患者发生NTM感染的影响因素纳入列线图,见图1,列线图预测NTM感染的C-index为0.904(95%CI0.862～0.961)。校正曲线与实际曲线的平均绝对误差为0.022,列线图模型预测NTM感染风险与实际发生的一致性较好,见图2。

图1 耐药性肺结核患者发生NTM感染风险列线图预测模型

图2 NTM感染风险列线图模型的校正曲线

Fig.2 Correction curve of NTM infection risk line graph model

3 讨 论

本研究结果显示,230例耐药性肺结核患者体内共分离出NTM菌株39例,略低于国家平均水平,考虑可能与地域差异有关,也可能是本研究纳入对象均为确诊的耐药肺结核患者。在菌株方面,排名前四位的NTM菌株分别为胞内分枝杆菌(33.33%)、脓肿分枝杆菌(23.08%)、戈登分枝杆菌(12.82%)、鸟分枝杆菌(10.26%),上述4种菌株均为致病性菌株,说明存在上述4种NTM菌群感染的患者容易合并肺结核。多因素Logistic回归分析显示,男性、年龄>40岁、农民、存在COPD、合并恶性肿瘤是耐药性肺结核患者发生NTM感染的危险因素。另外,本研究通过绘制列线图模型的方式预测NTM感染的一致性指数较高,显示列线图模型预测耐药性肺结核患者发生NTM感染的风险与实际发生较为接近。环境中分枝杆菌的碱基序列存在高度同源性,种类繁多,分枝杆菌感染多数发生在免疫力低下的人群中。目前关于NTM感染人的机制尚不清楚,但多数学者认为其主要是从环境中获得NTM而导致感染,其中土壤和水为主要传播途径[10]。2010年全国第五次结核病流行病学调查显示[11],NTM 的分离率从1990年的4.9%升高到2000年的11.1%,继而升高到2010年的22.9%。且多数NTM菌株对常规的抗结核药物天然耐药,使许多NTM感染患者难以获得有效的治疗[12]。全国不同地域的调查显示[13-14],沿海省份检出率较高,内陆省份检出率较低;南方省份检出率较高,北方省份检出率较低。相关研究表明[15],耐药性肺结核患者更易出现NTM感染,且NTM感染在不同人群中的分布也存在较大差异。

表2 耐药性肺结核患者发生非结核分枝杆菌感染的Logistic回归分析

研究耐药性肺结核患者发生NTM感染的危险因素,对于指导临床早期预警和干预具有重要意义。有研究指出[16],农民、低收入人群和肺部存在基础疾病的人群NTM感染风险更高。年龄越大,患者的免疫力越低,本研究中以40岁为界值,虽然在正常人群中40岁是中青年,但本研究纳入对象为耐药性肺结核患者,且多数患者有多年的结核病史,其体质相对较差,随着年龄的增加,其机体的免疫力逐渐降低,与国内相关研究相一致[17]。另外,男性多于女性,但安徽省的研究指出女性罹患率相对较高[18],后期还需进一步研究。农民患者的检出率较高,可能与此类患者接触土壤较多,环境较为恶劣有关。一项研究指出[19],81%的结核病患者来自农村或从事体力劳动的农民或工人。因此在结核病防治方面加强基层特别是农村的宣传教育尤为必要。另外,患者存在肺部基础疾病如COPD等,非结核分枝杆菌的定植几率会大大增加;同时罹患恶性肿瘤的患者机体免疫力自然低下,在耐药性肺结核患者中也易出现非结核分枝杆菌感染。

本研究的局限性在于仅对本地区在笔者医院就诊的人员进行了分析,在患者的纳入和菌种鉴定方法方面也可能存在一定局限性,但本研究的新颖点在于针对性地对耐药性肺结核患者的NTM感染情况和耐药情况进行了分析,有一定的临床价值。另外,随着各种检测技术的更新换代,更多的NTM菌株被检出,对NTM的临床诊断造成了一定的干扰。

综上所述,NTM感染在耐药性肺结核患者中具有较高的检出率,感染人群以男性、农民及年龄>40岁的人群为主,并且以致病性NTM菌株居多。

利益冲突：所有作者声明无利益冲突

作者贡献声明

黎夏:设计研究方案,实施研究过程,论文撰写;魏登军:提出研究思路,分析试验数据,论文审核;吕翻翻:资料搜集整理,论文修改;沈大燕:进行统计学分析