GeneXpert MTB/RIF检测技术在新疆结核病防治规划中的应用效果

古丽娜·巴德尔汗 刘年强 伊帕尔·艾海提 王乐 王森路 祖力卡提阿衣·阿布都拉 王明哲 张静 王新旗 毕洪波

结核病防治面临诸多挑战,其中结核病实验室诊断能力不足严重制约了患者的发现,造成患者治疗延误和结核病传播。患者临床诊断的比例过高,易造成误诊、过诊和漏诊。在推广应用分子生物学诊断技术前,我国病原学阳性肺结核患者90%以上通过痰涂片检查发现,仅不足10%通过痰培养和分子生物学检查发现[1]。确诊的耐药患者70%以上是通过传统表型药物敏感性试验(简称“药敏试验”)方法发现的,分子生物学耐药检测技术应用率不足30%[2]。2018年以前,我国病原学阳性率(约32%)和耐药肺结核发现率(约25%)呈现“双低”的现象[3]。

新疆维吾尔自治区(简称“新疆”)是全国结核病发病率较高的地区之一[4],新疆党委和政府高度重视结核病的防治工作,2017年,国家下发《“十三五”全国结核病防治规划》[5],要求推广应用分子生物学技术,提升实验室检测能力水平。此后,新疆加大经费投入力度,为全疆14个地(州、市)级、96个县(市、区)级结核病实验室配备了分子生物学检测设备——GeneXpert MTB/RIF(简称“GeneXpert”),使全疆所有结核病定点医疗机构均具备了分子生物学检测能力[6]。笔者通过对2017—2020年GeneXpert检测技术在新疆结核病防治规划中的应用效果进行分析,为防治措施的进一步优化提供科学依据。

资料和方法

一、资料来源

患者登记信息来源于“中国疾病预防控制信息系统”的子系统“结核病管理信息系统”,收集活动性肺结核患者登记数据,主要包括肺结核患者实验室各类检查结果和耐药检测结果等。

二、研究方法

收集2017年1月1日至2020年12月31日期间活动性肺结核患者信息,以及痰涂片检查、分离培养、GeneXpert、药敏试验检测结果,结合各地“GeneXpert”配备情况进行分析。

1. 2019年以前结核病诊断流程:对肺结核可疑症状者进行胸部影像学和痰涂片检查,若涂片结果为阳性,可确诊肺结核,同时开展固体培养试验,培养阳性的标本送往地市级实验室完成耐药性筛查;若涂片结果为阴性,但影像学检查结果存在异常,则由涂阴诊断小组确诊肺结核或排除肺结核。

2. 2019年以后结核病诊断流程:对肺结核可疑症状者或疑似肺结核患者进行胸部影像学和痰涂片检查。若涂片结果为阳性或涂片结果为阴性但影像学检查疑似肺结核,则开展GeneXpert检查。如GeneXpert检测到结核分枝杆菌(MTB)且对利福平敏感,则为利福平敏感肺结核,如检测到MTB且对利福平耐药,则将其转诊到地市级耐药结核病定点医疗机构进行治疗。

3. 2017—2020年各类指标的变化:通过对2017—2020年肺结核患者接受GeneXpert检测率、肺结核患者病原学阳性率、病原学阳性肺结核患者中GeneXpert阳性贡献率、病原学阳性肺结核患者利福平耐药筛查率等指标的变化进行分析评价。

三、指标定义

1.肺结核患者接受GeneXpert检测率:指某年登记的肺结核患者(不包括单纯结核性胸膜炎、肺外结核)中,接受GeneXpert检测的患者所占的比例。

2.肺结核患者病原学阳性率:指某年登记的肺结核患者中,病原学阳性患者所占的比例。病原学阳性包括痰涂片阳性、涂片阴性培养阳性或GeneXpert 检测阳性。

3.病原学阳性肺结核患者中GeneXpert阳性贡献率:指某年登记的病原学阳性肺结核患者中,GeneXpert检测到MTB但痰涂片和培养均为阴性的患者所占的比例。

4.病原学阳性肺结核患者利福平耐药筛查率:指某年登记的病原学阳性肺结核患者中,开展利福平耐药筛查的患者所占的比例。开展利福平耐药筛查的方法包括表型药敏试验和GeneXpert等。

四、统计学处理

使用Excel 2019软件进行数据的收集和整理,使用SPSS 26.0软件进行数据的统计分析。计数资料以“百分率/构成比(%)”描述,各年度差异的比较采用χ2检验,以P<0.05为差异有统计学意义。

结 果

一、GeneXpert配备、检测和病原学阳性情况

2017—2020年,GeneXpert设备覆盖率分别为20.00%(22/110)、65.45%(72/110)、100.00%(110/110)和100.00%(110/110),2020年GeneXpert设备覆盖率较2017年明显提高,差异有统计学意义(χ2=40.705,P<0.001)。

2017—2020年,共收集到179 676例活动性肺结核患者,从2017年的39 261例增加至2018年的72 037例,又下降至2019年的42 288例,2020年为最低值(26 090例)。 肺结核患者接受GeneXpert检测率从2017年的0.32%提高到2020年的75.16%,差异有统计学意义(χ2=174.087,P<0.001);病原学阳性率从2017年的20.17%提高到2020年的57.94%,差异有统计学意义(χ2=47.569,P<0.001),提高幅度为37.77%。见表1。

表1 2017—2020年新疆肺结核患者GeneXpert检测和病原学阳性情况

二、病原学阳性肺结核患者构成情况

从2017—2020年的病原学阳性肺结核患者构成情况来看,病原学阳性患者数从2017年的7919例提高到2020年的15 116例,仅GeneXpert检测阳性患者(包括涂阴培阴和涂阴培养未做两部分)从2017年的6例提高到2020年的7194例,所占比例从0.08%增加到47.59%,差异有统计学意义(χ2=83.824,P<0.001),提高幅度为47.51%。见表2。

表2 2017—2020年新疆病原学阳性肺结核患者构成情况

三、病原学阳性肺结核患者利福平耐药筛查情况

病原学阳性肺结核患者利福平耐药筛查率从2017年的44.49%提高到2020年的99.79%,差异有统计学意义(χ2=133.333,P<0.001)。传统药物敏感性试验占比从2017年的98.15%下降到2020年的3.87%,GeneXpert检测比例从2017年的1.85%增加到2020年的96.13%,差异有统计学意义(χ2=250.893,P<0.001)。见表3。

表3 2017—2020年新疆病原学阳性肺结核患者利福平耐药筛查情况

四、肺结核患者利福平耐药情况

利福平耐药肺结核患者中,涂阴肺结核利福平耐药患者的构成比从2017年的8.33%提高到2020年的42.18%,差异有统计学意义(χ2=51.431,P<0.001)。见表4。

表4 2017—2020年新疆涂阳和涂阴肺结核患者利福平耐药情况

讨 论

研究结果表明,新疆肺结核病原学阳性率从2017年的20.17%提高到2020年的57.94%,达到了《“十三五”全国结核病防治规划》要求的达到50%以上的目标。2017—2020年,GeneXpert设备在新疆地区的覆盖率、GeneXpert检测率、病原学阳性率、同期仅GeneXpert阳性占病原学阳性患者的比例均大幅增加,病原学阳性率提高的主要贡献来自于GeneXpert技术的推广和使用。

但是,从不同年份来看,GeneXpert使用率的增幅与病原学阳性率的增幅不一致。虽然2018年较2017年GeneXpert设备配备比例大幅增加,使用比例也有所增加,但同期病原学阳性率几乎未发生变化,这主要与2019年以前GeneXpert检测的目的是排除利福平耐药,从而将检测对象局限在一部分新涂阳和复治涂阳患者中有关。2019年GeneXpert设备配备比例达到100.00%,使用比例较2018年大幅增加,同期病原学阳性率也出现大幅增加;2020年GeneXpert使用比例较2019年大幅增加,同期病原学阳性率也得到进一步提升。2019年开始病原学阳性率有了大幅提高,可能有两方面的原因:第一,从2018年5月1日起,根据新的《WS 288—2017肺结核诊断》标准,将分子生物学等检查方法纳入肺结核确诊依据[7-8],截止到2019年1月,全疆为所有结核病定点医院配备的GeneXpert设备已全部发放到位并投入使用,分子检测手段不仅提高了MTB阳性检出率,同时也缩短了检出时间,提高了登记肺结核患者的病原学阳性登记率[9];第二,《“十三五”全国结核病防治规划》目标要求是,到2020年肺结核患者病原学阳性率要达到50%[5],所以各地各级政府均加强了对结核病防治工作的投入力度,这两方面的原因共同提高了肺结核患者的病原学阳性率。

2019年以后,GeneXpert检测率与病原学阳性率基本实现了同步增长,GeneXpert除了通过检测MTB诊断肺结核以外,还可以同时检测利福平的耐药性,病原学阳性肺结核患者利福平耐药检测率从2017年的44.49%大幅度提高到2020年的99.79%,实现了《遏制结核病行动计划(2019—2022年)》要求的“耐药检测率达到90%”的目标。其中,从不同检测方法所占比例来看,GeneXpert检测占比逐年增高,从2017年的1.85%大幅度增加到2020年的96.13%,而传统药物敏感性试验从2017年的98.15%下降到2020年的3.87%,耐药筛查率提升的原因主要依赖于GeneXpert技术的大范围应用。另一方面,也与GeneXpert技术操作简单,基层实验室接受度较高有关。传统药敏试验对实验室条件和操作技术要求较高,需要集中在地市级完成。县级将病原学阳性患者标本全部运送到地市级进行检测,工作压力非常大。因此,传统药敏试验使用比例逐渐降低。相反,GeneXpert技术可以直接在县级实验室检测病原学阳性患者的利福平耐药性。若患者对利福平耐药,再将患者转介到地市级,大幅降低地市级开展传统药敏试验检测的工作压力。因此,当大力普及使用GeneXpert检测技术以后,利福平耐药性检测水平也随之大幅提高。有研究表明,GeneXpert检测对涂阴疑似肺结核患者及利福平耐药性均具有较高的检出率和敏感度,可推荐作为基层结核病定点医院临床快速确诊涂阴疑似肺结核及利福平耐药肺结核的检测手段[10]。

研究结果还表明,随着病原学阳性率和利福平耐药检测率的大幅提高,利福平耐药患者发现数明显增加,从2017年的252例提高到了2019年的617例。2019年以前,耐药检测以涂阳肺结核患者为主要对象,所以利福平耐药患者主要来自涂阳肺结核患者。2019年全面应用GeneXpert检测后,不仅可以发现涂阳肺结核患者中的利福平耐药患者,还可以发现涂阴肺结核患者中的利福平耐药患者。本研究发现,2020年的利福平耐药患者中有42.18%来自涂阴患者,如果将筛查对象仅仅局限于涂阳患者,那么有可能会漏掉大量利福平耐药患者。因此,在实际操作过程中,可以考虑直接用GeneXpert检测取代涂片检查。这不仅与世界卫生组织新推荐的诊断流程一致[11],也符合中国防痨协会制定的《利福平耐药肺结核诊断流程》[12]团体标准。以往作为金标准的传统药敏试验,检测时间过长,导致很多患者在被诊断耐药之前出现死亡和失访,无法得到及时救治。此外,应用GeneXpert检测技术可以大幅缩短利福平耐药检测时间,从传统药敏试验所需的65 d缩短到当天出结果。因此,GeneXpert检测技术的推广应用,也为利福平耐药肺结核的早期发现和早期治疗提供了有利条件。

综上所述,新疆地区肺结核患者病原学阳性率和利福平耐药患者发现数量的大幅提高与GeneXpert检测设备的大面积配备和使用有直接关系。在今后的工作中,还要持续做好各级结核病实验室GeneXpert检测项目的实施质量,提高患者精准诊断水平,为实现终结结核病流行目标而努力。

利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突

作者贡献古丽娜·巴德尔汗、毕洪波:文献检索和文章撰写;刘年强、王乐、王森路:对文章的知识性内容作批评性审阅和指导;伊帕尔·艾海提、祖力卡提阿衣·阿布都拉、王明哲、张静、王新旗:指导和支持性贡献