白介素27和腺苷脱氢酶单独及联合检测对结核性胸膜炎诊断价值

吴迪 林友飞 陈晓红 沈建山 陈效友

结核病是机体被结核分枝杆菌(Mycobacteriumtuberculosis,MTB)感染引起的全身性疾病。既往文献报道，胸膜是除了肺脏、淋巴结以外人体感染结核分枝杆菌最常受累的部位[1]。胸腔积液或胸膜活检组织标本中分离出结核分枝杆菌是诊断结核性胸膜炎的金标准，但其阳性率极低[2]。临床常依据胸膜活检组织病理镜下表现为肉芽肿性改变诊断结核性胸膜炎，但难以广泛应用于基层医院的临床。探寻敏感度强、特异度高、风险小、应用简单、操作简便的检测指标对结核性胸膜炎的诊断具有极大的现实意义。

腺苷脱氨酶(adenosine deaminase，ADA)被认为是诊断结核性胸膜炎的有效指标，但也有研究表明其敏感度较高(90%)，但特异度偏低(50%)，提示腺苷脱氢酶作为单一指标用于诊断结核性胸膜炎的局限性[3]。近年来研究表明，白介素27(interleukin-27，IL-27)在结核性胸膜炎的诊断方面具有重要的价值[4]，但将其与ADA对比及联合检测的研究报道仍然较少。本研究旨在以临床确诊为结核性胸膜炎和恶性肿瘤所致胸腔积液的患者为研究对象，探讨胸腔积液中IL-27和ADA水平对结核性和恶性肿瘤所致胸腔积液患者鉴别诊断的临床意义及应用价值，并进一步讨论二者联合联测对结核性胸膜炎的诊断价值。

资料和方法

一、研究对象

选择2017年12月1日至2018年7月29日在福建省福州肺科医院因“不明原因胸腔积液”住院的患者101例，确诊并分组，其中结核性胸膜炎患者61例(结核组)，恶性肿瘤所致胸腔积液患者40例(恶性组)。

入组标准[5]：(1)年龄18～80岁；(2)通过组织学或细菌学确诊的结核性胸膜炎和恶性肿瘤所致胸腔积液；(3)B型超声扫描证实为胸腔积液，能定位并抽取积液；(4)无严重基础疾病，能耐受胸腔穿刺；(5)HIV阴性；(6)签署知情同意书。本研究经本院医学伦理委员会批准，所有患者均签署知情同意书。所有患者抽取胸腔积液标本前均未曾接受抗结核、抗肿瘤、糖皮质激素或其他非激素抗炎类等药物治疗。

排除标准[5]：(1)过敏体质，曾对麻醉药物有过敏史；(2)心肺功能异常，不能耐受胸腔穿刺；(3)患有血液病、精神障碍、癫痫病及免疫系统疾病；(4)结核性脓胸；(5)无法抽取胸腔积液；(6)拒绝签署知情同意书。

二、相关诊断和概念

1.确诊结核性胸膜炎患者的诊断标准[6]：凡符合下列项目之一者，系为确诊患者：(1)具备胸腔积液的影像学特征，以及胸腔积液或胸膜病理学检查符合结核病病理学改变；病理学检查表现为上皮细胞样肉芽肿性炎，光学显微镜下可见大小和数量不等的坏死性和非坏死性肉芽肿，或辅以抗酸染色涂片阳性或利用聚合酶链反应(polymerase chain reaction，PCR)检测阳性。(2)具备胸腔积液的影像学特征及胸腔积液病原学检查，符合抗酸染色涂片显微镜检查阳性或分枝杆菌培养阳性，菌种鉴定为结核分枝杆菌复合群或结核分枝杆菌核酸检测阳性。

2.确诊恶性肿瘤所致胸腔积液患者的诊断标准：在胸腔积液中找到癌细胞或组织活检证实为恶性肿瘤胸膜转移，确诊为恶性肿瘤所致胸腔积液，并排除结核性及类肺炎性疾病和其他不明原因引起的胸腔积液患者。

3.联合检测：采用多项诊断试验检测同一受试对象，分别为并联试验和串联试验，增加敏感度和特异度，提高诊断效率。

4.并联试验：全部试验中，任何一项结果阳性就为阳性，以提高敏感度。

5.串联试验：全部试验中，所有结果均为阳性才为阳性，以提高特异度。

三、两组患者的一般资料

结核组(61例)：其中并发肺结核21例，单纯结核性胸膜炎40例；男43例，女18例，年龄18～77岁；全部通过闭式胸膜活检或者内科胸腔镜获得病理学证据或者痰/胸腔积液分枝杆菌培养阳性及菌种鉴定证实结核分枝杆菌而获得细菌学证据而确诊。恶性组(40例)：肺黏膜相关淋巴瘤1例，恶性胸膜间皮瘤1例，肺黏液表皮样癌1例，非霍奇金淋巴瘤1例，小细胞肺癌3例，肺腺癌33例；男21例，女19例，年龄25～80岁；全部通过胸膜活检或者内科胸腔镜获得病理学证据或胸腔积液检测找到3次以上恶性肿瘤细胞而明确诊断。两组患者在性别方面差异无统计学意义，但两组患者年龄差异存在统计学意义(表1)。Korczynski等[7]的研究表明随着年龄增高,ADA数值存在一定程度下降，因而年龄会在一定程度上影响ADA对于结核性胸膜炎的准确性，但是并不影响ADA对于结核性胸膜炎与其他病因的鉴别诊断价值，同时也不影响γ-干扰素诱导蛋白10(IFN-γ inducible protein 10，IP-10)、γ-干扰素等其他生物学标志物的诊断效能。结合本研究具体情况，考虑两组患者年龄存在的差异，一方面是与两类疾病发病年龄本身存在差异相关，与临床实际情况相符；另一方面，本研究中ADA和IL-27的最佳临界值的确定均来源于自身数据，且既往研究也提示，在讨论ADA的鉴别诊断价值时，ADA与年龄之间相关性不大，故并不影响本研究讨论ADA和IL-27在结核性胸腔积液及恶性肿瘤所致胸腔积液中的鉴别诊断价值[7]。

表1 两组患者的一般资料分析

四、方法

所有入组的患者均采取标准的胸腔穿刺术+闭式胸膜活检术或内科胸腔镜胸膜活检术，于任何治疗前抽取新鲜胸腔积液作为标本，并通过常规生化指标检测胸腔积液性质，按Light标准判断均为渗出性。抽取胸腔积液10 ml，放置于经过肝素处理过的试管中。胸腔积液标本以离心半径17.2 cm，3000 r/min，离心10 min，取上清液置于-80 ℃冰箱冻存，待测 IL-27和ADA含量。样本收集完毕后，取出冻存胸腔积液标本，应用酶联免疫吸附法(ELISA 法)测定患者胸腔积液中 IL-27 的水平含量。实验中采用的试剂盒是由美国 R&D 公司提供的原装进口人体液 IL-27 试剂盒，操作过程中严格按照试剂盒说明书进行。用酶比色法测定胸腔积液中ADA的水平，ADA测定试剂盒购自深圳迈瑞医疗电子股份有限公司，采用迈瑞全自动生化分析仪BS-800，正常参考区间为(4～24)U/L。

五、统计学处理

结 果

一、两组患者胸腔积液中IL-27、ADA浓度的比较

结核组患者胸腔积液中检测到的IL-27、ADA浓度分别为409.48(229.04，954.97)ng/L、(45.88±14.33)U/L，明显高于恶性组[分别为115.74(77.72，161.97)ng/L、10.50(7.00，15.00)U/L]，差异均有统计学意义(Z=3.139，P<0.01；t=4.006，P<0.01)。

二、IL-27、ADA诊断结核性胸膜炎的ROC曲线分析

通过绘制ROC曲线进一步分析胸腔积液IL-27和ADA对于结核性胸膜炎的诊断价值，IL-27的曲线下面积为0.894(95%CI=0.828～0.959)；当约登指数(敏感度+特异度-1)取最大值0.661时，IL-27的浓度为176.31 ng/L (临界值)，对结核性胸膜炎诊断的敏感度为85.25%、特异度为82.50%。ADA的曲线下面积为0.934(95%CI=0.828～0.959)；当约登指数取最大值0.777时，ADA的值为28 U/L(临界值)，对结核性胸膜炎诊断的敏感度为93.44%、特异度为87.50%，具体见图1。

图1 IL-27、ADA诊断结核性胸膜炎的ROC曲线

三、IL-27和ADA联合检测的临床诊断效能

与IL-27及ADA单一检测比较，二者联合检测可以进一步提高诊断效能。与金标准比较，IL-27、ADA以及IL-27+ADA联合检测，用于诊断结核性胸膜炎的Kappa值分别为0.672、0.813、0.743，均>0.6，提示诊断一致性可靠。恶性组中存在2例假阳性，其中1例为恶性胸膜间皮瘤，其ADA：29 U/L，IL-27:223.59 ng/L，另1例为T细胞来源，非霍奇金淋巴瘤，ADA：304 U/L，IL-27:221.16 ng/L，提示通过IL-27、ADA联合检测可以极大提高结核性胸膜炎的诊断效能，但对于恶性胸膜间皮瘤和淋巴瘤所致胸腔积液存在假阳性可能，具体见表2。

表2 以临床诊断结果为参考标准评估IL-27/ADA检测与联合检测胸腔积液诊断结核性胸膜炎的效能

讨 论

结核病是一种感染性疾病，肺脏是最为常见的受累部位。按照最新的分类标准，结核性胸膜炎亦需按照肺结核进行管理；在不明原因胸腔积液中，结核性胸膜炎是一种常见病因[8-11]，尤其在结核病高感染地区。一项来自国内关于内科胸腔镜的研究表明，在确诊病因的患者中，结核性胸膜炎占据的比例高达40%[10]。胸腔积液或胸膜活检组织标本中分离出结核分枝杆菌是结核性胸膜炎诊断的金标准[8-9，12]，涂片阳性率不到10%，培养阳性率约为15%～30%[12]。通过胸腔镜胸膜活检获得组织病理学，进而诊断结核性胸膜炎，具有较高的阳性率[13]，确诊率高达87%[14]，但因内科胸腔镜系有创性检查，难以广泛应用于基层医院。随着免疫学和分子生物学技术的发展，对胸腔积液各种细胞因子的研究已成为近年来探讨的热点。

胸膜在遭受结核分枝杆菌感染时发生Th1优势应答，胸腔内积聚液体及各种活性细胞成分。IL-27 来源于激活的抗原提呈细胞，由p28和EBI3两个亚单位所组成的新型异源二聚体细胞因子，与IL-12、IL-23、IL-35共同组成IL-12分子家族[15]，可调控不同类型的免疫细胞，在抗感染、抗肿瘤免疫及自身免疫系统疾病中发挥着双重调控作用[16]。文献[17-18]的研究结果显示，IL-27在感染过程中发挥着重要的作用，它通过抑制T细胞的分化与IFN-γ的分泌从而达到最大程度地抑制结核分枝杆菌生长[19]。动物实验表明，IL-27在感染早期可阻止抗结核分枝杆菌的保护性免疫反应，同时又能够限制慢性炎症所导致的病理损伤，并使两者保持平衡[20]。因此，IL-27又是机体参与结核免疫反应，降低结核分枝杆菌杀伤力的重要细胞因子。

2012年，Yang等[4]首次报告了IL-27对于结核性胸膜炎的辅助诊断价值。此后的研究[20-23]均显示IL-27在结核性胸膜炎中具有诊断价值。但对于敏感度、特异度及诊断价值的意义，结果却不尽相同。国内的研究[4,20,23-24]结果均表明IL-27具有良好的诊断效能。但一项来自西班牙的研究结果[25]显示，IL-27的敏感度为91.4%，特异度为85.1%，提示IL-27具有一定的诊断价值，但诊断效能低于ADA及ADA-2。另一项来自希腊的研究[21]亦表明IL-27具有临床诊断价值，敏感度为80%，特异度为91%，而ADA的敏感度和特异度分别为89%和80%，二者之间差异无统计学意义。当IL-27和ADA联合检测时，敏感度可以高达100%，特异度达85%。虽然这些研究[22，25]均不认为IL-27的诊断价值优于ADA，但都认为IL-27与ADA的联合检测有助于结核性胸膜炎的诊断。上述研究可以发现IL-27对于结核性胸膜炎的诊断具有一定价值，但不同研究报道的阈值、敏感度、特异度存在一定程度的差异。本研究以通过金标准确诊为结核性胸膜炎与恶性肿瘤所致胸腔积液的患者为研究对象，分别检测其胸腔积液中IL-27和ADA水平，发现结核性胸腔积液IL-27及ADA水平明显高于恶性肿瘤所致胸腔积液，二者之间差异有统计学意义。进一步通过绘制ROC曲线，发现IL-27对诊断结核性胸膜炎的特异度(82.50%)及敏感度(85.25%)均较高，与既往研究相似[4，20-23]，IL-27浓度检测可作为结核性胸膜炎诊断及与恶性肿瘤所致胸腔积液相鉴别的一项客观指标。

ADA是机体细胞免疫活动的重要核酸代谢酶，它能催化腺嘌呤核苷生成次黄嘌呤，最终氧化成尿酸排出体外。Piras等[26]于1978年首先报道胸腔积液中ADA活性可作为结核性胸腔积液诊断的依据之一。Liang等[27]对61项英文独立研究进行荟萃分析，结果显示ADA诊断结核性胸腔积液的总体敏感度为92%，特异度为90%。本研究结果也显示，结核组ADA值明显高于恶性组，与国内外文献报道一致[4，20-23]；当约登指数达最大值时，取ADA值28 U/L为临界值，敏感度和特异度分别为93.44%和87.50%，与既往文献报道[27-28]相仿。

临床上为提高诊断效率，常采用2个或2个以上的指标联合检测。进一步对IL-27和ADA联合检测的临床诊断效能进行分析，两者串联试验方法联合检测的特异度(95.00%，38/40)较单独检测IL-27(82.50%，33/40)及单独检测ADA(87.50%，35/40)均明显升高，并有较好的敏感度(81.97%，50/61)；并联试验方法联合检测的敏感度(96.72%，59/61)较单独检测IL-27(85.25%,52/61)及单独检测ADA(93.44%,57/61)均明显升高，但特异度较低(75.00%,30/40)。结合临床实际，为了减少误诊率，推荐特异度高且敏感性较好的串联试验。

通过观察联合检测的结果，笔者发现恶性组中存在假阳性2例(即检测诊断为结核性胸膜炎)，其中1例为恶性胸膜间皮瘤(ADA：29 U/L；IL-27:223.59 ng/L)，另1例为T细胞来源非霍奇金淋巴瘤(ADA：304 U/L，IL-27:221.16 ng/L)，这2例无论是ADA的数值，还是IL-27的浓度均显著升高，这提示我们通过IL-27+ADA联合检测可以极大提高诊断结核性胸膜炎的特异度，但对于恶性胸膜间皮瘤和淋巴瘤所致胸腔积液仍存在假阳性可能。

综上所述,胸腔积液IL-27和ADA的检测对于结核性胸膜炎的诊断非常有价值。以胸腔积液IL-27浓度为176.31 ng/L(临界值)，对结核性胸膜炎诊断的敏感度为85.25%、特异度为82.50%；以胸腔积液ADA值为28 U/L(临界值)，对结核性胸膜炎诊断的敏感度为93.44%、特异度为87.50%，与既往报道的国内文献存在一定差异。从本研究的数据来看，IL-27的诊断效能稍逊色于ADA，但通过联合检测，尤其是串联试验，可以进一步提高特异度，并具有较高的敏感度，有助于结核性胸膜炎的临床诊断，并可以较好的减少误诊。本研究中结核性胸腔积液中IL-27含量临界值与既往研究的差异可能与本研究实验室的条件以及样本量仍不够大有关；另外，本研究也未对其他感染性、非感染性炎症等其他病因(如炎性、漏出液、寄生虫病等)进行观察与比较。以后尚需进行多病因、更大样本量的临床研究以更加科学地评价IL-27对结核性胸腔积液的诊断价值。