中国结核病年鉴(2016)
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第一章 结核病细菌学诊断

摘要:结核分枝杆菌的细菌学检查在结核病诊断中一直发挥着重要作用。改良抗酸染色法具有敏感度和特异度较高的优点,可为痰涂片阴性和无痰患者以及肺外结核患者提供良好的诊断依据。纳米硅膜夹层杯系统和荧光光度计检测法均可提高抗酸杆菌的检出率。BACTEC Myco/F-Lytic技术和固液双相培养基操作简便、阳性率高、用时短。荧光噬菌体法和直接硝酸盐还原酶试验可快速获得药敏结果。这些方法为结核病和耐药结核病的快速诊断提供了重要途径。
关键词:结核分枝杆菌;涂片;培养;药物敏感性试验;耐药;纳米硅膜夹层杯系统;荧光光度计检测法;BACTEC Myco/F-Lytic技术;固液双相培养基;荧光噬菌体法;直接硝酸盐还原酶试验
结核分枝杆菌的细菌学检查在结核病诊断中一直发挥着重要作用。涂片镜检查抗酸菌具有价廉、快速、简便等优势,改良抗酸染色法、传统技术与新技术联用等可进一步提高结核分枝杆菌检测的敏感度和特异度,非常具有临床应用前景。结核分枝杆菌液体培养法具有阳性检出率高、报阳时间短的优势,可与固体培养联合使用。在进行结核分枝杆菌培养时,还应选取适宜标本并于适宜温度条件下短时间保存,以提高培养阳性率。2016年我国各地结核病耐药情况依然严峻,在传统药敏试验方法的基础上建立了一些新方法,可使耐药结核病诊断变得更加快速、简便和经济。
一、涂片镜检
涂片镜检查抗酸菌具有价廉、快速、简便等优势,在结核病诊断中发挥重要作用,为提高该技术的敏感性,国内研究者对该技术进行了改进和评估。
(一)改良抗酸染色法
改良抗酸染色法即样品加入Cytospin4型玻片离心沉淀仪中,以450r/min离心5分钟进行集菌,然后采用传统抗酸染色剂(可加TritonX-100破膜)进行染色,最后用光学显微镜进行镜检。北京胸科医院Zheng等 [1]评估了该方法在涂片阴性肺结核中的诊断价值,在74例患者的肺泡灌洗液中改良抗酸染色法的敏感度、特异度、阳性预测值和阴性预测值分别为87.8%、99.6%、98.5%和96.8%;而直接涂片法和离心涂片法的敏感度分别为16.2%和37.8%,特异度均为100%。何红彦等 [2]评估了玻片离心改良抗酸染色法在结核性脑膜炎(结脑)临床诊断中的应用价值,在60例结脑患者的脑脊液中涂片抗酸染色、结核菌快速培养、实时荧光定量PCR、玻片离心改良抗酸染色法的阳性率分别为11.7%、6.7%、48.3%和61.7%,在70例非结脑患者的脑脊液中2例玻片离心改良抗酸染色阳性。柳晓金等 [3]评估了改良抗酸染色法诊断盆腔结核的价值,在48例患者的盆腔积液中离心涂片法、改良抗酸染色法和MGIT 960培养法阳性率分别为2.08%、39.58%和37.50%,改良抗酸染色法的阳性率与离心涂片法差异有统计学意义( P<0.001),但与MGIT 960培养法差异无统计学意义( P>0.05)。成松等 [4]评估了液基夹层杯离心涂片集菌技术检测支气管肺泡灌洗液中抗酸杆菌对菌阴肺结核的诊断价值,在106例菌阴肺结核患者中罗氏培养法和液基夹层杯离心涂片集菌法抗酸杆菌检出率分别为66.0%和70.7%,差异无统计学意义( P=0.267)。可见改良抗酸染色法具有敏感度和特异度较高的优点,可为痰涂片阴性和无痰患者以及肺外结核患者提供良好的诊断依据。
(二)新方法的建立
咸阳医院Peng等 [5]建立了纳米硅膜夹层杯系统,对1993份痰标本进行检测,结果显示纳米硅膜夹层杯系统检测分枝杆菌的阳性率远远高于直接涂片法(10.9% vs 6.2%, P<0.05)。以培养为金标准,与直接涂片法相比纳米硅膜夹层杯系统提高了敏感度(97.3% vs 55.2%, P<0.05),且未降低特异度(100% vs 100%)。黄国清等 [6]利用荧光量子点(QD)开发了新的MTB检测方法,即采用特异性多克隆抗体偶联到磁珠上用于MTB的分离和富集,然后用标记QD的链霉亲和素检测结合生物素标记的肝素血凝素单克隆抗体的结核分枝杆菌。结果显示直接观察法的检测限为10 4细菌/ml,荧光光度计检测法的检测限可达10 3细菌/ml。这两项新方法均可提高抗酸杆菌的检出率,具有应用前景。
涂片镜检查抗酸菌可当天报告结果,在结核病早期诊断中广泛使用。改良抗酸染色法、传统技术与新技术联用等可进一步提高MTB检测的敏感度和特异度。
二、培养
分枝杆菌培养既可以用于结核病诊断,又有利于后续的菌种鉴定和药敏试验,在结核病诊断中一直发挥着重要作用。
(一)不同培养方法的比较
BACTEC Myco/F-Lytic(MFL)技术是一种新型的全封闭无放射性、全自动化分枝杆菌液体培养系统。北京胸科医院Wang等 [7]评估了MFL在肺外结核中的诊断价值,在214份无菌体液标本(114份胸水和100份脓标本)中,103份培养阳性,其中MFL、MGIT 960和罗氏培养的阳性率分别为86.41%、75.73%和42.72%,平均报阳时间分别为(27.06±8.03)天、(22.20±7.84)天和(42±8.84)天,污染率分别为6.54%、3.74%和2.80%。由于MFL较MGIT 960操作简便、价格便宜,在诊断肺外结核病中MFL可替代MGIT 960。叶碧峰等 [8]评价了MGIT320液体培养在检测结核分枝杆菌及耐药性的应用效果,在500份痰标本中MGIT 320和罗氏培养阳性率分别为33.6%和26.2%( P<0.001)。MGIT 320检测链霉素、异烟肼、利福平、乙胺丁醇的药敏结果与固体罗氏绝对浓度法的符合率均>98.4%。MGIT 320培养和药敏试验报阳时间平均为10.7天和7天,固体罗氏的报阳时间平均为35天和28天( P<0.05)。可见MGIT 320培养法具有阳性检出率高、报阳时间短的优势。固液双相培养基以改良罗氏培养基为基础,加入4ml含10%添加剂的7H9液体培养基,约占斜面的一半。王智存等 [9]探讨了固液双相培养基快速检测结核分枝杆菌的临床价值,在350例痰标本中涂片镜检、罗氏培养法、固液双相法、Bactec 960培养法的阳性率分别为14.8%、24.0%、35.7%、40.3%,固液双相培养法与Bactec 960培养法差异无统计学意义( P>0.05)。平均报阳时间改良罗氏培养法、固液双相培养法、Bactec 960培养法分别为21.5天、13.2天和11.8天。可见固液双相培养法操作简便、阳性率高、用时短,适合基层医院快速检测结核分枝杆菌。
(二)不同标本类型的比较
郑瑶 [10]研究了痰液性状和保存条件对结核分枝杆菌培养阳性率的影响,结果表明培养阳性率从高到低依次为干酪痰、血性痰、黏液痰、唾液,组间差异有统计学意义( P<0.01)。当标本保存温度为-18℃时,随着保存时间延长,标本阳性率下降不明显;在4℃、25℃及30℃时,随着样本保存时间延长,样本阳性率明显下降( P<0.05)。同一温度下样本随着保存时间的延长阳性率均呈下降趋势(P<0.05)。可见不同性状及不同保存条件会对痰液样本结核分枝杆菌培养阳性率造成较大影响。刘静莉等 [11]比较了超声雾化诱痰与支气管镜下取痰技术在可疑肺结核诊断中的应用价值,结果表明超声雾化诱痰培养阳性率为25.8%,支气管镜下取痰阳性率为38.9%,支气管镜下取痰技术值得临床推广应用。
结核分枝杆菌培养有液体培养法和固体培养法,液体培养法具有阳性检出率高、报阳时间短的优势,可与固体培养联合使用。此外,在进行结核分枝杆菌培养时,应选取适宜标本并于适宜温度条件下短时间保存。
三、药物敏感性试验
了解耐药情况可为结核病患者的临床治疗与预防控制提供依据,因此快速、准确检测结核分枝杆菌的耐药性具有重要的临床意义。
(一)药敏试验新方法
高强度荧光噬菌体Φ 2GFP10能表达绿色荧光蛋白,可以借助显微镜直接观察药敏试验结果,较以往的方法更简便易行。北京胸科医院Yu等 [12]评价了Φ 2GFP10在MTB药敏试验中的诊断价值。以MGIT960药敏试验作对照,Φ 2GFP10荧光噬菌体法检测异烟肼、利福平和链霉素的敏感度分别为100%、98.2%和89.3%,特异度分别为85.1%、98.6%和95.8%。噬菌体法和传统检测方法对异烟肼、利福平和链霉素耐药性检测的一致性分别为0.92、0.98和0.93。噬菌体法对利福平和链霉素的耐药性检测2天就能获得结果,异烟肼为3天;三种药物药敏试验总成本不足20元。Φ 2GFP10噬菌体法在检测结核分枝杆菌药物敏感性中具有高度敏感度和特异度,且耗时短、成本低,有望成为一种快速、简便、经济的耐药结核病筛选方法。为了克服传统药敏试验耗时长的缺点,深圳南山区慢性病防治院Zhang等 [13]建立了直接药敏试验方法,在208份涂片阳性痰标本中,应用直接药敏法和传统药敏法可获得药敏结果的标本数分别为169份和180份。与传统药敏法相比,直接药敏法平均节约时间10.5天,获得药敏结果的时间与痰标本中的菌量呈正相关。可见与传统药敏法相比,直接药敏法高度敏感、可靠、廉价并省时。南昌第一附属医院Huang等 [14]评价了直接硝酸盐还原酶试验(direct nitrate reductase assay,D-NRA)检测耐多药结核(multidrug-resistant tuberculosis,MDR-TB)和广泛耐药结核(extensively drug-resistant tuberculosis,XDR-TB)的价值。在214份涂片阳性的痰标本中,以罗氏比例法药敏试验为金标准,D-NRA检测利福平、异烟肼、氧氟沙星、卡那霉素和卷曲霉素药物敏感性的敏感度分别为95.1%、93.1%、97.4%、88.9%和90.6%;特异度分别为100%、97.1%、100%、98.8%和96.7%。D-NRA的报告结果时间(14天)比传统药敏试验(70天)显著缩短( P<0.01)。Sensititre® MYCOTB MIC微孔板(Trek,美国)可测定结核分枝杆菌对12种药物(异烟肼、利福平、乙胺丁醇、链霉素、氧氟沙星、莫西沙星、阿米卡星、利福布汀、对氨基水杨酸、乙硫异烟肼、环丝氨酸、卡那霉素)的MIC值,而无需特殊设备。北京胸科医院Yu等 [15]评价了MYCOTB MIC微孔板法检测结核分枝杆菌药物敏感性的准确性。MYCOTB法与罗氏比例法在检测利福平、氧氟沙星、阿米卡星、卡那霉素和环丝氨酸药物敏感性中的一致性为99.2%,在检测异烟肼和对氨基水杨酸中的一致性为98.4%,在检测乙胺丁醇中的一致性最低为86.5%;MYCOTB法与刃天青微孔法的一致性在98.8%~100%之间。王浩等 [16]也评价了Sensititre® MYCOTB MIC微孔板测定结核分枝杆菌药物敏感性的价值,在124株结核分枝杆菌中,12种药在MYCOTB法与罗氏比例法中的符合率均在90%以上。可见MYCOTB法是一种快速、便捷、定量且准确的检测结核分枝杆菌药物敏感性的方法。
(二)药物联合作用
张琳琳等 [17]使用棋盘法检测了莫西沙星、对氨基水杨酸异烟肼、利福布汀及利福喷丁对MDR-TB和XDR-TB的联合作用,结果显示莫西沙星+对氨基水杨酸异烟肼对40株耐药结核分枝杆菌的分级抑制浓度指数(FICI)为0.125~1.000,其中5株具有协同作用。莫西沙星+对氨基水杨酸异烟肼+利福布汀对20株MDR-TB的FICI为0.310~1.260,其中10株具有协同作用;对20株XDR-TB的FICI为0.215~1.250,11株具有协同作用。莫西沙星+对氨基水杨酸异烟肼+利福喷丁对20株MDR-TB的FICI为0.150~0.780,其中19株具有协同作用;20株XDR-TB的FICI为0.160~1.280,其中16株具有协同作用。可见莫西沙星+对氨基水杨酸异烟肼两药联合的协同作用效果较差,进一步联合利福布汀或利福喷丁则表现出一定的协同作用。北京胸科医院Zhao等 [18]研究了利奈唑胺与二线抗结核药物在体外和体内的联合作用,结果显示在体外利奈唑胺+卷曲霉素在3/4菌株中显示为协同作用,利奈唑胺+对氨基水杨酸在2/4菌株中显示为协同作用,利奈唑胺+左氧氟沙星和利奈唑胺+阿米卡星在1/4菌株中显示为协同作用,而利奈唑胺+卷曲霉素、利奈唑胺+莫西沙星、利奈唑胺+卡那霉素、利奈唑胺+氯法齐明的组合中表现为无关作用或加合作用。在小鼠感染模型中,使用利奈唑胺+卷曲霉素和利奈唑胺+氯法齐明治疗感染H37Rv的小鼠2个月后,可显著降低感染小鼠肺组织的CFU。可见利奈唑胺与这些二线抗结核药物的组合除利奈唑胺+卷曲霉素具有部分协同作用外,其他则具有无关作用或加合作用。
(三)临床耐药情况分析
宋艺等 [19]分析了北京、吉林、新疆、陕西、湖南、河南6省(市)结核分枝杆菌耐药状况及影响因素,结果显示总体耐药率和耐多药率分别为23.42%和13.51%。北京、吉林、湖南、河南、陕西、新疆分离株耐药率分别为21.50%、12.24%、36.27%、42.86%、27.78%、24.39%,耐多药率分别为4.67%、8.16%、24.51%、26.53%、15.28%、14.15%。卡方检验结果显示,各省(市)间单种药物耐药率、总体耐药率和耐多药率差异均有统计学意义( P=0.000)。单因素分析结果显示,结核病的复发、治疗史与耐药结核病的产生具有明显的相关性,差异有统计学意义( P<0.05)。可见我国耐药结核病的形势非常严峻,调查地区结核病耐药性存在明显差异,应针对各地区主要的危险因素加强预防干预。浙江省疾病预防控制中心Huang等 [20]分析了浙江省XDR-TB的流行情况,931例患者中23.6%对异烟肼、利福平、链霉素和乙胺丁醇中至少1种药物耐药,MDR-TB占5.1%,在MDR-TB中XDR-TB占6.4%,MDR-TB中23.4%对氟喹诺酮类或二线注射类药物耐药。从1999年至2014年MDR-TB从8.6%下降至5.1%( P=0.00)。复旦大学Chen等 [21]分析了上海地区MDR-TB对二线抗结核药物的耐药率以及药敏结果的延迟情况。在217株MDR-TB中有118株至少对氧氟沙星、阿米卡星、卡那霉素、卷曲霉素中一种药物耐药,平均药敏结果延迟时间为136天。药敏结果延迟时间长于平均时间者,对二线抗结核药物的耐药率会升高一倍。可见药敏结果延迟可能会提高二线抗结核药物的耐药率。叶萍等 [22]分析了甘孜藏区98株结核分枝杆菌的耐药性,结果显示总耐药率为16.33%,多耐药率为9.18%,耐多药率为4.08%。初治耐药率为10.84%,获得性耐药率为46.67%。单耐药顺序为:异烟肼>链霉素>利福平>乙胺丁醇,耐药率分别为9.18%、7.14%、6.12%、5.10%。甘孜藏区结核分枝杆菌的耐药率虽低于全国平均水平,但仍应进一步加强耐药菌监测以指导临床合理用药。张添林等 [23]分析了福建省漳州市耐药肺结核高危人群的耐药状况,182例患者总耐药率为52.7%,单耐药率为9.3%、多耐药率为9.3%、耐多药率为34.1%;2、3个月末痰涂片阳性、初治失败、复发、复治失败患者单耐药率分别为9.1%、17.4%、8.0%、8.0%,差异无统计学意义( P>0.05);4类患者多耐药率分别为4.5%、4.3%、9.8%、16.0%,差异无统计学意义( P>0.05);4类患者耐多药率分别为18.2%、30.4%、33.0%、56.0%,差异有统计学意义( P<0.05);6种抗结核药物总体耐药顺位为利福平>异烟肼>链霉素>氧氟沙星>乙胺丁醇>卡那霉素。可见福建省漳州市耐药肺结核高危人群耐药检出率高,复治失败的患者耐药比例、耐多药比例整体偏高。
(四)肺外结核耐药情况分析
段慧萍等 [24]分析了175例肺外结核患者对一线抗结核药物的耐药状况,结果显示肺外结核对一线抗结核药物的总耐药率26.3%,肺结核对一线抗结核药物的总耐药率29.4%,两者比较差异无统计学意义( P>0.05)。肺结核、结核性胸(腹)膜炎、泌尿系统结核、结核性脑膜炎、骨关节结核耐药率依次为29.4%、25.2%、23.1%、26.7%、32.1%,组间差异均无统计学意义。可见肺外结核与肺结核的耐药情况并无差别,可根据肺结核的耐药情况推测当地的肺外结核耐药情况。李建华等 [25]回顾性分析了49例耐药脊柱结核的耐药表型,结果显示单耐药结核14例,多耐药结核11例,耐多药结核24例。耐药谱分布由高至低依次是异烟肼、利福平、链霉素、左氧氟沙星、利福喷丁、乙胺丁醇、丙硫异烟胺、卷曲霉素、对氨基水杨酸、阿米卡星。杨晓辉等 [26]探讨了骨关节结核耐药类型的变化,在1158例标本中,MTB培养阳性率为51.1%,总耐药率为42.9%,总耐多药率为12.7%。各年份耐药率呈上升趋势,耐药顺序为异烟肼>链霉素>利福平>乙胺丁醇。
(五)结核病合并其他疾病耐药情况分析
张玲等 [27]分析了获得性免疫缺陷综合征(AIDS)合并结核病患者的耐药特点,经培养鉴定共得到31株结核分枝杆菌,卷曲霉素、氧氟沙星、卡那霉素、乙硫异烟胺、MDR-TB和XDR-TB耐药率分别为38.71%、25.81%、12.90%、16.13%、22.58%和3.23%。一线敏感菌株中氧氟沙星的耐药率显著低于一线耐药菌株( P=0.012)。性别与结核分枝杆菌耐药差异无统计学意义( P=0.533),年龄>40岁组的氧氟沙星耐药率低于其余两组( P=0.043)。初治组与复治组患者二线耐药率、CD4水平差异无统计学意义( P=0.333、0.307)。可见AIDS合并结核患者存在二线抗结核药物原发耐药,其中卷曲霉素耐药率最高,其次是氧氟沙星。操敏等 [28]回顾性分析了2型糖尿病合并初治耐药肺结核患者结核分枝杆菌的耐药情况和影响因素,356例患者中总耐药率为41.9%,耐多药率达12.9%。2型糖尿病合并初治耐药肺结核患者中以单耐药和多耐药患者为主,耐单药前三位为耐链霉素、异烟肼和利福类,喹诺酮类药物的耐药率为11.8%,MDR-TB组合耐药谱以耐异烟肼+利福平+链霉素+乙胺丁醇+丙硫异烟+二线注射剂为最多(38.1%)。与初治敏感患者相比,2型糖尿病合并初治耐药肺结核患者体重下降者占多数( P<0.05)。刁丽丽 [29]探讨了复治肺结核并糖尿病患者耐药率与血糖水平的关系,结果显示合并糖尿病组患者多耐药率、耐多药率、广泛耐药率及总耐药率均明显高于单纯肺结核( P<0.05);复治肺结核患者合并糖尿病后耐药率明显升高,且血糖水平越高耐药率越高。
在过去10年我国结核病患病率虽有所下降,但我国各地结核病耐药情况依然严峻。在传统药敏试验方法的基础上建立了一些新方法,可使耐药结核病诊断变得更加快速、简便和经济。

(王桂荣 张占军 唐神结)

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