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【UNION大会前沿速递】结核病的创新诊断

 余元子 2022-11-26 发布于湖北

11月10日,在2022年世界肺部健康大会上,结核病创新诊断专场如期线上召开。大会邀请了全球各个国家的结核病领域共7位专家分享创新的结核病诊断研究成果。

本会场主席是美国斯坦福大学的Sanjana Gupta和加尼福利亚大学的Tim Rodwell。Sanjana指出,结核病是一个古老的疾病,如果得不到及时的治疗会导致死亡。COVID-19的流行严重影响了结核病患者的诊断和治疗,最明显的表现是诊断率下降,死亡率上升,这逆转了COVID-19流行之前所取得的进展。因此,结核病的诊断方法急需要突破与创新,这也正是本议题的意义所在。Sanjana首先简要介绍了本议题的主要内容和讲者,然后由7位讲者依次分享研究成果,最后由Tim组织进行提问与讨论。

1.符合世界卫生组织要求的以诊断活动性结核病以及预测从潜伏感染发展为活动性结核病为目标的基于血液的9个基因标记物产品的介绍(A nine-gene blood-based signature meets the WHO target product profiles for the diagnosis of active TB and prediction of progression from latent to active disease)

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第一个报告是来自Sanjana Gupta本人,Sanjana团队利用92个公开的转录组数据,使用其中49个转录组数据筛选出诊断活动性结核的9个特征性基因,并用其余43个数据进行回顾性验证这9个特征性基因用于诊断活动性结核病的准确性,还在Moldova和Brazil两个国家分别开展了前瞻性研究进行验证,结果表明该9个基于血液的基因标志物诊断活动性结核的曲线下面积超过了87%,总的检测灵敏度和特异度分别为90%和70%,达到了WHO关于诊断活动性结核产品的最低目标值要求。随后该团队观察了这些基因标志物在疾病的进展和预后方面的作用,结果发现在抗结核治疗过程中,这些基因标志物的评分表现出与治疗效果显著相关的变化,能够鉴别非临床结核病的治疗后风险,还能在痰标本结果发生变化之前预测疾病进展。我们知道,全球结核病流行要得到良好的控制离不开三个关键步骤,第一是能够较好的预测潜伏结核感染转变为活动形结核,第二是能准确诊断活动性结核,第三是能够监测治疗效果。很明显,这种基于血液的9个基因标志物的产品能够满足以上三大要求,并且仅需要少量手指血样本,摆脱了传统的痰液标本的限制。因此,上述产品如果能够得到成功转化,将极大造福患者和社会。

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2.基于c反应蛋白的HIV感染和非HIV感染者的结核快速分诊检测:一项多国诊断准确性研究(Point-of-care C-reactive protein-based TB triage testing for people with and without HIV: a multi-country diagnostic accuracy study)

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第二位讲者是来自菲律宾的Danaida Marcelo,她分享的内容是基于c反应蛋白的HIV感染和非HIV感染者的结核快速分诊检测方法的准确性。鉴于WHO建议使用快速便捷价格低廉的床旁检测C反应蛋白(CRP)作为艾滋病患者是否感染结核的筛查方法。Danaida认为HIV高发地区为非洲,非洲地区以外的感染HIV患者的的CRP检测情况尚不清楚,因此用CRP筛查HIV感染患者是否合并结核的准确性有待验证。Danaida团队使用标准化的方法收集了来自乌干达、南非、菲律宾、越南和印度5个国家的门诊结核病患者,纳入研究的患者咳嗽超过2周,接受艾滋病病毒检测、糖化血红蛋白检查和CRP检测,通过痰培养和Xpert确定是否感染结核。本研究共纳入1661名患者,以痰培养或Xpert作为金标准,CRP区分艾滋病患者感染/未感染结核的总诊断灵敏度为82.2%(95%Cl:78.0-85.9),特异度为65.5%(Cl:62.6-68.2)。然而,在不同国家之间,诊断的灵敏度差异较大。在乌干达和南非,检测灵敏度分别达到89.1%和93.2%,但是特异度较低,分别为60.5%和46.2%。在菲律宾和越南则特异度较高,分别为80.7% 和70.5%,灵敏度较低,分别为59.5%和75.9%。在印度的检测灵敏度和特异度分别为80.0%和59.8%。这说明用CRP筛查艾滋病患者是否合并结核感染在不同国家的诊断准确性各不相同,并不能完全满足WHO关于诊断方法的最低限灵敏度90%,特异度70%的要求。因此,WHO推荐的使用CRP筛查HIV患者是否合并结核感染可能仅适用于部分地区的部分人群,未来仍需要大样本量的数据对该方法的准确性进行验证。

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3.在6个低收入和结核病高发国家收集鼻咽拭子和粪便样本以检测儿童结核病(Nasopharyngeal aspirate and stool sample collection for the detection of TB in children in six low-income and high TB incidence countries)

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第三位讲者是来自美国的Guillaume Breton,他分享的内容主要是落后地区儿童结核病的诊断方法。儿童结核病患者每年高达16万,儿童结核病诊断困难源于儿童天然的细菌感染量少,影响微生物检测结果,另一方面,儿童不善于自主咳痰,导致痰标本难以获取。2021年WHO推荐使用鼻咽拭子和大便Xpert作为诊断青少年和儿童结核病的替代方法。因此,Guillaume等人开展了一项多中心的横断面研究,收集了来自6个国家的0-14岁疑似结核病患儿,评估取鼻咽拭子和大便标本进行Xpert检测诊断结核感染的可行性。结果表明,儿童鼻咽拭子标本相对比较容易获得(>90%获取率),而大便标本相对难以获得(小于75%)。然而住院患儿的鼻咽拭子和大便标本结核分枝杆菌检出率均较低(分别为2.3%和1.9%)。尽管如此,作为易于获得的鼻咽拭子和大便标本,仍然是无痰或咳痰困难的儿童结核病诊断的可选替代方法,尤其是结核病高发的低收入国家。

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4.一种新型尿液标本处理技术提高了尿液脂阿拉伯甘露聚糖的检测灵敏度(Novel urine specimen processing technology improves the sensitivity of lateral flow urine lipoarabinomannan assay)

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第四位讲者是来自越南的Andrew J.Codlin,他给大家分享的是一种提高尿液脂阿拉伯甘露聚糖的检测灵敏度的新型尿液标本处理技术。脂阿拉伯甘露聚糖是结核分支杆菌细胞壁中的一种特有成分,可在细菌生长和代谢过程中释放至人体组织并随尿液排出,因此可作为床旁诊断用于活动性结核病的诊断。2015年WHO推荐在合并艾滋病毒感染的结核病患者中开展尿液脂阿拉伯甘露聚糖检测,对于无艾滋病病毒感染的结核患者,其尿液中脂阿拉伯甘露聚糖浓度多低于检测下限,导致该检测方法难以在所有的结核病患者中开展。有研究表明磁性纳米粒子与尿液标本进行孵育后,能使尿液中脂阿拉伯甘露聚糖浓缩100倍。因此,Andrew等人纳入了100名HIV阴性Xpert阳性的肺结核患者,在抗结核治疗前收集其尿液标本,分别进行两次测试,一次直接用常规方法对尿液进行检测,另一次将尿液标本与磁性纳米微粒进行孵育后检测,结果显示,用磁性纳米微粒进行预处理后能显著提高检测灵敏度。脂阿拉伯甘露聚糖作为结核分枝杆菌的特有成分,具有较高特异性,这种新型尿液标本处理办法极大地提高了检测灵敏度,有望使尿液脂阿拉伯甘露聚糖检测成为一种高效准确的床旁检测。

5.使用宿主蛋白生物标志物鉴定的多重验证法监测结核病感染的方法(Identification of Host Protein Biomarker Signatures For Diagnosis and Treatment Monitoring Of Tuberculosis Infection In Madagascar Using A Multiplex Assay)

报告由马达加斯加巴斯德研究所的Mame博士分享。
研究背景


在2020年,马达加斯加每10万人中有238人死于结核。关于结核病的诊断目前主流金标准是依赖于痰培养,GeneXpert MTB/RIF非常敏感。除此外还有干扰素释放测定(IGRA)以及结核菌素皮试(TST)。目前结核面临的挑战在于6-12个月的抗结核治疗过程中大量的治疗脱落病例以及药物副反应,耐药株的出现,治疗失败等。所以目前迫切需要改进诊断结核病和监测符合世卫组织目标的检测工具产品,希望在优化当前诊疗工具的同时引入新的诊疗工具,从而降低全球结核病发病率,以实现2035年的目标。Mame博士的研究项目是基于结核病生物标志物在结核病诊断与治疗监测中的评价。选取细菌学证实的结核病患者进行CDT治疗并在Antananarivo后续治疗中随访8月。

研究方法


从2017年12月到2020年1月,在Antananarivo(马达加斯加)纳入84名患者,包括37名活动性结核(ATB)及24名潜在结核感染(LTBI)患者,23名健康人群(HD)。选择特定的蛋白标记物后采用质谱标记鉴定的方法分别测定宿主蛋白生物标记物在未感染HIV和合并HIV感染的个体中识别结核活动性,以及预测早期结核分枝杆菌感染的宿主蛋白鉴定。采集纳入研究人群的4ml全血后采集血浆,孵育,添加抗体,分析宿主标记物,R语言分析。
研究结果


用于分诊和治疗监测的标记表达证实,sCD14和SELL符合世卫组织TPPS分诊测试,以区分ATB患者和HD健康人群。sCD14的灵敏度97%[95%CI,85-99],特异度96%[95%CI,80-100]。SELL灵敏度97%[95%CI,86-99],特异度100%[95%CI,85-100]。ECM1达到了世卫组织TPPs关于治疗监测工具的标准,用于区分“快速”和“缓慢转变”的基线:灵敏度75%[95%CI 47-91],特异度80%[95%CI 61-91]。

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在ROC曲线以及阳性预测值、阴性预测值等效价指标的比较中,“ECM1-CLEC3B-IPIO-SELL”实现了世卫组织的TPPs标准:结核病分诊试验AUC为0.95(灵敏度95%,特异度92%),治疗监测试验AUC为0.87(灵敏度83%,特异度84%)。
结论


致力于开发一种生物标记的测定工具,用7种标记物对结核病治疗的分诊和监测进行评估。这项研究的4宿主标记“ECM1-CLEC3B-IPIO-SELL”符合一项非痰基检测的TPPs,可用于分诊和治疗监测。同时Mame博士团队研究项目后续将在更大的队列中进行验证,包括其他呼吸道感染。这项研究的意义在于对新的、更简单的结核诊疗评估,可能更容易作为一种关注工具来实现。

6.南非高结核病负担地区私营部门经细菌学证实的肺结核相关研究(Yield of bacteriologically confirmed pulmonary TB in the private sector in a high-TB burden district of South Africa)

第六位讲者是来自南非国际健康实验室、KWAZULU-NATAL大学的Keeren Lutchminarain教授。虽然南非公共部门经常诊断出结核病,但人们可能会先在私营诊所中诊断出结核。我们报告了一项试点研究,私营全科医生提交的GeneXpert Ultra痰标本检测的诊断率,并探讨了检测率高于公共部门的原因。因此,Keeren Lutchminarain教授带来了南非高结核病负担地区私营部门经细菌学证实的肺结核相关研究(Yield of bacteriologically confirmed pulmonary TB in the private sector in a high-TB burden district of South Africa)。
研究背景


虽然结核病(TB)主要在南非的公立部门得到解决,但最近的证据表明,在私营部门出现典型肺结核症状的人可能会在结核病护理级联中被延迟或丢失。我们开展了一项试点研究,将私人全科医生(GP)管理的有症状患者进行Xpert MTB/RIF Ultra(Xpert)检测,以确定测试量和诊断率。

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研究方法


我们联系了eThekwini区的注册全科医生,征求他们的参与同意。在2021 5月至2022年3月期间,向参与的全科医生提供了样本罐和运输工具。卫生部承担了专家组检测的费用。为了鼓励全科医生参与,结核病检测算法与国家结核病指南有所不同:i)感染者咳嗽>2周或有咳嗽症状的HIV患者,或ii)伴有盗汗或体重减轻的咳嗽(任何时长)。国家指南建议对以下患者进行检测:咳嗽>2周或任何时长HIV患者、发烧>2周、体重减轻或盗汗。我们报告了私营全科医生相比于公立部门的研究入组量、诊断量和样本质量。

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研究结果


在313名全科医生中,158人(50.5%)同意参加。59名全科医生(37.3%)提交了至少一份痰样本进行Xpert测试。最终提供了571例样本,阳性例数为107名(18.7%),相较于公立医院7.9%的阳性率,私立医院阳性检出率显著提高。

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结论


与私营部门的全科医生在eThekwini平台的合作,最终帮助了超过100名肺结核患者的早期诊断,但这些患者可能在结核病护理级联中丢失或被延误。私营部门相对公立部门诊断数量较高的原因可能包括筛查算法的更高灵敏度、高效的运输、高质量的痰样本等。

7.PAANTHER治疗决策算法在HIV感染的儿童中推定结核病感染的可行性和性能(Feasibility and performance of the PAANTHER treatment decision algorithm in HIV-infected children with presumptive tuberculosis: the prospective multicentre TB-Speed HIV study)

第七位讲者是来自法国Bordeaux大学的Clementine Roucher教授,她对PAANTHER治疗决策算法在HIV感染的儿童中推定结核病感染的可行性和性能进行了介绍(Feasibility and performance of the PAANTHER treatment decision algorithm in HIV-infected children with presumptive tuberculosis: the prospective multicentre TB-Speed HIV study)。
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研究背景


结核病是感染艾滋病毒的儿童(CLHIV, Children Living With HIV)死亡的主要原因。在CLHIV的结核病筛查中诊断方法并不明确。CLHIV的结核病诊断具有难度:缺乏有效低廉且便捷的样本收集工具;咳痰困难因此样本难以收集;临床症状和影像学缺乏特征难以鉴别;免疫缺陷导致免疫学检测敏感性降低。PAANTHER评分治疗决策算法(treatment decision algorithm,TDA)是专为规范和缩短CLHIV患者结核病治疗决策时间而开发的。

研究方法


该项目为多中心前瞻性研究,队列来自莫桑比克、赞比亚和乌干达的7所三级医院2019年10月至2022年6月的患者。研究对象为1个月至14岁的疑似结核病CLHIV,随访6个月。假阴性率(被TDA漏诊的结核)以确定阴性预测值(NPV):如果CI下限>75%,则进行验证。假阳性率(TDA误诊为阳性)以确定阳性预测值(PPV)。可行性(纳入和治疗时间)。参考的标准包括NIH分类(如果评分<100而开始结核病治疗为假阴性)和儿童国际专家审查标准(如果评分≥100而无微生物报告定义为假阳性)。

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研究结果


共纳入277名儿童(见表中的特征),其中215名儿童(77.6%)≥100分,接受抗结核治疗有184名(85.6%)。62名儿童(22.4%)小于100分,其中12名儿童(19.4%)漏诊并最终接受抗结核治疗。评分大于等于100的患者除了常规的结核患病特征外,还显示出更高CD4比例,呼吸窘迫症状,颈部或锁骨上腺病以及CXR病变提示TB。PAANTHER TDA的准确性方面,在评分小于100的患者中,NPV=87.1%,而在评分大于100的患者中的PPV相关数据仍在整理中。

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结论


总体而言,PAANTHER算法在CLHIV的结核病诊断中具有较高可行性。评分可在手机中完成,具有使用方便的优点。PAANTHER算法便于更快进行治疗决策,有效降低CLHIV罹患结核的死亡率。

报道:何映霞、刘奇斌、李俊(武汉市肺科医院)

图片:金倩(武汉市肺科医院)

审校:刘宇红(临床中心)

编辑:孙玙贤(临床中心)



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