溫保江　周正華　梁志勇　李軍　溫文沛　郭卉欣

當(dāng)前，我國基層機構(gòu)實驗室病原學(xué)診斷肺結(jié)核的陽性率僅為30%左右，診斷的規(guī)范性和準(zhǔn)確性不足，且由于肺結(jié)核臨床表現(xiàn)復(fù)雜多樣，出現(xiàn)了對菌陰肺結(jié)核過診率較高的現(xiàn)象[1]。因此，在肺結(jié)核診斷中，大部分患者的確診需要依靠其他間接診斷項目進(jìn)行綜合診斷[2]。綜合診斷需基于患者臨床診療中的所有信息，包括病癥發(fā)生、發(fā)展過程中的基礎(chǔ)疾病史、治療史、接觸史、臨床過程中的局部及全身癥狀、試驗性治療結(jié)果，以及影像學(xué)、病原學(xué)、免疫學(xué)、血清學(xué)檢查等資料綜合分析做出診斷。筆者通過基于大數(shù)據(jù)建立臨床肺結(jié)核綜合診斷模型的研究，以提高結(jié)核病的診斷效能。

對象和方法

一、 研究對象

從廣東省清遠(yuǎn)市慢性病防治醫(yī)院結(jié)核病區(qū)和呼吸病區(qū)每個月(2016年1月至2017年12月)按照分層隨機抽樣方法選取臨床檢查項目資料完整的患者15～20例，共計345例。最終確診初治活動性肺結(jié)核患者198例(肺結(jié)核組)，其中男92例(46.46%)、女106例(53.54%)，年齡10～94歲，平均(48.67±36.18)歲；非肺結(jié)核患者147例(非肺結(jié)核組，含陳舊性肺結(jié)核)，其中男77例(52.38%)、女70例(47.62%)，年齡19～88歲，平均(57.74±30.85)歲。

收集所有患者臨床資料，包括胸部X線攝影(胸片)表現(xiàn)(病灶范圍、有無空洞)、結(jié)核菌素皮膚試驗(PPD試驗)、血白細(xì)胞(WBC)計數(shù)、血清白蛋白、痰涂片、痰培養(yǎng)、痰GeneXpert MTB/RIF檢測(GeneXpert)、結(jié)核感染T細(xì)胞斑點試驗(T-SPOT.TB)檢查結(jié)果，以及臨床癥狀體征(咳嗽、咯血、體質(zhì)量下降、乏力)和相關(guān)病史(結(jié)核病病史、吸煙史、糖尿病病史)等臨床資料數(shù)據(jù)。

病灶范圍的數(shù)據(jù)記錄采用雙肺6分法(即左右肺各上中下三個肺野)，用1～6數(shù)字賦值患者的病灶范圍大??；空洞的數(shù)據(jù)只記錄有或無空洞存在，賦值1表示有、0表示無；PPD試驗的結(jié)果數(shù)據(jù)記錄賦值0表示陰性、1表示弱陽性、2表示陽性、3表示強陽性(含有水皰)；WBC計數(shù)、血清白蛋白用實際結(jié)果數(shù)據(jù)表示；痰涂片、痰培養(yǎng)、痰GeneXpert檢測、T-SPOT.TB檢測，以及臨床癥狀體征(咳嗽、咯血、體質(zhì)量下降、乏力)和相關(guān)疾病史(如結(jié)核病病史、吸煙史、糖尿病病史等)等各項結(jié)果數(shù)據(jù)均賦值0表示陰性(無)，賦值1表示陽性(有)。具體見表1。

二、研究方法

1.肺結(jié)核診斷標(biāo)準(zhǔn)：按照《肺結(jié)核診斷和治療指南》[3]中綜合診斷的方法。

2.檢驗項目: (1)T-SPOT.TB: 采用免疫斑點法的γ-干擾素釋放試驗(IGRA)，嚴(yán)格按照英國牛津結(jié)核感染T細(xì)胞檢測試劑盒說明書進(jìn)行[2]。(2)血清白蛋白：采用溴甲酚綠法[2]，在全自動生化分析儀日常維護(hù)并定標(biāo)后，將收集的新鮮血清放入儀器中進(jìn)行檢測；正常值：成人40～55 g/L。(3)WBC計數(shù): 采用電子血細(xì)胞計數(shù)儀。正常值：成人4×109～10×109/L。(4)痰涂片：采用萋-尼染色鏡檢法[4]，將痰標(biāo)本進(jìn)行涂片，痰膜干燥后固定，滴加碳酸復(fù)紅，火焰加熱到出現(xiàn)蒸汽后，脫離火焰，保持染色5 min，再用5%鹽酸乙醇脫色及亞甲基藍(lán)復(fù)染，自然干燥后進(jìn)行鏡檢。(5)痰培養(yǎng)：采用改良羅氏固體培養(yǎng)法[4]，將1～2倍的4% NaOH溶液加入痰標(biāo)本前處理管中，渦旋振蕩，靜置15 min，在每支培養(yǎng)基接種0.10～0.15 ml處理后的痰標(biāo)本，接種后37 ℃恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)。(6)痰GeneXpert檢測：采用半巢式全自動實時熒光定量PCR檢測方法[4]，取1 ml痰液樣本，按照1∶2體積，加入2 ml樣品處理液，在渦旋混合器上振蕩5 s，室溫放置15 min，用吸管吸取2 ml處理好的標(biāo)本到試劑盒中即可進(jìn)行測試。

3. 其他項目：(1)胸片：分為兩個觀察指標(biāo)，一是肺結(jié)核病灶部位。觀察肺部病灶侵范肺野的范圍大小[5]；二是空洞病灶形成。因為肺結(jié)核病理性增殖超過一定程度易發(fā)生壞死溶解而形成空洞，在肺部疾病中具有一定的特征性[5]。(2)PPD試驗：采用國際通用的皮內(nèi)注射法，由護(hù)士操作將卡介菌純蛋白衍生物(BCG-PPD)0.1 ml(5 IU)緩緩注入患者左前臂掌側(cè)中部中央皮內(nèi)，使局部出現(xiàn)6～8 mm大小的圓形橘皮樣皮丘[3]。由護(hù)士專人負(fù)責(zé)PPD試驗結(jié)果觀察測量記錄，采集72 h的皮膚硬結(jié)大小[(橫徑+縱徑)/2 mm]數(shù)據(jù)。皮試液全部使用有效期內(nèi)的卡介菌純蛋白衍生物BCG-PPD(成都生物制品研究所生產(chǎn))。(3)臨床癥狀：肺結(jié)核典型的臨床癥狀有咳嗽、咯血、胸痛、呼吸困難、消耗性體質(zhì)量下降，以及全身結(jié)核中毒表現(xiàn)(如低熱、納差、乏力等)，本研究選擇了咳嗽、咯血、體質(zhì)量下降、乏力等觀察項目。

表1　各項臨床資料在兩組患者中的分布情況

注括號外數(shù)值為患者例數(shù)，括號內(nèi)數(shù)值為構(gòu)成比(%)

三、統(tǒng)計學(xué)分析

采用SPSS 19.0軟件包對兩組患者的各項檢查項目指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析。肺結(jié)核組賦值1，非肺結(jié)核組賦值0，對兩組病例樣本應(yīng)用非條件logistic 回歸模型分析，探索肺結(jié)核組和非肺結(jié)核組兩組樣本人群具有獨立鑒別診斷(無交互性，P<0.05)的臨床資料及檢查項目。以肺結(jié)核組和非肺結(jié)核組兩組樣本為訓(xùn)練樣本(即對含有兩種不同疾病的各自特質(zhì)屬性的樣本，可通過判別分析方法建立起一個判別函數(shù)式)[6]，應(yīng)用Fisher精確概率法準(zhǔn)則下的判別分析方法(Discriminant)，建立判別兩組患者的數(shù)學(xué)函數(shù)模型；采用兩組函數(shù)值Z的95%可信域重疊區(qū)間的中點值C為分界值C(見圖1), 當(dāng)個體Z≤C時，判為非肺結(jié)核疾??；當(dāng)Z≥C時，判為肺結(jié)核。最后，用常規(guī)診斷方法對所建判別函數(shù)模型的判別結(jié)果作回顧性考核[7]，估計其假陽性率、假陰性率和總錯判率?；貧w模型中各變量在兩組之間差異的統(tǒng)計推斷，均以P<0.05 為兩組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié)　　果

1.兩組患者臨床檢查項目情況：通過兩組患者臨床數(shù)據(jù)(表1)建立非條件logistic回歸模型，利用模型找到具有獨立區(qū)分性的臨床資料及檢查項目(為P<0.05的變量)。具體見表2。

從表2分析顯示，肺結(jié)核組與非肺結(jié)核組患者在性別(X1)、結(jié)核病病史(X5)、血白細(xì)胞計數(shù)(X8)、GeneXpert檢測(X11)、痰培養(yǎng)(X13)、T-SPOT.TB檢測(X14)、PPD試驗(X15)、體質(zhì)量下降(X17)等8個變量差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P值均<0.05)，具有獨立的鑒別性作用；其中在GeneXpert檢測(X11)、痰培養(yǎng)(X13)、T-SPOT.TB檢測(X14)、PPD試驗(X15)、體質(zhì)量下降(X17)項目上，肺結(jié)核組比非肺結(jié)核組差異性更明顯(β值均>0，即該5種臨床特點是肺結(jié)核鑒別診斷中的陽性表現(xiàn)；在GeneXpert檢測(X11)、痰培養(yǎng)(X13)、T-SPOT.TB檢測(X14)、體質(zhì)量下降(X17)項目上，OR值均>2，對診斷肺結(jié)核具有顯著優(yōu)勢。同時，在性別(X1)、結(jié)核病病史(X5)、血白細(xì)胞(X8)項目上非肺結(jié)核組比肺結(jié)核組鑒別性顯著增強(β值均<0)，即該3種臨床觀察項目是診斷非肺結(jié)核疾病的有意義指標(biāo)。

表2　兩組患者臨床觀察項目數(shù)據(jù)的非條件logistic回歸模型分析

2.建立肺結(jié)核組與非肺結(jié)核組患者的判別函數(shù)模型：對訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)運行SPSS 19.0軟件包中分析功能中的判別分析(Discriminant)，可得如下判別函數(shù)式中各項的系數(shù)，見表3。

則判別函數(shù)模型表達(dá)式[8]為：Z=-0.620-0.424X1+0.386X4-1.286X5+…+0.255X15+0.559X17

3.計算分界值C和建立判別準(zhǔn)則；把多變量的分類問題，轉(zhuǎn)換成對于單個變量Z的分類問題，只需確定一個分界值C，當(dāng)個體Z≤C時，判為非肺結(jié)核疾?。划?dāng)Z≥C時，判為肺結(jié)核，見表4、圖1。為確定分界值C，本研究取兩組患者Z值的95%可信區(qū)間之間中點值C，兩類各自錯判的機會近似相等，便于操作。

4.判別函數(shù)模型的回顧性考核結(jié)果:使用同份樣本對所建函數(shù)模型進(jìn)行回顧性考核。考核獲得較高符合率時，才能認(rèn)為此判別準(zhǔn)則有較強的判別能力，具體見表5。

表5中考核結(jié)果顯示，建立的判別函數(shù)模型對非肺結(jié)核的錯判率為16.33%，準(zhǔn)確判別率為83.67%；對肺結(jié)核的錯判率為20.71%，準(zhǔn)確判別率達(dá)79.29%。

判別界值C=-0.493～-0.500 圖1　兩組Z值95%可信域重疊區(qū)間的中點值C示意圖

討　　論

當(dāng)前，我國基層醫(yī)院肺結(jié)核診斷患者中有病原學(xué)依據(jù)的比率不高，約為30%左右，大部分病原學(xué)檢測陰性的肺結(jié)核患者主要是依靠臨床醫(yī)師對患者疾病特點的綜合分析后的經(jīng)驗性診斷，其主觀性大，誤診率高[9]，尤其是參加工作時間不長缺乏經(jīng)驗的年輕醫(yī)生。過高的誤診率已影響了疾病預(yù)防控制部門對地區(qū)疫情的準(zhǔn)確評估，無論是臨床需要上，還是公共衛(wèi)生管理需要上看，如何提高肺結(jié)核的診斷質(zhì)量已成為迫切需要解決的科學(xué)問題。本研究應(yīng)用大數(shù)據(jù)信息，使用包括痰涂片、痰培養(yǎng)檢測病原體結(jié)果在內(nèi)的全面的臨床數(shù)據(jù)信息，研究提出肺結(jié)核診斷的數(shù)學(xué)診斷模型，所建立的診斷函數(shù)模型對非肺結(jié)核疾病的準(zhǔn)確判別率為83.67%；對肺結(jié)核的準(zhǔn)確判別率達(dá)79.29%，達(dá)到實踐應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)，為提高肺結(jié)核診斷質(zhì)量提出創(chuàng)新性思路。

表3　訓(xùn)練樣本建立判別函數(shù)的各項系數(shù)

表4　兩組患者利用Z值判別分界值的確定

表5　兩組患者判別函數(shù)模型預(yù)測的回顧性考核結(jié)果

本研究結(jié)果顯示，肺結(jié)核與其他呼吸道疾病比較，在臨床表現(xiàn)上具有一定的特征性差異，如肺結(jié)核組與非肺結(jié)核組在性別、結(jié)核病病史、WBC計數(shù)、 GeneXpert檢測、體質(zhì)量下降、痰培養(yǎng)、 T-SPOT.TB檢測、PPD試驗等表現(xiàn)不同；尤其在GeneXpert檢測、痰培養(yǎng)、 T-SPOT.TB、體質(zhì)量下降方面，肺結(jié)核比非肺結(jié)核的臨床表現(xiàn)顯著增強。在WBC計數(shù)方面，非肺結(jié)核組比肺結(jié)核組診斷意義顯著增強，而結(jié)核病患者在PPD試驗、體質(zhì)量下降方面的診斷意義增強，在WBC計數(shù)上表現(xiàn)不突出，這可能與肺結(jié)核是消耗性感染性疾病有關(guān)，體現(xiàn)了肺結(jié)核慢性增殖性炎癥的病理特點[10]。而對于非結(jié)核性疾病而言，出現(xiàn)WBC計數(shù)升高而血清白蛋白處于正常水平，則體現(xiàn)了急性炎性的特點表現(xiàn)[11-12]。本研究所建立的基于大數(shù)據(jù)下(即系統(tǒng)全面的臨床信息)把握權(quán)重較大的檢查指標(biāo)構(gòu)建肺結(jié)核的診斷數(shù)學(xué)模型，判別準(zhǔn)確率達(dá)80%以上，個體測得Z值越大，越傾向于結(jié)核病診斷，為臨床醫(yī)師提供科學(xué)的新診斷工具。

活動性肺結(jié)核患者在抗結(jié)核藥物治療后，機體會在一段相當(dāng)長的時間內(nèi)呈陽性狀態(tài)，再逐漸下降，這一狀態(tài)會影響臨床醫(yī)師對某一疾病的診斷印象，所以在結(jié)核病臨床綜合診斷中應(yīng)注意陳舊性肺結(jié)核或過去潛伏感染造成假陽性的因素。本研究發(fā)現(xiàn)，作為新診斷技術(shù)的T-SPOT.TB在肺結(jié)核組患者中的陽性優(yōu)勢比是非肺結(jié)核組患者的5.769倍(OR值)，而PPD試驗僅為1.503倍(OR值)。臨床醫(yī)師憑借基于患者各方面臨床表現(xiàn)的綜合印象而作出稍顯主觀性的診斷決策，勢必存在誤診和漏診的機會[13]。盡管目前T-SPOT.TB檢測還不能有效鑒別結(jié)核潛伏感染和活動性結(jié)核病，部分存在斑點數(shù)重疊現(xiàn)象[14]，但因其在結(jié)核病診斷中的敏感度和準(zhǔn)確度均較PPD試驗更高，在檢測結(jié)核感染方面具有高敏感度、高特異度，且具有體外全血檢測的優(yōu)勢，將其作為當(dāng)前結(jié)核醫(yī)療領(lǐng)域中比較熱點的新診斷技術(shù)[11]，并作為結(jié)核感染篩查和結(jié)核潛伏感染篩查的重要檢測手段[15-16]，對結(jié)核病的診斷仍具有重要意義。因此，在大數(shù)據(jù)理念下的肺結(jié)核綜合診斷模型中，T-SPOT.TB檢測結(jié)果應(yīng)是一個值得重視的指標(biāo)。

本研究是通過大數(shù)據(jù)應(yīng)用，利用統(tǒng)計學(xué)方法對缺乏特征性病原學(xué)診斷依據(jù)(結(jié)核分枝桿菌陽性依據(jù))的疾病，擬合臨床專家綜合診斷思維方式所建立起來的計量化診斷模型，其影響因素包括訓(xùn)練樣本充足與否，最優(yōu)方法應(yīng)是一半用于學(xué)習(xí)性建立判別函數(shù)式，另一半用于對模型的診斷效能進(jìn)行前瞻性考核[17]。對高于80%的正確判別率視為可在實際工作中應(yīng)用。本研究所建模式對肺結(jié)核的準(zhǔn)確判別率達(dá)79.29%，對非肺結(jié)核的準(zhǔn)確判別率為83.37%，提示本研究樣本量不足，對模型的準(zhǔn)確性、實用性存在一定的影響，需在后續(xù)研究中加以改進(jìn)，以不斷提高肺結(jié)核診斷數(shù)學(xué)模型的診斷效能。因其函數(shù)模型的各系數(shù)的調(diào)整依賴高質(zhì)量的臨床病例資料的增加補充，具有學(xué)習(xí)性智能性質(zhì)，為未來診斷模型的軟件化開發(fā)應(yīng)用拓展寬廣的前景，更好地服務(wù)于結(jié)核病防治工作。

志謝廣州市胸科醫(yī)院醫(yī)學(xué)信息統(tǒng)計師梁國添碩士對本研究統(tǒng)計學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了審核

[1] 屠德華.痰涂片陰性肺結(jié)核流行病學(xué)意義的評價.中華結(jié)核和呼吸雜志,2005，28(10):670-671.

[2] 府偉靈,徐克前.臨床生物化學(xué)檢驗.5版.北京：人民衛(wèi)生出版社，2012.

[3] 中華醫(yī)學(xué)會結(jié)核病學(xué)分會.肺結(jié)核診斷和治療指南.中華結(jié)核和呼吸雜志，2001,24(2):70-74.

[4] 趙雁林，中國防癆協(xié)會基礎(chǔ)委員會.結(jié)核病實驗室診斷技術(shù)培訓(xùn)教程.北京：人民衛(wèi)生出版社,2014.

[5] 溫文沛,許慶敏，梁國添. 涂陰肺結(jié)核綜合診斷數(shù)學(xué)模型建立及初步評價.廣東醫(yī)學(xué),2011,32(7):845-847.

[6] 屠德華,潘毓萱,朱莉貞.痰菌陰性肺結(jié)核的診斷和治療座談會紀(jì)要.中華結(jié)核和呼吸雜志,1995,18(6):324-327.

[7] 方積亁. 判別分析的驗證.生物醫(yī)學(xué)研究的統(tǒng)計方法.北京：高等教育出版社，2007：421-422.

[8] Greco S, Girardi E, Navarra A,et al.Curren evidence on diagnostic accuracy of commercially based nucleic acid amplification tests for the diagnosis of pulmonary tuberculosis. Thorax,2006,61:783-790.

[9] Flores LL, Pai M, Colford JM Jr,et al. In-house nucleic acid amplification tests for the detection ofMycobacteriumtuberculosisin sputum specimens: meta-analysis and meta-regression.BMC Microbiol, 2005,5:55.

[10] 彭衛(wèi)生,王英年,肖成志. 新編結(jié)核病學(xué). 北京:中國醫(yī)藥科技出版社,1994:332.

[11] 溫文沛,孔慶端.現(xiàn)代醫(yī)師心理人格數(shù)學(xué)模型的建立及測評.醫(yī)學(xué)與哲學(xué)(臨床決策論壇版),2010,31(8):64-66.

[12] 溫文沛,譚耀駒,許婉華,等.初治肺結(jié)核患者外周血CD4+/CD8+T細(xì)胞、IgG/IgM抗體與感染程度的相關(guān)性.廣東醫(yī)學(xué),2007,28(8):1268-1270.

[13] 秦光祖,閻萍,徐茹,等.三指標(biāo)聯(lián)合檢測對痰涂片陰性肺結(jié)核診斷價值的探討.中國防癆雜志,1997,19(2):94-95.

[14] 李輝.恒溫擴增技術(shù)在結(jié)核病診斷中的應(yīng)用.結(jié)核病與肺部健康雜志,2017，6(2)：102-105.

[15] 張志勇,毛志方,王芹. 三種檢測方法在結(jié)核感染診斷中的比較研究. 基層醫(yī)學(xué)論壇,2017,21(7):845-846.

[16] 田瑞雪,馬麗萍,武紅莉,等. γ-干擾素釋放試驗在結(jié)核診斷中的價值. 臨床薈萃，2017,32(6):507-510,514.

[17] 楊建蓉,楊紅. T-SPOT.TB 和TST 在結(jié)核診斷中的臨床意義. 醫(yī)學(xué)綜述, 2015,21(12):2279-2281.