吳敏,周洪經(jīng),李志媛,張秀雯,孫海柏,張麗霞,陳懷永
1天津市海河醫(yī)院,天津300350;2國家中醫(yī)藥管理局中醫(yī)藥防治傳染病重點研究室
結(jié)核病是全球范圍內(nèi)致死的十大原因之一,每年有數(shù)百萬人患上結(jié)核病。據(jù)世界衛(wèi)生組織估算,2017年全球結(jié)核病潛伏感染人群約為17億,中國估算結(jié)核病新發(fā)患者數(shù)為88.9萬,估算結(jié)核病發(fā)病率為63/10萬,在30個結(jié)核病高負(fù)擔(dān)國家中估算結(jié)核病發(fā)病率排第28位。估計2017年全球有55.8萬人為耐利福平結(jié)核?。≧R-TB),而這些人中有82%為多重耐藥結(jié)核?。∕DR-TB)[1-4]??菇Y(jié)核一線藥物鏈霉素(SM)、異煙肼(INH)、利福平(RIF)、乙胺丁醇(EMB)有強殺菌作用,價格低廉,不良反應(yīng)少,可口服,是治療肺結(jié)核的基本用藥之一;相對于一線藥物來說,抗結(jié)核二線藥物卷曲霉素(CPM)、卡那霉素(KAN)、氧氟沙星(OFX)、對氨基水楊酸(PAS)臨床療效較差,毒性較大,主要用于對一線抗結(jié)核藥物不耐受者,一旦出現(xiàn)不良反應(yīng)應(yīng)立即停止服藥。因此,正確的抗結(jié)核藥物的選擇對結(jié)核病的治療起關(guān)鍵作用。目前檢測抗結(jié)核菌藥物敏感性實驗的金標(biāo)準(zhǔn)為改良羅氏比例法,它可以檢測SM、INH、RIF、E 4種抗結(jié)核一線藥物和CPM、KAN、OFX、PAS 4種二線藥物,但檢測藥物種類固定,且周期長。最低抑菌濃度法(MIC法)是一種比較新的藥敏檢測方法,可以檢測4種一線抗結(jié)核藥物和10種二線抗結(jié)核藥物[SM、INH、RFP、EMB、左氧氟沙星(Lfx)、阿米卡星(Am)、CPM、丙硫異煙胺(Pto)、力克肺疾(PI)、莫西沙星(Mfx)、Pas、利福布?。≧fb)、卡那霉素(KAN)、氯法齊明(Cfz)],其操作簡便,報告時間快,且準(zhǔn)確率高[5-7]。本研究采用MIC法藥敏試驗檢測129例分枝桿菌培養(yǎng)陽性菌株,并以改良羅氏比例法藥敏試驗為金標(biāo)準(zhǔn)作對照,分析MIC法檢測抗結(jié)核藥物的準(zhǔn)確性和符合率。
1.1 菌株、試劑及儀器 選取天津市海河醫(yī)院2019年6—8月結(jié)核科住院患者和門診患者培養(yǎng)分枝桿菌陽性菌株129份(參照結(jié)核分枝桿菌抗原檢測方法,即取1 mg/mL菌液100μL滴到檢測的樣本滴下部,15 min后觀察檢測板的判定部;檢測線及質(zhì)控線雙方都確認(rèn)出現(xiàn)紫紅色條帶判定為陽性,提示樣本中有結(jié)核菌的存在;檢測線處沒有出現(xiàn)紫紅色條帶,只在質(zhì)控線出現(xiàn)紫紅色條帶判定為陰性)。MIC分枝桿菌藥敏檢測試劑盒(培養(yǎng)法)購自珠海市銀科醫(yī)學(xué)工程股份有限公司,羅氏培養(yǎng)基和含藥羅氏培養(yǎng)基均購自杭州創(chuàng)新生物檢控技術(shù)有限公司結(jié)核分枝桿菌抗原檢測試劑盒(膠體金法)購自杭州創(chuàng)新生物檢控技術(shù)有限公司,標(biāo)本前處理液2%N-乙酰-L半胱氨酸-NaoH消化液(2%NaoH-NALC)購自珠海貝索生物科技股份有限公司。電熱恒溫培養(yǎng)箱購自上海森信實驗儀器有限公司,超聲比濁儀購自廣東體必康生物科技有限公司。
1.2 結(jié)核分枝桿菌的分離培養(yǎng) 患者標(biāo)本采用NALC法消化液前處理,取1~3 mL標(biāo)本于50 mL離心管中,加入2倍體積的前處理液消化震蕩15 s液化,靜置15 min,加入無菌生理鹽水至45 mL,然后以4 000 r/min速度離心20 min,棄去上清,在沉淀中加入1 mL的無菌生理鹽水,震蕩重懸,取100μL接種改良羅氏培養(yǎng)基2支,放置37℃恒溫培養(yǎng)箱培養(yǎng)。3 d觀察有無污染,以后每周觀察1次,2~3周后出現(xiàn)可見菌落可用于藥敏檢測[8]。
1.3 結(jié)核分枝桿菌的改良羅氏比例法藥敏試驗 取分枝桿菌陽性菌株,用一次性接種環(huán)取部分菌落至含2 mL生理鹽水的超聲比濁管中,調(diào)菌液濃度為1 mg/mL,分別取高稀釋度(10-4)菌液一環(huán),劃線接種空白對照培養(yǎng)基和含藥培養(yǎng)基(SM 4μg/mL、INH 0.2μg/mL、RFP 40μg/mL、EMB 2μg/mL、CPM 40μg/mL、PAS 1μg/mL、OFX 2μg/mL、KAN 30μg/mL);然后分別取低稀釋度(10-2)菌液一環(huán),劃線接種空白對照培養(yǎng)基和含藥培養(yǎng)基,37℃恒溫培養(yǎng)箱培養(yǎng),4周后觀察結(jié)果。質(zhì)控菌株H37RV作為全敏感標(biāo)準(zhǔn)菌株,由天津市疾病控制中心提供。計算耐藥百分比,耐藥百分比=含藥培養(yǎng)基上生長的菌落數(shù)/對照培養(yǎng)基生長的菌落數(shù)×100%,若耐藥百分比≥1%,則判斷為耐藥[8]。
1.4 結(jié)核分枝桿菌的MIC法藥敏試驗 分離獲得處于對數(shù)生長期的結(jié)核分枝桿菌,磨菌比濁至1 mg/mL。取出凍干雜菌抑制劑,將無菌稀釋液全部加入后充分搖勻。取出藥敏培養(yǎng)基及藥敏測試板,吸取100μL混合均勻的雜菌抑制劑加入藥敏培養(yǎng)基,充分混勻。用無菌吸嘴先分別吸取180μL藥敏培養(yǎng)基加入到A1或E1、B1或F1,分別作為1/10、1/100參照孔。用無菌吸嘴吸取200μL藥敏培養(yǎng)基加 入 到C1、D1或G1、H1作 為 陰 性 參 照 孔。取100μL菌液(1 mg/mL)加入到整支藥敏培養(yǎng)基中混勻。每孔加200μL含有菌液的藥敏培養(yǎng)基(除上述4孔),再吸20μL至A1或E1孔作為1/10參照孔,從A1或E1孔吸20μL至B1或F1作為1/100參照孔,蓋上盒蓋,用透明膠帶沿周邊封一圈后,置37℃培養(yǎng),7~10 d后觀察結(jié)果。孔底出現(xiàn)白色菌體沉淀為陽性[9],利用微生物常規(guī)藥敏試驗掃描系統(tǒng)可直接得到藥敏結(jié)果。耐藥判斷標(biāo)準(zhǔn)(最佳臨界值):SM 4μg/mL,INH 0.2μg/mL,RFP 4μg/mL,EMB 2.5μg/mL,Lfx 2μg/mL,Am 1μg/mL,CPM 2.5μg/mL,Pto 10μg/mL,PI 0.5μg/mL,Mfx 0.5μg/mL,Pas 2μg/mL,Rfb 0.75μg/mL,KAN 2.5μg/mL,Cfz 2μg/mL。
1.5 微量MIC法在結(jié)核分枝桿菌藥敏檢測中準(zhǔn)確性評估 以改良羅氏比例法藥敏實驗為金標(biāo)準(zhǔn),通過計算敏感度、特異度、陰性預(yù)測值、陽性預(yù)測值及其診斷符合率,以評價微量MIC法再分枝桿菌藥敏檢測中的準(zhǔn)確性。
改良羅氏比例法藥敏試驗結(jié)果:對于SM敏感菌有100株,耐藥菌有29株;對于INH敏感菌有101株,耐藥菌有28株;對于RFP敏感菌有109株,耐藥菌有20株;對于EMB敏感菌有118株,耐藥菌有11株;對于KAN敏感菌有124株,耐藥菌有5株;對于氨基水楊酸敏感菌有125株,耐藥菌有4株;對于OFX敏感菌有108株,耐藥菌有21株;對于CPM敏感菌有125株,耐藥菌有4株。
MIC法藥敏試驗結(jié)果對于SM敏感菌有103株,中敏菌有4株,耐藥菌有22株;對于INH敏感菌有102株,中敏菌有0株,耐藥菌有27株;對于RFP敏感菌有109株,中敏菌有1株,耐藥菌有19株;對于EMB敏感菌有117株,中敏菌有9株,耐藥菌有3株;對于左氧氟沙星敏感菌有112株,中敏菌有15株,耐藥菌有2株;對于阿米卡星敏感菌有124株,中敏菌有0株,耐藥菌有5株;對于CPM敏感菌有123株,中敏菌有6株,耐藥菌有0株;對于Pto敏感菌有127株,中敏菌有2株,耐藥菌有0株;對于PI敏感菌有116株,中敏菌有8株,耐藥菌有5株;對于莫西沙星敏感菌有111株,中敏菌有11株,耐藥菌有7株;對于對氨基水楊酸敏感菌有121株,中敏菌有4株,耐藥菌有4株;對于Rfb敏感菌有114株,中敏菌有14株,耐藥菌有1株;對于KAN敏感菌有116株,中敏菌有8株,耐藥菌有5株;對于氯法齊明敏感菌有128株,中敏菌有0株,耐藥菌有1株。
兩種檢測方法中,有7種藥物為其共有,以改良羅氏比例法藥敏試驗檢測為金標(biāo)準(zhǔn),MIC法中敏菌和耐藥菌合并為一組數(shù)據(jù),通過計算靈敏度、特異度、陰性預(yù)測值、陽性預(yù)測值及其診斷符合率結(jié)果表明;對于SM藥敏檢測的靈敏度為100.0%,特異度為97.1%,陽性預(yù)測值為89.6%,陰性預(yù)測值為100.0%,診斷符合率為97.7%;對于INH藥敏檢測的靈敏度為96.3%,特異度為98.0%,陽性預(yù)測值為92.8%,陰性預(yù)測值為99.0%,診斷符合率為97.7%;對于RFP藥敏檢測的靈敏度為95.0%,特異度為99.1%,陽性預(yù)測值為95.0%,陰性預(yù)測值為99.1%,診斷符合率為98.4%;對于EMB藥敏檢測的靈敏度為83.3%,特異度為99.1%,陽性預(yù)測值為90.9%,陰性預(yù)測值為98.3%,診斷符合率為97.7%;對于KAN藥敏檢測的靈敏度為38.5%,特異度為100.0%,陽性預(yù)測值為100.0%,陰性預(yù)測值為93.5%,診斷符合率為93.8%;對于氨基水楊酸藥敏檢測的靈敏度為50.0%,特異度為100.0%,陽性預(yù)測值為100.0%,陰性預(yù)測值為96.8%,診斷符合率為96.9%;對于CPM藥敏檢測的靈敏度為66.6%,特異度為100.0%,陽性預(yù)測值為100.0%,陰性預(yù)測值為98.4%,診斷符合率為98.4%。
結(jié)核病是由結(jié)核分枝桿菌感染引起的慢性傳染病,當(dāng)結(jié)核分枝桿菌侵襲數(shù)量達到一定程度,大于機體免疫力抵抗時容易引起疾?。?0],結(jié)核菌可能侵犯人體各種器官,但主要侵犯肺臟,引起肺結(jié)核病,呼吸道是其傳播主要途徑。傳染源是接觸排菌的肺結(jié)核患者,臨床上多呈慢性過程,常伴有低熱、乏力等全身中毒癥狀和咳嗽、咯血等呼吸系統(tǒng)表現(xiàn),常用結(jié)核菌素皮膚試驗(TST)進行篩查[11]。免疫力低下人群例如艾滋病、糖尿病患者更容易罹患該病[12-13],其他部位(頸淋巴、腦膜、腹膜、腸、皮膚、骨骼)也可繼發(fā)感染引起肺外結(jié)核[14]。2021年是開啟“十四五”規(guī)劃的第一年,距離實現(xiàn)聯(lián)合國“2030年可持續(xù)發(fā)展議程”結(jié)核病控制目標(biāo)和“2035年終止結(jié)核病流行”目標(biāo),只剩下10年和15年的時間,也將是結(jié)核病防治邁上新臺階的一年[15]。結(jié)核分枝桿菌是引起人類結(jié)核病的主要病原菌,是專性需氧的一類細(xì)菌,抗酸染色陽性,無鞭毛,有菌毛,有微莢膜但不形成芽孢,其細(xì)菌壁既沒有革蘭陽性菌的磷壁酸,也沒有革蘭陰性菌的脂多糖,細(xì)長略帶彎曲的桿菌,大小1~4×0.4μm。初次分離需要營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基。常用的有羅氏固體培養(yǎng)基,內(nèi)含蛋黃、甘油、馬鈴薯、無機鹽和孔雀綠等??兹妇G可抑制雜菌生長,便于分離和長期培養(yǎng)。蛋黃含脂質(zhì)生長因子,能刺激生長。根據(jù)接種菌多少,一般2~4周可見菌落生長。菌落呈顆粒、結(jié)節(jié)或花菜狀,乳白色或米黃色,不透明。作為胞內(nèi)致病菌,結(jié)核分枝桿菌在宿主細(xì)胞內(nèi)潛伏或增殖,其不僅能被宿主吞噬細(xì)胞所吞入,還可入侵以造血干細(xì)胞和間充質(zhì)干細(xì)胞為代表的干細(xì)胞[16]。
在我國結(jié)核菌藥敏檢測曾用絕對濃度法,但該方法對混懸液制備、接種量的要求非常嚴(yán)格,對操作者的技術(shù)要求較高,且此法未對“耐藥”“敏感”進行明確定義。因此,改進后羅氏比例法藥敏檢測被WHO推薦為金標(biāo)準(zhǔn),可對藥物靈敏度試驗中的接種量進行校正,通過配置1麥?zhǔn)蠁挝粯?biāo)準(zhǔn)濃度菌液,進行百倍稀釋和萬倍稀釋后接種含藥培養(yǎng)基,通過計數(shù)生長菌落數(shù)直觀的判定敏感、耐藥。同時檢測四種抗結(jié)核一線藥物SM、INH、RFP和EMB和四種二線藥物CPM、KAN、OFX和PAS,4周后觀察結(jié)果[17]。依據(jù)所得藥敏結(jié)果,將結(jié)核病患者耐藥分為以下四種。單耐藥:結(jié)核病患者感染的結(jié)核桿菌體外被證實對一種一線藥物抗結(jié)核藥物耐藥。多耐藥:結(jié)核病患者感染的結(jié)核桿菌體外被證實對不同時包括INH、RFP在內(nèi)的一種以上的一線抗結(jié)核藥物耐藥。耐多藥(MDR-TB):結(jié)核病患者感染的結(jié)核桿菌體外被證實至少對INH、RFP耐藥。嚴(yán)重耐多藥(XDR-TB):結(jié)核病患者感染的結(jié)核桿菌體外被證實除了至少對兩種主要一線抗結(jié)核藥物INH、RFP耐藥外,還對任何氟喹諾酮類抗生素(如氧氟沙星)產(chǎn)生耐藥,以及三種二線抗結(jié)核注射藥物(如CPM、KAN、丁胺卡那霉素等)中的至少一種耐藥。耐多藥結(jié)核病患者一般至少需要24個月的治療,重癥患者可能需要36個月的治療,但治愈率僅為50%~60%。這使得耐多藥結(jié)核病的經(jīng)濟負(fù)擔(dān)比非耐多藥結(jié)核病病例高出10~100倍。而使用二線藥物治療耐多藥結(jié)核病需要更長的時間,因為二線藥物更昂貴,副作用更多。因此,控制結(jié)核病多藥耐藥病例的比例,是我國公共衛(wèi)生工作的重中之重[18-19]。
表型檢測方法為金標(biāo)準(zhǔn),但檢測周期較長且藥物種類受限,目前只包括8種抗結(jié)核藥物。我們選擇MIC法的優(yōu)點為檢測所需時間較短,操作簡便,所需儀器設(shè)備簡單,可同時檢測多種抗結(jié)核藥物,滿足臨床需求,同時還可以得到菌株的MIC值,更有利于指導(dǎo)臨床用藥[5]。SCH?N等[20]研究表明,適用于大多數(shù)細(xì)菌病原體的MIC檢測標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)適用于結(jié)核分枝桿菌復(fù)合體。MIC試驗不同于常規(guī)藥敏試驗在單一臨界濃度下的藥敏試驗,它能定量地反映耐藥情況。研究[21]發(fā)現(xiàn),氟喹諾酮類藥物的MIC值增加與糖尿病、年齡>40歲與治療失敗顯著相關(guān),與耐多藥肺結(jié)核患者治療失敗相關(guān)。劉金娜[22]研究表明,微量液體培養(yǎng)基MIC法應(yīng)用于結(jié)核分枝桿菌藥敏試驗中與羅氏比例法有著良好的一致性,且檢測速度快,經(jīng)濟適用性好。馬小華等[23]發(fā)現(xiàn),采用基因芯片法進行NTM菌種鑒定,對不同類型菌種進行歸類,并采用微量稀釋法進行NTM藥物敏感試驗,依據(jù)CLSI標(biāo)準(zhǔn)判斷結(jié)果,計算藥物對細(xì)菌的MIC50和MIC90值,分析藥敏結(jié)果可以為臨床治療提供理論依據(jù)。本研究利用結(jié)核分枝桿菌MIC法和羅氏比例法藥敏檢測試劑盒檢測抗結(jié)核藥物靈敏度,比例法結(jié)果表明各種藥物耐藥率分別為SM 22.5%、INH 21.7%、RFP 15.5%、EMB 8.5%、KAN 3.9%、PAS3.1%、OFX 16.3%、CPM3.1%;MIC法 檢 測 結(jié) 果 為SM 20.2%、INH 20.9%、RFP 15.5%、EMB 9.3%、KAN 10.1%、PAS 6.2%、LFX 13.2%、MFX 14.0%、CPM 4.7%;兩種方法檢測結(jié)果較一致。其他抗結(jié)核藥耐藥率檢測結(jié)果為Cfz 0.8%、Pto 1.6%、PI 10.1%、Rfb 11.6%、AM 3.9%。與比例法藥敏結(jié)果相比,MIC檢測SM、INH、RFP、EMB、KAN、PAS、CPM藥物的符合率較高,分別為97.7%、97.7%、98.4%、97.7%、93.8%、96.9%、98.4%。在耐藥性檢測方面,以傳統(tǒng)比例法為金標(biāo)準(zhǔn),MIC法對于一線藥物耐藥檢測的靈敏度和特異度都較高,對于二線藥物檢測靈敏度較低,這可能與藥物作用機制不同有關(guān),可以進一步做藥物機制研究的臨床驗證。