基因芯片法在肺结核诊断中的临床应用价值
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基因芯片法在肺结核诊断中的临床应用价值陈蕾【摘要】目的探讨基因芯片技术在肺结核诊断中的应用价值。
方法采集641例肺结核患者的痰及 纤支镜冲洗液标本,同时进行抗酸染色法、MGIT液体培养法+微孔板比例法药物敏感性试验((简称“药敏试 验”)及基因芯片法检测,分析不同方法检测结核分枝杆菌(Mtb)及其异烟肼、利福平耐药性的敏感度、特异 度、阳性预测值、阴性预测值和kappa值。
不同方法之间Mtb及耐异烟肼、耐利福平、耐多药阳性检出率的比 较采用X2检验'<〇.〇5为差异有统计学意义。
结果基因芯片法敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值 和kappa值均较高。
基因芯片法Mtb阳性检出率54. 91 %高于涂片法27. 61 %,与液体培养法60. 06%比较差 异无统计学意义。
基因芯片法和药敏试验检测Mtb耐异烟肼、耐利福平、耐多药阳性检出率,两者比较差异 无统计学意义。
结论基因芯片法在检测Mtb及其耐药性方面与传统液体培养法和药敏试验相比,有较高 的敏感度和特异度,检测时间短,一致性高,值得临床应用推广。
【关键词】基因芯片技术;肺;结核分枝杆菌;诊断Gene chip in diagnosis of pulmonary tuberculosis and its clinical application value CHEN Lei Public Healthy Clinical Medical Center of Chengdu, Chengdu, Sichuan 610000,China[Abstract] Objective To explore the application value of gene chip technology in diagnosis of pulmonary tuberculosis. Methods The data of 641 cases of pulmonary tuberculosis patients with sputum and bronchoscopic lavage specimens were detected by acid fast stain, MGIT liquid ( ( hereinafter referred to as " drug sensitive test" ) detection and gene chip method. Their drug sensitivity, specificity, positive predictive value, negative predictive value and Kappa value of Mycobacterium tuberculosis ( Mtb) , isoniazid and rifampicin were analyzed, and the results were analyzed by X2 test among different groups. P < 0. 05 difference was statistically significant. Results The sensitivity, specificity, positive predictive value, negative predictive value and Kappa value were higher for gene chip method. The positive rate of Mtb was 54. 91% in the gene chip group, which was higher than 27. 61% of the smear method group ( P < 0. 05 ) and similar with 60. 06% of the liquid culture method group. There was no significant difference in the positive rate of isoniazid, rifampin and multi-drug resistance of Mtb between the gene chip group and the drug sensitive test group. Conclusion Gene chip method has high sensitivity and specificity and consistency in detection of Mtb and its drug resistance, which is worthy of widely clinical application.[Key words] gene chip technique; pulmonary;Mycobacterium tuberculosis;diagnosis结核病的病原学诊断,目前临床上还是主要依 赖于传统的涂片法和培养法。
涂片法敏感度较低,特异度较差;作为金标准的液体培养法加药物敏感 性试验(简称“药敏试验”)方法耗时长,需要4 - 8 周才能获得结果,且程序繁琐,重复性差,对结核病 尤其是耐药结核病的早期诊断治疗带来了障碍[1]。
因此,临床迫切需要一种新型、快速、准确的检测方 法,快速完成结核分枝杆菌(Mtb)检测及耐药性分 析,为临床治疗争取时间。
近年来应用分子生物学doi:10.3969/j.issn. 1009 -6663.2017.010.038作者单位:610000四川成都,成都市公共卫生临床医疗中心(净居寺院区)诊断技术检测M tb成为传统诊断方法的重要补充,也是结核病快速诊断主要的研究方向[2]。
基因芯 片技术是一种新型核酸检测方法,可快速检测结核 分枝杆菌耐利福平和异烟肼3个基因(r〇PB、KatG、mhA)的常见突变位点,并鉴定非结核分枝杆菌属。
本研究将基因芯片法与传统痰涂片检查、液体培养 法做比较,对该技术检测痰和纤支镜冲洗液标本中 结核分枝杆菌的效果和临床价值进行评价。
资料与方法一、标本来源采集2015年11月至2016年11月住院肺结核患者痰及纤支镜冲洗液标本,排除检测失败、污染等因素,实际纳入标本共计641例,其中有痰者取痰液 536例,无痰者行纤维支气管镜检查取纤支镜冲洗 液105例。
对标本同时进行抗酸染色镜检、液体MGIT 培养+药敏试验和基因芯片检测。
二、研究方法1. 涂片检查:采用萋-尼氏染色法,并遵照《痰涂片镜检标准化操作及质量保证手册》[3]的要求进行操作。
2.液体培养检查:采用BACTEC MGIT 960培养基,按照《分枝杆菌分离培养标准化操作程序及质 量保证手册》[4]的要求进行培养,所有涂片标本均 进行培养检查。
3. 药敏试验:经BACTEC MGIT 960快速培养后 分离的阳性菌株,采用微孔板比例法,按照《结核分 枝杆菌药物敏感性试验标准化操作程序及质量保证手册》[5]的要求进行药敏试验。
4. 基因芯片法:利用仪器对患者标本经过标本 处理-核酸提取-PCR 扩增-杂交反应-芯片扫 描-自动判读,发现突变的耐药基因。
根据M tb 的 耐药性与基因突变有关的分子机制,通过检测位点 的突变情况判断耐药性,如利福平耐药相关基因 ropB 、异烟肼耐药相关基因KatG 、inhA 。
如果耐药 相关基因为野生型,判断为相应药物敏感,如耐药相 关基因为突变型,判断为相应药物耐药。
5. 试剂与仪器试剂:试验所用染色液、药敏试验用培养基均由 珠海贝索生物技术有限公司提供。
基因芯片法试剂 包括晶芯分枝杆菌核酸检测试剂盒(PCR -荧光探针 法)、晶芯分枝杆菌菌种鉴定试剂盒、晶芯M tb 耐药 基因检测试剂盒(D N A 微阵列芯片法)、核酸提取 液、PCR 扩增试剂、杂交缓冲液、配套基因芯片等购 自北京博奥生物有限公司仪器:晶芯ExtractTM 核酸快速提取仪、Capital -Bio 基因芯片杂交盒、 BioMixerTM 芯片杂交仪、 AB 17500PCR 扩增仪、Slide-WasherTM 芯片洗干仪、Lux -ScanTMlOK -B 微阵列芯片扫描仪等均购自北京博奥生物有限公司。
6. 统计学分析:应用SPSS 13.0软件进行统计 学分析。
以液体培养法为金标准,计算涂片法、基因 芯片法检测M tb 的敏感度、特异度、阳性预测值、阴 性预测值。
以药敏试验为金标准,计算基因芯片法 检测异烟肼、利福平耐药性的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值。
不同方法检测结果的一致性 用kappa 检验判别(kappa >0. 75具有高度一致性, 0. 75 > kappa 為0. 4 具有较好一■致性,kappa < 0. 4 具 有较差一致性)。
不同方法之间M tb 及异烟肼、利福平、耐多药阳性检出率的比较采用x 2检验,^ < 〇.〇5为差异有统计学意义。
结 果一、采用涂片法、培养法、基因芯片法检测分杆囷结果641例标本(痰536例,纤支镜冲洗液105例)同时采用三种方法检测Mtb ,以液体培养法检测结 果为金标准,基因芯片法检测技术的敏感度、特异 度、阳性预测值、阴性预测值分别为86.23% (332/ 385 )、92. 19% ( 236/256 )、94. 32% ( 332/352 )、81. 66% (236/289),kappa 检验,K =0. 77,两者具有 高度的一致性;抗酸染色涂片法检测技术的敏感度、 特异度、阳性预测值、阴性预测值分别为45. 71% (176/385 )、99. 61% ( 255/256 )、99. 44% ( 176/ 177)、54. 96% (255/464),kappa 检验,K = 0. 40,两者具有较好的一致性(见表1)。
二、 采用药敏试验、基因芯片法检测M tb 异肼、利福平耐药性结果641例标本通过培养共获得385例阳性M tb 菌 株。
排除耐药检测失败等因素,可比对的332例Mtb (痰257例,纤支镜冲洗液75例)以药敏试验检测异烟肼、利福平耐药结果为金标准,基因芯片法检 测异烟肼、利福平耐药的敏感度、特异度、阳性预测 值、阴性预测值分别为75. 41% (46/61)、99. 63% (270/271)、97. 87% (46/47)、94. 74% (270/285)和 79. 17% (38/48) ,97. 54% (277/284) ,84. 44% (38/ 45)、96. 52% (277/287)。