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)。