文摘
诊断原发性纤毛运动障碍(PCD)缺乏一个“黄金标准”测试,因此基于组合的测试包括鼻一氧化氮(nNO),高速视频显微镜分析(HSVMA)基因分型和透射电子显微镜(TEM)。很少有公布的数据对这种方法的准确性。
连续使用前瞻性收集的数据从654年金刚石诊断病人我们计算敏感性和特异性为个人和结合测试策略。不是所有的病人接受了所有的测试。
HSVMA拥有很高的敏感性和特异性(分别为100%和93%)。TEM特定的100%,但是21%的PCD患者正常的超微结构。nNO(30问·分钟−1截止)有很好的敏感性和特异性(分别为91%和96%)。同时测试使用HSVMA和TEM特殊敏感的100%和92%。
总之,组合测试被发现是一个高度精确的方法诊断PCD。HSVMA仅具有良好的准确性,但需要大量的专业知识,经常需要重复抽样或细胞培养。TEM是特定但错过21%的病例。nNO(≤30问·敏−1)也有助于诊断过程。在隔离nNO筛查截止会想念∼10%的情况下,但在结合HSVMA可能进一步减少不必要的测试。标准化的测试中心之间未来的优先级。
文摘
组合测试中仍然是最准确的诊断方法,但需要标准化http://ow.ly/TLEDu
介绍
最新进展在诊断原发性纤毛运动障碍的患者(PCD)包括网络专家开发protocol-driven测试(1- - - - - -4),国际共识指南(5和已知PCD-related基因的快速扩张3]。
没有“金本位”测试金刚石,因此欧洲共识指南(2009)(5)推荐的组合测试包括鼻一氧化氮(nNO)筛选4,6),高速视频显微镜分析(HSVMA)纤毛的拍频(CBF)和模式(CBP) [7- - - - - -10)和透射电子显微镜(TEM)分析纤毛超微结构(11,12]。再分析淹没后(13)或气液界面(ALI) (14)文化可能有用排除次要纤毛运动障碍或金刚石时确认分析的主要样本是不正常的,并且可能提供额外的纤毛如果主样本是不够的。2009年指南(5)也暗示潜在兼职教授诊断包括免疫荧光标签的纤毛蛋白(15),肺radioaerosol黏膜纤毛的清除(16,17)和基因分型。自2009年以来已经有了快速的进步金刚石(基因的发现1,3),从而使基因检测在一些国家突出的位置,但是目前没有英语公共医疗系统的资助。金刚石服务英语1,18金刚石使用nNO)诊断,HSVMA和TEM,阿里文化后再分析不确定的和积极的样本。
几篇文章报道的准确性测试诊断的纤毛运动,但没有考虑所有可用的诊断数据。大多数报告未能包括相当数量的“不确定”的结果(19]。本研究的目的是确定PCD诊断测试的准确性(nNO HSVMA和TEM)单独行使或者结合起来使用时,基于连续大量前瞻性研究病人的诊断测试。
方法
地方和国家研究和发展和伦理批准获得(南安普顿和南西汉普郡研究伦理07 / Q1702/109)。
参与者
868年连续被称为国家纤毛运动中心南安普顿大学医院(呃)2007年和2013年之间的诊断测试;654包含了足够的数据和样本。人口服务中心主要是白种人和nonconsanguineous。患者参加了超高频或样品快递到超高频卫星转诊中心,没有nNO试销。
病人和样品
病人被要求一直免费的感染≥4周。呃,人口和临床使用一个标准的形式记录历史。在超高频nNO测量(20.)使用化学发光分析仪(NIOX Flex;Aerocrine瑞典索尔纳)从鼻孔吸气鼻空气0.3 L·分钟−1在屏息余地。根据经验,自2007年以来,我们已经考虑了任意切断的≤30问·敏−1。nNO测量后,鼻毛刷活检为HSVMA提供了上皮细胞,TEM和阿里的文化。
卫星中心完成病人的形式发票、刷活检是快递到呃。细胞HSVMA和阿里文化在缓冲介质运输在3 h,而固定样本TEM接受更长的运输时间。
实验室分析
HSVMA和TEM分析了盲评的PCD-specialist显微镜专家(在线补充材料)。至少六个健康的纤毛上皮记录以每秒500帧(fps)。序列在30帧回放观察CBP CBF和计算。CBP是定性评估正常,运动障碍的(静态、不协调,旋转,减少打振幅,减缓或hyperfrequent), valid-inconclusive尽管足够的样本或invalid-inconclusive由于样本不足。HSVMA只是正常的报道如果CBF(正常范围11日至20日Hz)和CBP是正常的。
进行了TEM分析如果HSVMA是异常或不确定。≥100纤毛成像在横剖面×60 000放大axonemal结构的评估。使用内部规范数据,定量分析确定纤毛超微结构正常,不正常,valid-inconclusive或inadequate-inconclusive。HSVMA和/或TEM是阿里文化或重复后重新进行活检,除非结果正常。
诊断决策
综述了数据在多学科团队会议,出席了一个临床医生,HSVMA显微镜工作者和TEM显微镜工作者。所有临床诊断结果和诊断数据被认为当同意PCD-positive, PCD-negative或不确定。
积极诊断报告典型的病史,患者通常至少有两个异常诊断测试(TEM, HSVMA和nNO),但患者的一个强大的历史(如。兄弟姐妹与纤毛运动或“完整”临床表型(如。新生儿呼吸窘迫到期之后,每日湿咳嗽,持续的鼻炎和胶水的耳朵,通常与事件相关的上、下呼吸道感染),我们偶尔报道积极的诊断基于“标志”TEM或重复HSVMA与纤毛运动一致。CBP被认为是积极的,如果模式是典型的纤毛运动,而不是次要的纤毛运动障碍,决定从两个刷活检或从一个刷牙活检后再分析阿里文化。
负面报道诊断如果1)HSVMA有或没有TEM是正常或2)HSVMA和TEM异常是符合二次而不是初级运动障碍和正常nNO(如果可用)。
valid-inconclusive诊断报告,如果重复测试,细微的异常没有足够的样本范围外的“古典”金刚石但我们的经验的二次缺陷。认为这些病人可能会有微妙的或罕见的纤毛表型变异。病人因此告知诊断是模棱两可的,建议他们接受适当治疗(如。气道间隙或治疗急性加重)。他们调查的其他原因症状(如。囊性纤维化基因型和免疫学)为进一步测试,并不断进行审查新测试可用(如。新PCD-associated突变)。
如果TEM和HSVMA不足导致不确定的样本,如。稀疏的纤毛,诊断结果是invalid-inconclusive和病人被邀请进行重复测试。患者正常TEM隔离被认为invalid-inconclusive,自从TEM错过20 - 30%的纤毛运动情况下(21]。患者nNO≤30问·敏−1被认为可能有纤毛运动,但它从来没有被接受为一个孤独的诊断测试。
统计分析
访问数据库中的数据前瞻性记录(美国微软,微软WA)和出口SPSS统计21(美国、IBM公司,纽约Armonk)和GraphPad棱镜6 (La Jolla、钙、美国)进行分析。更多细节在网上列出补充材料。
由单变量分布的临床资料进行分析。分类变量提出了患病率为百分比,卡方和确切概率测试评估比例差异。连续变量均值±sd与双尾参数(t)或非参数(×2,Mann-Whitney)测试。p < 0.05被认为是具有统计学意义。
重复抽样,最近的测试结果,尽管所有的数据被认为是由多学科团队在决定最终诊断结果(图1)。患者inadequate-inconclusive结果被排除在外的分析测试精度。个人的敏感性和特异性测试确定首先基于明确的积极或消极的诊断结果,然后假设所有valid-inconclusive真正积极或消极的结果(使用多学科诊断参考标准)。接受者操作特征(ROC)曲线构造nNO和CBF。进一步精确分析完成使用HSVMA和TEM作为参考标准。
此外,敏感性、特异性和预测价值计算对于那些接受所有诊断测试(n = 180),相比之下,整个研究人群(使用多学科诊断作为参考标准);整个人口进一步分层为:1)完整的协议在超高频或2)部分协议当样品快递到超高频(nNO测量不了)。我们还为那些允许< 5岁没有nNO读数测量。
对于那些经历了所有这三个测试(n = 180),理论结合测试方法(22)被用来确定网络同步的敏感性和特异性(两个或两个以上的并行测试;阳性结果是否测试异常)和顺序(如果第一第二个测试只执行测试(s)异常)诊断协议。净敏感性和特异性概率的加法规则用于同步测试和概率的乘法运算规则顺序测试。
结果
研究人群
我们评估了868例2007年4月至2013年12月(男性48%;中位数(范围)7岁(0 - 79)年)。517人(60%)出席了超高频诊所的人(图2一个)和351样品通过快递公司发货(图2 b)。75名(9%)患者有一个积极的诊断,566例(65%)有一个消极的诊断和13(1%)不确定诊断结果尽管足够的样本。214例(25%)患者invalid-inconclusive结果由于数据不足的研究,其中113名(13%)患者只有TEM样品从卫星诊所。Invalid-inconclusive结果被排除在分析,导致人口654的一项研究中,其中641有一个明确的积极或消极的结果。的特点,积极的、消极的和不确定的病人所示表1。
个体诊断测试的准确性
分析依赖于样本的质量和许多病人需要重复活检:17%(113 654)需要一个重复;654年的2%(11)需要两个重复;所需的654)和0.4%(三个三个重复。诊断准确性的分析是基于最后成功的测试完成。
鼻一氧化氮
nNO测量301年(47%)患者积极或消极的诊断。nNO显著低于PCD-positive患者(17±20问·敏−1,95% CI 10-23问·分钟−1)比消极的病人(172±94 nL·分钟−195%可信区间160 - 183 nL·分钟−1)(p < 0.0001)(在线补充图S1)。ROC曲线分析显示低nNO预示着多学科诊断的PCD(曲线下的面积0.97,95%可信区间0.94 - -1.00)(图3)。截止30问·分钟−1敏感(0.91,95% CI 0.76 - -0.98)和特定的(0.96,95% CI 0.93 - -0.98) (表2)。包含八个valid-inconclusive结果PCD-positive (109.7±119 nL·分钟−1,95% CI 10 - 209 nL·分钟−1)敏感性降低到0.78 (95% CI 0.62 - -0.89)(在线补充表S1)。
高速视频显微镜分析
HSVMA在625名(98%)患者进行包括60 PCD-positive和565 PCD-negative病例。HSVMA异常在所有60阳性患者进行测试。565 PCD-negative患者,39或模棱两可HSVMA结果异常(异常CBF和17日22有异常的CBP)。HSVMA拥有很高的灵敏度(1.00,95% CI 0.94 - -1.00)和特异性(0.93,95% CI 0.91 - -0.95) (表2)。金刚石包括不正常的纤毛功能的自定义模式(或频率),灵敏度预计将接近1.00。包含valid-inconclusive结果PCD-positive保持灵敏度高为0.97 (95% CI 0.90 - -1.00)(在线补充表S1)。
亚组分析(如。呃与courier-delivered或年龄< 5年)没有影响敏感性,特异性或预测值(表2和3)。
平均CBF PCD-positive患者(2.3±5.2赫兹,95%可信区间0.4 - -4.3 Hz)明显低于PCD-negative患者(15.4±2.3赫兹,95%可信区间15.2 - -15.6 Hz) (p < 0.0001)(在线补充图S2)。ROC曲线分析显示CBF好区分PCD-positive和消极的病人(AUC 0.92, 95% CI 0.79 - -1.00) (图3)。然而,它是不可能获得一个可靠的CBF 31 (41%) PCD-positive变量CBP患者。
透射电子显微镜法
TEM进行样本368名(57%)患者包括72 PCD-positive和297 PCD-negative病例。57(79%)的72个PCD-positive患者标志纤毛超微结构的缺陷:31%,外动力蛋白臂(ODA)和内在动力蛋白臂(IDA)缺陷;26%的ODA缺陷;10%的ODA缺陷和疑似IDA缺陷;7%,微管混乱和IDA缺陷;4%的间歇中央对微管的缺陷;和1%的微管换位缺陷。21%的人“正常”的纤毛超微结构。没有297 PCD-negative患者PCD的超微结构变化暗示,但继发性变化(如。肿膜或复合纤毛)相当频繁。
TEM灵敏度为0.79 (95% CI 0.68 - -0.88)和特异性为1.0 (95% CI 0.99 - -1.00) (表2)。再次,亚组分析没有影响敏感性,特异性或预测值(表2和3)。
气液界面培养
阿里文化进行808样品和241(30%)纤毛。纤毛功能重新进行152年阿里文化后(24%)的病人。阿里样本证实CBP的持续异常21 21 PCD-positive病人。124 PCD-negative病人,123正常CBP阿里文化,和一个病人有不协调的纤毛,或许是由于变量细胞健康。
组合测试的准确性
诊断测试的各种组合进行在我们中心(图2),而替代组合用于其他中心(23]。180年我们计算准确性的组合测试病人经历了所有的诊断测试,让我们考虑理论场景(表4)。如果nNO用作筛选试验后按顺序通过TEM、36例继续TEM,但是31 PCD的病人会被“错过”,不进行进一步的测试由于假阴性nNO结果;TEM会随后未能确定九PCD的病人。这种组合的净特异性测试非常好(100%),但净敏感性差,未能识别PCD在12 31名患者(39%)。或者,如果nNO用作筛选试验顺序遵循HSVMA, 31日PCD的病人就不会继续HSVMA;然而,随后HSVMA会确认所有28个阳性患者。因此,净敏感性和特异性分别为90%和100%,分别。
优秀的净敏感性和特异性都实现了在同步测试HSVMA nNO(分别为100%和87%)或HSVMA TEM(分别为100%和92%)或所有三个测试(分别为100%和87%)。
个人使用HSVMA或TEM测试精度的参考标准
我们计算的精度测试假设HSVMA和TEM诊断PCD的参考标准。TEM分析时被认为是作为参考标准,HSVMA敏感性和特异性分别为1.00和0.86,分别nNO(≤30问·敏−1)的敏感性和特异性分别为0.95和0.89,分别。当HSVMA被认为是作为参考标准,TEM灵敏度为0.48 (95% CI 0.38 - -0.59)和特异性为1.00 (95% CI 0.98 - -1.00);nNO(≤30问·敏−1)的敏感性为0.50,特异性为0.96(在线补充表S2)。
讨论
我们大横断面研究提供了前瞻性收集的结果数据综合后金刚石诊断测试的范围。我们的一些中心诊断算法不同23),但这些发现可能导致国际共识的发展。
连续的力量本研究分析国家诊断项目推荐,因为这是最有效的估计可能产生的诊断准确性。虽然不是所有的病人接受了所有的测试,这种务实的研究反映了真实患者的旅程。主要的限制是缺乏“黄金参考标准”;因此,我们使用一个代理的多学科专家共识标准。因为每个测试有助于最终决定,敏感性和特异性可能高估了。此外,基因检测目前尚未形成我们诊断途径的一部分,这是一个迅速扩大的领域是用于诊断在许多国家。
11.5%的患者被诊断为PCD-positive足够的样本,略低于一些中心(6,8,24),但类似于或高于他人(瑞士、阿姆斯特丹和伦敦(Claudia Kuehni社会和预防医学研究所伯尔尼大学伯尔尼,瑞士;埃里克•Haarman VU大学医学中心,阿姆斯特丹,荷兰;和克莱尔·霍格皇家主管布朗普顿&地铁站Harefield NHS信托基金会,英国伦敦;个人通信)。积极的利率上升可能在中心看到nNO试销,血缘的人群(25)或者访问测试仅限于那些极有可能有纤毛运动。推荐数量的流行不会影响敏感性和特异性,但会改变测试的阳性和阴性预测值。
高速视频显微镜分析
HSVMA是敏感和特定的诊断纤毛;但是,如果作为参考标准,这将导致大量的假阳性结果。与许多欧洲中心我们考虑HSVMA一线测试,这可能增加的敏感性;这在盲法研究需要进一步调查。由于HSVMA是与潜在的主观定性试验,结果经常由外部专家验证,但这并不排除一些假阴性结果的可能性。HSVMA PCD-negative病人都是正常,但通常包括一个比例的运动障碍的纤毛抽样(期间可能由于近期感染或损伤26]。金刚石患者一些地区明显正常的纤毛功能,强调PCD科学家需要大量的经验的定性和定量范围PCD和non-PCD样本。
HSVMA标准化是具有挑战性的,健壮的培训、数据验证、外部审计和继续学习。我们的数据不能全面中心,适用不同的标准。HSVMA需要昂贵的高速视频设备,高精度光学放大和数字对准确CBP分析,没有可能的错误。CBF pH值和温度的依赖,我们进行分析使用pH-stable介质平衡37°C (27,28]。
样本不足和HSVMA不确定的结果是一个常见的问题。最近的报告PCD-causing基因与微妙的变化在HSVMA和TEM (29日,30.证实了我们的怀疑,一些不确定的结果可能代表疾病。此外,样品提供纤毛不足可能是由于基因突变导致金刚石与稀疏但正常的纤毛相关综合症类似于(31日,32]。有些病人可能被排除在分析不足导致样品就属于这一类。然而,在我们的经验中,样本不足通常足够在重复刷后抗生素和当病人。我们总是建议重复测试样本不足;一些invalid-inconclusive病例没有换取测试因为症状已经解决或另一种诊断被确认。
透射电子显微镜法
大约五分之一的PCD患者明显正常的纤毛超微结构,确认TEM是不可靠的隔离21,33]。然而,它是一个重要的诊断投资组合的一部分,支持HSVMA发现和诊断提供一个当HSVMA不可用或不确定。纤毛超微结构分析需要昂贵的设备和电子显微镜专家经验范围内的正常和异常。一些异常简单(如。ODA缺陷),但我们已经诊断出几个细微的异常患者的微管,由nNO HSVMA,只能检测到一个有经验的技术人员分析足够数量的横向和纵向节纤毛。
鼻一氧化氮
nNO是推荐的有症状的患者的筛检试验(5,6,34]。在一开始的前瞻性数据收集在2007年,截止30问·分钟−1基于经验是随意设置的。最近的证据表明,更高的否决(可能更有用4,34的准确性,nNO否决筛查/诊断需要标准化基于新兴的证据。30问·敏−1临床上在使用数据收集和在此基础上,我们分析了数据。这个截止的敏感性和特异性分别为0.91和0.96,分别。因此,9%的病例可能会错过如果进一步测试排除孤立这个测试的基础上的。77 nL·分钟−1最近被推荐作为截止(4];这个截止改善灵敏度在我们人口的96%,但特异性降低到83%。在Leighet al。的(4)的研究,诊断敏感性检测PCD患者通过TEM或遗传学是0.98特异性> 0.75时,类似于我们的发现。我们有信心在我们的中心使用截止30问·毫升−1因为它总是在HSVMA结果。在我们看来,如果使用nNO转诊中心决定谁为测试参考,应该使用截止与更大的敏感性越高,但是值得注意的是,4%的病例仍可能被错过。我们使用nNO支持积极诊断一致的微妙的异常CBP患者可能被贴上不确定。我们会谨慎排除患者诊断为PCD nNO≤30问·敏−1,这些患者更有可能被认为是不确定的,因此进行重复测试。只有47%的研究人群接受nNO测试,因为它不是可以在卫星中心和屏息策略通常是技术上可接受的只有5岁>。然而,本文报道从301名参与者nNO数据,构成最大的研究到目前为止PCD诊断诊所的人口。
组合测试的准确性
患者经历了所有测试数据(n = 180)被用来计算可能的组合的测试精度。两级测试基于nNO试销紧随其后TEM可能错过了∼40%的纤毛运动情况下,因为测试需要一个积极的诊断阳性(22]。然而,我们30问·敏−1截止可能太低了用作筛选阈值(34)和前面讨论的主观性HSVMA需要考虑。同时积极的诊断测试需要一个积极的测试结果,相反,所有的测试是负的,消极的结果(22]。同时使用所有三个测试(任何异常测试导致了一个积极的结果)的敏感性为100%,但特异性降低到87%,比我们的多学科方法,没有单独测试被认为是(敏感性100%,特异性92%)。
总结评论
进步在理解的分子遗传基础PCD了近年来,在某种程度上,基因测试现在可以发现∼65%的PCD病例。然而,基因检测金刚石还没有提供在英国除了作为研究工具(1]。随着越来越多的基因识别,基因检测基因小组(由1)将使基因分型具有成本效益的方法。描述的纤毛结构和功能将继续在诊断过程,类似于功能测试需要确认囊性纤维化的诊断(35]。此外,彻底疾病表型纤毛超微结构的定义,纤毛击败模式和nNO产量将非常有助于指导基因分析遗传异质性疾病。英国公共医疗体系不基金纤毛蛋白作为诊断测试的免疫荧光染色。这种方法目前仅能检测异常明显的TEM,因此不能提高我们的诊断准确性。然而,我们预计,随着越来越多的抗体,免疫荧光染色将证明和有成本效益的诊断测试。
没有单一的诊断测试,可以使用普遍诊断PCD。最近的报告PCD-causing基因(RSPH1)与微妙的HSVMA和TEM异常与正常nNO演示所需的技巧和专家显微镜工作者准确诊断(29日,30.,36]。
重要的是,实施和报告的测试用于诊断PCD不是标准化的。我们相信现在是时候发展共识标准设备、人员经验和协议。
确认
由于加里•Connett朱利安•雷格克里戈夫和卡伦锁(南安普顿大学医院NHS信托基金会,南安普顿,英国)为他们的贡献的临床评估。
脚注
编辑评论:欧元和J2016;47:699 - 701 . DOI:10.1183/13993003.01914 -2015]。
可以从本文的补充材料www.qdcxjkg.com
支持声明:国家初级纤毛运动障碍(PCD)诊断服务南安普顿大学医院委托,由英国国民健康保险制度。南安普顿PCD研究中心收到资金从EU-FP7 BESTCILIA 305404。PCD研究南安普顿支持由国家卫生研究所(NIHR)南安普顿呼吸生物医学研究单位和NIHR威康信托基金会临床研究设施。J.S.卢卡斯,c . Kuehni。沃克和l . Behan是欧洲呼吸学会工作组的成员开发实践指南诊断PCD (ERS tf - 2188bet官网地址014 - 04)。作者参与成本行动BEAT-PCD (BM1407)。为这篇文章一直存放在资助信息FundRef。
利益冲突:披露可以找到与本文的在线版本www.qdcxjkg.com
- 收到了2015年5月13日。
- 接受2015年10月15日。
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