文摘
本研究的目的是评估潜在的诊断测试基于interferon-γ诱导蛋白-10 (IP)和单核细胞趋化蛋白(MCP) 2,并比较性能与QuantiFERON结核病®黄金管(QFT-IT;Cellestis Carnagie、澳大利亚)测试。
IP-10和MCP-2上层清液中测定全血的刺激结核分枝杆菌特殊抗原。样本从80例获得文化——和/或PCR-proven肺结核(TB),和124年未暴露的健康对照组:38中学86名高中学生和员工。IP-10和MCP-2测试否决建立了基于接受者操作特征曲线分析。
结核病患者(中位数)水平明显高于生产IP-10 (2158 pg·毫升−1)和MCP-2 (379 pg·毫升−1)与干扰素(IFN) -γ(215 pg·毫升−1)。QFT-IT, IP-10 MCP-2测试检测到81年,83年,71%的结核病患者;0,3和0%的高中学生和0,分别为16 - 3%的员工。协议测试是高(> 89%)。通过结合IP-10和IFN-γ测试,检测率提高结核病患者中90%没有显著增加积极的救援人员在学生中。
总之,interferon-γ诱导protein-10 protein-2反应和单核细胞的趋化作用结核分枝杆菌特殊抗原可以用于诊断感染。结合interferon-γ诱导protein-10和interferon-γ可能是一个简单的方法来增加的检出率结核分枝杆菌特殊技能在体外测试。
感染的诊断的一个重大突破结核分枝杆菌的发展在体外化验,衡量生产干扰素(IFN) -γ刺激的反应结核分枝杆菌特殊抗原(IFN-γ释放试验(IGRA)测试)。QuantiFERON结核病®黄金管(QFT-IT;Cellestis Carnagie、澳大利亚)措施IFN-γELISA孵化后反馈的全血与地区差异(RD) 1和TB7.7 (Rv2654)抗原。T-SPOT。结核病®测试(英国牛津Immunotech,阿宾顿)措施IFN-γ反应细胞的数量由孵化后的酶联免疫吸附法净化外周血单核细胞(PBMCs) RD1抗原。
干扰素释放试验都进行了广泛的研究和目前的证据显示,测试的假阳性率很低1,2。与结核菌素皮肤试验(TST)相比,干扰素释放是更好的与感染的危险因素结核分枝杆菌,不给假阳性反应卡介苗(BCG)接种疫苗的人3- - - - - -5。此外,活跃的患者结核病,尤其是在免疫力低下的个人干扰素释放比测试更敏感6- - - - - -10。然而,有一个担心,检出率仍然不佳,测试执行更多的不确定的结果,和较低的检出率在严重结核病患者和免疫功能低下的患者7,9- - - - - -12。
干扰素释放的检出率可能进一步增强的结核分枝杆菌-特定抗原13,通过提高孵化的一步14- - - - - -16或通过测量替代IFN-γ或额外的生物标志物16- - - - - -20.。作为搜索改进诊断措施的一部分,我们已经筛选> 30潜在生物标记物(如发表之前20.和未发表的研究中观察到),其中我们有特征IFN-γ诱导蛋白(IP) -1020.和单核细胞趋化蛋白(MCP) 2的潜力在体外生物标志物的感染结核分枝杆菌。
IP-10和MCP-2炎性趋化因子21炎症组织中表达的居民和渗透细胞(主要是单核细胞/巨噬细胞)从t细胞通过旁分泌刺激后干扰素和其他促炎细胞因子,或通过先天机制在接触病毒,细菌和真菌的代理吗22- - - - - -27。IP-10参与贩运单核细胞和活化辅助细胞1型细胞发炎病灶通过与科学家的交互趋化因子受体(CXCR) 328。MCP-2趋化和激活许多不同的细胞类型,包括粒细胞和单核细胞,通过各种趋化因子受体包括趋化因子受体(CCR) 1(碳碳主题),CCR2B和CCR521,27。血清和胸水IP-10水平评估作为诊断的生物标志物,预后和监测治疗效果在炎症和传染病,包括结核病。MCP-2是少了,但类似的属性描述20.,21,29日- - - - - -38。IP-10和MCP-2可以诱导单核细胞和巨噬细胞在PBMC或全血通过抗原和有丝分裂原刺激20.,25,39。
当前研究的目的是评估的潜力在体外抗原的表达IP-10 MCP-2诊断结核分枝杆菌感染和评估IP-10和MCP-2是否可以用来改进的诊断结核分枝杆菌感染。目前的研究证实了之前的观察,IP-10和MCP-2可以作为诊断生物标记符合,或除了IFN-γ。
方法
研究人群
材料从80年活动性结核病患者,38中学86名高中学生和工作人员包括在内。活动性结核病患者基于积极的文化和/或积极的PCR在欧洲包括两个中心:传染病伯尔尼大学的研究所,伯尔尼,瑞士(n = 46)和哥本哈根大学医院,丹麦哥本哈根(n = 34)。从病人临床资料收集文件。根据李免疫抑制是机密et al。8。控制包括学生和工作人员在大哥本哈根地区的一所高中,丹麦(额外的细节包含在线控制提供的补充材料)。研究协议是经伦理委员会批准哥本哈根和外柯林斯市政(KF 01 - 278477;丹麦)和伦理委员会伯尔尼,瑞士(KEK-BE 038/07)。
结核菌素
控制和结核病患者皮肤测试使用2你RT-23结核菌素(staten血清研究所,哥本哈根,丹麦);≥10毫米硬化被认为是积极的。
IFN-γ决心Quantiferon
总的来说,1毫升的全血被卷入三个QFT-IT管(Cellestis;涂生理盐水(零),结核分枝杆菌特殊抗原或有丝分裂原)和孵化18 h。在上层清液离心后,IFN-γ测量ELISA根据制造商的指示(Cellestis)。IFN-γpg·毫升所示结果−1为了便于比较和其他生物标记。一个国际单位IFN-γ对应pg·50毫升−1(NIBSC,波特斯巴,英国)。
IP-10和MCP-2确定
上面的浮层一样,IP-10和MCP-2以重复xMAP(美国Luminex公司、奥斯汀、TX)技术如前所述20.。样品在测定稀释剂稀释1:3为了优化预期中的抗原浓度IP-10管的范围标准曲线。水平高于上限的量化分配上限(19920 pg·毫升−1IP-10和pg·8820毫升−1MCP-2)。低水平的量化是20 pg·毫升−1生物标志物。
数据分析
数据分析使用SAS 9.1.3 (SAS研究所卡里、数控、美国)和R (R开发核心团队,维也纳,奥地利)。使用均值±变量与正态分布描述sd和手段比较采用配对t检验。不是正态分布的变量进行比较,群体内部使用nonparametic测试(克鲁斯卡尔-沃利斯和Wilcoxon符号秩检验)。生物标志物的相关性评估使用枪兵的等级考试。antigen-dependent和mitogen-induced生物标志物生产被减去测量浓度测量的零管从抗原的浓度测量和有丝分裂原管,分别。
antigen-dependent生物标志物的诊断性能值本身比较使用接受者操作特征曲线(ROC)分析和曲线下的面积(AUC)所建议的汉利和麦克尼尔40。否决了antigen-dependent IP-10和MCP-2估计各种敏感性和特异性和最大Youden指数(易),即。敏感性+特异性- 141。
以下标准被定义为潜在的诊断IP-10和MCP-2测试:积极如果antigen-dependent生物标志物生产高于所选截止;-如果antigen-dependent生物标志物生产低于所选截止,不不定;和不确定如果antigen-dependent反应是消极和mitogen-induced反应是< 200 pg·毫升−1IP-10测试和150 pg·毫升−1MCP-2测试。这些碎屑是任意选择的。一致性测试是评估使用κ统计数据。McNemar检验法测试时应用边际同质性比较,检测和假阳性率。所有的测试是双面的,假定值< 0.05被认为是重要的。
结果
研究人群
血浆样本80活动性结核病患者和124(86名高中生和高中38人员)控制包括(表1⇓)。结核病患者明显比学生和种族更加多样化。总的来说,50%出生在一个高结核病流行的国家,和62%花了> 2个月在结核病流行国家,48%有肺外结核,13%为HIV阳性,而其中10%被认为是相对免疫抑制(处理> 15毫克·天−1强的松(n = 4), post-transplantation化疗(n = 1),恶性血液疾病过程(n = 1)和慢性肾功能衰竭(n = 2))。BCG的学生未接种疫苗主要是女性,丹麦人没有结核病接触史。全体员工一直BCG接种疫苗。
结核菌素和QFT-IT结果
测试结果可用(12 80)15%的结核病患者,其中75%是正面的。所有控件进行了测试,21%(38)的员工,但没有一个86名学生被结核菌素阳性。80名患者中,65 (81%)QFT-IT积极,和四个(5%)被QFT-IT不定,由于低促分裂原反应。所有控件QFT-IT消极,没有一个不确定的。
生物标志物的水平
结核病患者产生明显高于antigen-dependent所有生物标志物水平与控制相比,而mitogen-induced IP-10和MCP-2水平普遍较低(表2⇓)。结核病患者显示的水平明显高于IFN-γ和IP-10 nil样本与学生和员工。学生和老师之间没有明显差异的生物标记物(p > 0.07)。在图1中⇓单个测量抗原,mitogen-induced反应。结核病患者产生IP-10和MCP-2 16.8(四分位范围5.2 - -36.0)和2.7(0.6 - -6.2)倍大小与IFN-γ相比更高(p < 0.0001)。没有显著差异的生物标志物水平相比相对免疫抑制和艾滋病毒感染了结核病患者无并发症。
![图1 -](http://www.qdcxjkg.com/content/erj/32/6/1607/F1.medium.gif)
全血是刺激结核分枝杆菌-特定抗原和有丝分裂原。antigen-dependent (a - c)和mitogen-induced (d-f)干扰素(IFN) -γ(a和d), IFN-γ诱导protein-10 (b和e)和单核细胞趋化protein-2 (c、f)水平测量血液样本学生、员工和活跃的患者肺结核(TB)。•:个体;- - - - - -:中位数水平。
相关
观察高相关性之间的antigen-dependent反应IFN-γ和IP-10 (r = 0.81)和IFN-γ之间和MCP-2 (r = 0.72;p < 0.0001;斯皮尔曼)。IFN-γmitogen-induced水平与IP-10少相关(r = 0.30)和MCP-2 (r = 0.41),但仍显著(p < 0.0001;斯皮尔曼)。
IP-10和MCP-2诊断性能
生物标志物的诊断性能而使用ROC曲线分析。学生和结核病患者作为黄金标准未感染和感染(图。2⇓)。之间没有统计上的显著差异的AUC IFN-γ,0.98与IP-10相比,0.95 (p = 0.1),但的AUC MCP-2 (0.89) IFN-γ和IP-10相比显著降低(p < 0.04)。
全血是刺激结核分枝杆菌-特定的抗原或盐水。干扰素(IFN)的诊断潜力-γ,IFN-γ诱导蛋白-10 (IP)和单核细胞趋化蛋白(MCP) 2是由接受者操作特征曲线分析使用antigen-dependent值。学生作为未感染的金标准;肺结核患者用作感染的金标准。•:最大Youden指数(YI) IFN-γ(4 pg·毫升−1);▵:最大的彝族MCP-2 (97 pg·毫升−1);▪:截止应用于QuantiFERON管测试(Cellestis, Carnagie,澳大利亚;17.5 pg·毫升−1);○:最大的彝族IP-10测试,用作IP-10测试截止(237 pg·毫升−1);□:截止673年IP-10测试(pg·毫升−1);▴:选择务实截止455年IP-10测试(pg·毫升−1)。- - - - - -:IFN-γ;——————:IP-10;MCP-2····。
基于IP-10或MCP-2诊断测试
像IFN-γIP-10 MCP-2,对有丝分裂原的反应和抗原本质上是连续的;因此,诊断测试算法被用来将他们转化为积极的,消极的和不确定的测试结果。阳性的否决估计使用ROC曲线分析antigen-dependent值(图2所示⇑)。IP-10,最易实现截止237 pg·毫升−1(检出率90%,假阳性率5%)。理想的假阳性率(0%)被发现使用高截止(673 pg·毫升−1)检出率较低(74%)。很可能这两个否决代表极端的一系列潜在的否决测试。因为当前研究的目的是探索截止高检测率和较低的假阳性率,适用于临床,截止455 pg·毫升−1(检出率80%,假阳性率3%)介于这两个极端之间是评估一个潜在的务实选择IP-10测试。此外,IP-10的性能测试基于边际IP-10的否决(IP-10测试237 pg·毫升−1和IP-10测试673 pg·毫升−1)是探索。MCP-2截止的被选最多95.7 pg·mL−1(检出率71%,假阳性率0%)。没有明显的替代MCP-2截止提高检出率,权衡的假阳性率过高(图2所示⇑)。最大IFN-γ易为4.0 pg·毫升−1(检出率95%,假阳性率1%),而截止制造商推荐的是17.5 pg·毫升−1(检出率81%,假阳性率0%)。
测试结果和一致性
的积极的、消极的和不确定的反应计算使用IP-10和MCP-2测试算法和QFT-IT测试的结果进行了比较(表3所示⇓)。
分布QuantiFERON结核病®黄金管#(QFT-IT)测试,interferon-γ诱导蛋白质(IP) -10测试237 pg·毫升−1IP-10测试455 pg·毫升−1IP-10测试673 pg·毫升−1和单核细胞趋化蛋白(MCP) 2测试结果在学生中,员工和肺结核病人
积极反应者在结核病患者81%的利率QFT-IT(65 80),和83% (66 80)IP-10测试455 pg·毫升−1。当排除不确定的反应检测率增加到86%(65 76)和89% (66 74)。IP-10测试455 pg·毫升−1有较高比例的积极反应者在所有控件7%(124年的),3%(86)的积极的学生和16%(38)的积极的员工(p < 0.02)。个别病人特点看到在线补充材料。没有与免疫抑制和假阴性的风险测试结果的测试(p > 0.33)。有一个非常高的协议QFT-IT和MCP-2测试(93%;κ- 0.84);和QFT-IT IP-10测试455 pg·毫升−1(89%;κ0.77;p < 0.0001;看到在线补充材料)。三个测试同意在175年(86%)的204个样本检查(数据未显示)。
增加使用边际和结合生物标记物的检出率
积极反应的速率比较为IP-10和IFN-γ使用较低的否决。的检出率IP-10测试237 pg·毫升−1增加到90% (72 80),95% (74 75;不定除外)和26%(38)10个员工,但只有5%(86年)四个学生之一。IP-10测试673 pg·毫升−1检测率低74%(59,80),(80%(59 74)不确定的除外),并积极反应率为8%(38)的员工和0%(86)没有一个在控制(临床数据提供了在线补充材料)。使用的分界点IFN-γ在ROC曲线确定最优(4 pg·毫升−1),积极反应的比例显著增加从81%(65 80)到95% (76 80;96%(76 79)不确定的反应者除外)和积极的率控制仍低2%(124年的)。
接下来,作者评估如果结合生物标志物的方法可以特异性的前提下尽可能提高检出率。病人是分为积极如果至少一两个测试是积极的,发现IP-10测试455 pg·毫升的结合−1和QFT-IT提高检出率90% (72 80;p < 0.009;92%(72 78)不含不确定的反应者;表4⇓)。积极率控制仍低7%(124年的)。有趣的是,当结合IP-10测试673 pg·毫升−1QFT-IT,检出率显著增加到88% (70 80;p < 0.03;90%不含不确定的反应者;表5⇓),一个积极的率控制为2%(124年的)。结合MCP-2 QFT-IT或IP-10测试没有显著提高检测率(分别p = 0.08, p = 0.3;表6⇓)。
一对一的比较测试结果为QuantiFERON肺结核患者结核®黄金管#(QFT-IT)测试和interferon-γ诱导蛋白质(IP) -10测试455 pg·毫升−1
一对一的比较测试结果为QuantiFERON肺结核患者结核®黄金管#(QFT-IT)测试和interferon-γ诱导蛋白质(IP) -10测试673 pg·毫升−1
讨论
当前的研究评估使用的潜力抗原IP-10和MCP-2表达在体外的诊断结核分枝杆菌感染。后全血的刺激结核分枝杆菌特殊抗原,IP-10 MCP-2被感染者和表达量明显高于IFN-γ。IP-10和MCP-2测试建立,执行与QFT-IT良好的一致性。通过结合IP-10和IFN-γ的结果,有可能增加结核病患者81 - 90%的检测率没有显著增加积极的救援人员在学生中。
有一个新的结核病诊断测试需求与改进的检测率和更简单的执行,即。床边读出相似的侧流技术,用于对疟疾和艾滋病毒的快速检测42,43。现在已经出现了几种新的活动性结核病的有前途的技术44但由于引入RD1 antigen-based干扰素释放2000年,没有重大突破,提高了潜伏性感染的诊断工具8,42,43。
替代生物标志物表达量高于IFN-γ可以改善的检出率在体外测试结核分枝杆菌感染,但到目前为止没有选择显示或优越的潜在而IFN-γ相似。RD1-antigen刺激表达白介素(IL) 2、IL - 4、IL - 10,巨噬细胞炎症protein-1α,MCP-1, monokine IFN-γ诱导,引发和细胞活化表面标记CD40L已经被研究过,但反应不一致,难以衡量,相比IFN-γ或更低16- - - - - -20.。
干扰素释放试验开发诊断潜在的主要工具结核分枝杆菌感染1,但由于缺乏潜在的黄金标准结核分枝杆菌感染、活动性结核病通常是作为模型来评估测试性能45。QFT-IT是一个健壮的干扰素释放,几家大型研究证实高检出率也结核病患者没有疾病和假阳性率很低在健康个体从低流行地区1。QFT-IT在当下的性能研究与其他研究相当类似的材料1,45,46。IP-10测试455 pg·毫升−1和MCP-2测试执行相对QFT-IT和三个测试同意89%的样品检查。
潜在的范围IP-10否决高检测率和低假阳性率导致当前作者评估测试性能在不同的碎屑。在237 - 673 pg·毫升−1、检测率得到包括结核病患者中74 - 90%,积极性利率在0 - 6%的学生和员工8 - 26%。有趣的是,大多数的控制有积极的反应与IP-10测试人员和年龄> 50岁。众所周知,有一个增加的风险结核分枝杆菌暴露在这些人随着年龄的增长和积极的响应可能反映之前结核分枝杆菌曝光。然而,当前的研究并不是设计来评估潜伏结核感染和研究人员与已知的接触活动性结核病患者需要测试这个假说。
应用4 pg·毫升−1(0.08 IU·毫升−1)截止IFN-γ本研究人群导致增加假阳性检出率只有96%轻微增加率为2%。计算支持越来越多的论文讨论是否可以降低增加QFT-IT QFT-IT截止性能8,47,48,但是不够探索如果减少截止QFT-IT将妥协在大多数研究中看到的假阳性率很低1以及是否可以可靠地重现这些IFN-γ非常低浓度连续或重复测试9,49。
这项研究的最惊人的发现是,检出率增加使用生物标记方法相结合。根据IP-10截止检出率从81增加到88%或90%,只有对假阳性控制的速度影响很小。这种结合生物标志物的方法是一种简单的方法来改善现有的测试。有趣的是相同的附属效果未见在QFT-IT结合MCP-2测试。
目前作者的表现已经证明了IP-10和MCP-2探索性研究使用“那些症状最严重的患者和短小的好”50。这种方法的局限性是过于乐观的否决的风险和高估了测试的准确性,和目前的研究设计不允许测定的敏感性,特异性,阳性和阴性预测值或似然比的新测试。这些品质需要在另一个人口决定。
本研究使用了xMAP化验,化验,没有优化特定的目的。读出平台的进一步优化可能导致改进测试性能和最优截止IP-10测试需要确认临床相关研究的挑战50。这样的研究应该关注新测试的性能与其他炎症的病人或传染性疾病,和潜伏性感染。此外干扰素释放和IP-10或MCP-2测试,在这个阶段,解决了活动性结核病的问题与潜伏性结核感染,如。诊断活动性结核病患者的临床怀疑在人群中结核病的流行率很高潜伏结核感染。
IP-10的算法和MCP-2测试使用,类似于为IFN-γ开发的算法。基于最优算法IP-10或MCP-2测试,然而,可能不同于IFN-γ。
总之,需要添加敏感性筛选高危人群,如。免疫功能不全的患者,诊断活动性结核病患者。protein-2目前的数据表明,单核细胞的趋化作用,尤其是interferon-γ诱导protein-10可能有前途的新的生物标记,因为它们产生抗原特别大量的肺结核病人而不是控制。最有趣的是,目前的作者已经证明,通过结合测量interferon-γ诱导protein-10和interferon-γ测试精度显著提高。
支持声明
这项工作是支持的丹麦肺脏协会,Lundbeck公司基础它是一家;Augustinus基金会(哥本哈根);和Aase Ejnar Danielsens基金会(,丹麦)。m . Ruhwald是哥本哈根大学的一个博士生奖学金,丹麦首都地区。
感兴趣的语句
语句对m . Ruhwald Eugen-Olsen和p . Ravn可以找到www.www.qdcxjkg.com/misc/statements.shtml
确认
作者要感谢同事协助收集血液样本;b . Søborg (staten血清研究所,哥本哈根,丹麦)监督Quantiferon管的分析;l·汉森Stausgaard和A.L. Sørensen (Hvidovre所有临床研究中心,哥本哈根大学医院,Hvidovre,丹麦)技术援助;和k·拉森(Hvidovre临床研究中心,哥本哈根大学医院)为编程Hanley-McNeil测试统计支持和R。
脚注
社论评论见1428页。
可以从本文的补充材料www.www.qdcxjkg.com
- 收到了2008年4月12日。
- 接受2008年7月24日。
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