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结核分枝杆菌感染实验室诊断路径

2025-02-19 14:3043980

据世界卫生组织(WHO)与中国疾病预防控制中心结核病预防控制中心联合发布的2023年流行病学数据显示:我国新发结核病例估算值达74.1万例(发病率52/10万),在全球30个结核病高负担国家中位列第三,占全球总发病数的6.8%,显著低于印度(26%)与印度尼西亚(10%)。结核相关死亡病例估算为2.5万例(死亡率2.0/10万),耐多药/利福平耐药结核病(Multidrug-resistant/Rifampicin-resistant tuberculosis, MDR/RR-TB)病例数达2.9万例(占全球7.3%),位列全球第四。

当前我国结核病防控面临多重挑战:肺结核报告发病率持续居于法定传染病前列;MDR-TB及广泛耐药结核病(Extensively drug-resistant tuberculosis, XDR-TB)的流行态势加剧,耐药菌株可能成为未来主要流行株;结核分枝杆菌-HIV双重感染率持续上升;中西部农村地区防治能力亟待提升。实验室诊断作为结核病防控的核心技术支撑,现有检测体系包含五大类方法:①直接涂片镜检与分枝杆菌培养(微生物学金标准)②组织病理学检测③血清学检测④γ-干扰素释放试验(IGRA,含QuantiFERON-TB Gold Plus与T-SPOT.TB两种主流技术)⑤分子生物学检测(包括Xpert MTB/RIF等核酸扩增技术)。

一、结核分枝杆菌感染实验室常见检测方法01涂片显微镜检查(抗酸染色法)

作为经典检测手段,抗酸染色法适用于各类临床标本(包括痰液及无菌体液)的快速筛查。该方法通过苯酚复红染色显示抗酸特性杆菌,具备操作简便、经济高效的优势,可快速提供初步诊断信息。然而其技术局限性显著:检测敏感性仅为15%-30%,且无法实现活菌鉴别及菌种分型(结核分枝杆菌复合群[MTBC]与非结核分枝杆菌[NTM])。需特别指出,涂片阳性结果仅提示抗酸杆菌存在,需结合临床及其他实验室检查进行MTBC确证。值得注意的是,呼吸道标本涂片阳性提示开放病灶及较高传播风险。

02分枝杆菌分离培养技术

作为结核病诊断的微生物学金标准,体外培养可同时实现菌株活性验证、菌种鉴定及药物敏感性检测。改良罗氏培养基与自动化液体培养系统(如MGIT 960)的联合应用,将阳性报告时间缩短至2-4周,阴性报告仍需维持6周观察期。药物敏感性试验对于治疗方案的选择,尤其在复发或耐药病例中具有重要指导价值。本方法显著提高了检测灵敏度(80%-85%)和特异性(>98%),但受限于分枝杆菌生长周期,仍难以满足临床急症诊断需求。

03结核感染T细胞检测(T-SPOT.TB)

基于结核特异性抗原刺激的细胞免疫应答检测,在肺外结核及潜伏感染诊断中展现独特优势。相较于传统结核菌素试验,其特异性达95%-98%,不受卡介苗接种干扰。需注意:阳性结果仅提示结核致敏状态,需结合临床表现、影像学特征综合判断;5岁以上免疫功能正常者阴性结果可有效排除活动性结核(阴性预测值>97%),但免疫抑制人群需谨慎解读。

04结核抗体检测

通过酶联免疫法检测血清特异性IgG/IgM,反映机体体液免疫应答状态。研究显示抗体滴度与疾病活动度呈正相关,在疗效监测中具有一定参考价值。但受限于个体免疫应答差异及抗体持续时间特征,不宜作为独立诊断依据。建议联合细胞免疫检测指标进行综合评估。

05分子诊断技术

与传统方法相比,分子生物学技术对结核病的诊断和分枝杆菌的分型具有敏感特异、快速准确等特点。WS 288-2017《肺结核诊断标准》增加了分子生物学检查检测出MTBC核酸作为确诊依据之一。在肺外结核标本的检验中,特别是针刺活检的微量组织,分子生物学诊断具有更高的临床价值。目前已有二代测序(Next Generation Sequencing,NGS)技术、PCR技术、核酸探针杂交术、RNA扩增技术及基因芯片等方法用于结核分枝杆菌的菌株鉴定和耐药机制的研究、检测。需注意分子检测存在假阳性风险(污染控制)及基因型-表型耐药不一致等问题。

06耐药快速检测技术

基于耐药相关基因(katG、inhA、rpoB等)突变检测的分子药敏试验,显著缩短耐药结核诊断时间至48小时内。Xpert MTB/XDR等新型检测平台可同步识别异烟肼、氟喹诺酮类等二线药物耐药。但需明确其局限性:仅检测已知耐药突变(覆盖率约85%),对异质性耐药(<5%耐药亚群)及新发突变类型存在漏检风险。

二、

结核分枝杆菌感染实验室诊断路径

结核病诊疗需遵循分层递进、多技术联合的精准化路径,结合病原学、分子生物学及免疫学检测,兼顾时效性与准确性,具体策略如下:

01初诊疑似肺结核患者

核心原则:快速评估传染性,分层确认病原。

第一步:涂片镜检(抗酸染色)

作为初筛首选,2小时内可完成,用于评估痰液中结核分枝杆菌(MTB)载量(≥5000 CFU/ml可检出)。涂片阳性(+)提示高传染性,需优先隔离。

第二步:分层检测

① 涂片阳性者:立即启动分子检测(如Xpert MTB/RIF Ultra),1-2小时内同步确认MTB复合群及利福平耐药性(rpoB基因突变),同时送检液体/固体培养基培养(MGIT 960系统等)及表型药敏试验(需2-6周)。

② 涂片阴性但临床高度可疑者(如空洞性病变、免疫抑制宿主),应联合以下检测:

分子检测(如GeneXpert MTB/RIF、TB-LAMP):提升低菌量样本检出率;

免疫学检测(T-SPOT.TB):辅助区分MTB感染与定植;

液体培养(BACTEC MGIT):灵敏度达80%-90%,作为确诊金标准。

02肺外结核诊断策略

挑战:标本菌量低、取材困难,需多维度整合诊断。

① 病原学检测:

分子检测:对淋巴结、胸膜液、脑脊液等标本行PCR(如Xpert MTB/RIF Ultra)或宏基因组二代测序(mNGS),灵敏度较传统培养提高20%-40%;

结核感染T细胞检测:血液检测辅助提示MTB感染(尤其结核性脑膜炎、粟粒性结核);

② 辅助检测:

胸水/脑脊液生化:ADA(腺苷脱氨酶)>40 U/L对结核性胸膜炎/脑膜炎特异性>95%;

影像学:MRI增强扫描鉴别脊柱结核肉芽肿与肿瘤,CT引导下穿刺活检明确病理(干酪样坏死、朗格汉斯巨细胞)。

03耐药结核监测流程

目标:快速识别耐药表型与基因型,指导精准用药。

① 初筛阶段:

Xpert MTB/RIF检测rpoB基因突变,覆盖80%-95%利福平耐药病例,同时提示耐多药结核(MDR-TB)可能性。

② 确诊与耐药谱分析:

表型药敏试验(MGIT 960/PZA药敏):明确一线(异烟肼、利福平)及二线药物(贝达喹啉、利奈唑胺)敏感性;但是此方法需先对结核分枝杆菌进行分离培养,需要至少2-4周。

二代测序(NGS):全面筛查inhA、katG、embB等13个耐药相关基因突变,指导个体化方案调整。

04疗效评估与治疗检测

① 微生物学评估:治疗第2/5/6月行痰涂片+培养,涂片转阴延迟提示治疗失败或耐药;

② 免疫学监测:血清抗LAM抗体滴度下降≥50%提示治疗有效;

③ 影像学随访:CT显示空洞闭合、病灶纤维化可作为次要终点。

05特殊人群诊疗策略

① 免疫抑制宿主(HIV/AIDS、器官移植后):

避免依赖结核感染T细胞检测(因CD4+ T细胞<200/μl时假阴性率升高),首选Xpert MTB/RIF或mNGS检测(支气管肺泡灌洗液/血液标本);

② 儿童结核:

5岁以上免疫正常儿童:结核感染T细胞检测阴性可辅助排除活动性结核(阴性预测值>90%);

疑似结核性脑膜炎:脑脊液Xpert MTB/RIF灵敏度达80%,联合GeneXpert Ultra可提升至90%。

结核诊疗需以病原学为核心,结合分子技术缩短诊断时间,耐药监测贯穿全程,特殊人群需个体化调整检测策略。推荐参照WHO 2021指南,建立“涂片-分子-培养-药敏”四级诊断体系,并强化多学科协作(呼吸科、影像科、微生物实验室)以优化临床决策。

三、

结果解读注意事项

01结果解读需综合判断

涂片阳性+分子检测阳性→确诊活动性结核。

结核感染T细胞检测阳性+临床症状→需排查活动性结核(不能单独确诊)。

分子检测耐药基因阳性→临床调整方案,但需验证表型药敏。

02技术互补性

涂片/培养提供活菌信息,分子检测快速但无法区分死菌。

NGS适用于复杂耐药谱分析,常规耐药筛查首选Xpert。

参考文献:

1.世界卫生组织《2024年全球结核病报告》

2.综合医院结核分枝杆菌感染实验室检查共识[J] .中华检验医学杂志, 2022,45(4) : 343-353.

3.结核分枝杆菌耐药性检测专家共识.中国防痨杂志,2019,41(2):129-137.
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内容来源 | 秦皇检验

图片来源 | veer、ibaotu

排版 | jinbao

审校 | 金宝

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