Pai M, Riley L W, Colford Jr J M. Interferon-γ assays in the immunodiagnosis of tuberculosis: a systematic review[J]. The Lancet infectious diseases, 2004, 4(12): 761-776.

干扰素检测在结核病免疫诊断中的系统评价

结核病控制的一个主要挑战是诊断和治疗潜在的结核病感染。直到最近，还没有可以替代结核菌素皮肤试验(TST)来诊断潜伏性结核病的方法。然而，现在出现了一种新的体外试验形式：干扰素检测。我们对干扰素检测在结核病免疫诊断中的表现进行了系统评价。通过检索数据库、联系专家和测试厂商，我们确定了75项相关研究。结果提示，用结核分枝杆菌特异性差异区1(RD1)抗原(如早期分泌抗原靶点6和培养滤液蛋白10)进行干扰素检测比TST有更高的特异性，与结核分枝杆菌暴露有更好的相关性，而且由于卡介苗接种和非结核分枝杆菌感染而引起的交叉反应较少。然而，分离使用RD1抗原的干扰素检测可能会以敏感性为代价使特异性最大化。使用RD1抗原鸡尾酒的化验似乎克服了这个问题，而且这种化验具有最高的准确性。基于RD1的干扰素检测可以潜在地识别出那些潜在的结核病患者，他们发展为活动性疾病的高危人群，但这需要得到证实。没有足够的证据表明干扰素检测在治疗免疫功能低下的个人、儿童、肺外或非结核分枝杆菌疾病患者以及结核病流行国家的人群中的价值。目前的证据表明，基于RD1抗原鸡尾酒的干扰素检测有可能成为有用的诊断工具。这一潜力是否能在实践中实现，还有待精心设计的长期研究来证实。

1. 引言

在大多数个体中，结核分枝杆菌感染是由宿主免疫防御系统控制的，感染仍然是潜伏的。1-3在潜伏的结核病感染中，持续存在于无症状个体中的结核分枝杆菌可以在大约10%的感染者一生中重新激活并导致活动性疾病。1-4估计世界上三分之一的人口是潜伏感染的，正是从这个巨大的水库中出现了新的病例。5目前，很难准确预测潜伏感染的人中谁会发病以及何时发病。因此，结核病控制中的一个主要挑战是能够在潜在结核病患者发展为活动性疾病之前对其进行诊断、预测和治疗。

几十年来，我们不得不依靠结核菌素皮肤试验(TST)来诊断潜伏性结核病。TST于1890年首次引入，是目前使用的最古老的诊断试验。6，7 TST试图以对纯化蛋白衍生物(PPD)的迟发性超敏反应的形式来测量细胞介导的免疫。PPD是一种粗制的抗原混合物，其中许多抗原是结核分枝杆菌、牛分枝杆菌和几种非结核分枝杆菌(NTM)共有的。6-8因此，TST在高卡介苗覆盖率和接触NTM的人群中特异性较低。2、6、8、9对于免疫力低下的个人(例如，艾滋病和其他免疫抑制情况、晚期结核病、营养不良)，敏感性可能较低。2、6、8、9本测试的管理和读取不容易，因为在不同人群之间和内部存在差异。有一些证据表明，TST可能起到微量疫苗的作用，并在抗结核T细胞免疫反应中引起全身效应。

尽管有这些限制，TST仍然被广泛使用，因为它能够预测潜伏感染的人中的活动性疾病，而且试验表明，根据TST结果诊断的潜伏性结核病的治疗将活动性疾病的风险降低了约60%。2，11这一强有力的实验证据导致发达国家进行了有针对性的皮肤测试和潜在结核病治疗计划。2，11 TST的主要优势是材料成本低，而且不需要任何实验室基础设施。

首次出现了一种替代TST的新型体外T细胞检测方法：干扰素检测。8、12-15干扰素检测基于这样的原理，即对结核抗原敏感的个体的T细胞在再次遇到分枝杆菌抗原时会产生干扰素(图1)。8因此，高水平的干扰素产生被推定为结核病感染的指示物。虽然最初的研究集中在使用PPD作为刺激抗原的干扰素检测上，但较新的检测使用的是结核杆菌特异性抗原，如早期分泌靶向抗原6(ESAT6)和培养滤液蛋白10(CFP10)。8，12这些蛋白由位于结核杆菌基因组差异1(RD1)区域内的基因编码，明显比PPD更具特异性，因为它们不与任何卡介苗亚株或大多数NTM物种(除了堪萨斯分枝杆菌、海分枝杆菌、苏尔加分枝杆菌外)共享。这些特异性RD1抗原的发展已经在其他地方进行了综述。8，12，14

图1. 结核菌素皮试和干扰素检测的生物学基础。TNF=肿瘤坏死因子；IFN=干扰素；IL8=白细胞介素8。经爱思唯尔公司许可复制。

在过去10年8，14，17年的研究中，已经开发出两种商业干扰素检测方法，Quantiferon-TB检测方法(Cellestis Limited，Carnegie，Victoria，Australia)和T-Spot-TB检测方法(牛津免疫技术公司，牛津，英国)。这两种测试都是通过使用ELISA和酶联免疫斑点(ELISPOT)分析等方法，通过测量T细胞对结核抗原的反应释放的干扰素来测量细胞介导的免疫力(图2)。第一代Quantiferon-TB是一种全血检测，通过ELISA检测干扰素对PPD的反应。这项测试获得了美国食品和药物管理局(FDA)的批准，并在许多国家可以商业使用。18增强型Quantiferon-TB Gold化验(使用ESAT6和CFP10)正在等待FDA的批准。

图2.干扰素（IFN）测定技术概述。

使用外周血单个核细胞(PBMC)、使用ESAT6和CFP10并检测(通过使用ELISPOT)产生干扰素的T细胞数量的TSPOT-TB检测方法。14这项目前在欧洲获准使用的测试正在等待FDA的批准。14除了这两种商业测试之外，还对内部测试(实验室开发的尚未商用的测试)进行了测试。8，13，15

虽然所有的干扰素检测都是以细胞免疫为基础的、量化干扰素反应的检测，但这些检测的操作特性是相当不同的。例如，使用的潜伏期从短的(例如，Quantiferon-TB和T Spot-TB的24-48小时)到长的(几种室内检测的5-6天)不等。一些检测方法使用全血(如Quantiferon-TB)，而另一些检测方法使用PBMC(如TSPOT-TB)。PPD在某些检测中用作抗原(例如，第一代量子铁结核)，而RD1抗原则用于其他检测(例如，量子铁结核金标和T斑点结核)。最后，大多数检测使用ELISA格式(例如，Quantiferon-TB)，而一些使用ELISPOT格式(例如，TSPOT-TB)来测量干扰素。

有人认为干扰素检测比TST.有几个优点8、12、14、18、19，因为检测是在体外进行的，不涉及皮肤硬化等测量，结果较少主观，患者一次就诊就足够了。较新的基于RD1的干扰素检测也被认为比基于PPD的TST更具特异性。8，14虽然最初的研究主要集中在潜在结核病的诊断上，但最近的研究已经评估了干扰素检测的各种应用，例如(1)活动性结核病的诊断，(2)区分非结核分枝杆菌和结核分枝杆菌感染，(3)区分结核分枝杆菌感染和以前的卡介苗接种，(4)作为保护性免疫的相关性和疫苗效力的评估，(5)重新预测。我们对干扰素检测用于结核病免疫诊断的证据进行了系统综述。

2. 方法

2.1 搜索策略

我们检索了PubMed(1990-2004年8月)、Embase(1997-2003)、Web of  Science(1990-2003)、BIOSIS(1990-2003)和Cochrane Library(2003，第3期)。检索词包括：“tuberculosis”、“Mycobacterium tuberculosis”、“tuberculin”、“interferon-gamma”、“cytokines”、“Quantiferon”、“Elispot”、“T-cell response”、“ESAT6”、“CFP10”、“interferon gamma assay”、“ELISA”、“accuracy”、“sensitivity”和“specificity”。我们通过联系该领域的专家，测试制造商，并从现有文章中搜索参考列表，确定了更多的研究。

2.2 研究选择

我们的搜索策略是为了找出所有可用的研究，以英文发表，涉及干扰素的以下任何方面-。检测方法：(1)在活动性肺结核患者和健康对照中进行评估；(2)在潜在结核病高发人群中进行评估；(3)在TST和干扰素之间进行直接比较(例如，一致性)。检测，(4)TSTs和干扰素之间的间接比较-。分析(例如，与结核病暴露的相关性)，(5)干扰素特异性的研究-。卡介苗接种和非霍奇金淋巴瘤患者的检测，(6)干扰素免疫能力的随访研究，活动性肺结核的预测方法，(7)治疗对干扰素的影响。反应，以及(8)干扰素的重复性化验。排除以下研究：(1)动物研究，(2)综述，(3)病例报告，(4)新抗原分离研究，(5)旨在评估卡介苗效果的研究。

2.3 数据提取和分析

所有纳入的文章都由一位评审员(MP)进行评估，他提取的数据包括研究设计、参与者、干扰素检测方法(如抗原、孵育时间、干扰素测量、使用的截断点)、TST方法(如PPD剂量、截断点)和结果数据(如敏感性、特异性、TST和干扰素检测之间的一致性)。在未报告结果如敏感性、特异性、一致性和kappa的研究中，这些测量使用初步研究中提供的数据进行计算。研究特点和结果以表格和图表的形式显示。为清楚起见，报告结果按分组分层的研究在表格或图表中显示不止一次。由于纳入的研究在设计、实施和结果上差异很大，而且对于这种异质性诊断研究，荟萃分析方法仍然没有很好的定义，所以我们没有进行荟萃分析。

3. 结果

在文献搜索后确定的1882篇引用中，75篇文章符合我们的资格标准。20-94表1仅显示了感兴趣的主要临床问题，因此仅包括75项研究的子集。接下来的几节解决了表1中的每个问题。

3.1 干扰素检测在活动性肺结核人群中的敏感度是多少？

我们确定了29项评估干扰素检测敏感性的研究(表2)。敏感度是指干扰素检测呈阳性的活动性肺结核患者的比例。许多研究还确定了TST在相同人群中的敏感度(正面比较)。所有研究都包括细菌学确诊(培养或涂片阳性)结核病的患者。大多数研究包括HIV阴性患者，他们没有接受治疗或接受了最低限度的治疗。不同研究的敏感度估计差别很大(表2)。在与TST的面对面比较中，许多研究报告TST的敏感度更高。在几乎所有正面比较的研究中，基于PPD的干扰素检测比单独使用ESAT6或CFP10的干扰素检测具有更高的灵敏度。将抗原鸡尾酒与ESAT6和CFP10一起使用的研究得出的灵敏度估计与基于PPD的分析相似或更高。21，29，30，34，59，60，65，68，85

由于使用先前治疗的活动性结核病作为评估潜伏结核检测的免疫学模型的有效性受到了关注，95，96我们检查了干扰素检测在治疗患者和未治疗患者中的敏感性。在接受治疗的患者中的研究表明，与未治疗的患者相比，干扰素检测的敏感性较低。25、56、58、63虽然疾病严重程度也会影响干扰素反应，46、74但研究大多没有探索疾病严重程度对敏感性的影响。Chapman及其同事评估了HIV感染对敏感性的影响(表2)。34他们显示ELISPOT检测(使用ESAT6或CFP10)在HIV阴性患者中的敏感性为100%，而在HIV阳性患者中该敏感性保持在90%。相比之下，Elliott和他的同事40发现，与HIV阴性的人相比，HIV阳性的人对PPD和CFP的干扰素反应严重受损。

3.2 干扰素检测在没有活动性结核病的人群中的特异性是什么？

22项研究评估了干扰素检测的特异性(表3)。特异性是没有活动性结核病的个体在干扰素检测中呈阴性的比例。许多研究也报道了与TST的比较。几乎所有的研究都包括来自低地方性环境的健康参与者，没有结核病病史，也没有已知的接触结核分枝杆菌的机会。不同研究的特异性估计各不相同(表3)。在与TST的面对面比较中，大多数研究报告了两种测试的特异性估计值相似；少数研究报告了基于RD1的干扰素检测的特异性估计值更高。使用基于RD1抗原的干扰素检测比基于PPD的干扰素检测具有更高的特异性。

图3显示了所使用的抗原(PPD与RD1抗原)在受试者工作特征(ROC)空间中对敏感性和特异性的影响。在单独使用RD1某一抗原的检测具有较高的特异性，但相对较低的和可变的敏感性，而基于PPD的检测具有较高的敏感性但较低的和可变的特异性(图3)。使用RD1抗原鸡尾酒的检测具有最高的敏感性和特异性。

图3. 抗原对干扰素检测灵敏度和特异性的影响。(A)干扰素-PPD检测(14项研究)。(B)单独使用ESAT6或CFP10进行干扰素测定(8项研究)。(C)干扰素-ESAT6和CFP10联合检测(鸡尾酒)(9项研究)。根据使用的抗原类型(PPD与RD1)分层，显示了灵敏度和特异度估计的接收器操作特征曲线图。每个实心圆代表分析中的每个研究。

3.3 干扰素检测在疑似潜伏结核病人群中的敏感度是多少？

11项研究评估了潜在结核病高发人群中干扰素检测的敏感性(表4)。虽然潜伏性结核病不能被明确确认，但这里的敏感性指的是那些被推定为潜伏感染的人在干扰素检测中呈阳性的比例。这些研究包括接触结核分枝杆菌的无症状个人(例如，家庭接触者和暴发中暴露的个人)，他们的TST呈阳性，胸片正常，没有活动性疾病的证据。在评估基于PPD的干扰素检测的8项研究中，有7项研究报告灵敏度估计值大于80%。在使用RD1抗原的9项研究中，有4项研究报告的敏感度估计超过80%。在逐头比较中，基于PPD的检测比基于RD1的检测具有更高的灵敏度。22，54，55，64，87，88

3.4 TST和干扰素检测之间的一致性是什么？

在没有潜伏性结核病的金标准的情况下，16项研究报告了TST和干扰素检测之间的一致性，而不是敏感性和特异性(表5)。大多数研究报告说，这两项测试之间的一致性不大(60-80%)。然而，kappa统计数据高度不一致，范围从-0.03到0.87。虽然大多数研究将TST和干扰素检测结果分析为二分结果，但一些研究报告了TST结果(以硬化度mm表示)和干扰素反应(以IU/mL或pg/mL表示)之间的相关性(例如，Spearman‘s r)。22、24-28、35、37、43、51、63、80、91所有研究，除一项外，51项报告两项测试结果之间存在中度至高度正相关(r=0.4-0.6)(数据未显示)。

三项研究探讨了TST和干扰素检测不一致的原因。Mazurek和他的同事58在一项多中心研究中评估了Quantiferon-TB检测(使用PPD)。1226名感染风险不同的成年人接受了这两项测试。总符合率为83%(，k=0·60)。在多变量模型中，接种BCG疫苗的个体出现不一致结果(即TST阳性而QuantiFERON-TB)的几率比未接种的个体高7倍。Fietta和他的同事43还评估了258名具有不同风险的个体中的QuantiFERON-TB(使用PPD)。总符合率为78%(k=0·58)。活动性肺结核患者的一致性很差(k=0.25)；然而干扰素检测发现了91%的结核病病例，而TST只有65%是阳性的。大多数干扰素检测阳性但TST阴性的患者至少有一个因素会增加结核病的风险，但也会导致假阴性TST：老年、丙型肝炎、酗酒、肾功能衰竭、类固醇治疗和癌症。

Ewer和他的同事41使用ELISPOT试验(带有ESAT6和CFP10)和Heaf试验调查了一起由一个感染病例引起的学校疫情。两项测试的总体符合率为89%(k=0·72)。ELISPOT试验显示与卡介苗状态无明显关系。相比之下，接种卡介苗的儿童明显比未接种的儿童有更高的Heaf分级。单独阳性的ELISPOT结果(ELISPOT阳性但TST阴性)与暴露于结核杆菌有关，而单独阳性的TST(TST阳性但ELISPOT阴性)结果与暴露于结核杆菌无关。

3.5 干扰素检测与结核分枝杆菌暴露的相关性是否比TSTs更好？

5项研究比较了TST和干扰素检测与结核暴露的相关性31、41、45、54、66。这些研究中的暴露指的是与感染性结核病患者接触的时间和接近程度。在暴发调查中，Ewer和他的同事41比较了基于RD1的ELISPOT和TST与指标病例暴露程度的相关性。根据学生在学校的亲近程度和共享活动，535名学生被分为四个暴露组。在4个暴露层中，每增加一次检测结果，ELISPOT和TST的阳性几率分别增加2.78(95%CI 2.22-3.48)和2.33(1.88-2.88)。ELISPOT试验与暴露的相关性明显好于TST(p=0.03)。在一项类似的研究中，Brock和他的同事31对丹麦一所高中的125名接触者(40人接种了卡介苗)进行了接触调查。在未接种疫苗的接触者中，以RD1为基础的量子铁结核金法和以PPD为基础的干扰素测定都区分了高暴露组和低暴露组。在卡介苗接种接触者中，只有RD1基量子素检测与暴露高度相关。

在一项对50名有传染性肺结核病例的健康接触者的研究中，Lalvani和他的同事54比较了ELISPOT试验(使用ESAT6)和TST与暴露程度的相关性。ELISPOT分析显示与暴露强度呈强正相关(优势比[OR]9·0，95%CI 2·6~31·6，每单位暴露水平增加)，而TST结果与暴露强度(1·9，1·0~3·5)呈弱相关。Hill和他的同事45在735名结核病患者的家庭接触者中评估了TST和两种ELISPOT分析(使用PPD和ESAT6或CFP10)。暴露的定义是接触者是与患者睡在同一间卧室，还是睡在其他地方。虽然所有三个测试都与暴露梯度呈正相关，但TST在暴露类别中显示出最显著的变化。TST结果为阳性而ESAT6或CFP10 ELISPOT结果为阴性的个体的百分比随着暴露的增加而显着增加。

Richeldi和他的同事66调查了医院内暴露于耐多药结核病感染性病例后的结核分枝杆菌传播情况。在这项研究中，一名母亲在分娩后被诊断出患有涂阳多药耐药结核病。41名新生儿和47名成年人在她住院期间在产科接受了TST和基于RD1的ELISPOT试验的筛查。17例ELISPOT阳性，而只有4例TST阳性。ELISPOT结果与结核病暴露显著相关。与索引案例共享房间空气每小时，ELISPOT结果为阳性的几率增加1.05(1.02-1.09)。相比之下，TST结果与暴露无关。

3.6 干扰素检测受卡介苗接种的影响比TST小吗？

几项研究检查了卡介苗接种对干扰素检测性能的影响。在每项按卡介苗状况分层报道特异性的研究中，基于RD1的干扰素检测的特异性远高于基于TST和PPD的干扰素检测(表3)。包括接触和暴发调查在内的其他研究也显示了类似的发现。Lalvani和他的同事54在一项接触调查研究中探索了ELISPOT(使用PPD和ESAT6)与卡介苗状态的相关性。基于ESAT6的ELISPOT与卡介苗状态(1·5，0·2~12·0)无相关性，而TST结果在卡介苗接种者(12·1，1·3~115·7)中更有可能呈阳性。基于PPD的ELISPOT也与卡介苗状态显著相关(9.7，1·3-70·8)。

在一次学校暴发调查中也发现了类似的结果，在接种卡介苗的个体中，TST明显更有可能呈阳性(p=0.002)，而ELISPOT结果则不是(p=0.44)。41丹麦最近的一项研究发现，基于RD1的Quantiferon-TB Gold分析受到接触者BCG状态的影响比基于PPD的检测要小。31用ESAT6或CFP10对Quantiferon-TB分析的研究也显示出更高的特异性估计。

3.7 干扰素检测受NTM感染的影响比TST小吗？

四项研究评估了NTM感染对干扰素检测性能的影响。Lein和他的同事56在培养确认的鸟分枝杆菌感染患者中比较了干扰素检测(使用PPD和ESAT6)和TST(表3)。所有患者的TST和ESAT6检测均为阴性(100%特异性)，而PPD法的特异性为75%。另一项针对鸟分枝杆菌感染患者的研究对基于ESAT6的干扰素检测有100%的特异性，而TST的特异性只有60%。67 Mazurek及其同事58发现，对NTM的反应性可能是TST呈阳性而Quantiferon-TB阴性的未接种卡介苗的五分之一患者TST呈阳性的原因。

虽然这些研究表明干扰素检测比TST受鸟分枝杆菌感染的影响要小，但Arend和他的同事24对12名感染了海洋分枝杆菌或堪萨斯分枝杆菌的患者进行了研究。基于ESAT6、CFP10和PPD的检测结果分别在75%、67%和90%的鸟分枝杆菌感染患者中呈阳性。本研究表明，T细胞对ESAT6和CFP10的反应不完全是结核分枝杆菌感染的特异性反应，而可能是由海洋分枝杆菌和堪萨斯分枝杆菌等非结核分枝杆菌感染所致。也有有限的证据表明ESAT6和CFP10抗原的基因可能存在于麻风分枝杆菌中。97然而，在麻风流行的人群中，没有数据表明这对干扰素检测的特异性的影响。

3.8 干扰素检测能预测潜伏感染人群中的活动性肺结核吗？

Doherty和他的同事39招募了24名艾滋病毒阴性的、健康的埃塞俄比亚结核病患者的家庭接触者。使用PPD和ESAT6的干扰素检测在基线时进行，两年后重复检查活动性结核病。在随访中，24名接触者中有7名(29%)发展为活动性肺结核。所有7名患活动性肺结核的接触者(100%)在基线时PPD干扰素检测均呈阳性，其余17名接触者中有14人(83%)呈阳性。相比之下，后来发展为活动性肺结核的7名接触者中有6名(86%)对ESAT6反应强烈，而17名未患结核病的接触者中只有3名(18%)对ESAT6有反应。这项研究虽然规模较小，但显示了对ESAT6的干扰素反应与后来进展为活动性结核病之间的强烈关联。

3.9 抗结核治疗对干扰素应答有何影响？

几项研究评估了结核病治疗对干扰素反应的影响。33、53、62其他研究表明，治疗后肺结核患者对ESAT6的应答下降。33、53、62其他研究表明，治疗使ESAT6 20、82、87应答增加，而在接受治疗的肺结核康复者中，对ESAT6的应答持续存在。一些研究表明，活动性结核病的治疗对基于PPD的Quantiferon-TB分析43、76和基于ESAT6的内部分析的反应没有差别。64 Hirsch和同事46显示，活动性结核病患者对PPD的干扰素反应较低，并且在治疗后12个月内反应仍然很低。

3.10 干扰素检测结果可重复性吗？

四项研究提供了关于干扰素检测在个体内随时间的重复性的数据。22、25、42、43在其中三项研究中，重复性很高。22、42、43相反，Bellete及其同事25发现，在重复进行TST和干扰素检测的11名个体中，基于PPD的检测的重复性较低。然而，也有人对这项评估的有效性表示担忧，因为该分析没有考虑到前几次TST管理对重复干扰素检测结果的潜在促进作用。95，96一项研究提供了关于检测地点之间重复性的数据。42在对两个测试地点和50个重复的血液样本进行的盲目研究中，发现基于PPD的Quantiferon-TB分析结果在两个地点之间的一致性大于98%。42最近的一项研究评估了72小时全血ELISA和过夜ELISPOT分析之间的相关性。两种检测方法对ESAT6和CFP10的干扰素反应具有良好的相关性(r=0.69，p<0.0001)。69

4. 讨论

4.1 主要发现

我们的综述显示干扰素检测的敏感性和特异性在不同的研究中有所不同。这可能是由于研究人群(如疾病谱、治疗和HIV状态)、抗原(PPD与RD1)、潜伏期(短与长)、使用的样本(全血与PBMC)、分析形式(ELISA与ELISPOT)以及TST和干扰素分析的诊断界点的差异所致。尽管有这种可变性，但某些趋势是值得注意的。在与TST的面对面比较中，大多数研究报告TST的敏感度估计略高。基于PPD的干扰素检测比分离使用RD1抗原的干扰素检测产生更高的灵敏度，这一发现支持了这一趋势。然而，探索抗原鸡尾酒对敏感性影响的研究表明，与单一抗原相比，RD1-抗原组合可能会提高敏感性。基于RD1抗原的干扰素检测的特异性高于基于TST和PPD的检测。这些数据提示了敏感性和特异性之间的权衡：在分离中使用RD1抗原的检测具有较高的特异性，但相对较低的敏感性，而基于PPD的检测具有较高的敏感性但较低的特异性。敏感度和特异度的最佳组合是RD1抗原的鸡尾酒试验(例如，Quantiferon-TB Gold和T SPOT-TB分析)。对疑似潜伏性结核病患者的研究表明，干扰素检测可检测到该人群中约80%的人(对潜伏性结核病敏感)。

大多数研究报告了TST和干扰素测定之间的适度一致性(60-80%)，当作为连续数据进行分析时，这种相关性似乎是中等到强烈的。在一些研究中，卡介苗接种与一种特殊的不协调模式(TST阳性，干扰素阴性)相关。与TST相比，使用RD1抗原的干扰素检测与增加暴露的相关性明显更好。相反，这样的干扰素检测与卡介苗状况没有相关性，而TST结果在接种卡介苗的个体中更有可能是阳性的。与基于TST或PPD的检测相比，使用RD1抗原的干扰素检测似乎受鸟分枝杆菌感染的影响较小。然而，T细胞对ESAT6和CFP10的反应并不完全是结核分枝杆菌复合体感染的特异性，但它们可能是某些非结核分枝杆菌感染的结果。在结核病患者的健康接触者中，有限的证据表明对ESAT6的干扰素反应与后来进展为活动性结核病之间存在关联。关于治疗对干扰素反应的影响的数据是有限的，也是不一致的。现有的，尽管有限的，关于重复性的数据表明干扰素检测是相当可靠的。

4.2 临床意义

使用结核分枝杆菌特异性RD1抗原的干扰素检测可能比TST有几个优点：更高的特异性，与结核分枝杆菌暴露更好的相关性，以及由于以前接种卡介苗和NTM感染而相对较低的交叉反应。使用鸡尾酒抗原的干扰素检测似乎具有最佳的敏感性和特异性。这一发现具有重要的临床意义：结核病感染的敏感检测将特别有助于那些最容易出现假阴性TST结果的群体(如免疫抑制患者)，以及一旦感染，有发展为活动性结核病的风险。最近的两个病例报告表明，在有结核病风险的免疫抑制患者中，干扰素阳性结果可能有助于发现活动性结核病，即使TST为阴性。

有一些证据表明，干扰素检测可以潜在地识别出那些潜在的结核病患者，他们有发展成活动性疾病的高风险。其他优点包括患者只需就诊一次，避免皮肤硬化等测量，以及能够在不引起增压的情况下进行重复测试。总体而言，这些发现表明，基于RD1的干扰素检测可以更好地针对那些真正感染的人进行潜在结核病的干预，因此可能会从干预中获得很大好处。通过减少假阳性结果，干扰素检测可能有助于避免对潜伏性结核病及其不良影响进行不必要的治疗。不幸的是，没有足够的证据来确定干扰素检测在免疫受损的个人、儿童、肺外或非霍奇金淋巴瘤患者以及流行国家的高危人群中的适用性。最后，由于现有证据不一致，干扰素检测在治疗监测中的作用尚不清楚。这可能部分是因为所使用的干扰素检测方法的可变性。

4.3 现有研究的局限性

从理论上讲，干扰素检测比TST有几个优点。在实践中，要显示干扰素检测优于TSTs并非易事。在没有金标准的情况下，直接评估潜伏性结核病的敏感性和特异性是不可能的。虽然一些研究(表4)评估了干扰素的敏感性。在那些被推定患有潜在结核病的人中，这些研究隐含地使用TST作为黄金标准的一个组成部分，鉴于TST的已知局限性，这是一种充满问题的方法。因此，96项研究集中在以下假设上，这些假设允许对TST和干扰素进行间接排名：干扰素检测应(1)比TST显示更高的敏感性和特异性，(2)比TST更好地与接触结核杆菌相关，(3)受卡介苗接种的影响较小，(4)受NTM感染的影响较小，以及(5)能够更好地预测潜伏感染的人中谁会发展为活动性结核病。研究还侧重于测量TST和干扰素检测之间的一致性，并确定与不一致性相关的因素。这种方法避免了使用TST作为参考标准。

现有的干扰素检测研究有几个局限性。大多数研究都使用病例对照设计，在这种设计中，已经确定了确诊的(通常是晚期)活动性结核病患者和没有结核病暴露史的健康人的检测准确性。因此，病例对照研究往往高估诊断准确性。100许多研究纳入的参与者人数较少，很少有研究报告设计特征，如对TST和干扰素分析的独立和盲目解释。缺乏盲目性可能会导致对测试准确性的高估。100

虽然许多研究报告了TST和干扰素测定之间的一致性，但很少有人确定不一致性的原因；这样的信息可能比一致性测量本身更有帮助。考虑到TST的局限性，任何高精度的新测试与TST的比较都很可能显示出与TST的较差一致性。52，58一些研究使用TST作为金标准-这是一种潜在的误导性方法。此外，很少有研究涉及TST是否可能影响(例如，促进)干扰素的问题。结果在他们的研究中。95，96最后，使用晚期疾病患者或已经完成治疗的患者对敏感性的估计产生了潜在的问题，因为TST和干扰素结果可能会受到疾病严重程度和治疗的影响，这些可能会对两种测试的敏感度估计产生不可预测和不同的影响。46、58、95、96还提出了将经治疗的活动性结核病作为评估潜在结核病诊断工具的免疫学模型是否合适的问题。

4.4 对未来研究的启示

未来关于干扰素检测的研究应该前瞻性地招募临床上有检测指征的连续患者(而不是使用病例对照设计)。TST和干扰素检测应该相互独立地解释。研究应提供干扰素检测重复性的数据。同样重要的是要避免使用TST作为黄金标准。最后，TST和干扰素检测之间的一致性研究应该探索测试结果之间的不一致性。

就适用性而言，在潜伏结核病高流行、卡介苗覆盖率高和广泛接触非结核药物的高流行国家中，关于干扰素检测的研究很少。如果干扰素检测能在这样的环境下表现良好，它们的适用性将大大提高。例如，南非最近的一项研究表明，在患有活动性结核病的儿童中，基于RD1的ELISPOT检测比TST具有更高的敏感性。101世界上几个国家目前正在进行其他研究，14这些研究的结果将提高我们对干扰素检测在欠发达国家的作用的理解。此外，需要对以下人群进行研究，以明确确定干扰素检测的价值和限度：(1)艾滋病毒阳性和其他免疫受损人群(如透析和移植患者，以及免疫抑制药物患者)，(2)儿童，(3)接触或感染非传染性支气管炎的患者，(4)肺外结核和耐多药结核病患者，以及(5)高危人群，如医护人员、感染性病例接触者和移民。还需要研究潜伏期和活动性结核病的治疗对干扰素检测性能的影响及其在监测治疗反应方面的作用。19

关于检测方法，未来的研究必须试图在不影响特异性的情况下提高基于RD1的干扰素检测的灵敏度；目前的证据表明，添加更特异的抗原并将其组合使用可能是有效的。有必要进行比较研究，以确定特定的化验格式是否与更高的准确度相关。例如，ELISPOT是否比ELISA格式更敏感？较短(24-48小时)的孵育分析是否比使用较长(5-6天)孵育的分析更敏感和特异？

需要进行长期队列研究，以确定干扰素结果呈阳性是否与潜在感染者中活动性疾病的发病率更高有关。12，39这类研究正在进行中，其结果应有助于解决关于干扰素检测是否可以取代TST的争论。21、39、66、87重要的是确定干扰素检测被诊断为潜在结核病的患者的治疗是否将产生针对活动性结核病的保护；19，64这种实验证明将极大地实现有针对性的干预。需要研究来确定干扰素检测与TST相比的成本效益。研究还需要探索联合使用TST和干扰素检测的可能性，以更好地利用PPD的高敏感性和RD1抗原的高特异性。

5. 结论

目前的证据表明，干扰素分析，特别是基于RD1抗原鸡尾酒的干扰素分析，有可能成为临床和公共卫生环境中有用的诊断工具。这一潜力是否能在实践中实现，还有待于设计良好的大型试验和长期随访研究来证实。因为干扰素检测的成本可能比TST高得多，所以成本将是决定这一新检测方法全球适用性的关键因素。因此，重要的是要确保这项新技术的好处--如果被证明是有价值的--则需要到达最需要它的人群手中。

评论1

Comment: Lalvani A, Richeldi L, Kunst H. Interferon gamma assays for tuberculosis[J]. The Lancet infectious diseases, 2005, 5(6): 322-324.

干扰素γ检测在结核病诊断中的应用

我们很高兴看到Madhukar Pai和他的同事们对诊断结核分枝杆菌感染的新的基于T细胞的测试这一非常热门的主题进行了系统的审查。在接下来的5年里，这些新的测试很可能在临床上取代已有110年历史的结核菌素皮肤试验(TST)。因此，临床医生必须有机会获得关于新测试的性能特征、局限性和临床实用性的最佳可用证据的高质量综合。虽然我们钦佩PAI和同事的文章的范围和广度，但我们怀疑他们的评论对临床受众的有效性。

由于分枝杆菌基因组的重要进展，纯合蛋白衍生物(Ppd)与tst一样古老，作为诊断结核感染的试剂也同样过时。2-4被称为差异区1(Rd1)的基因组片段的发现，它不存在于牛分枝杆菌卡介苗中，以及它的基因产物是干扰素的主要靶点。5-7因此，我们对收录这么多基于PPD的研究感到惊讶，这些研究占了使用Quantiferon-TB分析的大多数论文(Cellestis Limited，Carnegie，Victoria，Oxford)。同样，使用“内部”分析的研究也缺乏临床意义，因为它们需要几天的体外T细胞培养和无菌组织培养设施，因此不适合常规诊断实验室。在这方面，引用的Quantiferon-TB和T Spot-TB(牛津免疫技术公司，牛津，英国)的潜伏时间都是错误的，实际时间分别为24小时和16小时。因此，尽管过时的基于PPD的分析和不切实际的内部分析的研究提供了一个有趣的历史前景，但它们与执业临床医生没有直接关系。鉴于目前只有两种检测方法适用于常规诊断实验室，而且这两种检测方法都是基于早期分泌型抗原靶标6(ESAT6)和培养filtrate蛋白10(Cfp10)--RD1抗原的“鸡尾酒”--因此，如果对这两种检测方法以及每项研究的相对优点进行更严格的审查，将会与临床医生更相关。

所有使用TSPOT-TB8-10和Quantiferon-TB Gold11(包括卡介苗接种的未感染者)的研究都令人信服地证明了基于RD1鸡尾酒的改进的检测优于TST。剩下的关键问题是，新的基于rd1的血液检测是否比tst更敏感，也更具特异性。TSPOT-TB和Quantiferon-TBGold对免疫功能正常的成人活动性肺结核中结核分枝杆菌感染的诊断敏感性均较高，9，11这就是为什么我们对作者的结论感到惊讶，即TST比干扰素检测更敏感。

对于免疫抑制的活动性结核病患者或免疫抑制的潜伏感染患者，他们进展为活动性结核病的风险很高，提高敏感性将是一项特别有价值的资产；这两组人的TST结果通常都是假阴性。准确检测这些亚群中弱的RD1抗原特异T细胞反应需要非常灵敏的检测。以T斑点结核为基础的ELISPOT技术是直接从外周血中检测抗原特异性T细胞的最灵敏的方法。对T点结核的临床研究表明，这种高的分析灵敏度转化为免疫抑制的活动性结核病亚群中诊断灵敏度的提高，包括艾滋病毒感染的成人、12名艾滋病毒感染的儿童、13名和营养不良的儿童。13报告还表明，T点结核在服用免疫抑制药物的结核病患者中具有优越的诊断灵敏度(LR、AL，未发表的观察结果)。14因此，在这些脆弱人群中可靠地诊断结核感染是一个现实的前景，这是审查中缺失的一个重要结论。

作者认为，Quantiferon-TB Gold和TSpot-TB检测结核潜伏感染的灵敏度约为80%。由于被测人群在试验阳性的基础上怀疑感染，而不是控制感染，而且由于潜伏感染没有金标准检验，这种推断并不完全合乎逻辑。因此，事实是，在潜在感染风险较高的结核分枝杆菌阳性人群中，80%的新试验是阳性的，这与新试验的较高特异性一致，而不是灵敏度较低，因为20%的试验阳性结果可能是与早期接种卡介苗或接触环境分枝杆菌有关的假阳性结果。15迄今为止规模最大、质量最高的此类研究表明，T点状结核的敏感度和特异度明显高于TST(p<0.01)。15目前为止规模最大、质量最高的此类研究表明，对T点状结核的敏感度和特异性明显高于TST(p<0.01)。

PAI和他的同事指出，“分离的RD1抗原可能会以牺牲敏感性为代价，使特异性最大化”。根据上面引用的证据，这一说法对于像T斑点结核这样的高度敏感的测试是不正确的。同样，当描述活动性结核病治疗期间干扰素测试结果会发生什么时，作者没有提到，所有使用T.SPOT-TB的研究都显示出相同的情况-治疗反应下降-而其他使用不同抗原和方法的研究则显示出不同的趋势。Lalvani和他的同事8在表3中提供的数据是不正确的，因为47名患有非结核性疾病的患者不是结核病感染的低风险人群。相反，他们与结核病患者(主要是亚洲人和非洲人)在种族上是匹配的，因此潜在结核病感染的风险增加。事实上，T点结核呈阳性的4人都是来自高流行国家的新移民。

Pai和他的同事们的审查似乎也没有达到稳健审查的一些方法论标准，16这些标准旨在最大限度地减少偏见和错误。17他们的搜索仅限于一种语言(导致研究遗漏的风险)，数据提取由一名审查员执行(由于缺乏双重检查，导致错误的风险)，选定的研究没有进行质量评估(因此无法评估证据和任何推论的强度)。此外，我们不能先验地提出特定的研究问题，这是一个令人担忧的问题，因为用于评估诊断技术的问题具有特殊的特征。18在论文的表1所列的问题是有问题的。正如初步研究中未预先考虑的分析是不可靠的一样，从没有预先考虑的问题的综述中得出的推论也可能是不可信的。

尽管有上述保留意见，我们还是祝贺Pai和他的同事们所做的大量工作，我们同意他们的主要结论，即基于RD1抗原的干扰素检测极有可能成为临床上有用的新诊断工具。

评论2

Dheda K, Chang JS, Kim LU, Huggett JF, Johnson MA, Zumla A, Rook GA. Interferon gamma assays for tuberculosis. Lancet Infect Dis. 2005. 5(6): 324-5; author reply 325-7.

我们饶有兴趣地阅读了Madhukar Pai和他的同事们关于干扰素检测用于结核病免疫诊断的综述。正如作者所说，这项测试依赖于T细胞在遇到结核特异性抗原时会产生干扰素的原理。然而，我们想要澄清一个重要的技术要点，它影响到检测的实用性和对检测结果的解释，而这一点在审查中被省略了。

市面上有两种检测方法：使用全血的Quantiferon-TB(现已被澳大利亚维多利亚州Cellestis生产的Quantiferon-TB Gold所取代)和使用外周血单核细胞的TSPOT-TB(牛津免疫技术公司，英国牛津)。这篇综述指出，这两种分析都建议在测量干扰素释放之前，将来自被调查者的细胞与抗原孵育24-48小时。这个潜伏期不正确。建议T斑结核的孵育时间为16-20小时，QuantiFERON-TB和QuantiFERON-TB Gold的孵育时间为16-24小时。短的孵育时间是有意的，也是至关重要的，因为只有由于最近与抗原接触而部分激活的效应性T细胞才能如此迅速地分泌干扰素。2因此，这些检测方法检测代谢活跃的结核分枝杆菌宿主内的存在，表明潜在或进行性感染。较长的孵育时间可能会导致干扰素从记忆T细胞中释放出来，这些记忆T细胞可能很多年都某一接触抗原--例如，来自治愈或治疗的潜伏结核感染。

这种孵化时间的差异可能在某种程度上解释了PAI和他的同事引用的8份报告3-10的不一致结果，这8份报告调查了抗结核治疗后T细胞干扰素反应的变化。孵育时间为几天的研究总是不能显示干扰素反应的减少，因为它们可能也在测量记忆反应。事实上，显示治疗反应减少的报告使用了较短的孵化时间(两个研究3、4和40小时5的孵化时间<24小时)，而那些表现出相等或增加反应的报告都有相当长的孵化时间(一个研究6大约3天，另外4个研究7-10大约5-6天)。尽管记忆性T细胞与幼稚T细胞相比会产生早熟和磁化的二次反应，但它们没有效应T细胞产生的反应快。11，12

令人好奇的是，PAI和他的同事们声称，所使用的孵化时间是他们在文献搜索中记录的参数之一，但他们随后在分析已发表时没有使用这个参数。结果是混乱，削弱了这些化验的真正价值。

要想给出这些问题的确切答案，需要进行研究，直接比较潜伏感染和抗结核治疗后，孵育时间对记忆干扰素反应和效应T细胞反应的影响。这种比较是至关重要的，因为没有金标准来确定在肺部或其他地方是否存在活的结核分枝杆菌生物体。我们需要确保积极的结果不是在没有真正感染的情况下简单地检测记忆反应。

作者回应

Pai M, Riley LW, Colford JM, Jr. Interferon gamma assays for tuberculosis. The Lancet Infectious Diseases. 2005. 5(6): 325.

Ajit Lalvani和他的同事质疑回顾基于纯化的蛋白质衍生物(Ppd)和内部干扰素分析的研究的相关性。我们相信，临床实践和研究的证据来自对全部研究数据的评估，而不是完全来自于SPECIfic商业产品。我们的目的是审查所有干扰素检测的性能(商业的和内部的，使用所有的抗原和测试方法)。我们特意选择不关注任何特定的商业测试。1虽然我们同意基于PPD的检测可能最终会被基于差异区1(RD1)的检测所取代，但我们不同意基于PPD的研究应该被排除在外。当我们在2004年4月完成我们的审查时，基于PPD的Quantiferon-TB检测(位于澳大利亚卡内基的Cellestis International)是美国食品和药物管理局(FDA)批准的唯一一种美国干扰素测试。基于RD1的Quantiferon-TB金检测于2004.2年12月获得美国食品和药物管理局的批准，因此，审查基于PPD的检测的强度和局限性是很重要的。此外，包括基于PPD的检测使得证明基于RD1的检测的优越性成为可能。

我们同意Lalvani和他的同事的观点，即基于RD1的检测比基于PPD的检测具有更高的特异性。然而，我们不同意他们的断言，即基于RD1的单一抗原检测比基于PPD的检测具有更高的灵敏度。有几项研究(我们综述的表2)显示在分离中使用早期分泌性抗原靶标6(Est6)或培养的Cfp10的检测灵敏度较低。1此外，如我们综述的图3所示，使用抗原混合物或“鸡尾酒”的检测具有最好的灵敏度和特异性。这些数据表明，将特定的抗原组合成鸡尾酒可能会提高灵敏度？如果不是这样，为什么呢？通过结合抗原提高敏感性的证据并不新鲜。5年前，安徒生和他的同事们指出，这个目标“将比目前用单一抗原达到的灵敏度更高，而不会危及特异性”。3他们引用了人类和动物研究来支持他们的观察。

Lalvani和他的同事引用了有希望但有限的证据(包括病例报告和未发表的观察)，表明在免疫受损人群中，基于RD1的检测比基于PPD的检测具有更高的灵敏度。虽然我们真诚地希望是这样，但在接受这样的断言之前，我们希望看到更多可靠的研究数据。此外，在没有直接的面对面比较的情况下，我们需要更多的数据来接受基于ELISPOT的检测比其他干扰素检测方式(例如，基于ELISA的检测)更敏感的论点。如前所述，1，4基于RD1的干扰素检测灵敏度更高的真正证据将是它们在纵向研究中识别那些进展为活动性疾病风险更高的人的能力。不幸的是，这样的数据很少。1在这样的确凿证据出现之前，将很难接受基于RD1的干扰素检测比基于PPD的检测具有更高的灵敏度的说法。

关于我们提供的关于疑似潜伏性结核病人群干扰素检测“敏感性”的数据，我们在我们的综述中明确指出，在所引用的研究中，潜伏性结核病并不是绝对可靠的(由于缺乏金标准)。这些研究(我们综述的表4)通常包括接触结核分枝杆菌的无症状个人(例如，家庭接触者和暴发中暴露的个人)，他们的结核菌素皮肤试验呈阳性，胸片正常，没有活动性疾病的证据。这种对潜在结核病的实用认识得到了广泛的应用，5，6在这类人群中评估干扰素检测的敏感性是合理的，因为要认识到潜在结核病是永远不可能被确认的。

据我们所知，我们的系统回顾及其局限性，是迄今为止关于这一主题的最全面的概述。通过搜索几个数据库和来源(包括与专家和测试制造商的联系)，我们纳入了70多项符合条件的研究。以前的审查和评论都没有这样全面、透明、系统和全面。3、4、7-9我们先验地假设了我们的审查问题，并将它们列在我们的审查的表1中。1

我们赞赏Keertan Dheda和他的同事提出了孵化时间可变性的问题，它对效应器和记忆性T细胞反应的测量的影响，以及它在潜在解释不同研究结果中的一些差异方面的作用。我们认识到潜伏期的相关性，并试图通过对测试类型(商业与内部)、抗原、样本和潜伏期进行分层分析来解决这一问题。1然而，由于缺乏直接比较不同孵育时间下测试表现的研究，我们的审查未能充分解决这一问题。我们纠正了T点结核检测的潜伏期--正确的潜伏期是16-20小时10，而不是我们综述中所说的24-48小时。虽然最近FDA批准的Quantiferon-TB Gold分析的潜伏期为16-24小时，11我们在印度评估的Simplified“in-tube”版本的Quantiferon-TB Gold分析的建议潜伏期(每个包装插页)为20-40小时。因此，我们在我们的综述中报告了24-48小时的范围，1并将这两种商业测试归类为“短期孵化分析”1。

虽然我们同意Dheda及其同事的观点，即孵育期的可变性可能部分解释了研究中看到的差异，但还有其他几个潜在的重要宿主、疾病和检测相关因素可能会影响干扰素检测的性能和解释(表)。这些因素可能会混淆潜伏期和结核病治疗期间干扰素水平变化之间的联系。为了找出这些因素的影响，我们需要在控制混杂因素的同时，在同一人群中直接比较不同检测方法(如不同孵育时间、不同抗原和抗原混合物、ELISA与ELISPOT)的干扰素检测性能。

表：可能影响结核病干扰素检测性能和解释的因素