引用本文： 李培, 朱美英, 施毅. 半乳甘露聚糖實驗診斷曲霉病的進展. 中國呼吸與危重監護雜志, 2015, 14(3): 303-306. doi: 10.7507/1671-6205.2015075 復制
侵襲性曲霉病(IA)發病率逐年增加，病死率居高不下。早期診斷能提高患者的生存率。但IA的早期診斷存在困難，因為特征性的臨床和影像表現出現較遲，而組織活檢又受到患者一般狀況限制。因此，非創傷性診斷方法受到重視。半乳甘露聚糖(GM)是曲菌屬的細胞壁組成成分，隨著霉菌的生長被釋放到外界中。由伯瑞(Bio-Rad)實驗室研制的借由單克隆抗體雙夾心(double-sandwich)酵素免疫分析的檢測方法于2003年通過美國食品藥品監督管理局的審核。該檢測試劑盒具有良好的可重復性和穩定性[1]。目前臨床用該試劑盒檢測血清和支氣管肺泡灌洗液(BALF)中的GM。
一 血清GM
在血液系統惡性腫瘤和干細胞移植患者IA的診斷中，血清GM具有較高的敏感性和特異性，多數研究發現這兩個指標均為90%左右[2-5]。針對兒童患者的研究也發現血清GM具備良好的敏感性和特異性(均為90%左右)[6-8]。有研究認為血清GM的診斷效力甚至高于1-3-β-D-葡聚糖(G實驗)和聚合酶鏈式反應(PCR)[9-11]。血清GM與PCR或G實驗聯合可將對IA診斷的敏感性和特異性提高至100%[12-14]。2006年發表的一項薈萃分析納入了27個隨機對照研究(限于血液系統惡性腫瘤、骨髓移植和實體器官移植患者)，評價了血清GM診斷IA的效力。該研究發現，對確診患者，血清GM診斷的敏感性71%，特異性89%；對確診和擬診患者，GM診斷的敏感性為61%，特異性93%；該研究還發現，GM檢測對診斷血液系統惡性腫瘤患者、骨髓移植患者IA的敏感性和特異性顯著高于實體器官移植患者，對兒童患者診斷的敏感性高于成年患者[15]。
血清GM在幫助判斷粒細胞缺乏的發熱患者“經驗性抗真菌治療”時機中發揮重要作用。2005年發表的一項前瞻性研究，采用血清GM結合胸部高分辨率CT(HRCT)的方法判斷粒細胞缺乏的發熱患者經驗性抗真菌治療的時機，使該研究患者的經驗性抗真菌治療比例從35.0%降至7.7%，且無IA漏診；該組IA患者的12周生存率為63%[16]。2011年發表的另一項前瞻性研究也是采用外周血GM和胸部HRCT結合的方法判斷粒細胞缺乏的發熱患者抗真菌治療的時機，使經驗性抗真菌治療的比例下降了11%~14%；且采用該方法篩選不影響患者的12周生存率(85.2%比84.0%)[17]。2013年《The Lancet》雜志發表的多中心、開放性、平行、隨機隊列研究，將“外周血GM和PCR”(122例患者)與“培養+組織學”的判斷方式(118例患者)進行比較，發現“外周血GM和PCR”的判斷方式顯著降低經驗性抗真菌治療的比例，且不影響患者的短期生存率[18]。
血清GM還是血液系統惡性腫瘤IA患者預后的預測因子。2008年首次有學者對文獻進行回顧性研究發現，血清GM是血液系統惡性腫瘤患者IA預后的預測因子，且cut-off值越高，其與預后的相關性越好[19]。2009年《Cancer》發表的針對粒細胞缺乏患者的研究發現，GM陽性的IA患者，以“GM轉陰(cut-off=0.5)持續2周”作為“治療成功”判斷指標，所獲得的治療成功率與臨床實際治療成功率在抗真菌治療6周時完全符合[20]。2011年發表的一項研究也發現，以“GM轉陰(cut-off=0.5)持續2周”為治療成功判斷標準，與歐洲癌癥治療研究組織及美國國家過敏癥與傳染病研究所霉菌病研究組指南中的治療成功標準符合率較高[21]。2010年發表的一項研究發現，抗真菌治療前的GM值，以及治療1周后的GM值下降程度是IA患者預后的獨立預測因子；抗真菌治療前GM值每升高1個單位，不良預后的危險因子增加1.25；治療1周后GM值每下降1個單位，不良預后的危險因子下降1.01[22]。2012年發表的研究認為，IA患者抗真菌治療后2周內的GM值變化，可以直接反映療效；基礎GM陽性的IA患者，治療后1周，GM下降超過35.0%的患者提示抗真菌治療效果較好；基礎GM陰性的IA患者，治療后2周內出現GM陽性，提示療效和預后差；治療后2周內，GM值每增加0.1，其治療失敗的風險增加21.6%[23]。
血清GM對非粒細胞缺乏、非血液系統惡性腫瘤及非骨髓移植IA患者的診斷價值較低。韓國學者研究發現：其診斷敏感性僅23%，特異性76%，陽性預測值僅1.6%[24]。芬蘭學者的研究也發現在無IA風險的患者中，GM檢測的診斷價值極低[25]。血清GM對慢性肺曲霉病的診斷價值也較低。日本學者的研究發現cut-off=0.5時，陽性率50%；cut-off=1.5時，陽性率僅21%[26]。另一項針對慢性壞死性肺曲霉病的研究顯示，cut-off=0.5時，敏感性64.4%，特異性68.6%[27]。韓國學者的研究發現血清GM診斷曲霉球的敏感性僅38%，合并咯血的患者敏感性52%，而無咯血病史的患者其敏感性僅9%[28]。
二 BALF-GM對肺曲霉病的診斷價值
近年對BALF中GM的檢測也逐漸增多，多數臨床研究認為BALF-GM對肺曲霉病診斷的敏感性高于血清GM，特異性與其相當[29-31]，其診斷敏感性也高于組織學、細胞學及培養[30, 32]，與BALF-PCR診斷效力近似[33-35]。
BALF-GM診斷血液系統惡性腫瘤及干細胞移植患者侵襲性肺曲霉病(IPA)具有良好的敏感性和特異性。2004年發表的一項研究發現其敏感性70%左右，特異性接近100%(cut-off 0.5及1.0)[36]。2007年發表的對非肺臟實體器官移植患者IPA的研究也發現，BALF-GM診斷的敏感性和特異性均接近100%(cut-off 1.0)，且優于血清GM和BAL真菌培養，但陽性預測值較低(41.7%)，陰性預測值100%[31]。2009年發表的針對血液系統惡性腫瘤的IPA患者的研究發現，其診斷敏感性和特異性均超過90%(cut-off 1.0)[37]；但2010年發表在《Chest》雜志上的針對同類型患者IPA的研究發現，其診斷敏感性僅57.6%，特異性98%[38]。另一項研究也發現cut-off 0.5時，BALF-GM診斷IPA的敏感性僅64%，特異性89%；當cut-off 2.0時，敏感性可升至86%，但特異性降至74%[39]。薈萃分析依然顯示BALF-GM診斷IPA的敏感性和特異性均為90%左右，但陽性預測值僅14.87%，陰性預測值10%；與BALF-PCR聯合可以進一步提高診斷的敏感性和特異性[40]。BALF-GM對兒童血液系統惡性腫瘤患者IPA的診斷也具有良好的特異性和敏感性。有研究發現其診斷敏感性接近80%，特異性100%，陽性預測值59%，陰性預測值98%[41]。BALF-GM對重癥加強治療病房中IPA患者診斷的準確性98%，而相應血清GM準確性為85%[42]。
對于非免疫缺陷的肺曲霉病患者，薈萃研究結果顯示BALF-GM診斷的敏感性100%，特異性88% (cut-off 1.0)，陰性預測值100%，但陽性預測值僅43%；相對應的血清GM，cut-off 0.5時，敏感性60%，特異性91%，陽性預測值75%，陰性預測值84.6%；cut-off 1.0時，血清GM的敏感性40%，特異性91.7%，陽性預測值66.7%，陰性預測值78.6%；而依賴顯微鏡檢或培養的診斷手段，其敏感性、特異性及陰性預測值與BALF-GM一樣，且陽性預測值更高(54.5%)[43]。因此，BALF-GM對非免疫缺陷患者肺曲霉病的診斷沒有優勢。此外，該薈萃研究納入的非免疫缺陷肺曲霉病患者均通過組織學或者培養證實診斷，無一例患者是BALF-GM陽性而其他診斷手段未發現曲霉感染的。故此類肺曲霉病患者BALF-GM檢測還有增加假陽性率，導致誤診可能。由此，BALF-GM在診斷非免疫缺陷肺曲霉病患者中的必要性值得商榷。但一項針對曲霉球的研究發現，BALF-GM檢測的陽性率高達86%，其診斷敏感性高達92%，而相應血清GM的陽性率僅41%[28]。曲霉球有特征性的影像表現，診斷多數通過影像可以確定，BALF-GM檢測在此類患者診斷中的必要性也遭到質疑。
BALF-GM檢測依然存在一些問題。如β-內酰胺類抗生素會導致BALF-GM假陽性[39, 44]；經驗性或預防性抗真菌治療、增加灌洗液容量，均會導致BALF-GM診斷敏感性降低，甚至出現假陰性結果[37, 45]；尚未知氣道內曲霉定植對BALF-GM的影響；此外，BALF-GM無法預測IPA患者預后[46]。
綜上所述，血清GM和BALF-GM依然是診斷血液系統惡性腫瘤和干細胞移植患者曲霉感染的可靠手段，具有較高的敏感性和特異性；但血清GM和BALF-GM對非粒細胞缺乏、非惡性腫瘤和肝移植患者肺曲霉感染的診斷效力較低，對慢性肺曲霉病和曲霉球沒有診斷價值。
侵襲性曲霉病(IA)發病率逐年增加，病死率居高不下。早期診斷能提高患者的生存率。但IA的早期診斷存在困難，因為特征性的臨床和影像表現出現較遲，而組織活檢又受到患者一般狀況限制。因此，非創傷性診斷方法受到重視。半乳甘露聚糖(GM)是曲菌屬的細胞壁組成成分，隨著霉菌的生長被釋放到外界中。由伯瑞(Bio-Rad)實驗室研制的借由單克隆抗體雙夾心(double-sandwich)酵素免疫分析的檢測方法于2003年通過美國食品藥品監督管理局的審核。該檢測試劑盒具有良好的可重復性和穩定性[1]。目前臨床用該試劑盒檢測血清和支氣管肺泡灌洗液(BALF)中的GM。
一 血清GM
在血液系統惡性腫瘤和干細胞移植患者IA的診斷中，血清GM具有較高的敏感性和特異性，多數研究發現這兩個指標均為90%左右[2-5]。針對兒童患者的研究也發現血清GM具備良好的敏感性和特異性(均為90%左右)[6-8]。有研究認為血清GM的診斷效力甚至高于1-3-β-D-葡聚糖(G實驗)和聚合酶鏈式反應(PCR)[9-11]。血清GM與PCR或G實驗聯合可將對IA診斷的敏感性和特異性提高至100%[12-14]。2006年發表的一項薈萃分析納入了27個隨機對照研究(限于血液系統惡性腫瘤、骨髓移植和實體器官移植患者)，評價了血清GM診斷IA的效力。該研究發現，對確診患者，血清GM診斷的敏感性71%，特異性89%；對確診和擬診患者，GM診斷的敏感性為61%，特異性93%；該研究還發現，GM檢測對診斷血液系統惡性腫瘤患者、骨髓移植患者IA的敏感性和特異性顯著高于實體器官移植患者，對兒童患者診斷的敏感性高于成年患者[15]。
血清GM在幫助判斷粒細胞缺乏的發熱患者“經驗性抗真菌治療”時機中發揮重要作用。2005年發表的一項前瞻性研究，采用血清GM結合胸部高分辨率CT(HRCT)的方法判斷粒細胞缺乏的發熱患者經驗性抗真菌治療的時機，使該研究患者的經驗性抗真菌治療比例從35.0%降至7.7%，且無IA漏診；該組IA患者的12周生存率為63%[16]。2011年發表的另一項前瞻性研究也是采用外周血GM和胸部HRCT結合的方法判斷粒細胞缺乏的發熱患者抗真菌治療的時機，使經驗性抗真菌治療的比例下降了11%~14%；且采用該方法篩選不影響患者的12周生存率(85.2%比84.0%)[17]。2013年《The Lancet》雜志發表的多中心、開放性、平行、隨機隊列研究，將“外周血GM和PCR”(122例患者)與“培養+組織學”的判斷方式(118例患者)進行比較，發現“外周血GM和PCR”的判斷方式顯著降低經驗性抗真菌治療的比例，且不影響患者的短期生存率[18]。
血清GM還是血液系統惡性腫瘤IA患者預后的預測因子。2008年首次有學者對文獻進行回顧性研究發現，血清GM是血液系統惡性腫瘤患者IA預后的預測因子，且cut-off值越高，其與預后的相關性越好[19]。2009年《Cancer》發表的針對粒細胞缺乏患者的研究發現，GM陽性的IA患者，以“GM轉陰(cut-off=0.5)持續2周”作為“治療成功”判斷指標，所獲得的治療成功率與臨床實際治療成功率在抗真菌治療6周時完全符合[20]。2011年發表的一項研究也發現，以“GM轉陰(cut-off=0.5)持續2周”為治療成功判斷標準，與歐洲癌癥治療研究組織及美國國家過敏癥與傳染病研究所霉菌病研究組指南中的治療成功標準符合率較高[21]。2010年發表的一項研究發現，抗真菌治療前的GM值，以及治療1周后的GM值下降程度是IA患者預后的獨立預測因子；抗真菌治療前GM值每升高1個單位，不良預后的危險因子增加1.25；治療1周后GM值每下降1個單位，不良預后的危險因子下降1.01[22]。2012年發表的研究認為，IA患者抗真菌治療后2周內的GM值變化，可以直接反映療效；基礎GM陽性的IA患者，治療后1周，GM下降超過35.0%的患者提示抗真菌治療效果較好；基礎GM陰性的IA患者，治療后2周內出現GM陽性，提示療效和預后差；治療后2周內，GM值每增加0.1，其治療失敗的風險增加21.6%[23]。
血清GM對非粒細胞缺乏、非血液系統惡性腫瘤及非骨髓移植IA患者的診斷價值較低。韓國學者研究發現：其診斷敏感性僅23%，特異性76%，陽性預測值僅1.6%[24]。芬蘭學者的研究也發現在無IA風險的患者中，GM檢測的診斷價值極低[25]。血清GM對慢性肺曲霉病的診斷價值也較低。日本學者的研究發現cut-off=0.5時，陽性率50%；cut-off=1.5時，陽性率僅21%[26]。另一項針對慢性壞死性肺曲霉病的研究顯示，cut-off=0.5時，敏感性64.4%，特異性68.6%[27]。韓國學者的研究發現血清GM診斷曲霉球的敏感性僅38%，合并咯血的患者敏感性52%，而無咯血病史的患者其敏感性僅9%[28]。
二 BALF-GM對肺曲霉病的診斷價值
近年對BALF中GM的檢測也逐漸增多，多數臨床研究認為BALF-GM對肺曲霉病診斷的敏感性高于血清GM，特異性與其相當[29-31]，其診斷敏感性也高于組織學、細胞學及培養[30, 32]，與BALF-PCR診斷效力近似[33-35]。
BALF-GM診斷血液系統惡性腫瘤及干細胞移植患者侵襲性肺曲霉病(IPA)具有良好的敏感性和特異性。2004年發表的一項研究發現其敏感性70%左右，特異性接近100%(cut-off 0.5及1.0)[36]。2007年發表的對非肺臟實體器官移植患者IPA的研究也發現，BALF-GM診斷的敏感性和特異性均接近100%(cut-off 1.0)，且優于血清GM和BAL真菌培養，但陽性預測值較低(41.7%)，陰性預測值100%[31]。2009年發表的針對血液系統惡性腫瘤的IPA患者的研究發現，其診斷敏感性和特異性均超過90%(cut-off 1.0)[37]；但2010年發表在《Chest》雜志上的針對同類型患者IPA的研究發現，其診斷敏感性僅57.6%，特異性98%[38]。另一項研究也發現cut-off 0.5時，BALF-GM診斷IPA的敏感性僅64%，特異性89%；當cut-off 2.0時，敏感性可升至86%，但特異性降至74%[39]。薈萃分析依然顯示BALF-GM診斷IPA的敏感性和特異性均為90%左右，但陽性預測值僅14.87%，陰性預測值10%；與BALF-PCR聯合可以進一步提高診斷的敏感性和特異性[40]。BALF-GM對兒童血液系統惡性腫瘤患者IPA的診斷也具有良好的特異性和敏感性。有研究發現其診斷敏感性接近80%，特異性100%，陽性預測值59%，陰性預測值98%[41]。BALF-GM對重癥加強治療病房中IPA患者診斷的準確性98%，而相應血清GM準確性為85%[42]。
對于非免疫缺陷的肺曲霉病患者，薈萃研究結果顯示BALF-GM診斷的敏感性100%，特異性88% (cut-off 1.0)，陰性預測值100%，但陽性預測值僅43%；相對應的血清GM，cut-off 0.5時，敏感性60%，特異性91%，陽性預測值75%，陰性預測值84.6%；cut-off 1.0時，血清GM的敏感性40%，特異性91.7%，陽性預測值66.7%，陰性預測值78.6%；而依賴顯微鏡檢或培養的診斷手段，其敏感性、特異性及陰性預測值與BALF-GM一樣，且陽性預測值更高(54.5%)[43]。因此，BALF-GM對非免疫缺陷患者肺曲霉病的診斷沒有優勢。此外，該薈萃研究納入的非免疫缺陷肺曲霉病患者均通過組織學或者培養證實診斷，無一例患者是BALF-GM陽性而其他診斷手段未發現曲霉感染的。故此類肺曲霉病患者BALF-GM檢測還有增加假陽性率，導致誤診可能。由此，BALF-GM在診斷非免疫缺陷肺曲霉病患者中的必要性值得商榷。但一項針對曲霉球的研究發現，BALF-GM檢測的陽性率高達86%，其診斷敏感性高達92%，而相應血清GM的陽性率僅41%[28]。曲霉球有特征性的影像表現，診斷多數通過影像可以確定，BALF-GM檢測在此類患者診斷中的必要性也遭到質疑。
BALF-GM檢測依然存在一些問題。如β-內酰胺類抗生素會導致BALF-GM假陽性[39, 44]；經驗性或預防性抗真菌治療、增加灌洗液容量，均會導致BALF-GM診斷敏感性降低，甚至出現假陰性結果[37, 45]；尚未知氣道內曲霉定植對BALF-GM的影響；此外，BALF-GM無法預測IPA患者預后[46]。
綜上所述，血清GM和BALF-GM依然是診斷血液系統惡性腫瘤和干細胞移植患者曲霉感染的可靠手段，具有較高的敏感性和特異性；但血清GM和BALF-GM對非粒細胞缺乏、非惡性腫瘤和肝移植患者肺曲霉感染的診斷效力較低，對慢性肺曲霉病和曲霉球沒有診斷價值。