引用本文： 李培, 朱美英, 施毅. 半乳甘露聚糖实验诊断曲霉病的进展. 中国呼吸与危重监护杂志, 2015, 14(3): 303-306. doi: 10.7507/1671-6205.2015075 复制
侵袭性曲霉病(IA)发病率逐年增加，病死率居高不下。早期诊断能提高患者的生存率。但IA的早期诊断存在困难，因为特征性的临床和影像表现出现较迟，而组织活检又受到患者一般状况限制。因此，非创伤性诊断方法受到重视。半乳甘露聚糖(GM)是曲菌属的细胞壁组成成分，随着霉菌的生长被释放到外界中。由伯瑞(Bio-Rad)实验室研制的借由单克隆抗体双夹心(double-sandwich)酵素免疫分析的检测方法于2003年通过美国食品药品监督管理局的审核。该检测试剂盒具有良好的可重复性和稳定性[1]。目前临床用该试剂盒检测血清和支气管肺泡灌洗液(BALF)中的GM。
一 血清GM
在血液系统恶性肿瘤和干细胞移植患者IA的诊断中，血清GM具有较高的敏感性和特异性，多数研究发现这两个指标均为90%左右[2-5]。针对儿童患者的研究也发现血清GM具备良好的敏感性和特异性(均为90%左右)[6-8]。有研究认为血清GM的诊断效力甚至高于1-3-β-D-葡聚糖(G实验)和聚合酶链式反应(PCR)[9-11]。血清GM与PCR或G实验联合可将对IA诊断的敏感性和特异性提高至100%[12-14]。2006年发表的一项荟萃分析纳入了27个随机对照研究(限于血液系统恶性肿瘤、骨髓移植和实体器官移植患者)，评价了血清GM诊断IA的效力。该研究发现，对确诊患者，血清GM诊断的敏感性71%，特异性89%；对确诊和拟诊患者，GM诊断的敏感性为61%，特异性93%；该研究还发现，GM检测对诊断血液系统恶性肿瘤患者、骨髓移植患者IA的敏感性和特异性显著高于实体器官移植患者，对儿童患者诊断的敏感性高于成年患者[15]。
血清GM在帮助判断粒细胞缺乏的发热患者“经验性抗真菌治疗”时机中发挥重要作用。2005年发表的一项前瞻性研究，采用血清GM结合胸部高分辨率CT(HRCT)的方法判断粒细胞缺乏的发热患者经验性抗真菌治疗的时机，使该研究患者的经验性抗真菌治疗比例从35.0%降至7.7%，且无IA漏诊；该组IA患者的12周生存率为63%[16]。2011年发表的另一项前瞻性研究也是采用外周血GM和胸部HRCT结合的方法判断粒细胞缺乏的发热患者抗真菌治疗的时机，使经验性抗真菌治疗的比例下降了11%~14%；且采用该方法筛选不影响患者的12周生存率(85.2%比84.0%)[17]。2013年《The Lancet》杂志发表的多中心、开放性、平行、随机队列研究，将“外周血GM和PCR”(122例患者)与“培养+组织学”的判断方式(118例患者)进行比较，发现“外周血GM和PCR”的判断方式显著降低经验性抗真菌治疗的比例，且不影响患者的短期生存率[18]。
血清GM还是血液系统恶性肿瘤IA患者预后的预测因子。2008年首次有学者对文献进行回顾性研究发现，血清GM是血液系统恶性肿瘤患者IA预后的预测因子，且cut-off值越高，其与预后的相关性越好[19]。2009年《Cancer》发表的针对粒细胞缺乏患者的研究发现，GM阳性的IA患者，以“GM转阴(cut-off=0.5)持续2周”作为“治疗成功”判断指标，所获得的治疗成功率与临床实际治疗成功率在抗真菌治疗6周时完全符合[20]。2011年发表的一项研究也发现，以“GM转阴(cut-off=0.5)持续2周”为治疗成功判断标准，与欧洲癌症治疗研究组织及美国国家过敏症与传染病研究所霉菌病研究组指南中的治疗成功标准符合率较高[21]。2010年发表的一项研究发现，抗真菌治疗前的GM值，以及治疗1周后的GM值下降程度是IA患者预后的独立预测因子；抗真菌治疗前GM值每升高1个单位，不良预后的危险因子增加1.25；治疗1周后GM值每下降1个单位，不良预后的危险因子下降1.01[22]。2012年发表的研究认为，IA患者抗真菌治疗后2周内的GM值变化，可以直接反映疗效；基础GM阳性的IA患者，治疗后1周，GM下降超过35.0%的患者提示抗真菌治疗效果较好；基础GM阴性的IA患者，治疗后2周内出现GM阳性，提示疗效和预后差；治疗后2周内，GM值每增加0.1，其治疗失败的风险增加21.6%[23]。
血清GM对非粒细胞缺乏、非血液系统恶性肿瘤及非骨髓移植IA患者的诊断价值较低。韩国学者研究发现：其诊断敏感性仅23%，特异性76%，阳性预测值仅1.6%[24]。芬兰学者的研究也发现在无IA风险的患者中，GM检测的诊断价值极低[25]。血清GM对慢性肺曲霉病的诊断价值也较低。日本学者的研究发现cut-off=0.5时，阳性率50%；cut-off=1.5时，阳性率仅21%[26]。另一项针对慢性坏死性肺曲霉病的研究显示，cut-off=0.5时，敏感性64.4%，特异性68.6%[27]。韩国学者的研究发现血清GM诊断曲霉球的敏感性仅38%，合并咯血的患者敏感性52%，而无咯血病史的患者其敏感性仅9%[28]。
二 BALF-GM对肺曲霉病的诊断价值
近年对BALF中GM的检测也逐渐增多，多数临床研究认为BALF-GM对肺曲霉病诊断的敏感性高于血清GM，特异性与其相当[29-31]，其诊断敏感性也高于组织学、细胞学及培养[30, 32]，与BALF-PCR诊断效力近似[33-35]。
BALF-GM诊断血液系统恶性肿瘤及干细胞移植患者侵袭性肺曲霉病(IPA)具有良好的敏感性和特异性。2004年发表的一项研究发现其敏感性70%左右，特异性接近100%(cut-off 0.5及1.0)[36]。2007年发表的对非肺脏实体器官移植患者IPA的研究也发现，BALF-GM诊断的敏感性和特异性均接近100%(cut-off 1.0)，且优于血清GM和BAL真菌培养，但阳性预测值较低(41.7%)，阴性预测值100%[31]。2009年发表的针对血液系统恶性肿瘤的IPA患者的研究发现，其诊断敏感性和特异性均超过90%(cut-off 1.0)[37]；但2010年发表在《Chest》杂志上的针对同类型患者IPA的研究发现，其诊断敏感性仅57.6%，特异性98%[38]。另一项研究也发现cut-off 0.5时，BALF-GM诊断IPA的敏感性仅64%，特异性89%；当cut-off 2.0时，敏感性可升至86%，但特异性降至74%[39]。荟萃分析依然显示BALF-GM诊断IPA的敏感性和特异性均为90%左右，但阳性预测值仅14.87%，阴性预测值10%；与BALF-PCR联合可以进一步提高诊断的敏感性和特异性[40]。BALF-GM对儿童血液系统恶性肿瘤患者IPA的诊断也具有良好的特异性和敏感性。有研究发现其诊断敏感性接近80%，特异性100%，阳性预测值59%，阴性预测值98%[41]。BALF-GM对重症加强治疗病房中IPA患者诊断的准确性98%，而相应血清GM准确性为85%[42]。
对于非免疫缺陷的肺曲霉病患者，荟萃研究结果显示BALF-GM诊断的敏感性100%，特异性88% (cut-off 1.0)，阴性预测值100%，但阳性预测值仅43%；相对应的血清GM，cut-off 0.5时，敏感性60%，特异性91%，阳性预测值75%，阴性预测值84.6%；cut-off 1.0时，血清GM的敏感性40%，特异性91.7%，阳性预测值66.7%，阴性预测值78.6%；而依赖显微镜检或培养的诊断手段，其敏感性、特异性及阴性预测值与BALF-GM一样，且阳性预测值更高(54.5%)[43]。因此，BALF-GM对非免疫缺陷患者肺曲霉病的诊断没有优势。此外，该荟萃研究纳入的非免疫缺陷肺曲霉病患者均通过组织学或者培养证实诊断，无一例患者是BALF-GM阳性而其他诊断手段未发现曲霉感染的。故此类肺曲霉病患者BALF-GM检测还有增加假阳性率，导致误诊可能。由此，BALF-GM在诊断非免疫缺陷肺曲霉病患者中的必要性值得商榷。但一项针对曲霉球的研究发现，BALF-GM检测的阳性率高达86%，其诊断敏感性高达92%，而相应血清GM的阳性率仅41%[28]。曲霉球有特征性的影像表现，诊断多数通过影像可以确定，BALF-GM检测在此类患者诊断中的必要性也遭到质疑。
BALF-GM检测依然存在一些问题。如β-内酰胺类抗生素会导致BALF-GM假阳性[39, 44]；经验性或预防性抗真菌治疗、增加灌洗液容量，均会导致BALF-GM诊断敏感性降低，甚至出现假阴性结果[37, 45]；尚未知气道内曲霉定植对BALF-GM的影响；此外，BALF-GM无法预测IPA患者预后[46]。
综上所述，血清GM和BALF-GM依然是诊断血液系统恶性肿瘤和干细胞移植患者曲霉感染的可靠手段，具有较高的敏感性和特异性；但血清GM和BALF-GM对非粒细胞缺乏、非恶性肿瘤和肝移植患者肺曲霉感染的诊断效力较低，对慢性肺曲霉病和曲霉球没有诊断价值。
侵袭性曲霉病(IA)发病率逐年增加，病死率居高不下。早期诊断能提高患者的生存率。但IA的早期诊断存在困难，因为特征性的临床和影像表现出现较迟，而组织活检又受到患者一般状况限制。因此，非创伤性诊断方法受到重视。半乳甘露聚糖(GM)是曲菌属的细胞壁组成成分，随着霉菌的生长被释放到外界中。由伯瑞(Bio-Rad)实验室研制的借由单克隆抗体双夹心(double-sandwich)酵素免疫分析的检测方法于2003年通过美国食品药品监督管理局的审核。该检测试剂盒具有良好的可重复性和稳定性[1]。目前临床用该试剂盒检测血清和支气管肺泡灌洗液(BALF)中的GM。
一 血清GM
在血液系统恶性肿瘤和干细胞移植患者IA的诊断中，血清GM具有较高的敏感性和特异性，多数研究发现这两个指标均为90%左右[2-5]。针对儿童患者的研究也发现血清GM具备良好的敏感性和特异性(均为90%左右)[6-8]。有研究认为血清GM的诊断效力甚至高于1-3-β-D-葡聚糖(G实验)和聚合酶链式反应(PCR)[9-11]。血清GM与PCR或G实验联合可将对IA诊断的敏感性和特异性提高至100%[12-14]。2006年发表的一项荟萃分析纳入了27个随机对照研究(限于血液系统恶性肿瘤、骨髓移植和实体器官移植患者)，评价了血清GM诊断IA的效力。该研究发现，对确诊患者，血清GM诊断的敏感性71%，特异性89%；对确诊和拟诊患者，GM诊断的敏感性为61%，特异性93%；该研究还发现，GM检测对诊断血液系统恶性肿瘤患者、骨髓移植患者IA的敏感性和特异性显著高于实体器官移植患者，对儿童患者诊断的敏感性高于成年患者[15]。
血清GM在帮助判断粒细胞缺乏的发热患者“经验性抗真菌治疗”时机中发挥重要作用。2005年发表的一项前瞻性研究，采用血清GM结合胸部高分辨率CT(HRCT)的方法判断粒细胞缺乏的发热患者经验性抗真菌治疗的时机，使该研究患者的经验性抗真菌治疗比例从35.0%降至7.7%，且无IA漏诊；该组IA患者的12周生存率为63%[16]。2011年发表的另一项前瞻性研究也是采用外周血GM和胸部HRCT结合的方法判断粒细胞缺乏的发热患者抗真菌治疗的时机，使经验性抗真菌治疗的比例下降了11%~14%；且采用该方法筛选不影响患者的12周生存率(85.2%比84.0%)[17]。2013年《The Lancet》杂志发表的多中心、开放性、平行、随机队列研究，将“外周血GM和PCR”(122例患者)与“培养+组织学”的判断方式(118例患者)进行比较，发现“外周血GM和PCR”的判断方式显著降低经验性抗真菌治疗的比例，且不影响患者的短期生存率[18]。
血清GM还是血液系统恶性肿瘤IA患者预后的预测因子。2008年首次有学者对文献进行回顾性研究发现，血清GM是血液系统恶性肿瘤患者IA预后的预测因子，且cut-off值越高，其与预后的相关性越好[19]。2009年《Cancer》发表的针对粒细胞缺乏患者的研究发现，GM阳性的IA患者，以“GM转阴(cut-off=0.5)持续2周”作为“治疗成功”判断指标，所获得的治疗成功率与临床实际治疗成功率在抗真菌治疗6周时完全符合[20]。2011年发表的一项研究也发现，以“GM转阴(cut-off=0.5)持续2周”为治疗成功判断标准，与欧洲癌症治疗研究组织及美国国家过敏症与传染病研究所霉菌病研究组指南中的治疗成功标准符合率较高[21]。2010年发表的一项研究发现，抗真菌治疗前的GM值，以及治疗1周后的GM值下降程度是IA患者预后的独立预测因子；抗真菌治疗前GM值每升高1个单位，不良预后的危险因子增加1.25；治疗1周后GM值每下降1个单位，不良预后的危险因子下降1.01[22]。2012年发表的研究认为，IA患者抗真菌治疗后2周内的GM值变化，可以直接反映疗效；基础GM阳性的IA患者，治疗后1周，GM下降超过35.0%的患者提示抗真菌治疗效果较好；基础GM阴性的IA患者，治疗后2周内出现GM阳性，提示疗效和预后差；治疗后2周内，GM值每增加0.1，其治疗失败的风险增加21.6%[23]。
血清GM对非粒细胞缺乏、非血液系统恶性肿瘤及非骨髓移植IA患者的诊断价值较低。韩国学者研究发现：其诊断敏感性仅23%，特异性76%，阳性预测值仅1.6%[24]。芬兰学者的研究也发现在无IA风险的患者中，GM检测的诊断价值极低[25]。血清GM对慢性肺曲霉病的诊断价值也较低。日本学者的研究发现cut-off=0.5时，阳性率50%；cut-off=1.5时，阳性率仅21%[26]。另一项针对慢性坏死性肺曲霉病的研究显示，cut-off=0.5时，敏感性64.4%，特异性68.6%[27]。韩国学者的研究发现血清GM诊断曲霉球的敏感性仅38%，合并咯血的患者敏感性52%，而无咯血病史的患者其敏感性仅9%[28]。
二 BALF-GM对肺曲霉病的诊断价值
近年对BALF中GM的检测也逐渐增多，多数临床研究认为BALF-GM对肺曲霉病诊断的敏感性高于血清GM，特异性与其相当[29-31]，其诊断敏感性也高于组织学、细胞学及培养[30, 32]，与BALF-PCR诊断效力近似[33-35]。
BALF-GM诊断血液系统恶性肿瘤及干细胞移植患者侵袭性肺曲霉病(IPA)具有良好的敏感性和特异性。2004年发表的一项研究发现其敏感性70%左右，特异性接近100%(cut-off 0.5及1.0)[36]。2007年发表的对非肺脏实体器官移植患者IPA的研究也发现，BALF-GM诊断的敏感性和特异性均接近100%(cut-off 1.0)，且优于血清GM和BAL真菌培养，但阳性预测值较低(41.7%)，阴性预测值100%[31]。2009年发表的针对血液系统恶性肿瘤的IPA患者的研究发现，其诊断敏感性和特异性均超过90%(cut-off 1.0)[37]；但2010年发表在《Chest》杂志上的针对同类型患者IPA的研究发现，其诊断敏感性仅57.6%，特异性98%[38]。另一项研究也发现cut-off 0.5时，BALF-GM诊断IPA的敏感性仅64%，特异性89%；当cut-off 2.0时，敏感性可升至86%，但特异性降至74%[39]。荟萃分析依然显示BALF-GM诊断IPA的敏感性和特异性均为90%左右，但阳性预测值仅14.87%，阴性预测值10%；与BALF-PCR联合可以进一步提高诊断的敏感性和特异性[40]。BALF-GM对儿童血液系统恶性肿瘤患者IPA的诊断也具有良好的特异性和敏感性。有研究发现其诊断敏感性接近80%，特异性100%，阳性预测值59%，阴性预测值98%[41]。BALF-GM对重症加强治疗病房中IPA患者诊断的准确性98%，而相应血清GM准确性为85%[42]。
对于非免疫缺陷的肺曲霉病患者，荟萃研究结果显示BALF-GM诊断的敏感性100%，特异性88% (cut-off 1.0)，阴性预测值100%，但阳性预测值仅43%；相对应的血清GM，cut-off 0.5时，敏感性60%，特异性91%，阳性预测值75%，阴性预测值84.6%；cut-off 1.0时，血清GM的敏感性40%，特异性91.7%，阳性预测值66.7%，阴性预测值78.6%；而依赖显微镜检或培养的诊断手段，其敏感性、特异性及阴性预测值与BALF-GM一样，且阳性预测值更高(54.5%)[43]。因此，BALF-GM对非免疫缺陷患者肺曲霉病的诊断没有优势。此外，该荟萃研究纳入的非免疫缺陷肺曲霉病患者均通过组织学或者培养证实诊断，无一例患者是BALF-GM阳性而其他诊断手段未发现曲霉感染的。故此类肺曲霉病患者BALF-GM检测还有增加假阳性率，导致误诊可能。由此，BALF-GM在诊断非免疫缺陷肺曲霉病患者中的必要性值得商榷。但一项针对曲霉球的研究发现，BALF-GM检测的阳性率高达86%，其诊断敏感性高达92%，而相应血清GM的阳性率仅41%[28]。曲霉球有特征性的影像表现，诊断多数通过影像可以确定，BALF-GM检测在此类患者诊断中的必要性也遭到质疑。
BALF-GM检测依然存在一些问题。如β-内酰胺类抗生素会导致BALF-GM假阳性[39, 44]；经验性或预防性抗真菌治疗、增加灌洗液容量，均会导致BALF-GM诊断敏感性降低，甚至出现假阴性结果[37, 45]；尚未知气道内曲霉定植对BALF-GM的影响；此外，BALF-GM无法预测IPA患者预后[46]。
综上所述，血清GM和BALF-GM依然是诊断血液系统恶性肿瘤和干细胞移植患者曲霉感染的可靠手段，具有较高的敏感性和特异性；但血清GM和BALF-GM对非粒细胞缺乏、非恶性肿瘤和肝移植患者肺曲霉感染的诊断效力较低，对慢性肺曲霉病和曲霉球没有诊断价值。