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研究背景:结核病(Tuberculosis,TB)是全球关注的公共卫生和社会问题,在我国TB的发病率高,患病率呈上升趋势。结核性胸膜炎(Tuberculouspleuritis,TP)是由于结核感染至胸膜下而引起的一种迟发型过敏反应,是肺外结核最常见的一种形式,同时也是导致胸腔积液的主要原因。在TB高负担地区,比如中国,结核性胸膜炎约占全部TB的25%,对人类的健康及社会都造成了极大损害。了解结核性胸膜炎的临床及病理特点以及如何尽早明确诊断并进行临床干预治疗是我们目前临床工作的重点,提高结核性胸膜炎诊断率,减少临床的误诊率。目的:研究内科胸腔镜对结核性胸膜炎的定性诊断价值、以中性粒细胞为主的结核性胸腔积液(Neutrophil predominance tuberculous pleural effusion,NP-TPE)的临床病理特点及预后分析以及胸腔积液乳酸脱氢酶(Pleural effusion Lactate dehydrogenase,pfLDH)/胸腔积液腺苷脱氨酶(Pleural effusion adenosine deaminase,pfADA)诊断结核性胸腔积液(Tuberculouspleuraleffusion,TPE)的临床意义,以期更好的指导临床,减少误诊。方法:第一部分:研究回顾性分析了均进行内科胸腔镜检查的304例的TPE患者的临床数据资料,入选患者人类免疫缺陷病毒均为阴性,病例符合结核性胸膜炎的诊断标准;入选患者均为初次诊断为结核性胸膜炎的患者,未抗结核或抗结核治疗少于1周。对患者的病历进行回顾性分析,并收集了以下数据:性别、年龄、临床表现(包括发热、胸闷、胸痛、咳嗽、咳痰、夜间盗汗、乏力、消瘦)、合并症、胸腔积液常规和生化检查(包括细胞计数及分类、蛋白(Protein,PRO)、葡萄糖(Glucose,GLU)、乳酸脱氢酶(Lactate dehydrogenase,LDH)、腺苷脱氨酶(adenosine deaminase,ADA))、胸腔积液和血清中的结核抗体、微生物学检查(痰、胸腔积液、胸膜活检组织中结核菌涂片及培养)、内科胸腔镜下表现、胸膜活检病理结果及胸部CT表现。胸腔积液结核总阳性率是胸腔积液涂片抗酸杆菌(Acid-fast bacillus,AFB)阳性和胸腔积液结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis,MTB)培养阳性的患者占总数的百分比。胸腔内结核总阳性率是胸腔积液涂片AFB阳性、胸腔积液MTB培养阳性和胸膜活检MTB培养阳性的患者占总数的百分比。根据胸膜活检结果分类如下:肉芽肿组和非肉芽肿组;根据其胸腔积液中ADA的水平,将这些患者分为两组:低ADA组(≤40U/L)和高ADA组(>40U/L);根据患者年龄进行分组:分为<18岁,18-34岁,35-59岁和≥60岁四个组。组间进行临床、实验室、内科胸腔镜下表现和病理学特点的比较分析。第二部分:回顾性分析304例两种类型(以淋巴细胞和中性粒细胞为主)的TPE患者的临床数据资料,所用数据为第一部分数据,另外重新收集了 NP-TPE患者第二次胸腔积液相关的临床指标(白细胞计数和分类、LDH、ADA、GLU和PRO)。研究分析比较了以淋巴细胞和中性粒细胞为主TPE的临床、实验室、内科胸腔镜下表现和病理学特点。并通过Logistic回归分析分析了 NP-TPE的危险因素。最后对两组患者进行了随访,比较两组患者的预后情况。第三部分:研究回顾性收集了首次以胸腔积液就诊129例患者(结核性胸膜积液患者入组标准同上,类肺炎性胸腔积液患者入组时未抗感染治疗或抗感染治疗少于3天)的临床资料,分为NP-TPE患者(23例)、类肺炎性胸腔积液(Parapneumonic effusion,PPE)患者(106例)。比较两组患者各个实验室数据比值的差异,并汇总差异P值小于0.001的数据进行受试者工作特征曲线(Receiver operating characteristic curve,ROC)分析。计算各个比值参数诊断TPE的敏感性和特异性,并计算ROC曲线下面积(Area Under Curve,AUC)和约登指数,以探究各比值参数对NP-TPE的诊断价值。第四部分:通过回顾性收集618例首次以胸腔积液就诊的患者(结核性和类肺炎性胸腔积液患者入组同上;恶性胸腔积液患者未抗肿瘤治疗;)的血清及胸腔积液化验数据资料,并将其分为三组,其中包括412例TPE,100例恶性胸腔积液(Malignant pleural effusion,MPE)和106例PPE。比较三组患者各个实验室数据比值的差异,并汇总差异P值小于0.001的数据进行ROC曲线分析。计算各个比值参数诊断TPE的敏感性和特异性,并计算AUC和约登指数,以探究各比值参数对TPE的诊断价值。结果:第一部分:内科胸腔镜对结核性胸膜炎的诊疗:一项304例患者的回顾性研究1.研究人群的基线特征本研究中共入选304名结核性胸膜炎患者,这些患者的平均年龄为35.08±14.55岁,有273位患者(占89.8%)年龄在18至59岁之间。男性228例,女性76例。内科胸腔镜检查时结核性胸膜炎的平均持续时间为1.76±2.11个月。常见的临床症状包括发热(76.3%),咳嗽(75.3%),胸闷(66.4%),胸痛(60.9%),乏力(41.1%)和夜间盗汗(37.5%),40例患者出现消瘦(13.2%)。大多数患者的胸腔积液是发生在单侧的(94.0%),仅6.0%的患者观察到双侧的胸腔积液。59.2%(180例)合并肺结核。2.结核相关实验室检测胸腔积液中PRO、GLU、LDH和ADA的中位水平分别为48.1(44.3,51.6)g/L,4.56(2.79,5.60)mmol/L,446(278,836)U/L 和 43.1(32.5,58.1)U/L。在89.1%(271/304)的患者的胸腔积液以淋巴细胞为主,10.9%(33/304)的患者的胸腔积液以中性粒细胞为主。在59.6%(164/275)的患者胸腔积液和26.8%(60/224)的患者血清中检出结核抗体。胸腔积液和痰涂片AFB 阳性率分别为2.2%(6/270)和2.9%(6/210);胸腔积液和痰MTB 阳性率分别为19.9%(53/267)和15.3%(29/190);胸膜活检结核分枝杆菌培养的阳性率和胸腔内结核总阳性率为59.9%(182/304)和62.8%(191/304),这些数据表明利用内科胸腔镜取材活检能够明显提高诊断率。3.内科胸腔镜检查结果所有患者在内科胸腔镜下均可在胸膜表面观察到一种或多种异常。如图1所示,内科胸腔镜下表现:包裹性积液84例(27.6%),胸膜粘连218例(71.7%),胸膜增厚157例(51.6%),胸膜结节127例(41.8%),胸膜分隔77例(25.3%),脓苔21例(6.9%),干酪样渗出23例(7.6%),呈胶冻样外观57例(18.8%)。将所有患者按照以胸膜增厚为主(增厚组),以脓苔及(或)干酪坏死、纤维素渗出为主(渗出组),以胸膜结节为主(结节组)进行分组,增厚组占44.7%(136/304),渗出组占 39.8%(121/304),结节组占 15.5%(47/304)。4.病理是肉芽肿与非肉芽肿的结核性胸膜炎患者的临床特点胸膜活检标本病理结果示有70.1%(213/304)的患者出现肉芽肿。与非肉芽肿组比较,肉芽肿组患者胸腔积液中多以淋巴细胞为主95.7%(204/213),且患病时间更短(P<0.01);肉芽肿组患者胸腔积液PRO、GLU、ADA水平明显升高,而LDH水平显著降低(P<0.01);与非肉芽肿患者的胸膜活检培养(46.2%)相比,肉芽肿患者的胸膜活检培养更有可能检出MTB(66.0%)(P<0.01),胸腔内结核杆菌总阳性率也更高(67.6%)(P<0.01)。5.根据ADA水平进行分组探讨结核性胸膜炎患者的临床特点与低ADA水平(≤40U/L)的结核性胸膜炎患者相比,高ADA水平(>40U/L)的结核性胸膜炎患者的胸腔积液中位PRO(48.7 vs 47.6 g/L,P<0.05)和LDH(555 vs 313U/L,P<0.001)水平明显升高。高ADA组的胸腔积液GLU中位水平(4.20vs5.10mmol/L,P<0.01)显著降低。ADA水平高的结核性胸膜炎患者更有可能在胸膜活检标本中出现肉芽肿(75.3%vs62.2%,P<0.05),胸腔积液结核菌培养阳性率相对较高(23.8%vs14.0%,P<0.05)。6.根据患者年龄进行分组分析结核性胸膜炎患者的临床特点年轻患者以ADA>40U/L多见,年龄<18岁,18-34岁,35-59岁和≥60岁的患者在胸腔积液高ADA水平(>40U/L)所占的百分比分别为88.9%(8/9),68.3%(110/161),48.6%(52/107)和 38.1%(8/21)(各组与年龄≥60 岁组相比P<0.001)。与60岁以上的患者相比,年龄在18-34岁之间的结核性胸膜炎患者在胸膜活检标本中更有可能出现肉芽肿(82.3%vs45.5%,P<0.01)。第二部分:胸腔积液以中性粒细胞为主的结核性胸膜炎临床和病理特点及预后分析本研究中,共入选304名结核性胸膜炎患者:在89.1%(271/304)的患者的胸腔积液中以淋巴细胞为主,10.9%(33/304)的患者的胸腔积液中以中性粒细胞为主。1.临床特征比较分析与以淋巴细胞为主的结核性胸膜炎相比,以中性粒细胞为主的结核性胸膜炎患者高热比率(51.5%vs32.4%,P=0.03)更高,胸闷比率较低(48.5%vs68.6%,P=0.021),合并肺结核比率较低(42.8%vs60.8%,P=0.037)。2.微生物和实验室差异分析两组患者胸腔积液ADA都明显升高,胸腔积液ADA升高>40U/L在两组患者中的比例分别为62.2%和71.1%,以中性粒细胞为主的患者相对较高。以中性粒细胞为主的结核性胸膜炎患者活检组织结核菌培养阳性率明显低于淋巴细胞为主的结核性胸膜炎患者(36.4%vs 62.7%,P=0.01),胸腔积液中的LDH中位水平(1297 U/Lvs 410U/L,P<0.001)和 ADA(54.1 U/Lvs 42.9U/L,P=0.043)明显高于淋巴细胞型,胸腔积液糖(1.92mmol/Lvs4.70mmol/L,P<0.001)和蛋白(47.4 g/Lvs48.4g/L,P=0.024)明显低于淋巴细胞为主型。此外,与以淋巴细胞为主的结核性胸膜炎患者相比,以中性粒细胞为主的结核性胸膜炎患者的血清白蛋白(ALB)水平较低(32.0 g/L vs 36.1 g/L,P=0.041)、C 反应蛋白(C-reactive protein,CRP)水平(27.5 mg/L vs 12.0 mg/L,P<0.001)较高。3.内科胸腔镜下表现及胸膜活检病理差异分析在以中性粒细胞为主的结核性胸膜炎中包裹性积液占27.3%,这与以淋巴细胞为主的结核性胸膜炎相似。内科胸腔镜胸膜活检显示以中性粒细胞为主的结核性胸膜炎患者肉芽肿发生率为27.2%,明显低于以淋巴细胞为主的结核性胸膜炎的患者(27.2%vs 75.2%,P<0.001)。在以中性粒细胞为主的结核性胸膜炎中,内科胸腔镜下表现脓苔、干酪样渗出比率分别为27.3%、18.1%,显著高于以淋巴细胞为主的脓苔(27.3%vs.4.43%,P<0.001),干酪样渗出(18.1%vs.6.27%,P<0.05)。在以中性粒细胞为主的结核性胸膜炎中,无创性检测MTB阳性率为19.2%。而在侵入性方法中,经内科胸腔镜胸膜活检组织培养中结核分枝杆菌阳性率为36.8%,胸膜活检病理中肉芽肿的阳性率为27%。联合内科胸腔镜下活检组织培养,结核杆菌总阳性率可达42.1%。4.以中性粒细胞为主的结核性胸膜炎患者的连续性胸腔积液的生化变化在21例以中性粒细胞为主的结核性胸膜炎患者中,第二次胸腔积液检查的中位数为7天(5~21天),胸腔积液中淋巴细胞中位数百分比升高(30%vs10%,P<0.001),糖水平亦明显升高(3.49mmol/Lvs.1.92mmol/L,P=0.005)。而 LDH(1034U/Lvs.1440U/L,P=0.203)和 ADA(46.3U/Lvs.54.1U/L,P=0.491)的浓度呈下降趋势,但无显著性差异。有9例(42.8%)胸腔积液转为以淋巴细胞为主。5.Logistic回归分析分析了以中性粒细胞为主的结核性胸腔积液的危险因素单因素分析研究显示胸腔积液PRO、胸腔积液GLU和血清白蛋白(Albumin,ALB)水平,血白细胞(White blood cell,WBC),活检病理为肉芽肿,内科胸腔镜下表现干酪物质、脓苔均是NP-TPE的危险因素,研究分别显示胸腔积液PRO、胸腔积液GLU、ALB水平较低的患者更容易发生以中性粒细胞为主的结核性胸膜炎(P<0.05);血WBC水平越高的患者更容易发生以中性粒细胞为主的结核性胸膜炎;病理不存在肉芽肿患者发生以中性粒细胞为主的结核性胸膜炎的可能性增大;内科胸腔镜下表现干酪物质、脓苔的患者发生以中性粒细胞为主的结核性胸膜炎的可能性增大。多因素分析研究显示病理不存在肉芽肿的患者发生以中性粒细胞为主的结核性胸膜炎的可能性最大(P<0.05)6.两组结核性胸膜炎的预后分析患者均给予标准抗结核治疗,联合应用全身激素患者比例为68.8%(209/304),联合胸腔内注射激素治疗患者比例为49.0%(149/304),联合胸腔内注射尿激酶治疗患者比例为65.1%(198/304),联合胸腔内注射抗结核药物治疗患者比例为87.8%(267/304),行胸膜剥脱术治疗患者比例为5.3%(16/304)。对患者进行随访,共随访到151例患者。治疗平均时间为10.36±4.54月,随访数据显示标准抗结核治疗联合全身激素治疗、联合胸腔内注射激素治疗、联合胸腔内注射抗结核药物治疗及联合腔内注射尿激酶治疗分别对总体结核性胸膜炎患者的缓解率、复发率,胸腔积液未吸收率、胸膜增厚和胸膜塌陷等指标均无明显影响,差异不具有统计学意义。以淋巴细胞和中性粒细胞为主的两组患者治疗疗程上无明显差异。胸腔注药治疗方面,应用注射尿激酶,注射激素和注射抗结核药物方面两组间无明显差异。随访结果发现两组患者结核缓解率和结核复发率无明显统计学差异,胸腔积液未吸收率在以中性粒细胞为主的患者相对较高,但不具有明显统计学差异(P=0.085)。以中性粒细胞为主的患者组中应用胸膜剥脱术的患者相对较多(P<0.05),两组患者在胸膜增厚和胸腔塌陷方面无明显差异。第三部分:胸腔积液以中性粒细胞为主的结核性胸膜炎与类肺炎性胸腔积液患者的之间临床比较及鉴别1.NP-TPE与PPE组患者临床血清及胸腔积液检测指标比较本研究回顾性分析了共126例首次以胸腔积液就诊患者的临床数据资料,其中NP-TPE患者23例,PPE患者106例。在本研究中我们发现NP-TPE组患者年龄明显小于PPE组,差异具有统计学意义(P=0.009)。在血液学参数方面,研究结果显示NP-TPE组患者在血WBC、淋巴细胞绝对值及CRP等方面均低于PPE患者,差异均有统计学意义(P<0.05);同时研究显示PPE患者ALB水平要明显低于NP-TPE患者,表明机体炎症能够明显增加机体消耗;此外在胸腔积液参数方面,NP-TPE患者胸腔积液LDH显著低于PPE患者(564 vs 2557 U/L,P<0.001),两组在其他参数方面无显著统计学差异。在8个参数比值中,NP-TPE组在胸腔积液LDH/胸腔积液ADA(15.2 vs 55.62)、胸腔积液中性粒细胞百分比/淋巴细胞百分比(1.86 vs 13.29)、血清LDH/胸腔积液淋巴细胞百分比(647.5 vs 2130)均低于 PPE 组(P<0.05)。2.根据患者的年龄进行亚组分析比较既往相关研究表明年龄是影响TPE患者pfADA水平变化的一个重要因素,研究显示年龄≤50岁患者其pfADA水平显著高于年龄>50岁组患者,我们此次研究将患者分为≤50岁和>50岁两组进行亚组分析,结果显示年龄≤50岁患者亚组中,在血液学参数方面,NP-TPE患者在血WBC(6.27 vs 13.26×109/L,P<0.001)、淋巴细胞绝对值(1.11 vs 1.64×109/L,P=0.014)、红细胞沉降率(Erythrocyte sedimentation rate,ESR)(40 vs 71mm/h,P=0.004)及 CRP(45 vs 155 mg/L,P=0.006)方面均低于PPE患者(P<0.05);在胸腔积液参数方面,研究结果显示NP-TPE组LDH水平明显低于PPE(689 vs 2471 U/L,P<0.001),差异具有统计学意义。在胸腔积液ADA方面,NP-TPE组与PPE组相比差异无明显统计学意义。此外,NP-TPE组在胸腔积液LDH/胸腔积液ADA(15.3 vs 55.62,P<0.001)、胸腔积液中性粒细胞百分比/胸腔积液淋巴细胞百分比(1.86 vs 15.67,P<0.001)、血清LDH/胸腔积液淋巴细胞百分比(676.61 vs 2642.86,P<0.001)均低于PPE组,差异均具有统计学意义。而在年龄>50岁患者亚组中,在血液学参数方面,NP-TPE患者只在血WBC低于PPE患者(6.17vs 11.27×109/L,P=0.004);在胸腔积液参数方面,研究结果显示NP-TPE组LDH水平明显低于PPE(323vs2615U/L,P<0.001),差异具有统计学意义。此外,NP-TPE组只有胸腔积液LDH/胸腔积液ADA(14.85 vs 55.44,P=0.001),差异具有统计学意义。3.相关检测指标用于诊断NP-TPE与PPE患者的敏感性和特异性本次研究中我们对NP-TPE和PPE之间存在差异的相关参数使用ROC曲线分析来确定最佳界值并比较其诊断NP-TPE的诊断性能。研究结果显示单独应用胸腔积液ADA诊断NP-TPE的界值为84U/L,其敏感性为95.7%,特异性仅为36.9%;胸腔积液LDH诊断NP-TPE的界值为1228.5U/L,其敏感性为82.6%,特异性为75.7%;因此单独应用胸腔积液ADA或LDH去诊断NP-TPE的特异度较差。在本研究中,我们选取8个参数指标用于诊断及鉴别诊断NP-TPE与PPE,结果显示胸腔积液LDH/胸腔积液ADA的界值为30.91,其敏感度达88.2%,特异度可达93.5%,其对NP-TPE诊断的敏感度与特异度均较高。第四部分:胸腔积液LDH/胸腔积液ADA诊断结核性胸腔积液的临床意义1.三组患者基本特征及实验室指标的比较在此次研究中,我们发现与MPE及PPE相比较,TPE患者发病年龄(38.74±19.22)明显较小,其中MPE患者年龄最高,平均年龄为60.99±13.04岁,差异有统计学意义(P<0.001)。TPE患者血WBC水平最低(中位水平5.93 ×109/L),PPE患者水平最高(中位水平11.74×109/L),MPE患者略有升高(P<0.001)。PPE患者CRP中位水平120.00 mg/L和ESR74mm/h明显高于TPE患者的CRP及ESR水平,但二者均高于MPE患者,差异均有统计学意义(P<0.001)。三组中PPE患者ALB水平最低,中位水平为32.6g/L。此外,TPE患者血清淋巴细胞绝对值最低(中位水平1.18×109/L),PPE患者水平最高(中位水平1.51×109/L)。TPE患者血清ADA(中位水平13U/L)高于PPE(中位水平10U/L,P<0.01)和MPE(中位水平10U/L,P<0.001)。各组间血清LDH水平无明显差异。TPE患者胸腔积液ADA中位水平为41(32,52)U/L,MPE患者中位水平最低9(7,12)U/L,PPE患者中位水平最高为43(23,145)U/L,三组间差异均有明显统计学意义(P<0.001)。PPE患者胸腔积液LDH水平明显升高,为2542 U/L,高于TPE患者的449U/L,差异有明显统计学意义(P<0.001)。TPE患者胸腔积液蛋白中位水平为50.1g/L,略高于其他两种患者,胸腔积液糖中位水平为4.62 mmol/L,MPE患者略有升高,但PPE患者中位水平明显下降为1.23mmol/L,差异均有明显统计学意义(P<0.001)。2.TPE与非TPE患者的实验室参数比值的比较计算各个实验室参数的比值,TPE组与非TPE组差异P值<0.001的比值参数共14个。其中胸腔积液LDH和胸腔积液ADA分别参与其中8个(57.14%)和7个(50.00%)比值参数,两组间差异P值分别为P<0.001和P=0.005。其他参与的实验室参数有胸腔积液GLU(P=0.038)、胸腔积液PRO(P<0.001)、CRP(P<0.001)、ESR(P=0.168)、ALB(P<0.001)、血清 ADA(P=0.001)和血清 LDH(P=0.074)。ALB/胸腔积液ADA、胸腔积液LDH/胸腔积液ADA和胸腔积液LDH/胸腔积液GLU在TPE与PPE和MPE之间的差异P值均小于0.001。3.实验室指标及比值对鉴别TPE与非TPE的诊断价值对鉴别TPE和非TPE的实验室指标及比值进行ROC分析,AUC排名前列的参数包括血清ADA、胸腔积液ADA、胸腔积液LDH、胸腔积液LDH/胸腔积液ADA和胸腔积液LDH/血清ADA。结果显示在原基线生化参数中,应用血清ADA诊断TPE的AUC最高,为0.713(0.662,0.765),其最佳界值为10.5U/L,敏感度为71.9%,而特异度仅为66.5%,约登指数仅为0.384。在参数比值中,胸腔积液LDH/胸腔积液ADA诊断TPE的AUC最高,为0.946(0.925,0.966),其最佳界值为23.20,敏感度为93.9%,特异度为87.0%,约登指数为0.809;其AUC与胸腔积液LDH/血清ADA和血清ADA的差异均有统计学意义(P均小于0.001)。因此,胸腔积液LDH/胸腔积液ADA对鉴别TPE和非TPE具有更高的诊断价值。4.实验室指标及比值对鉴别TPE与PPE和MPE的诊断价值对鉴别TPE与PPE和MPE的实验室指标及比值进行ROC分析。结果显示在基线生化参数中(表4),应用胸腔积液LDH鉴别TPE和PPE的AUC最高,为0.918(0.882,0.954),其最佳界值为1064.5U/L;在参数比值中胸腔积液LDH/胸腔积液ADA的AUC最高,为0.964(0.939,0.989),其最佳界值为24.32,且其AUC与胸腔积液LDH的差异和与胸腔积液ADA的差异均有统计学意义(P=0.019,P<0.001)。因此,可推荐具有更高诊断价值的胸腔积液LDH/胸腔积液ADA应用于TPE和PPE的鉴别诊断。在TPE与MPE的鉴别中(表5),胸腔积液ADA的AUC为0.945(0.922,0.968),胸腔积液 LDH/胸腔积液 ADA 的 AUC 为 0.926(0.896,0.956),二者差异无明显统计学意义(P=0.086)。因此,除胸腔积液ADA,胸腔积液LDH/胸腔积液ADA对TPE和MPE的鉴别诊断也具有一定的价值。结论:1.内科胸腔镜检查是诊断TPE的有效方法,胸膜活检组织结核菌培养可以提高结核性胸膜炎诊断的阳性率;胸腔结核菌阳性及胸腔积液ADA>40U/L等典型的结核性胸膜炎特征在年轻患者中较老年患者常见。老年患者当胸腔积液中ADA水平为≤40U/L时,不能轻易排除结核性胸膜炎的诊断。2.以中性粒细胞为主的结核性胸腔积液患者在胸腔镜下表现出更强烈的炎症反应。全身应用激素、胸腔局部应用激素、胸腔局部抗结核治疗及胸腔注入尿激酶对以中性粒细胞为主的结核性胸腔积液患者远期预后无显著影响。3.胸腔积液LDH/胸腔积液ADA相比于单一生物标志物,对鉴别TPE具有更高的诊断价值,可以早期、简便且经济地识别TPE患者。