主要用于结核病(Tuberculosis, TB)的辅助诊断和潜伏感染筛查。其核心原理是检测人体免疫系统(特别是T细胞)对结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis, MTB)
特异性抗原的应答反应。
核心原理
当人体感染结核分枝杆菌后,体内的特异性T淋巴细胞会“记住”这种细菌的特定抗原(如ESAT-6, CFP-10, TB7.7等)。当这些T细胞在体外再次接触到相同的抗原时,
会被激活并产生反应,主要是:
1. 释放细胞因子:如γ-干扰素(IFN-γ)。
2. 增殖:T细胞数量增加。
目前的检测方法正是基于测量这种反应强度来判断机体是否曾经感染过结核菌。
主要检测方法
目前临床应用最广泛的是**γ-干扰素释放试验**(Interferon-Gamma Release Assays, IGRAs)。
1. γ-干扰素释放试验 (IGRAs)
IGRAs是一种体外血液检测技术。它通过测量受试者全血或分离的单核细胞在受到MTB特异性抗原刺激后所产生的IFN-γ水平,来判断是否存在结核感染。
商用试剂盒:
T-SPOT.TB: 采用ELISPOT技术,计数分泌IFN-γ的T细胞数量(斑点形成细胞数)。
检测流程简述:
1. 采血:采集患者静脉血。
2. 孵育刺激:将血液分别加入不同的培养管中:
* 阴性对照管(Nil):不含抗原,测量本底值。
* 阳性对照管(Mitogen):含有非特异性刺激物,确认免疫细胞功能正常。
* 抗原管(TB Antigen):含有MTB特异性抗原(ESAT-6, CFP-10等)。
3. 孵育:在37℃下培养16-24小时。
4. 检测:使用Bioreader ELISPOT设备测量IFN-γ的水平。
5. 结果判读:
* 阳性:抗原管反应值减去阴性对照管值后,超过特定阈值。提示存在结核感染(潜伏性或活动性)。
* 阴性:抗原管反应值很低,且阳性对照管反应正常。提示 likely 未感染。
* 不确定/无效:阳性对照管反应过低(可能提示免疫系统功能受损)或阴性对照管值过高。结果无法判断。
与结核菌素皮肤试验(TST)的对比
特性 | γ-干扰素释放试验 (IGRAs) | 结核菌素皮肤试验 (TST/Mantoux Test) |
原理 | 检测体外血液中T细胞对特异性抗原的IFN-γ反应 | 检测体内对结核菌素衍生物(PPD)的迟发型超敏反应 |
抗原 | MTB特异性抗原(ESAT-6, CFP-10等),与BCG和大多数非结核分枝杆菌无交叉反应 | PPD,为多种分枝杆菌共有的抗原,与BCG接种和多数非结核分枝杆菌感染有交叉反应 |
操作 | 抽血,一次完成,体外实验 | 皮内注射,需48-72小时后回医院判读结果 |
主观性 | 客观,由机器量化检测 | 主观**,依赖操作者的注射技术和判读者的经验 |
优点 | 特异性高、不受BCG接种影响、无需二次就诊、结果客观 | 价格低廉、操作简单、无需特殊设备 |
缺点 | 价格昂贵、需要实验室设备、血液样本运输和处理要求高 | 特异性较低、需二次就诊、受BCG接种影响大、主观性强 |
临床应用与意义
1. 潜伏性结核感染(LTBI)的诊断与筛查:
这是IGRAs最主要的用途。用于筛查结核病高危人群(如HIV感染者、器官移植前、使用免疫抑制剂前、医务工作者等)。IG阳性表明感染了结核菌,但未发病,
需要评估是否进行预防性治疗。
2. 活动性结核病的辅助诊断:
可用于支持活动性结核病的诊断,但**不能区分潜伏感染和活动性结核。
阴性结果有助于排除结核感染(尤其是在免疫健全的个体中),但免疫功能低下者(如艾滋病患者)可能出现假阴性。
不能单独用于诊断活动性结核,必须结合临床症状、影像学(如胸部X光)、痰涂片和痰培养等结果综合判断。
3. 特殊人群的应用:
儿童:可用于儿童结核病的诊断,但年龄越小(尤其是<5岁),免疫系统越不成熟,检测性能可能下降。
免疫抑制人群:HIV感染者、器官移植者等,IGRAs的敏感性可能会降低,可能出现假阴性。
优点与局限性
优点:
高特异性:不受卡介苗(BCG)接种史的影响,与非结核分枝杆菌的交叉反应少。
高敏感性:对活动性结核病和潜伏感染有较好的敏感性。
便捷性:只需一次抽血,患者依从性好。
客观性:结果量化,减少人为误差。
局限性:
无法区分LTBI与活动性TB:这是最大的局限性。阳性结果只能说明有感染,但不能判断是潜伏还是活动。
成本高:检测费用远高于TST。
技术要求高:需要专业的实验室设备和人员,血液样本需要在规定时间内处理。
在免疫抑制人群中可能出现假阴性。
存在灰色地带:有少数不确定结果,需要重新评估或检测。
结核分枝杆菌特异性细胞免疫反应检测(主要指IGRAs)是现代结核病防控中的重要工具。它通过检测T细胞对MTB特异性抗原的记忆反应,实现了对结核感染
的高特异性和高敏感性诊断。尽管它不能区分潜伏感染和活动性疾病,但其高特异性使其在卡介苗接种普遍的地区和用于特定人群筛查时,价值尤为突出。医生
会根据患者的具体情况,选择TST或IGRAs,或二者联合使用,并结合其他检查结果来做出综合判断。