血清IL-1Ra、IL-2、IL-10及TNF-α在活動性結核病判定中的應用研究＊

胡艷霞 楊宇 梁堅 傅慶榮 呂艷麗 葉金鐘

（佛山市第三人民醫院監管病區，廣東 佛山 528000）

我國是全球結核病流行大國，也是全球耐多藥結核病流行嚴重國。隨著近年來我國的嚴格管控、防治，結核病患病率、死亡率得到了有效控制，但結核感染率仍居高不下，結核病防治依然是我國傳染性疾病防治工作的重點內容[1]。臨床認為結核病的發生與免疫反應密切相關，免疫反應在感染過程中發揮著主導作用，而在結核病免疫應答過程中有多種細胞因子的參與，結核病也被認為是一種免疫紊亂性疾病。雖然γ干擾素釋放試驗分析技術（IGRA）用于結核病診斷有較高的靈敏度與特異度，但該技術操作復雜且費用昂貴，并且對潛伏結核感染與活動性結核難以區分[2]。相關研究認為血液中部分細胞因子生物標志物對結核病診斷有潛在價值，但該方法尚未在不同人群中得到驗證。近期有研究指出[3]，分枝桿菌抗原刺激的細胞因子反應可能為潛在結核感染與活動性結核的區分提供思路。有文獻顯示[4]，結核感染與未感染者的白細胞介素-1受體拮抗劑（IL-1Ra）、白細胞介素-2（IL-2）、白細胞介素-10（IL-10）及腫瘤壞死因子-α（TNF-α）等細胞因子應答差異顯著。為明確血清IL-1Ra、IL-2、IL-10、TNF-α與活動性結核、潛伏結核感染的關系，為找尋一組能夠區分活動性結核病與潛伏結核感染的生物標志物，本文開展了如下回顧性 研究。

1 對象與方法

1.1 一般資料

納入本院2020年5月至2021年12月 收治的活 動性結核病患者（TB組）、結核潛伏感染患者（LTBI組）及同期進行健康體檢的健康志愿者（HC組），各30例。

納入標準：（1）TB組患者為初期診斷為結核病，患者有結核病臨床癥狀體征，并經結核分枝桿菌病原學、病理性、影像學等檢查確認有活動性結核證據，尚未接受任何抗結核治療；（2）LTBI組患者的IGRA檢測結果為陽性，但無結核病臨床癥狀體征，細菌學、影像學檢查均未見活動性結核證據；（3）HC組IGRA檢測陰性，無臨床癥狀，影像學檢查結果正常，且無陳舊性結核病病灶；（4）年齡≥18歲。

排除標準：（1）合并肝腎功能障礙、惡性腫瘤、免疫系統疾病者；（2）合并乙肝、人類免疫缺陷病毒（HIV）等病毒感染者；（3）處于妊娠期或哺乳期者。

1.2 方法

（1）資料收集。收集三組患者的病歷資料，包括患者的年齡、性別、結核部位、共患病、疾病活動性、血常規、尿常規等信息。

（2）標本采集與檢驗。采集研究對象的晨起空腹靜脈血5 mL，使用高速離心機以3000 r/min的速度離心15 min，保留血清于-20℃的冰箱中待檢。儀器選用日立7600 i型全自動生化分析儀，采用酶聯免疫吸附法測定血清IL-1Ra、IL-2、IL-10、TNF-α水平。

1.3 觀察指標

（1）比較三組的血清IL-1Ra、IL-2、IL-10、TNF-α水平；（2）分析血清IL-1Ra、IL-2、IL-10、TNF-α對活動性結核與潛伏結核感染的鑒別診斷效能；（3）建立多元線性回歸模型，分析血清IL-1Ra、IL-2、IL-10、TNF-α聯用對活動性結核的診斷效能。

1.4 統計學方法

采用SPSS 25.0處理數據。計數資料以[n（%）]表示，采用χ2檢驗；計量資料以（±s）表示，采用方差分析或t檢驗。繪制受試者工作特征（ROC）曲線，并建立Logistic線性回歸方程，分析各細胞因子單用及聯用對活動性結核的診斷效能。以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 三組一般資料比較

三組患者的性別、年齡、卡介苗接種史、感染部位比較，差異均無統計學意義（P＞0.05），見表1。

表1 三組患者一般資料比較[n（%），±s]

表1 三組患者一般資料比較[n（%），±s]

項目 例數 男 年齡（歲）卡介苗接種史感染部位有無肺內 肺外TB組 30 18（60.00） 45.58±6.97 24（80.00） 6（20.00） 23（76.67） 7（23.33）LTBI組 30 16（53.33） 46.71±7.69 26（86.67） 4（13.33） 25（83.33） 5（16.67）HC組 30 19（63.33） 45.19±7.33 28（93.33） 2（6.67） 22（73.33） 8（26.67）F/χ2 1.628 0.657 0.958 1.101 P＞0.05 ＞0.05 ＞0.05 ＞0.05

2.2 三組血清細胞因子水平比較

三組的血清 IL-1Ra、IL-2、IL-10、TNF-α水平比較，差異均有統計學意義（P＜0.05）。與HC組相比，TB組和LTBI組的血清IL-1Ra、IL-2、IL-10、TNF-α均明顯更高（P＜0.05）。TB組與LTBI組相比，LTBI組的血清IL-1Ra、IL-2水平更高，IL-10、TNF-α水平更低，差異均有統計學意義（P＜0.05），見表2。

表2 三組研究對象的血清細胞因子水平比較（±s）

表2 三組研究對象的血清細胞因子水平比較（±s）

項目 例數 IL-1Ra（ng/L） IL-2（pg/mL） IL-10（ng/L） TNF-α（ng/L）TB組 30 1.34±0.14 31.22±6.31 20.35±6.74 65.49±12.33 LTBI組 30 5.87±1.31 189.14±60.39 11.27±0.69 39.15±1.59 HC組 30 0.13±0.02 8.65±1.47 1.16±0.37 1.13±0.78 F 8.659 10.228 7.628 11.825 P＜0.05 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05

2.3 各血清細胞因子對活動性結核的預測價值

繪制各血清細胞因子預測活動性結核的ROC曲線（圖1），各細胞因子預測活動性結核的曲線下面積（AUC）均＞0.7，均有一定的診斷效能。AUC值顯示：IL-1Ra最高（0.825），其次為IL-2（0.817），IL-10和TNF-α的AUC值分別為0.762和0.709。IL-1Ra的特異性最高（95.24%），IL-10和TNF-α的靈敏性相對更高，均為77.78%，見表3。

表3 各血清細胞因子預測活動性結核的ROC曲線參數

圖1 IL-1Ra、IL-2、IL-10、TNF-α單用預測活動性結核的ROC曲線

2.4 血清細胞因子聯合對活動性結核的預測價值

利用四項細胞因子構建多元線性回歸模型，Y=0.6 05X1+0.492χ2+0.324X3+0.301X4，X1為IL-1Ra、χ2為IL-2、X3為IL-10、X4為TNF-α。繪制該模型預測活動性結核的ROC曲線圖（圖2），AUC值為0.831，95%CI為0.650～0.942（P＜0.001），Youden指數為0.571，敏感性、特異性分別為80.67%和90.48%。

圖2 多元線性模型預測活動性結核的ROC曲線

3 討論

近年來，耐藥結核病的流行使得結核菌病的疫情呈現出了較為嚴重的復發趨勢，臨床急需找尋一種快速、有效的方法來進行結核感染篩查，最好還能進一步鑒別活動性結核與潛伏性結核感染，從而指導臨床對活動性結核患者盡早采取有效的標準抗結核治療，對潛伏性結核感染患者采取預防性治療，實現醫療資源的合理分配。

結核菌素皮試試驗是臨床檢測結核分枝桿菌感染的主要手段，但該方法對正常免疫反應人群也可能有高敏感性，雖然監測成本低，但由于結核分枝桿菌純蛋白衍生物含有的分枝桿菌抗原混合物種類多達200種，其中不僅有結核分枝桿菌抗原，還有其他分枝桿菌抗原，所以該方法對結核分枝桿菌的診斷特異性并不高，有過卡介苗接種史或其他非結核桿菌接觸史者都可能出現陽性反應[5]。既往研究證實[6]，人體在對抗結核分枝桿菌感染的過程中，細胞介導的免疫反應發揮著關鍵性作用，故結核桿菌特異性的T細胞抗原及T細胞免疫反應檢測成為了結核桿菌診斷的新思路。IL-2、IL-10、IL-4等是與結核免疫相關的細胞因子，有研究認為其具有用于結核病免疫診斷的潛質[7]。有報道指出[8]，IL-1Ra等細胞因子在活動性結核與潛伏結核感染中存在著表達差異，這種表達差異可為臨床區分活動性結核與潛伏結核感染的依據。

本研究通過對比分析發現，相比非結核感染者，不論是活動性結核還是潛伏結核感染患者，其血清IL-1Ra、IL-2、IL-10、TNF-α均明顯更高。這一結果與郎清等[9]報道結論相符，這表明多種結核病相關炎癥標志物可為結核病診斷提供依據。IL-2為輔助性細胞形成免疫調節因子，其生物學作用多樣，在免疫細胞增殖與應答調節過程中發揮著關鍵性作用[10]。本研究通過對比發現，IL-2在活動性結核患者血清中的濃度低于潛伏結核感染患者。這可能是因為相比潛伏結核感染，活動性結核患者的細胞免疫功能受損更為嚴重。IL-2最重要的作用是誘導抑制T細胞增殖、分化，T細胞受到結核桿菌抗原刺激導致IL-2無法形成，并且IL-2作用于T細胞還會誘導其自身的增長、分化，進而降低免疫機能，抑制IL-2合成。另一方面，活動性結核患者單核細胞分泌的前列腺素E2等活性物質能夠活化T抑制細胞亞群，抑制IL-2分泌[11]。IL-1可誘導成形其他細胞因子來參與正常T細胞的表達，IL-1Ra可對IL-1與IL-1R結合過程產生競爭性抑制作用，通常由巨噬細胞、單核細胞、中性粒細胞分泌形成，其能結合同Ⅰ型IL-1R對IL-1 β產生抑制作用。本研究顯示活動性結核患者的血清IL-1Ra水平低于潛伏結合感染患者，這與相關報道相符[12]。這表明機體感染結核桿菌病進入活動期后，單核細胞平衡炎癥因子免疫應答能力減弱，抗炎癥細胞因子釋放IL-1Ra的過程受到抑制，從而導致了IL-1Ra水平的降低。

IL-10為典型的抗炎因子，其能對炎癥因子合成過程加以抑制，發揮免疫抑制作用。有報道顯示[13]，活動性肺結核患者的血清IL-10水平顯著升高，而患者在得到有效治療后IL-10水平會顯著下降。本研究也顯示活動性結核患者的血清IL-10水平高于潛伏結核感染者，這與前述報道相符。這是因為IL-10作為抑炎因子，其過度表達可引起免疫抑制，降低機體對結核桿菌的清除能力，從而是潛伏結核感染發展為活動性結核。

TNF-α為重要的機體炎癥反應免疫應答調節因子，其水平過高可使機體相關組織發生干酪樣改變，引起發熱、盜汗、惡病質等癥狀而使潛伏結核感染轉變為活動性結核。此外，局部肺組織缺氧會刺激肺泡巨噬細胞，引起TNF-α水平升高。結核桿菌入侵后造成局部損傷并釋放出的內毒素脂多糖也能活化淋巴細胞和單核巨噬細胞系統而產生大量TNF-α，并釋放出多種促炎因子參與肺結核的局部炎癥反應及免疫反應。本研究顯示活動性結核患者的血清TNF-α水平高于潛伏結核感染患者，這與國內相關報道相符[14]。其作用機制可能與病變刺激巨噬細胞，巨噬細胞被激活后釋放大量的TNF-α有關。另有研究指出[15]，TNF-α分泌過多會發揮細胞毒性作用，破壞肺組織，不利于肺結核恢復。本研究通過ROC曲線分析證實IL-1Ra、IL-2、IL-10、TNF-α對活動性結核均有一定的預測價值，而四項聯合用于預測活動性結核有較高的敏感性和特異性，可為臨床早期識別活動性結核提供有效的參考依據。

綜上所述，血清IL-1Ra、IL-2、IL-10及TNF-α與活動性肺結核密切相關，聯合檢測血清IL-1Ra、IL-2、IL-10及TNF-α水平對活動性肺結核的發生有較高的預測價值。但本研究作為樣本量偏小的單中心研究，且未對潛伏結核感染患者發生活動性結核的影響因素進行分析，研究結果可能存在一定偏倚，未來還有待更大樣本量的多中心研究予以驗證。