编者按：Xpert MTB/RIF Ultra（以下简称“Ultra”）作为一种诊断结核病的分子生物学工具，其“痕量（Trace）”结果通常作为结核病治疗的指征，但也可能代表检测到了死菌或分析错误。在结核病低风险社区筛查环境中，关于如何解释“痕量”结果缺乏有效的证据和指导。本期“深三院结核之窗”栏目，卢水华教授团队分享了一项发表于《临床感染病》（Clinical Infectious Diseases）的研究，评估了基于痰液Xpert Ultra进行社区结核病筛查时，“痕量”阳性结果的解释问题，有助于弥补世界卫生组织（WHO）最近的指南更新。
研究简介
本研究通过对乌干达坎帕拉的成年人和青少年（≥15岁）开展系统的基于社区的结核病筛查项目（包括挨家挨户筛查、基于事件的筛查和接触者筛查），全面分析痰液Ultra检测“痕量阳性”个体的数据，包括临床特征、微生物学（2份痰培养[包括固体和液体培养]，重复Ultra检测，对于HIV感染者进行尿液脂肪阿拉伯甘露聚糖[LAM]检测）和放射学评估。并将Ultra检测痕量阳性的数据与Ultra阳性（非痕量：即极低、低、中和高）和Ultra阴性进行比较，全面分析三组人口的统计学/人口特征、筛查和入组时的症状、实验室结果以及放射学的特征。
在21 957名接受Ultra筛查的人群中，211人（1.0%）检测呈阳性，其中96人（46%）为痕量阳性。在92名痰检痕量阳性的患者中，12%（11/92）为HIV阳性，14%（13/92）有结核病病史；上述92名参与者中，通过培养诊断为结核病的比例为14%（13/92），使用更广泛的微生物学标准诊断为结核（TB）的比例为24%（22/92），在纳入临床症状后诊断TB的比例26%（24/92）。
在Ultra痰检阴性的人群中，咳嗽和胸部计算机断层成像（CT）异常的发生率分别为32%和26%。在痰检痕量阳性、未经病原学证实的人群中，则两项发生率为34%和54%；而在痰检痕量阳性、经病原学证实的人群中，则两项发生率为71%和95%。在Ultra痰检阳性（非痕量）的人群，两项发生率则分别为72%和92%。
乌干达社区中大多数Ultra痰检痕量阳性的人群没有病原学诊断证据，但与Ultra痰检阴性的人群相比，他们的临床症状和胸部CT异常发生率更高。
一、研究背景
2017年3月，WHO推荐使用新一代的结核分子检测方法Xpert Ultra替代Xpert，旨在提高检测敏感度。与Xpert相比，Ultra的PCR扩增体系由原来的25 μL增加至50 μL，在Xpert检测单个ropB目的基因的基础上增加检测2种多拷贝序列IS6110和IS1081。技术改进使Ultra对结核分枝杆菌（MTB）的最低检测限（LoD）由原来的112.6 CFU/mL下降为15.6 CFU/mL，敏感度提高了7倍。Ultra新增加了一个半定量结果报告——“痕量”阳性，表明检测到极少量细菌DNA。
在临床样本中，Ultra痕量阳性结果比较常见，并且经常与临床诊断的不确定性有关。
不同背景下Ultra痕量阳性占总体阳性的比例不同，从基于临床诊断队列的12%～17%到基于社区筛查队列的24%～63%。Ultra痰检呈痕量阳性的人通常痰液培养阳性率低，培养阳性率从基于临床研究的8%～52%到基于一项社区筛查研究的14%。痰检痕量阳性结果的个体中，经培养可证实的结核病患病率较低，这给临床管理带来了挑战。
WHO推荐对HIV阴性、近期无结核病治疗史的成人，据其痕量阳性结果来决定是否进行肺结核治疗，并将大多数其他痰痕量阳性结果解释为结核病的病原学诊断。但现有指南未涉及当Ultra用于系统性结核病筛查时，痕量阳性结果的解释问题。在这种情况下，较低的结核病流行率可能会降低痕量阳性结果的阳性预测价值。
虽然痕量阳性结果可能是检测到了先前结核病的残留DNA、样本交叉污染或实验错误，但也可能是早期发现活动性结核病的机会。因此，了解痰痕量阳性的参与者中肺结核的真实发病率（包括少菌者和/或培养阴性病例），以及区分真正的肺结核患者所需的额外诊断评估很重要。
二、方法
1. 基于社区的结核病筛查项目
通过对乌干达坎帕拉的成年人和青少年（≥15岁）开展系统的基于社区的Xpert-Ultra结核病筛查项目（包括挨家挨户筛查、基于事件的筛查和接触者筛查），筛选出痰检痕量阳性的个体，同时入组痰检阳性（非痕量）以及痰检阴性的个体作为对照。筛查项目包括：（1）2021年2至8月的STOMP-TB队列研究（基于挨家挨户筛查）；（2）从2021年9月至2023年2月的TURN-TB研究队列（主要基于事件筛查）；（3）作为坎帕拉全国病例发现项目的一部分，一项类似前两项的基于社区的筛查项目确定了更多符合条件的痕量阳性的个体。未主动服用抗结核药的成人和青少年，无论是否有结核病症状，都符合条件并被鼓励参与此研究，对签署知情同意的参与者进行痰液Ultra检测。
2. 痕量阳性参与者和对照组的招募
招募了三组筛查参与者做进一步研究，包括：（1）所有痰Ultra痕量阳性个体（participants with trace-positive sputum，PWTS）；（2）所有痰Ultra检测高于痕量水平的个体（阳性对照组）；（3）痰Ultra检测阴性的部分个体（阴性对照组），并与痕量阳性组在性别和年龄上相匹配。
这三组参与者都接受标准化的访谈和全面的临床、实验室和放射学评估。所有阳性对照参与者均被转到医疗机构接受结核病治疗。对于PWTS，由一个独立的医生审查小组根据一名医务人员的综合评估结果以及病史和体格检查结果做出治疗决定，基线评估后未接受治疗的患者将接受长期监测。阴性对照组参与者如被诊断为肺结核，也将接受研究医生的复查。
3. 综合评估的细节
对入组者采集即时痰标本进行重复Ultra检测；以及进行固体（Löwenstein-Jenssen）和液体（BD BACTEC MGIT；Becton Dickinson）MTB培养。对于感染HIV的PWTS，还进行尿液LAM检测。
所有参与者的基线放射学评估包括后正位胸部X光片和非对比、高分辨率胸部计算机断层扫描（CT）。X光片和CT由两名独立的放射科医生在未知临床信息的情况下阅片。
4. 统计学分析
研究分析了PWTS参与者中MTB培养阳性率（即任何基线痰培养MTBc阳性）。其次，通过精确的二项95%置信区间（CI）评估了经病原学确诊的结核病（定义为培养阳性、重复痰检Ultra阳性[大于痕量]或尿液LAM阳性）比例。
三、结果
1. 参与者入组情况
共有22 417人参与了与研究相关的社区筛查；22 279人可提供痰液，21 957人Ultra结果有效。在这些有Ultra结果的个体中，211人（1.0%）有检测到MTB，其中96人（46%）检测为痕量阳性，招募了其中87名（91%）的痕量阳性个体，以及另外5名通过国家病例发现项目招募的痰液痕量阳性的个体，因此共招募了92名PWTS。此外，还纳入了97例阴性对照和91例阳性对照。
图1. 入组流程
2. 初始痰Ultra痕量阳性参与者的基线特征
PWTS组中位年龄为32岁，HIV感染率为12%，68%在入组时有咳嗽症状（表1）。一小部分（13/92，14%）曾有结核病治疗史，其中近一半（6/13，46%）和四分之一（3/13，23%）在入组前接受了2年和5年以上的治疗。
表1. 初始痰痕量阳性参与者的基线特征
3. 不同初始痰检结果（基于Ultra）的病原学验证结果
在92例PWTS中，有13例（14%）参与者至少有1例痰培养结核阳性，而在阴性和阳性对照中，89例中有2例（2%），90例中有57例（63%），见图2。
图2. 不同初始痰检结果（基于Ultra）的病原学验证结果
有13例（14%）PWTS的重复痰Ultra结果为阳性（大于痕量）。另外，2例PWTS（2/11，18%感染HIV）的尿液LAM检测阳性，而其重复痰Ultra和MTB培养检测均为阴性。因此，92例PWTS中共有22例（24%；95%CI：16～34）有结核病的病原学证据。对于上述22例经病原学证实的PWTS，顾问建议对除2个外的所有PWTS进行治疗（均为重复Ultra阳性但培养阴性）。顾问还建议对70例无结核病微生物学证据的PWTS中的4例（6%）进行治疗，主要是基于异常的胸部成像。
在阴性对照中，2%（2/97）的痰培养结果呈阳性；一个被诊断为结核病，一个被认为是实验室错误。另外一名阴性对照参与者的重复Ultra结果为阳性（培养阴性），这归因于既往有结核病治疗史。
在阳性对照中，60%（55/91）的重复Ultra结果为阳性，63%（57/90）培养阳性，69%（63/91）有重复Ultra阳性或培养阳性。
4. PWTS组重复痰培养和Ultra检测的一致性
对PWTS组进行病原学验证，痰培养与Ultra之间的一致性有限，PWTS中13个Ultra阳性的有7个为痰培养阴性，见表2。
表2. PWTS组重复痰培养和Ultra检测的一致性
5. 基于症状筛查阳性或X线异常的PWTS参与者的病原学验证结果
当PWTS参与者仅限于症状筛查阳性或X线异常的人群时，病原学确诊的结核病患病率分别为41%（13/32）或38%（15/39），见表3。
表3. 基于症状筛查阳性或X线异常的PWTS参与者的病原学验证结果
6. 通过初始痰检Ultra结果（阴性、痕量阳性和阳性）分类和有无病原学证据分类的人口统计学和临床特征
有病原学证据的PWTS组和没有病原学证据的PWTS相比，体重过轻的比例更高（48% vs. 12%，P=0.001）且吸烟、HIV感染、IGRA阳性和CRP升高（≥5 mg/L）的比例也更高，但有结核病治疗史的比例较低（表4）。
表4. 不同初始痰检Ultra结果组（阴性、痕量阳性和阳性）的人口统计学和临床特征
与阴性对照组相比，没有病原学证据的PWTS有较高比例的结核病治疗史（16% vs. 4%，P=0.010）；没有病原学证据的PWTS的吸烟比例、IGRA阳性率和高CRP比例较高，但均无显著差异。有病原学证据的PWTS比没有病原学证据的PWTS出现症状的概率更高（咳嗽：72% vs. 34%，P=0.005；任何结核病症状：72% vs. 38%，P=0.013），没有病原学证据的PWTS出现症状的概率与阴性对照相似（咳嗽：34% vs. 32%；任何结核病症状：38% vs. 37%）。不管是否有病原学证据的PWTS，从筛查到入组，自我报告结核症状（咳嗽）的比例有所增加，但在阴性对照中有所下降。（注意：入组时间通常在筛查后12天[中位数]）。当分析仅限于结核病初治的参与者时，以上发现持续存在。
7. 通过初始痰检Ultra结果分类（阴性、痕量阳性和阳性）和有无病原学证据分类的社区筛查个体的CT特征（初治者）
大约一半（24/54，44%）无病原学证据的PWTS有CT异常，而有病原学证据的PWTS中有95%（P＜0.001）有CT异常，81例阴性对照组中有19例（23%）（表5）。通过医生阅片（CT）提示为活动性结核病的比例也是类似的模式：有病原学证据的PWTS为63%，无病原学证据的PWTS为22%（P＜0.001），阴性对照为2%（与无病原学证据的PWTS的比较，P＜0.001），见表5。
表5. 不同初始痰检Ultra结果（阴性、痕量阳性和阳性）的CT特征
这3组之间有统计学差异的CT影像学异常特征包括实结、结节、隔增厚、支气管或支气管血管改变、空洞和实质纤维化（所有两两比较中P＜0.05）。
有病原学证据和无病原学证据的PWTS之间X射线异常的比例也有所不同。
8. 没有病原学证据的痰检Ultra痕量阳性参与者（初治患者），其CT结果正常组与异常组的比较
表6展示了在没有结核病治疗史且没有病原学证据的PWTS中，CT异常与正常的比例。CT异常组在筛查时出现症状（咳嗽：44% vs. 14%；P=0.046）和IGRA阳性（76% vs. 52%；P=0.097）的比例更高。
表6. 没有病原学证据的痰检Ultra PWTS组根据CT结果分类比较
四、讨论
1. 此研究对Ultra痕量阳性的患者进行了广泛的临床和诊断评估。
本研究的社区人群中，痰液痕量阳性占Ultra筛查阳性结果的近一半。痰痕量阳性是一种异质性的状态的集合，其中活动性肺结核患者占少数，估计介于14%（基于培养）和26%之间（在进行了额外的细菌学检测后，结合细菌学验证、CT成像和临床症状判断）。另有一小部分（12%）的痕量阳性结果与结核病病史有关。另有26%的人没有结核病的病原学证据，但有肺部成像异常，其中一半提示为活动性肺结核。因此，在痰液呈痕量阳性的患者中，约有一半人有证据表明他们处于结核病的某个阶段（活动期、缓解期或早期）。
2. PWTS中，MTB培养阳性率低的原因分析
在PWTS中，MTB培养阳性率低于基于卫生机构的研究或家庭密切接触者的主动发现的研究。这种差异与我们更广泛的检测人群中较低的结核病发病率相一致。当分析范围仅限于通过症状或X光筛查出的阳性肺结核患者时，经病原学确诊的肺结核发病率有所上升（达到～40%）。另外研究还发现，即使在阳性对照组中，痰培养阳性率也略低（63%），这可能反映了在以社区为基础的筛查环境中，肺结核患者的平均痰液分枝杆菌负荷较低，或者有些痰液质量不佳。
研究点评
1. 研究亮点
此研究首次评估了基于痰液Xpert Ultra进行社区结核病筛查时，“痕量”阳性结果的解释问题。PWTS参与者中确诊肺结核比例较低。加上确诊病例的临床严重程度较轻，痰痕量阳性参与者的预期感染率较低，这表明需要对Ultra痕量阳性的人进行进一步的临床评估，而不是用通用的治疗方法。症状和胸部成像都有助于临床决策，尽管这两种评估方法都不能单独达到很高的诊断准确性。
此外，此研究结果还表明，在对有Ultra痕量阳性检测结果的人群进行进一步评估时，重复Xpert Ultra检测（14%的PWTS检测结果呈阳性，其中半数后来证实培养结果呈阳性）也很重要、在HIV感染者中进行尿液LAM检测也很重要。
因此，这项研究提供了宝贵的数据，可用于在社区结核病筛查环境下指导对Ultra痕量阳性结果的解释，有助于弥补WHO指南更新。
2. 研究局限性
尽管此研究发现了Ultra痕量阳性但无病原学证据的参与者，他们的影像学异常发生率较高，但此研究结果无法可靠地区分是早期肺结核还是已治愈的肺结核导致。他们的临床管理都会有很大的不同。不过研究者正在对参与者进行长期随访，以调查这些人发生结核病的风险（进而调查早期结核病的发病率）。
阴性对照组的选择可能存在偏差，因为有症状的人可能更愿意参加研究。
解读X光片的放射科医生也可以获得相应的CT图像，这可能导致他们过度报告X射线异常；因此此研究主要依赖于CT结果。
最后，这项研究是在乌干达的社区环境中进行的，研究结果可能无法直接应用于其他环境，包括结核病流行率较高的医疗保健环境，在这些环境中，痕量阳性结果可能与更多的症状和合并症有关。
3. 研究总结
总之，在对坎帕拉结核病痰液Ultra筛查结果呈痕量阳性的个人进行全面评估后，发现大约25%的人患有活动性肺结核，而且症状和放射学异常是经病原学确诊的患者和未经病原学确诊的肺结核患者之间的最大区别。此外，在痰液痕量阳性但未患肺结核的患者中，有一半人的CT胸部成像仍然异常。胸部CT成像异常患者中，其中只有三分之一可以解释为以前接受过结核病治疗。对于痰液呈痕量阳性的患者，应考虑进一步的临床评估，包括重复检测和随访监测，而不是普遍治疗或假定结果为假阳性。
▌参考文献：
Sung J, Nantale M, Nalutaaya A, Biché P, Mukiibi J, Kamoga CE, Akampurira J, Kayondo F, Kiyonga R, Mukiibi M, Nakasolya O, McGeehan M, Dowdy DW, Katamba A, Kendall EA. Evidence for Tuberculosis in Individuals With Xpert Ultra "Trace" Sputum During Screening of High-Burden Communities. Clin Infect Dis. 2024 Mar 20;78(3):723-729. doi: 10.1093/cid/ciad595. PMID: 37787077; PMCID: PMC10954329.
卢水华 教授
教授，主任医师，二级教授，博士生导师
国家感染性疾病临床医学研究中心副主任，深圳市第三人民医院肺病医学部主任
担任：中华医学会结核病分会候任主委，世界卫生组织全球儿童和青少年结核病工作组成员，中国防痨协会学校与儿童结核病分会主委，上海市医学会结核病学分会荣誉主委，广东省医学会结核病学分会主委，第二届国家名医获得者，上海市十佳医师，国家十三五传染病重大专项负责人，国家自然基金重大课题负责人，国家卫健委流感医疗救治专家组成员，国家自然科学基金评审专家，国家药监局新药评审专家，国家药监局医疗器械评审专家，中华医学会医疗鉴定专家，多杂志副主编、编委及审稿专家
长期致力于TB的发病机制、疫苗与诊断技术开发、流行病学及新药临床试验等领域的研究：深入开展大规模人群队列研究，明确我国大学生人群Mtb感染率和BCG保护效率；构建和组织实施“结核感染免疫诊断分层解决方案”，牵头完成我国40年来首个结核I类新药（EC）的临床试验及上市；积极探索TB防控“关口前移”新策略，建立和推广结核潜伏感染早期筛查和精准干预体系；针对当前TB防治瓶颈问题，提出的“一体化综合防控策略”为“End TB”贡献了中国原创理论和技术产品体系。主持包括国家“十三五”传染病重大专项、重大新药创制项目、国家自然基金重大课题在内的国家、省部和市级科研项目11项，合计研究经费超7260万元。在NEJM、Lancet、PNAS等顶级期刊发表学术论文73篇，组织撰写指南与专家共识3篇，主编专著1部。相关成果获“中国防痨协会科学技术奖”一等奖和“上海医学科技奖”三等奖，多次被WHO指南引用
宋喆
国家感染性疾病临床医学研究中心，结核病临床研究团队
病理学与病理生理学硕士
主要研究方向：结核病诊断技术开发和转化，结核病临床队列研究，
有多年单细胞测序和多组学测序技术研发经验；参与多项单细胞测序产品和多组学测序产品的研发、转化和上市，包括胚胎植入前遗传学筛查/诊断（PGS/PGD）产品，全基因组甲基化测序产品等，申请相关专利2项。参与多项省级和国家自然基金项目。