结核杆菌(Mycobacterium tuberculosis,简称Mtb)是引起结核病的病原体,结核病作为一种全球性传染病,对人类健康构成了严重威胁。在结核病的诊断过程中,传统的检测方法如痰涂片镜检和结核菌素皮肤试验(PPD)虽然具有一定的应用价值,但受限于灵敏度、特异性和操作复杂性等因素。近年来,γ-干扰素释放实验(Interferon-Gamma Release Assays,IGRAs)作为一种新型的结核杆菌特异性细胞反应检测方法,因其高特异性和敏感性而备受关注。本文将深入解析γ-干扰素释放实验的原理、方法、临床应用及其局限性,以期为结核病的诊断提供更为精准的手段。
一、γ-干扰素释放实验的原理
γ-干扰素(Interferon-Gamma,IFN-γ)是一种由T淋巴细胞分泌的细胞因子,在结核杆菌感染过程中发挥着重要作用。当人体感染结核杆菌后,体内的特异性T淋巴细胞会对结核杆菌抗原产生记忆反应。当这些细胞再次遇到相同的抗原时,会迅速活化并分泌γ-干扰素。基于这一原理,γ-干扰素释放实验通过体外刺激全血或分离出的外周血单核细胞(PBMCs)与结核杆菌特异性抗原反应,检测释放的γ-干扰素水平,从而判断受试者是否存在结核杆菌感染。
二、γ-干扰素释放实验的方法
γ-干扰素释放实验主要包括两类:QuantiFERON-TB Gold In-Tube(QFT-GIT)和T-SPOT.TB。这两种方法虽然具体操作略有不同,但基本原理一致,都是通过刺激特异性T淋巴细胞并检测γ-干扰素的释放来诊断结核杆菌感染。
1. QuantiFERON-TB Gold In-Tube(QFT-GIT)
QFT-GIT使用三种试管:含有结核杆菌特异性抗原ESAT-6、CFP-10和TB7.7(或TB10.4)的试管,阳性对照(植物血凝素)试管和阴性对照(生理盐水)试管。采集受试者全血后,分别加入这三种试管中,孵育一定时间后分离血浆,使用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测γ-干扰素的浓度。若特异性抗原刺激管中的γ-干扰素浓度高于阴性对照管且达到或超过预设的临界值,则判断为阳性结果,提示受试者存在结核杆菌感染。
2. T-SPOT.TB
T-SPOT.TB则采用酶联免疫斑点试验(ELISPOT)技术,直接检测外周血单核细胞(PBMCs)中分泌γ-干扰素的特异性T淋巴细胞数量。受试者外周血经分离得到PBMCs后,分别加入含有结核杆菌特异性抗原ESAT-6和CFP-10的培养板孔中,同时设置阳性对照(植物血凝素)和阴性对照孔。孵育一定时间后,使用特异性抗体标记γ-干扰素,并通过酶促显色反应形成斑点,每个斑点代表一个分泌γ-干扰素的特异性T淋巴细胞。通过计数斑点数量,若特异性抗原刺激孔中的斑点数高于阴性对照孔且达到或超过预设的临界值,则判断为阳性结果。
三、γ-干扰素释放实验的临床应用
γ-干扰素释放实验在结核病的诊断、潜伏性结核感染(LTBI)的筛查、结核病治疗监测以及结核杆菌暴露风险评估等方面具有广泛应用价值。
1. 结核病的诊断
γ-干扰素释放实验相较于传统的PPD试验具有更高的特异性,尤其在卡介苗(BCG)接种广泛的地区,能够更准确地识别结核杆菌感染。然而,需要注意的是,γ-干扰素释放实验并不能区分活动性结核病和潜伏性结核感染,需要结合临床症状、影像学检查和细菌学检查进行综合判断。
2. 潜伏性结核感染的筛查
潜伏性结核感染是指个体感染结核杆菌后,体内存在特异性免疫反应但未表现出活动性结核病症状的状态。γ-干扰素释放实验能够敏感地检测出潜伏性结核感染,为预防性抗结核治疗提供依据。在高风险人群中,如结核病密切接触者、HIV感染者、透析患者等,进行潜伏性结核感染的筛查尤为重要。
3. 结核病治疗监测
γ-干扰素释放实验可用于结核病治疗过程中的疗效监测。随着治疗的进行,特异性T淋巴细胞的活性可能逐渐降低,导致γ-干扰素释放量减少。通过定期检测γ-干扰素释放水平,可以评估治疗效果,及时调整治疗方案。
4. 结核杆菌暴露风险评估
γ-干扰素释放实验还可用于评估个体结核杆菌暴露的风险。在高风险环境中工作的人员,如医护人员、结核病防控人员等,定期进行γ-干扰素释放实验检测,有助于及时发现结核杆菌感染,采取预防措施。
四、γ-干扰素释放实验的局限性
尽管γ-干扰素释放实验在结核病诊断中具有诸多优势,但仍存在一些局限性。
1. 假阳性和假阴性结果
γ-干扰素释放实验可能受到多种因素的影响,导致假阳性和假阴性结果的出现。假阳性结果可能由非结核分枝杆菌感染、自身免疫性疾病、疫苗接种等因素引起;而假阴性结果则可能由于免疫功能低下、近期感染或治疗等因素导致。因此,在解读实验结果时,需要结合受试者的临床背景、既往病史和实验室检查结果进行综合判断。
2. 操作复杂性和成本
γ-干扰素释放实验的操作相对复杂,需要专业的实验室设备和技术人员进行操作。此外,实验成本较高,可能限制了其在一些资源有限地区的广泛应用。
3. 不能区分活动性结核病和潜伏性结核感染
如前所述,γ-干扰素释放实验无法直接区分活动性结核病和潜伏性结核感染。因此,在诊断过程中需要结合其他检查手段进行综合判断。
五、结论与展望
γ-干扰素释放实验作为一种新型的结核杆菌特异性细胞反应检测方法,具有高特异性和敏感性,在结核病的诊断、潜伏性结核感染的筛查、结核病治疗监测以及结核杆菌暴露风险评估等方面具有广泛应用价值。然而,该方法仍存在一些局限性,如假阳性和假阴性结果、操作复杂性和成本等。未来,随着技术的不断进步和研究的深入,有望开发出更加准确、简便、经济的结核杆菌检测方法,为结核病的防控提供更有力的支持。同时,加强结核病防控知识的普及和教育,提高公众对结核病的认识和重视程度,也是减少结核病发病和传播的重要途径。通过综合应用多种检测手段、加强防控措施和健康教育,共同构建结核病防控的坚实屏障。
(刘坤 南阳南石医院 医学检验科 副主任技师)