GeneXpert MTB/RIF對骨關節結核診斷價值的Meta分析

南海 張蕓 楊新婷 段鴻飛

骨關節結核大約占肺外結核的11.3%～34.5%[1]，常因發病隱匿及臨床表現不典型而引起誤診或漏診，最終導致骨關節畸形和神經壓迫等并發癥發生。早期診斷骨關節結核對患者預后至關重要。目前，骨關節結核診斷依據仍是膿液或活檢標本找到病原學或病理學依據，然而該病灶樣本中含菌量少，結核分枝桿菌培養陽性率很低，很難滿足骨關節結核早期診治的需要[2]。

利福平耐藥實時熒光定量核酸擴增檢測技術(GeneXpert MTB/RIF)是以半巢式熒光定量PCR為基礎，可在2 h之內自動完成結核分枝桿菌核酸和利福平耐藥檢測的新技術[3]。目前該技術已經成為診斷結核病的主要檢測手段。2013年世界衛生組織(WHO)[4]也推薦GeneXpert MTB/RIF技術應用于肺外結核的診斷。然而，關于GeneXpert MTB/RIF技術應用于骨關節結核臨床標本的可行性和準確性尚缺少循證醫學的證據。因此，本研究檢索近年國內外發表關于GeneXpert MTB/RIF診斷骨關節結核的相關文章，采用Meta分析評價GeneXpert MTB/RIF技術在骨關節結核中的診斷價值，為臨床上骨關節結核診斷提供依據。

資料和方法

一、文獻納入標準與排除標準

1.文獻納入標準。(1)研究類型：采用GeneXpert MTB/RIF檢測方法診斷骨關節結核的研究，且能提取診斷試驗的四格表數據：即真陽性值(TP)、假陽性值(FP)、假陰性值(FN)、真陰性值(TN)。(2)研究對象：以臨床綜合診斷標準(composite reference standard，CRS；經病理學、病原學確診或臨床診斷且經抗結核治療有療效綜合判斷)確診為骨關節結核患者，對照組為需與骨關節結核鑒別診斷的其他骨關節疾病患者。(3)研究對象年齡不限。(4)文獻語種為中文和英文。

2.文獻排除標準。(1)文摘、碩士及會議論文、綜述。(2)四格表數據不齊全。(3)或重復發表的文獻(重復發表的文獻，僅納入一篇)。(4)非中文和英文文獻。

二、文獻檢索策略

使用計算機檢索萬方、維普、中國知網、PubMed、Embase、Cochrane Library等數據庫，選取從建庫至2020年5月發表的GeneXpert MTB/RIF診斷骨關節結核的相關文獻，并對納入文獻的參考文獻進行擴大檢索，檢索語言為中文和英文。英文檢索詞為“Xpert、spinal tuberculosis、tubercular spondylodiscitis”，中文檢索詞為“骨關節結核、脊柱結核”。以PubMed為例，檢索策略為1# GeneXpert MTB/RIF，2# Xpert MTB/RIF，3#Spinal tuberculosis，4# tuberculosis spondylitis，#1OR#2AND#3OR#4。

三、文獻質量評價及數據提取

由2名評價者獨立按文獻的納入標準和排除標準進行文獻的搜索和篩選，并提取文獻資料包括作者、發表年限、研究對象、樣本量、診斷標準、診斷試驗的四格表數據，然后根據QUADAS(QualityAssessmentofDiagnosticAccuracyStudies)量表評價納入研究的文獻質量，并交叉核對。對QUADAS量表的14個條目分別以“是”“否”或“不清楚”進行評價，意見不一致時通過討論解決。

四、統計學處理

采用MetaDisc 1.4軟件進行Meta分析。首先通過繪制受試者工作特征曲線(ROC)，采用I2和P值判斷是否存在閾值效應和異質性。P>0.05為無異質性；P≤0.05為存在異質性。I2<25%為異質性較小，25%≤I2≤50%為異質性中等，I2>50%為異質性明顯。根據異質性結果，選擇隨機效應模型或固定效應模型進行計算納入研究的匯總敏感度、特異度、陽性似然比(PLR)、陰性似然比(NLR)、診斷OR值(DOR)，繪制匯總受試者工作特征(summary operating characteristics，SROC)曲線，并計算曲線下面積(area under the curve，AUC)及Q*統計量。

結 果

一、文獻檢索結果

根據檢索策略首先檢索出350篇相關文獻，其中中文文獻331篇，英文文獻19篇。經閱讀題目和摘要初篩獲得223篇，剔除不相關文獻、重復文獻、會議摘要、綜述等文獻193篇，最后通過對30篇文獻進一步閱讀全文，排除無法提取四格表數據和重復發表的文獻6篇，最終篩選出符合納入和排除標準的24篇[5-28]文獻進行Meta分析，詳見圖1。

圖1 文獻篩選流程圖

二、納入文獻的基本特征和質量評價

本次共納入24篇文獻，中文14篇，英文10篇，共收入3966例患者，其中骨關節結核患者2729例，非骨關節結核患者1237 例，文獻中研究對象來自4個國家，中國18篇，印度2篇，南非3篇，印度尼西亞1篇。納入研究的骨關節結核患者經病理學或病原學或臨床抗結核藥品治療有效，納入研究文獻的基本信息如表1所示。筆者通過Revman 5.3軟件對24篇納入文獻進行文獻質量評價，結果詳見表1。本研究納入文獻的QUADAS評分均≥9分，表明納入研究質量較高。

表1 GeneXpert技術診斷骨關節結核24篇文獻基本特征

三、GeneXpert MTB/RIF對骨關節結核的診斷價值

1.異質性分析：24篇文獻納入異質性檢驗，結果顯示GeneXpert MTB/RIF診斷骨關節結核的敏感度的I2和χ2值分別為89.9%和228.10；特異度的I2和χ2值分別為95.2%和483.80；匯總PLR的I2和χ2值分別為 97.8%和1049.95；匯總NLR的I2和χ2值分別為89.9%和228.71。上述I2值均>50、P值均為0.000，提示這些研究間敏感度、特異度、PLR、NLR均存在異質性，均采用隨機效應模型進行Meta分析，見圖2、3。

圖2 GeneXpert技術診斷骨關節結核的敏感度(SEN)森林圖

圖3 GeneXpert技術診斷骨關節結核的特異度(SEN)森林圖

2.診斷價值參數匯總分析：以隨機效應模型合并數據，Meta分析結果顯示GeneXpert MTB/RIF診斷骨關節結核匯總的敏感度為82.9%(95%CI：81.4%～84.3%)，特異度為86.3%(95%CI：84.3%～88.2%)，PLR為17.365(95%CI：7.298～41.320)，NLR為0.186(95%CI：0.141～0.244)，DOR為 114.31(95%CI：51.768～252.42)(圖2，3)。

3.SROC分析：繪制GeneXpert MTB/RIF對骨關節結核診斷價值的SROC曲線，結果顯示AUC為0.956，Q*指數為0.898(圖4)。

AUC：曲線下面積；Q*：統計量指數

四、GeneXpert MTB/RIF對培養陽性和培養陰性骨關節結核的診斷價值

24篇文章中有18篇文獻也報道了以改良羅氏或BACTEC MGIT 960培養結果為金標準，GeneXpert MTB/RIF對培養陽性和陰性骨關節結核的診斷價值(表2)。這些研究間NLR、DOR不存在異質性，采用固定效應模式進行合并，其他存在異質性，采用隨機效應模型進行合并。Meta分析結果顯示以結核分枝桿菌培養為金標準，GeneXpert MTB/RIF診斷骨關節結核匯總的敏感度為93.9%(95%CI：92.2%～95.2%)(I2=76.0%，χ2=70.93)，特異度為52.3%(95%CI：49.9%～54.6%)(I2=96.0%，χ2=423.96)，PLR為2.357(95%CI：1.874～2.964)(I2=95.8%，χ2=401.67)，NLR為0.095(95%CI：0.061～0.149)(I2=42.2%，χ2=29.40)，DOR為31.877(95%CI：18.500～54.925)(I2=43.1%，χ2=29.86)，AUC為0.936(Q*=0.873)。

五、GeneXpert MTB/RIF對利福平耐藥骨關節結核的診斷

24篇文章中有14篇文獻報道了GeneXpert MTB/RIF對利福平耐藥骨關節結核的診斷價值，其中包括利福平耐藥共320例，利福平敏感共905例(表2)。Meta分析結果顯示診斷利福平耐藥骨關節結核的敏感度為89.5%(95%CI：87.5%～91.4%)(I2=91.2%，χ2=170.59)，特異度為89.9%(95%CI：85.6%～93.2%)(I2=47.3%，χ2=28.46)，PLR為12.570(95%CI：5.801～27.238)(I2=91.1%，χ2=157.14)，NLR為0.132(95%CI：0.096～0.184)(I2=0.9%，χ2=14.13), DOR為102.10(95%CI：58.220～179.05)(I2=12.5%，χ2=16.01), AUC為0.959(Q*=0.903)。

表2 以MTB培養為金標準納入研究文獻的基本特征

討 論

骨關節結核是骨科臨床常見的疾病，若長期不能得到有效抗結核藥品治療，會導致骨關節畸形，需手術治療。膿液或病灶組織細菌學檢查是骨關節結核確診的金標準。但由于患者病灶深、含菌量低下以及抗結核藥品應用，骨關節病灶組織或膿液結核分枝桿菌培養的敏感度最高僅為48%，仍需其他檢測方法明確診斷[2]。GeneXpert MTB/RIF因其在結核病診斷中的高敏感度和特異度，成為診斷骨關節結核的重要手段，但缺少循證醫學證據。本研究通過將納入研究的24篇文獻進行Meta分析，證實了GeneXpert MTB/RIF對骨關節結核及耐藥患者有很好的診斷效能和臨床價值。

GeneXpert MTB/RIF技術是一套將標本處理、DNA 提取、核酸擴增、結核分枝桿菌DNA檢測以及利福平耐藥基因檢測于一體的檢測系統。該技術通過2次半巢式 PCR 擴增，能明顯提高檢測結核分枝桿菌的敏感度和特異度。Kohli等[29]通過Meta 分析顯示GeneXpert MTB/RIF在痰標本中檢測結核分枝桿菌的敏感度可達90%，特異度達98%。Denkinger等[30]通過對肺外結核文獻進行綜述和Meta分析，發現GeneXpert MTB/RIF診斷肺外結核的敏感度為77%～83%，特異度為97%～98%。WHO[4]推薦GeneXpert MTB/RIF用于肺結核和肺外結核的診斷。但這些肺外結核組織標本類型影響GeneXpert MTB/RIF的診斷效能，因而越來越多文獻報道GeneXpert MTB/RIF在骨關節結核中的診斷價值。雖然GeneXpert MTB/RIF在診斷肺結核中采用結核分枝桿菌培養為金標準，但骨關節結核患者病灶結核分枝桿菌培養陽性率低，而病理診斷敏感度可達80%，因此，本研究納入的文獻大部分以CRS來評價GeneXpert MTB/RIF在骨關節結核診斷中的價值。本研究通過系統檢索共納入24篇文獻，共3966例臨床樣本，然后進行Meta分析，結果顯示GeneXpert MTB/RIF診斷骨關節結核的敏感度為82.9%(95%CI：81.4%～84.3%)，特異度為86.3%(95%CI：84.3%～88.2%)。SROC曲線是評價診斷方法常用的Meta分析方法，而AUC大小是反映其診斷價值的高低。AUC值越接近1,診斷價值越大。本研究結果顯示GeneXpert MTB/RIF診斷骨關節結核的AUC為0.956。這些結果均提示GeneXpert MTB/RIF對骨關節結核有較高的診斷價值。

臨床上骨關節結核的確診是靠結核分枝桿菌培養，而結核分枝桿菌培養時間至少需要2～3周，而且培養陽性率低，這將延誤骨關節結核的確診和治療。本研究進一步Meta分析了以改良羅氏或BACTEC MGIT 960培養結果為金標準，GeneXpert MTB/RIF在結核分枝桿菌培養陽性和陰性標本中的診斷價值，結果顯示在培養陽性的骨關節結核標本中GeneXpert MTB/RIF檢測結核分枝桿菌的敏感度為93.9%(95%CI：92.2%～95.2%)，在培養陰性標本中GeneXpert MTB/RIF檢測的敏感度為44.2%(95%CI：41.9%～46.6%)，提示GeneXpert MTB/RIF技術對骨關節結核診斷的敏感度明顯高于結核分枝桿菌培養，其具有較大潛在價值，提示結核分枝桿菌培養陰性的患者不能除外骨關節結核可能，仍需進一步行GeneXpert MTB/RIF檢測以明確診斷。

骨關節結核常因給予不當的抗結核藥品治療引起獲得性耐藥及竇道形成、切口不愈等局部復發[31]。如果能早期了解患者利福平耐藥情況，制定有效的個體化抗結核治療方案，將有利于縮短療程，提高治愈率。GeneXpert MTB/RIF在2 h內不僅能檢測結核分枝桿菌核酸，還能檢測利福平耐藥。本研究進一步Meta分析了以絕對濃度法藥物敏感性試驗(DST)結果為金標準，GeneXpert MTB/RIF檢測對利福平耐藥骨關節結核的診斷價值，結果顯示GeneXpert MTB/RIF診斷骨關節結核利福平耐藥性的敏感度為89.5%(95%CI：87.5%～91.4%)，特異度為89.9%(95%CI：85.6%～93.2%)。這些結果提示GeneXpert MTB/RIF 對利福平耐藥骨關節結核有較好的篩查和排除價值。

綜上所述，本研究證實了GeneXpert MTB/RIF技術對骨關節結核和利福平耐藥骨關節結核有較好的診斷價值，對臨床脊柱結核診斷和治療有指導作用。然而本研究仍有以下不足之處：(1)關于骨關節結核的文獻較少；(2)本研究僅納入中文和英文的文獻，而且來自中國的文獻較多，可能造成發表偏倚；(3)文獻之間異質性較強。因此，臨床上仍需要開展更多針對性的試驗研究來驗證GeneXpert MTB/RIF技術對骨關節結核的診斷價值。