GeneXpert MTB/RIF对骨关节结核诊断价值的Meta分析

南海 张芸 杨新婷 段鸿飞

骨关节结核大约占肺外结核的11.3%～34.5%[1]，常因发病隐匿及临床表现不典型而引起误诊或漏诊，最终导致骨关节畸形和神经压迫等并发症发生。早期诊断骨关节结核对患者预后至关重要。目前，骨关节结核诊断依据仍是脓液或活检标本找到病原学或病理学依据，然而该病灶样本中含菌量少，结核分枝杆菌培养阳性率很低，很难满足骨关节结核早期诊治的需要[2]。

利福平耐药实时荧光定量核酸扩增检测技术(GeneXpert MTB/RIF)是以半巢式荧光定量PCR为基础，可在2 h之内自动完成结核分枝杆菌核酸和利福平耐药检测的新技术[3]。目前该技术已经成为诊断结核病的主要检测手段。2013年世界卫生组织(WHO)[4]也推荐GeneXpert MTB/RIF技术应用于肺外结核的诊断。然而，关于GeneXpert MTB/RIF技术应用于骨关节结核临床标本的可行性和准确性尚缺少循证医学的证据。因此，本研究检索近年国内外发表关于GeneXpert MTB/RIF诊断骨关节结核的相关文章，采用Meta分析评价GeneXpert MTB/RIF技术在骨关节结核中的诊断价值，为临床上骨关节结核诊断提供依据。

资料和方法

一、文献纳入标准与排除标准

1.文献纳入标准。(1)研究类型：采用GeneXpert MTB/RIF检测方法诊断骨关节结核的研究，且能提取诊断试验的四格表数据：即真阳性值(TP)、假阳性值(FP)、假阴性值(FN)、真阴性值(TN)。(2)研究对象：以临床综合诊断标准(composite reference standard，CRS；经病理学、病原学确诊或临床诊断且经抗结核治疗有疗效综合判断)确诊为骨关节结核患者，对照组为需与骨关节结核鉴别诊断的其他骨关节疾病患者。(3)研究对象年龄不限。(4)文献语种为中文和英文。

2.文献排除标准。(1)文摘、硕士及会议论文、综述。(2)四格表数据不齐全。(3)或重复发表的文献(重复发表的文献，仅纳入一篇)。(4)非中文和英文文献。

二、文献检索策略

使用计算机检索万方、维普、中国知网、PubMed、Embase、Cochrane Library等数据库，选取从建库至2020年5月发表的GeneXpert MTB/RIF诊断骨关节结核的相关文献，并对纳入文献的参考文献进行扩大检索，检索语言为中文和英文。英文检索词为“Xpert、spinal tuberculosis、tubercular spondylodiscitis”，中文检索词为“骨关节结核、脊柱结核”。以PubMed为例，检索策略为1# GeneXpert MTB/RIF，2# Xpert MTB/RIF，3#Spinal tuberculosis，4# tuberculosis spondylitis，#1OR#2AND#3OR#4。

三、文献质量评价及数据提取

由2名评价者独立按文献的纳入标准和排除标准进行文献的搜索和筛选，并提取文献资料包括作者、发表年限、研究对象、样本量、诊断标准、诊断试验的四格表数据，然后根据QUADAS(QualityAssessmentofDiagnosticAccuracyStudies)量表评价纳入研究的文献质量，并交叉核对。对QUADAS量表的14个条目分别以“是”“否”或“不清楚”进行评价，意见不一致时通过讨论解决。

四、统计学处理

采用MetaDisc 1.4软件进行Meta分析。首先通过绘制受试者工作特征曲线(ROC)，采用I2和P值判断是否存在阈值效应和异质性。P>0.05为无异质性；P≤0.05为存在异质性。I2<25%为异质性较小，25%≤I2≤50%为异质性中等，I2>50%为异质性明显。根据异质性结果，选择随机效应模型或固定效应模型进行计算纳入研究的汇总敏感度、特异度、阳性似然比(PLR)、阴性似然比(NLR)、诊断OR值(DOR)，绘制汇总受试者工作特征(summary operating characteristics，SROC)曲线，并计算曲线下面积(area under the curve，AUC)及Q*统计量。

结 果

一、文献检索结果

根据检索策略首先检索出350篇相关文献，其中中文文献331篇，英文文献19篇。经阅读题目和摘要初筛获得223篇，剔除不相关文献、重复文献、会议摘要、综述等文献193篇，最后通过对30篇文献进一步阅读全文，排除无法提取四格表数据和重复发表的文献6篇，最终筛选出符合纳入和排除标准的24篇[5-28]文献进行Meta分析，详见图1。

图1 文献筛选流程图

二、纳入文献的基本特征和质量评价

本次共纳入24篇文献，中文14篇，英文10篇，共收入3966例患者，其中骨关节结核患者2729例，非骨关节结核患者1237 例，文献中研究对象来自4个国家，中国18篇，印度2篇，南非3篇，印度尼西亚1篇。纳入研究的骨关节结核患者经病理学或病原学或临床抗结核药品治疗有效，纳入研究文献的基本信息如表1所示。笔者通过Revman 5.3软件对24篇纳入文献进行文献质量评价，结果详见表1。本研究纳入文献的QUADAS评分均≥9分，表明纳入研究质量较高。

表1 GeneXpert技术诊断骨关节结核24篇文献基本特征

三、GeneXpert MTB/RIF对骨关节结核的诊断价值

1.异质性分析：24篇文献纳入异质性检验，结果显示GeneXpert MTB/RIF诊断骨关节结核的敏感度的I2和χ2值分别为89.9%和228.10；特异度的I2和χ2值分别为95.2%和483.80；汇总PLR的I2和χ2值分别为 97.8%和1049.95；汇总NLR的I2和χ2值分别为89.9%和228.71。上述I2值均>50、P值均为0.000，提示这些研究间敏感度、特异度、PLR、NLR均存在异质性，均采用随机效应模型进行Meta分析，见图2、3。

图2 GeneXpert技术诊断骨关节结核的敏感度(SEN)森林图

图3 GeneXpert技术诊断骨关节结核的特异度(SEN)森林图

2.诊断价值参数汇总分析：以随机效应模型合并数据，Meta分析结果显示GeneXpert MTB/RIF诊断骨关节结核汇总的敏感度为82.9%(95%CI：81.4%～84.3%)，特异度为86.3%(95%CI：84.3%～88.2%)，PLR为17.365(95%CI：7.298～41.320)，NLR为0.186(95%CI：0.141～0.244)，DOR为 114.31(95%CI：51.768～252.42)(图2，3)。

3.SROC分析：绘制GeneXpert MTB/RIF对骨关节结核诊断价值的SROC曲线，结果显示AUC为0.956，Q*指数为0.898(图4)。

AUC：曲线下面积；Q*：统计量指数

四、GeneXpert MTB/RIF对培养阳性和培养阴性骨关节结核的诊断价值

24篇文章中有18篇文献也报道了以改良罗氏或BACTEC MGIT 960培养结果为金标准，GeneXpert MTB/RIF对培养阳性和阴性骨关节结核的诊断价值(表2)。这些研究间NLR、DOR不存在异质性，采用固定效应模式进行合并，其他存在异质性，采用随机效应模型进行合并。Meta分析结果显示以结核分枝杆菌培养为金标准，GeneXpert MTB/RIF诊断骨关节结核汇总的敏感度为93.9%(95%CI：92.2%～95.2%)(I2=76.0%，χ2=70.93)，特异度为52.3%(95%CI：49.9%～54.6%)(I2=96.0%，χ2=423.96)，PLR为2.357(95%CI：1.874～2.964)(I2=95.8%，χ2=401.67)，NLR为0.095(95%CI：0.061～0.149)(I2=42.2%，χ2=29.40)，DOR为31.877(95%CI：18.500～54.925)(I2=43.1%，χ2=29.86)，AUC为0.936(Q*=0.873)。

五、GeneXpert MTB/RIF对利福平耐药骨关节结核的诊断

24篇文章中有14篇文献报道了GeneXpert MTB/RIF对利福平耐药骨关节结核的诊断价值，其中包括利福平耐药共320例，利福平敏感共905例(表2)。Meta分析结果显示诊断利福平耐药骨关节结核的敏感度为89.5%(95%CI：87.5%～91.4%)(I2=91.2%，χ2=170.59)，特异度为89.9%(95%CI：85.6%～93.2%)(I2=47.3%，χ2=28.46)，PLR为12.570(95%CI：5.801～27.238)(I2=91.1%，χ2=157.14)，NLR为0.132(95%CI：0.096～0.184)(I2=0.9%，χ2=14.13), DOR为102.10(95%CI：58.220～179.05)(I2=12.5%，χ2=16.01), AUC为0.959(Q*=0.903)。

表2 以MTB培养为金标准纳入研究文献的基本特征

讨 论

骨关节结核是骨科临床常见的疾病，若长期不能得到有效抗结核药品治疗，会导致骨关节畸形，需手术治疗。脓液或病灶组织细菌学检查是骨关节结核确诊的金标准。但由于患者病灶深、含菌量低下以及抗结核药品应用，骨关节病灶组织或脓液结核分枝杆菌培养的敏感度最高仅为48%，仍需其他检测方法明确诊断[2]。GeneXpert MTB/RIF因其在结核病诊断中的高敏感度和特异度，成为诊断骨关节结核的重要手段，但缺少循证医学证据。本研究通过将纳入研究的24篇文献进行Meta分析，证实了GeneXpert MTB/RIF对骨关节结核及耐药患者有很好的诊断效能和临床价值。

GeneXpert MTB/RIF技术是一套将标本处理、DNA 提取、核酸扩增、结核分枝杆菌DNA检测以及利福平耐药基因检测于一体的检测系统。该技术通过2次半巢式 PCR 扩增，能明显提高检测结核分枝杆菌的敏感度和特异度。Kohli等[29]通过Meta 分析显示GeneXpert MTB/RIF在痰标本中检测结核分枝杆菌的敏感度可达90%，特异度达98%。Denkinger等[30]通过对肺外结核文献进行综述和Meta分析，发现GeneXpert MTB/RIF诊断肺外结核的敏感度为77%～83%，特异度为97%～98%。WHO[4]推荐GeneXpert MTB/RIF用于肺结核和肺外结核的诊断。但这些肺外结核组织标本类型影响GeneXpert MTB/RIF的诊断效能，因而越来越多文献报道GeneXpert MTB/RIF在骨关节结核中的诊断价值。虽然GeneXpert MTB/RIF在诊断肺结核中采用结核分枝杆菌培养为金标准，但骨关节结核患者病灶结核分枝杆菌培养阳性率低，而病理诊断敏感度可达80%，因此，本研究纳入的文献大部分以CRS来评价GeneXpert MTB/RIF在骨关节结核诊断中的价值。本研究通过系统检索共纳入24篇文献，共3966例临床样本，然后进行Meta分析，结果显示GeneXpert MTB/RIF诊断骨关节结核的敏感度为82.9%(95%CI：81.4%～84.3%)，特异度为86.3%(95%CI：84.3%～88.2%)。SROC曲线是评价诊断方法常用的Meta分析方法，而AUC大小是反映其诊断价值的高低。AUC值越接近1,诊断价值越大。本研究结果显示GeneXpert MTB/RIF诊断骨关节结核的AUC为0.956。这些结果均提示GeneXpert MTB/RIF对骨关节结核有较高的诊断价值。

临床上骨关节结核的确诊是靠结核分枝杆菌培养，而结核分枝杆菌培养时间至少需要2～3周，而且培养阳性率低，这将延误骨关节结核的确诊和治疗。本研究进一步Meta分析了以改良罗氏或BACTEC MGIT 960培养结果为金标准，GeneXpert MTB/RIF在结核分枝杆菌培养阳性和阴性标本中的诊断价值，结果显示在培养阳性的骨关节结核标本中GeneXpert MTB/RIF检测结核分枝杆菌的敏感度为93.9%(95%CI：92.2%～95.2%)，在培养阴性标本中GeneXpert MTB/RIF检测的敏感度为44.2%(95%CI：41.9%～46.6%)，提示GeneXpert MTB/RIF技术对骨关节结核诊断的敏感度明显高于结核分枝杆菌培养，其具有较大潜在价值，提示结核分枝杆菌培养阴性的患者不能除外骨关节结核可能，仍需进一步行GeneXpert MTB/RIF检测以明确诊断。

骨关节结核常因给予不当的抗结核药品治疗引起获得性耐药及窦道形成、切口不愈等局部复发[31]。如果能早期了解患者利福平耐药情况，制定有效的个体化抗结核治疗方案，将有利于缩短疗程，提高治愈率。GeneXpert MTB/RIF在2 h内不仅能检测结核分枝杆菌核酸，还能检测利福平耐药。本研究进一步Meta分析了以绝对浓度法药物敏感性试验(DST)结果为金标准，GeneXpert MTB/RIF检测对利福平耐药骨关节结核的诊断价值，结果显示GeneXpert MTB/RIF诊断骨关节结核利福平耐药性的敏感度为89.5%(95%CI：87.5%～91.4%)，特异度为89.9%(95%CI：85.6%～93.2%)。这些结果提示GeneXpert MTB/RIF 对利福平耐药骨关节结核有较好的筛查和排除价值。

综上所述，本研究证实了GeneXpert MTB/RIF技术对骨关节结核和利福平耐药骨关节结核有较好的诊断价值，对临床脊柱结核诊断和治疗有指导作用。然而本研究仍有以下不足之处：(1)关于骨关节结核的文献较少；(2)本研究仅纳入中文和英文的文献，而且来自中国的文献较多，可能造成发表偏倚；(3)文献之间异质性较强。因此，临床上仍需要开展更多针对性的试验研究来验证GeneXpert MTB/RIF技术对骨关节结核的诊断价值。