第 578 期

健康知識
丙型干擾素血液測驗於潛伏性結核病感染之角色
The role of interferon-gamma release assay in diagnosis of latent tuberculosis infections

結核病為全球最嚴重的傳染病之一，於2010年造成全球九百萬人感染，一百萬人死亡。結核菌也是台灣重要的公共衛生議題，2008年仍有14,265人感染、762人死亡。診斷與治療潛伏性結核病感染（latent tuberculosis infections）為結核病防治重要的一環，於歐美等低盛行率國家，此為根除結核病的重要策略。接觸結核菌後約有30%會得到潛伏性感染，而這些人有5-10%的機會將發展成活動性的結核病，過去證實實驗室檢查與藥物治療可減低發病風險，例如：使用isoniazid預防治療約可減少四分之三的發病風險。然而過去台灣潛伏性感染的診斷與治療有其困難，主要是因為結核菌素測試（tuberculin skin test, TST）會受到卡介苗的干擾而判讀不易，另外過去結核病盛行率過高，且治療藥物有其副作用，因此在過去難以仿效國外全面施行潛伏性感染的診斷與治療。新一代的潛伏性感染診斷方法問世，可避免卡介苗之干擾，然而仍有其局限，國內專家學者於此議題有精闢的專門著作，因此筆者僅淺談其理論基礎與當前應用。

目前標準診斷潛伏性感染的方法是由Mantoux於1907年發展出來的TST。方法是於皮下（intradermal）注射Mycobacterium bovis之抗原（purified protein derivative, PPD），引發memory T cell之延遲性過敏反應（delayed hypersensitivity）。雖然於某些報告其敏感性可高達90%，然而特異性卻因會與其他nontuberculous mycobacteria有交互作用而降低，特別在台灣全面施打的bacille-Calmette Gue´rin（BCG），容易造成偽陽性。TST其他的缺點還包括病人至少需要兩次就診、與不同觀察者一致性低、免疫不全者偽陽性高等 。

結核菌的基因體與免疫學於近年來蓬勃發展，過去學者比較M. tuberculosis與mycobacterium中無法致病菌種的基因體發現一RD1（region of difference 1）的差異：RD1存在於結核菌與高致病的Mycobacterium bovis 中，但於低致病的BCG株或環境mycobacteria菌株卻付之闕如。RD1其上帶有兩段基因，與兩種重要蛋白生成有關，分別是10 kDa的culture filtrate protein（CFP-10）與6 kDa的early-secreted target antigen（EAST-6 or esxA）。兩者皆為T cell抗原，於動物實驗發現此兩抗原會引發皮膚之延遲性過敏反應，且對M. tuberculosis有專一性，不會與M. bovis或環境mycobacteria菌株引起的免疫力有交互作用。近來，由大腸桿菌合成之rESAT-6 （recombinant ESAT-6）也成功在人類完成皮膚測試。在天竺鼠的實驗中，EAST-6與CFP-10之融合蛋白對於偵測結核感染有更高的敏感性，然而上述方法之缺點仍與TST類似，需要二次就診，與造成皮膚不適。為了避免這些不便，利用體外實驗來檢驗病人是否接觸過結核菌，成為目前檢驗潛伏性感染的新方向。

Interferon-gamma release assay（IGRA）的理論根據為：曾經感染的病人其T cell與M. tuberculosis之抗原反應仍會產生interferon-gama，因此可以抽取病人T cell與結核菌的抗原反應，觀察是否產生足夠的interferon-gama。過去不知道ESAT-6與CFP-10等特異性抗原的存在，因此試圖使用PPD刺激T cell，結果仍有偽陽性的問題，與TST面臨的問題相同。然而現今將PPD置換成ESAT-6與CFP-10等高特異性的抗原，由前文所述，ESAT-6與CFP-10僅存在於致病性Mycobacteria species，因此提高了特異性，而使用T cell體外測試的方式，病人不需再次就診，解決了實際操作上的困難。目前美國FDA（Food and Drug Administration）通過的IGRA包括了QuantiFERON-TB與T-SPOT.TB。第一代的QuantiFERON是使用PPD，之後改成ESAT-6與CFP-10，新一代的QuantiFERON-TB-Gold-In-Tube（QFT-GIT）更進一步加入新抗原TB7.7，而T-SPOT.TB則是一開始就使用ESAT-6與CFP-10，後來更改採部分胜太作為抗原。兩者之差異如表一所示。

在歐美等低盛行與已發展國家，IGRA成為結核病防治重要的一環，美國胸腔醫學會與疾病管制局都建議以TST或IGRA為偵測潛伏性感染的工具，然而需要選擇高風險族群；其他國家皆建議用於容易受到感染族群與易發病族群。容易受到感染的族群包括接觸者、高盛行國家之移民或在收容所、監獄、護理之家等群聚機構居住或工作者、後天免疫不全症候群病患，以及醫護人員。易發病族群常因為免疫不全而病發，如後天免疫不全、使用免疫抑制劑（包括TNF-alpha 拮抗劑、類固醇）、血液腫瘤疾病、糖尿病、腎功能不全等，而肺部纖維疾患，切除胃部，使用藥物與過量飲酒者，體重過輕者發病風險也較一般人高。而檢測的時間應該於接觸後8-10周以免造成偽陰性。是否要給與潛伏性感染藥物不僅依照實驗室檢測結果，更要依照病人狀況決定，若是病人有免疫缺陷，也有明顯接觸史，其發病風險高，實驗室檢查偽陰性機會高，因此如果檢驗結果為陰性，仍可與病人詳細討論後，考慮投藥預防性治療。

IGRA與TST的敏感性與特異性在近年來廣泛研究，然而因為族群與疾病盛行率差異，實驗設計不同等問題，使得各個試驗的結論不盡相同。大體而言，在免疫健全的病人身上，IGRA與TST之敏感性何者較高目前仍莫衷一是。一般認為IGRA之特異性較TST為高，特別是在施打過BCG的族群。IGRA與TST於幼兒或免疫不全者之敏感性都偏低，且都無法分別潛伏性感染與發病之病人 。

究竟如何將IGRA 與TST有效使用於潛伏性感染的偵測，各國指引皆不相同。Denkinger等人(1) 於2011年檢視25國與兩個國際組織（WHO與European CDC）的指引，詳細描述各指引之間不同，各國使用的策略包括：1. 兩階段式：先用TST偵測，陽性者再測IGRA；2. 僅用IGRA；3. IGRA與TST同時使用；4. 選擇使用IGRA或TST任一種。因國情（盛行率與醫療資源）不同，各國採用的方式皆不相同，即使同一國家，依照族群不同其偵測潛伏性感染方式也有差異。於成人接觸者部分，IGRA多用於兩階段測試，也就是先使用TST，陽性者再使用IGRA確認，此策略的優點是高特異性，免除了BCG與其他mycobacterium感染的影響，可以節省許多不需要的追蹤與治療，然而這些國家的結核病盛行率大多偏低，且有報告指出TST會影響後續IGRA檢測之準確度。在兒童接觸者部分，特別是嬰幼兒的接觸者追蹤上，因為相關研究少，且meta-analysis (2, 3) 目前認為IGRA與TST兩者正確性不分軒輊，導致各國指引意見分歧。HIV病人常有結核感染，因此偵測HIV病人之潛伏性感染成為各國重要的健康政策，許多人期望IGRA可以比TST更正確有效偵測HIV感染之病人的潛伏性感染，然而Cattamanchi等人(4)的分析顯示IGRA的正確性僅與TST類似，因此各國指引就依照盛行率與國家資源有所不同，如結核病高盛行率且低收入的國家就偏好只使用TST。使用anti-TNF alpha藥物者，若有潛伏性感染容易演進成活動性結核病，使用IGRA預先診斷與治療成為熱門議題，然而此類的研究因為疾病種類與anti-TNF-alpha藥物種類不同，病人接受其他免疫抑制劑也有差異，追蹤時結核病發病率低，因此目前沒有證據顯示IGRA比TST好。

總結
診斷與治療潛伏性感染為防治結核菌重要策略之一，日新月異的檢驗有助於偵測潛伏性感染，然而檢驗的敏感性仍有進步的空間，因此除了參考檢驗數據之外，個案之接觸史與疾病史仍是使用預防性治療的重要考量。各國指引也建議使用於高危險族群。國內近年也致力於研究IGRA於各危險族群的應用，期望能運用於台灣潛伏性感染的診斷。

Reference:
1. Denkinger CM, Dheda K, Pai M. Guidelines on interferon-gamma release assays for tuberculosis infection: concordance, discordance or confusion? Clin Microbiol Infect. 2011;17:806-814.
2. Machingaidze S, Wiysonge CS, Gonzalez-Angulo Y, et al. The utility of an interferon gamma release assay for diagnosis of latent tuberculosis infection and disease in children: a systematic review and meta-analysis. Pediatr Infect Dis J. 2011;30:694-700.
3. Mandalakas AM, Detjen AK, Hesseling AC, Benedetti A, Menzies D. Interferon-gamma release assays and childhood tuberculosis: systematic review and meta-analysis. Int J Tuberc Lung Dis. 2011;15:1018-1032.
4. Cattamanchi A, Smith R, Steingart KR, et al. Interferon-gamma release assays for the diagnosis of latent tuberculosis infection in HIV-infected individuals: a systematic review and meta-analysis. J Acquir Immune Defic Syndr. 2011;56:230-238.
《文/圖：感染症與疫苗研究所郭書辰助研究員級主治醫師》