编辑推荐:
疟疾(Malaria)和巴贝斯虫病(babesiosis)严重威胁健康。本文对比血液学薄涂片(HS)与寄生虫学厚、薄血涂片(PS),发现 HS 在低流行环境下诊断这两种疾病的敏感性达 93.3%、特异性达 99.8% ,是可靠诊断工具,对临床意义重大。
血液学薄涂片在疟疾和巴贝斯虫病诊断中的关键价值研究
疟疾(由疟原虫Plasmodium 属引起)和巴贝斯虫病(由巴贝斯虫Babesia 属引起)是两类重要的寄生虫感染性疾病。在美国,每年平均有 1773 例疟疾病例和 1762 例巴贝斯虫病例。若治疗不及时,会引发严重并发症,如疟疾的脑型疟、严重疟疾贫血、昏迷甚至死亡;巴贝斯虫病的血小板减少、肾衰竭和急性呼吸窘迫综合征,尤其是免疫功能低下或无脾的患者。因此,及时准确的诊断对疾病治疗至关重要。
传统上,寄生虫学厚、薄血涂片(PS)是诊断疟原虫和巴贝斯虫感染的金标准。但该方法存在局限性,手工计算血液涂片中的寄生虫水平既费力,又需专业训练有素的人员操作。而且,其技术复杂,受显微镜质量和染色材料等因素影响,易导致诊断错误。基于此,本研究旨在比较血液学薄涂片(HS)和 PS,评估 HS 在检测疟原虫和巴贝斯虫感染中的性能,为临床诊断提供更有效的方法。
材料和方法
- 病例选择和图表审查:回顾性审查 2018 年 1 月至 2023 年 10 月期间,在威斯康星大学健康中心(UW Health)进行 HS 检测,同时在威斯康星州卫生实验室(WSLH)进行 PS 检测的患者病例。仅纳入 HS 和 PS 检测使用同一血液标本的病例,并确定治疗相关详细信息。
- 玻片制备:用 EDTA 管采集外周全血,1 小时内制备涂片。使用 HemaPrep 自动血液涂片仪制备 4 张薄涂片,每张长 1 - 1.5 英寸,有羽毛状边缘;用移液管取一滴 EDTA 血,在载玻片中心以圆形方式涂抹,制作 2 张厚涂片,合适密度的厚涂片放在湿的新闻纸上,文字应勉强可见。涂片完全风干后进行染色,2 张薄涂片用于 HS 检测,另外 2 张薄涂片和 2 张厚涂片不染色,送往 WSLH 进行确认检测。
- 血液学薄涂片检测:用 Colorwright Wright - Giemsa 染色剂和 Sysmex SAS - 100 缓冲液(pH 6.8)在 Sysmex SP - 10 自动染色仪上对 2 张薄涂片染色。评估染色质量,确保能清晰区分紫色核物质和粉红色红细胞(RBCs)且无沉淀。染色不合格则重新制备和染色。由两名普通技术人员使用明场显微镜,在 ×10、×20、×50 物镜下筛查大型寄生虫,×100 物镜下筛查红细胞内寄生虫。每张薄涂片在 ×100 物镜下检查 300 个油镜视野。若未发现寄生虫,报告为 “未发现血液寄生虫”;若发现,则报告 “存在疟原虫或巴贝斯虫” 及寄生虫血症百分比(四舍五入到最接近的整数)。HS 涂片全天及每周 7 天都进行读取和报告结果。
- 血液学薄涂片寄生虫血症百分比测定:使用尼康明场显微镜和尼康米勒盘标线片测定寄生虫血症百分比。将一个目镜更换为米勒盘标线片,其包含一大一小两个正方形,大正方形面积是小正方形的 9 倍。在 ×100 物镜下,选择约一半红细胞相互接触的视野,计数 1000 个红细胞内的寄生红细胞数。先数小正方形内的所有红细胞,再数大小正方形内的寄生红细胞,一个红细胞内多个寄生虫计为一个。计数时,位于小正方形顶部和左侧边界线上的红细胞计入,右侧和底部边界线上的不计入。重复该过程,直到小正方形内红细胞总数至少达到 112 个(对应大正方形内 1000 个红细胞)。按公式(大正方形内寄生红细胞数 ×100)÷(小正方形内红细胞总数 ×9)计算寄生虫血症百分比,对第二张涂片重复操作。两张涂片的寄生虫血症结果需在两个百分点内相符,取平均值并四舍五入到最接近的整数。若寄生虫血症低于 1%,报告为 “<1%”。另外的涂片和血液送 WSLH 确认寄生虫存在,并通过显微镜检查和聚合酶链反应(PCR)检测进一步鉴定属和种。
- 寄生虫学厚、薄血涂片检测:WSLH 收到的 2 张薄涂片用无水甲醇固定,2 张厚涂片不固定。所有涂片风干后,用 2.5% 吉姆萨染色剂染色 45 分钟。薄涂片在缓冲水中浸 1 - 2 次清洗,厚涂片在缓冲水中放置 3 - 5 分钟,然后均风干。由专门训练的寄生虫学技术人员用显微镜在 ×10、×20、×100 物镜下读取涂片,寻找大小寄生虫。薄涂片在 ×100 物镜下至少检查 300 个视野。通过计数感染红细胞数,除以平均每个视野的红细胞数和读取的总视野数,计算寄生虫血症百分比,精确到千分之一。使用实验室开发的 PCR 方法确认并鉴定到物种水平。WSLH 报告中不区分 PS 厚涂片和薄涂片结果,将同一标本的 PS 厚、薄涂片结果视为一个整体。PS 涂片仅在工作日工作时间读取和报告结果,标本需在工作日送往 WSLH。
结果
本研究共分析了 335 例独特患者,这些患者的初始诊断和随访检测共产生 529 个 HS 和 PS 检测配对样本。其中,483 例(91%)为 PS 阴性 / HS 阴性,42 例(8%)为 PS 阳性 / HS 阳性,3 例(1%)为 PS 阳性 / HS 阴性,1 例(<1%)为 PS 阴性 / HS 阳性。4 例不一致的病例均为已知诊断后的随访监测,寄生虫血症值均低于定量水平。以 PS 为参考标准,HS 的敏感性为 93.3%(42/45),特异性为 99.8%(483/484),阳性预测值为 97.7%(42/43),阴性预测值为 99.4%(483/486)。在 42 例 PS 阳性 / HS 阳性病例中,鉴定出 21 例疟原虫感染和 21 例巴贝斯虫感染。PS 报告的寄生虫血症第 1 四分位数、中位数(平均值)和第 3 四分位数分别为 0.02%、0.1%(平均值 1.2%)和 1.1% ;HS 报告的分别为 < 1%、<1%(平均值 1.9%)和 2% 。PS 和 HS 的寄生虫血症值无显著差异(P = 0.2)。每个病例的两张 HS 涂片读数在两个百分点内相符,无需进一步仲裁。所有 PS 阳性或 HS 阳性患者均接受了治疗,对于初始诊断,在 HS 结果出来后、PS 评估前就给予治疗,体现了 HS 更快的周转时间的价值。
讨论
总体而言,在低流行环境下,HS 与 PS 的检测性能相似,具有较高的阳性和阴性预测值。在新诊断的疟原虫和巴贝斯虫感染病例中,HS 和 PS 的结果 100% 一致。PS 和 HS 出现假阴性结果的情况很少见,仅在已接受治疗的既往诊断患者的随访检测标本中出现,且寄生虫血症水平极低。阳性病例中,两种方法报告的寄生虫血症值相当,无显著差异。
本研究结果对临床实践具有重要意义,尤其是在缺乏能熟练解读 PS 涂片的专业人员的情况下。而且,技术人员的适当培训和监督对保证 HS 检测的敏感性至关重要,缺乏相关培训和监督会降低检测准确性。HS 的高敏感性和特异性表明,在低流行环境下,它可作为检测疟原虫和巴贝斯虫感染的有效诊断筛查工具,在等待确认检测结果时,能加快寄生虫感染的诊断和治疗。这对已进行 HS 检测但缺乏解读 PS 涂片或维持快速诊断测试(RDT)资源的小型医院和诊所非常有益。虽然 HS 仅报告 “存在疟原虫或巴贝斯虫” 且寄生虫血症百分比四舍五入到整数,但临床医生可结合临床评估和流行病学情况选择经验性治疗方案,鉴于总体寄生虫血症水平较低,这种方案对患者群体是合适的。此外,HS 的应用还可减轻专业实验室(如 WSLH)的负担,这些实验室虽具备解读 PS 涂片和进行 PCR 检测的专业知识,但可能无法快速提供检测结果。
疟原虫和巴贝斯虫的诊断方法多样,包括 PS、HS、RDT 和 PCR。显微镜检查厚、薄血涂片是传统方法,至今仍在全球广泛应用。厚涂片因血液浓度高,检测寄生虫更敏感,但解读难度较大;薄涂片有助于鉴定寄生虫种类和量化感染程度,但敏感性较低。一般来说,PS 的敏感性为 85% - 90%,特异性为 99.5% - 100%,具体数值取决于检查人员的培训和专业知识。此前对薄涂片与厚涂片的评估差异较大,薄涂片敏感性在 54.8% - 96.2% 之间,特异性在 92.6% - 100% 之间。本研究中,血液学实验室普通技术人员进行的 HS 检测,敏感性达到 93.3%,特异性达到 99.8%,性能与 PS 相当,且周转时间更快。HS 不仅可检测寄生虫,还能识别血细胞的形态异常,是一种经济实惠且更易获得的诊断工具。
RDT 的优势是能快速得出结果,对患者管理很重要,且无需显微镜检查专业人员操作,在资源有限的环境中特别有用;但其敏感性可能低于显微镜检查,且无法确定寄生虫种类或密度。RDT 的敏感性和特异性分别约为 97% 和 96%,在缺乏解读 PS 和 HS 资源及专业人员的地区,RDT 仍是重要的诊断方法。不过,这些数值会因 RDT 制造商和检测的疟原虫种类不同而有所差异,如本研究中 HS 的敏感性(93.3%)在 BinaxNow RDT 报告的敏感性范围内(92.9% - 99%,制造商声称疟原虫各物种平均敏感性为 97.7%)。对于恶性疟原虫Plasmodium falciparum ,RDT 的敏感性和特异性与上述数值较为一致,但对于间日疟原虫Plasmodium vivax 和卵形疟原虫Plasmodium ovale ,RDT 敏感性可低至 66% - 88% 和 86% 。因此,多数情况下,PS 或 HS 仍是更优选择。
PCR 检测的敏感性和特异性接近 100%,是检测寄生虫感染最准确的方法,尤其在确认物种和检测耐药性方面具有优势,能检测到低至 2 - 5 个寄生虫 /μL 的寄生虫血症,而 RDT 能检测到 100 个寄生虫 /μL,HS 和 PS 能检测到 50 - 500 个寄生虫 /μL 。然而,由于 PCR 需要复杂的设备、试剂维护,且要求操作人员具备高素质,该方法并不容易获得,标本常需送往专业实验室检测,不像 RDT 和 HS 那样在临床环境中易于开展。
本研究表明,HS 在诊断疟原虫和巴贝斯虫感染方面与 PS 性能相当,在低流行环境下是一种可行的替代诊断方法。HS 的高敏感性、特异性以及与 PS 结果的高度一致性,使其成为一种高效可靠的诊断工具,尤其适用于 PS、RDT 和 PCR 无法应用的情况。不过,本研究存在一定局限性,阳性病例数量相对较少(n = 46),未来还需更大样本量的研究来验证这些结果。