活动性肺结核合并与未合并哮喘患者的总IgE、PPD反应性IgE及前列腺素D2水平比较研究

《The Egyptian Journal of Bronchology》：Total IgE, PPD-reactive IgE and prostaglandin D2 in active pulmonary tuberculosis with and without pre-existing asthma

　　

背景： 肺结核与哮喘可共存，但两种疾病同时存在时的免疫学特征仍未完全阐明。本研究旨在比较活动性肺结核感染合并与未合并既往确诊哮喘、且表现为呼吸症状加重患者的血清总免疫球蛋白E（IgE）、对纯蛋白衍生物（PPD）的反应性IgE以及前列腺素D2（PGD2）水平。 方法： 本研究共纳入200名受试者，分为两组：第I组（n=100）：肺结核合并既往确诊哮喘患者；第II组（n=100）：单纯肺结核患者。肺结核通过痰液Ziehl-Neelsen（抗酸杆菌，AFB）染色、Lowenstein-Jensen（LJ）培养基培养及GeneXpert MTB/RIF ULTRA进行诊断。研究人员采用实验室自制酶联免疫吸附试验（ELISA）检测血清总IgE及PPD反应性IgE，并检测两组受试者血清PGD2水平。采用受试者工作特征（ROC）曲线分析评估各生物标志物的诊断效能。 结果： 肺结核合并既往确诊哮喘患者的总IgE水平显著升高（均值±标准差=478.953±628.420 vs. 36.540±24.730；P=0.0001）。第I组中88%的患者总IgE高于临界值，而第II组为0%。PPD反应性IgE阳性率在第I组为8%，第II组为0%。第I组血清PGD2均值高于第II组（95.724±227.725 vs. 39.064±24.305 pg/mL；P=0.014）。总IgE的曲线下面积（AUC）为0.963，PPD反应性IgE为0.645，PGD2为0.555。 结论： 本研究揭示了活动性肺结核与哮喘之间可能存在关联。肺结核合并哮喘病史患者可产生更高水平的总IgE、对分枝杆菌抗原有更强的IgE反应性，并释放PGD2。总IgE能较好地区分预设的两组人群，而PPD反应性IgE和PGD2的区分能力有限。

一、研究背景与问题提出

结核病（Tuberculosis，TB）是由结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis，MTB）引起的传染性疾病。尽管20世纪卡介苗（BCG）疫苗和链霉素等有效抗生素的开发标志着结核病防治的重大进展，但全球结核病负担依然严峻——每年约有1080万人感染MTB，约125万人死亡。在伊拉克，世界卫生组织（WHO）报告每年约有15000例新发病例。

哮喘是一种以气道慢性炎症和可变气流受限为特征的疾病，根据其内在型（endotype）和临床表型（phenotype）可分为T2高型（嗜酸性粒细胞炎症、高IgE、高呼出气一氧化氮FeNO）等亚型。在过敏原暴露后，上皮细胞释放警报素（TSLP、IL-33、IL-25），树突状细胞将过敏原呈递给CD4⁺T淋巴细胞，ILC2产生IL-5和IL-13，招募嗜酸性粒细胞；肥大细胞和嗜酸性粒细胞在过敏原特异性IgE再次暴露时脱颗粒释放组胺，导致即刻支气管收缩和血管通透性增加。

呼吸道感染与过敏免疫反应之间可能存在相互作用。肺结核可与哮喘相关的2型免疫活动共存，但两种疾病同时存在时的免疫学特征尚未完全阐明。既往研究已报道活动性肺结核患者IgE水平升高，且活动性结核病患者的IgE水平高于潜伏性感染者。然而，肺结核合并哮喘患者与单纯肺结核患者在免疫学指标上的差异，尤其是针对分枝杆菌抗原的特异性IgE反应及肥大细胞来源介质PGD₂的水平，尚缺乏系统比较。因此，本研究旨在比较活动性肺结核合并与未合并既往确诊哮喘患者的总IgE、对PPD的反应性IgE及PGD₂水平。

二、研究设计与方法

本研究采用病例对照设计，于2025年6月至9月在伊拉克国家结核病研究所（巴格达）进行，共纳入200名受试者：第I组（n=100）为肺结核合并既往确诊哮喘且表现为过敏呼吸症状加重的患者；第II组（n=100）为单纯肺结核患者。纳入标准包括年龄17-79岁、痰涂片Ziehl-Neelsen（AFB）染色阳性、Lowenstein-Jensen（LJ）培养基分枝杆菌分离阳性、GeneXpert MTB/RIF ULTRA分子检测阳性；第I组还需经合格医师临床评估为支气管哮喘急性加重。排除标准包括慢性阻塞性肺疾病（COPD）、肺纤维化、肺癌、声带功能障碍、心力衰竭、胃食管反流病（GERD）、近期糖皮质激素滥用者及妊娠哺乳期女性。

三、主要关键技术方法

研究人员采用以下关键技术方法：①全自动电化学发光免疫分析仪（ECLIA-Roche e411）检测血清总IgE；②实验室自制ELISA法检测PPD反应性IgE——将结核菌素PPD（Arkray结核菌素PPD 5 TU RT23/DT株，按WHO批准标准品校准）加载至滤纸圆盘，与血清孵育后依次加入生物素标记抗IgE抗体、亲和素-辣根过氧化物酶（HRP）结合物及底物四甲基联苯胺（TMB），在450nm处读取光密度（OD）值，定性判断阳性或阴性；③竞争性ELISA法（Cloud-Clone Corp试剂盒）定量检测血清PGD₂，正常参考范围采用梅奥诊所实验室（Mayo Clinic Laboratories）外部临床参考值，并与伊拉克健康对照人群数据（Al-Karkhy等2019年报道均值±标准差为45.0±42.95 pg/mL，上限约88 pg/mL）保持一致。统计分析采用SPSS-29软件，组间均值比较用Student's t检验或ANOVA，率的比较用Pearson卡方检验，多重比较采用Bonferroni校正和错误发现率（FDR）方法调整P值，诊断效能采用ROC曲线分析评估。

四、研究结果

社会人口学特征： 第I组100例（50%男、50%女，年龄17-74岁，21%吸烟者，75%城市居民），第II组100例（40%男、60%女，年龄17-79岁，20%吸烟者，73%城市居民），两组间无显著社会人口学差异。

总IgE结果： 第I组总IgE均值478.953 IU/mL（中位数280.90 IU/mL），显著高于第II组的36.540 IU/mL（中位数35.86 IU/mL）（P=0.0001，Bonf.=0.0005，95% CI=318.39至566.44 IU/mL）。以≥100 IU/mL为阈值，第I组88%的患者总IgE升高，第II组为0%。该差异提示合并哮喘病史的肺结核患者存在更强的IgE介导的过敏免疫活动。

针对分枝杆菌抗原的特异性IgE： 第I组中8%（8/100）的患者PPD反应性IgE阳性，第II组全部为阴性。经Bonferroni和Benjamini-Hochberg FDR校正后P值仍显著（P=0.004，Bonf.=0.008，B-H FDR=0.008）。第I组PPD反应性IgE阳性的比值比（OR）约为第II组的18倍（OR=18.47），表明这8例患者构成一个对分枝杆菌抗原产生IgE介导致敏的独特亚群。

前列腺素D₂（PGD₂）结果： 第I组高PGD₂值病例占6%，第II组占2%。第I组血清PGD₂均值（95.724±227.725 pg/mL）显著高于第II组（39.064±24.305 pg/mL），均值差为56.66 pg/mL（95% CI 11.23至102.09 pg/mL），初始比较P=0.014。但第I组PGD₂值变异范围极大（11.113-990 pg/mL），95%置信区间宽（50.54至140.91 pg/mL），反映部分患者存在极端升高的PGD₂浓度。

总IgE与社会人口学及其他类别的关系： 总IgE在不同年龄组间无显著差异；性别差异显著（Bonf.=0.036，B-H FDR=0.018），男性总IgE高于女性。PPD反应性IgE阳性病例的总IgE水平与阴性病例接近，但均高于临界值。高PGD₂病例的总IgE水平更高（Bonferroni和B-H FDR=0.018），提示过敏反应加重。

MTB特异性IgE与社会人口学及其他类别的关系： PPD反应性IgE与年龄、性别、吸烟状态或居住地无显著关联；但与总IgE和PGD₂在第I组中显著相关（B-H FDR分别为0.030和0.0006），提示MTB抗原可触发包括PGD₂在内的多种炎症介质释放。

PGD₂与社会人口学及其他类别的关系： PGD₂与所有类别均无显著关联，但吸烟者PGD₂水平高于非吸烟者（Bonf和B-H FDR=0.030）。

变量间综合相关性： 总IgE与PGD₂呈正相关，PPD反应性IgE与PGD₂呈正相关。

ROC曲线分析： 总IgE的AUC为0.963（P=0.0001），区分效能优异；PPD反应性IgE的AUC为0.645（P=0.0001），区分能力有限；PGD₂的AUC为0.555，无统计学显著意义，区分能力差。

五、讨论与结论总结

讨论部分指出，本研究结果与土耳其Kutlu等报道的特定性肺结核组总IgE高于特定性对照组（324.1±317.67 vs. 146.7±75.29 IU/mL）的结果具有可比性，支持肺结核期间总IgE持续升高的观点。日本Ohrui等研究也报道了结核病患者治疗前总IgE显著高于健康对照（282±25 vs. 126±56 IU/mL），且成功治疗后降至151±12 IU/mL。PGD₂通过与Th2淋巴细胞、嗜酸性粒细胞和呼吸道上皮2型固有淋巴样细胞（ILC2）上的特异性受体结合，增强IL-4、IL-5和IL-13等细胞因子的产生，促进IgE类别转换和过敏反应放大。本研究仅发现第I组6例和第II组3例高PGD₂值，且其中3例为PPD反应性IgE阳性，这可能与PGD₂极短的半衰期（约30秒至数分钟）有关，其迅速代谢为无活性产物。研究还报道了一例52岁女性活动性肺结核患者，表现为严重哮喘症状，总IgE为357.6 IU/mL，特异性IgE为2.444 OD（强阳性），PGD₂水平超过1000 pg/mL，极端PGD₂水平可解释其过敏症状的加重表现。男性总IgE高于女性的发现与既往BAMSE出生队列研究一致，即男性与空气传播过敏原的IgE致敏关联更强。吸烟者PGD₂水平升高的发现与香烟烟雾刺激气道上皮引起巨噬细胞和肥大细胞活化、释放炎症介质的机制一致。ROC分析中总IgE的AUC（0.963）优于既往伊拉克研究报道的AUC值（Shaban等2021年报道0.828；Ahmed和Ad'hiah 2022年报道0.889），而PPD反应性IgE和PGD₂的临床效用需进一步验证。

研究结论： 活动性肺结核合并既往确诊哮喘患者的血清总IgE和PPD反应性IgE水平显著高于单纯肺结核患者。总IgE能很好地区分预设研究组（AUC=0.963），而MTB特异性IgE区分能力有限（AUC=0.645），PGD₂值变异大且区分能力差（AUC=0.555）。总IgE、PPD反应性IgE和PGD₂值的显著异质性可能反映了活动性肺结核合并支气管过敏患者中过敏免疫强度的差异。