Giá trị của Adenosine deaminase và Interferon gamma trong chẩn đoán tràn dịch màng phổi do lao

Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 15 * Phụ bản của Số 1 * 2011 Nghiên cứu Y học Chuyên Đề Nội Khoa 319 GIÁ TRỊ CỦA ADENOSINE DEAMINASE VÀ INTERFERON GAMMA TRONG CHẨN ĐOÁN TRÀN DỊCH MÀNG PHỔI DO LAO Trần Văn Ngọc*,**, Lê Hồng Vân *, Nguyễn Thị Hồng Anh**, Lê Hồng Ngọc*** TÓM TẮT Mở đầu: Lao màng phổi là một trong những nguyên nhân thường gặp nhất của tràn dịch màng phổi dịch tiết. Tuy nhiên, chẩn đoán xác định lao màng phổi còn nhiều khó khăn. Một số xét nghiệm sinh hóa dịch màng phổi, trong đó có Adenosine deaminase và Interferon gamma, đang được nghiên cứu nhằm giúp chẩn đoán sớm lao màng phổi. Mục tiêu: Xác định giá trị của Adenosine deaminase và Interferon gamma trong chẩn đoán tràn dịch màng phổi do lao. Đối tượng – phương pháp nghiên cứu: 100 bệnh nhân tràn dịch màng phổi dịch tiết ưu thế lympho bào nhập viện tại khoa Hô Hấp bệnh viện Chợ Rẫy và khoa tạp Phổi bệnh viện Phạm Ngọc Thạch được đưa vào nghiên cứu. Tất cả bệnh nhân được định lượng Adenosine Deaminase và Interferon gamma trong dịch màng phổi. Có 33 bệnh nhân lao màng phổi và 67 bệnh nhân K màng phổi được chẩn đoán dựa theo tiêu chuẩn vàng. Kết quả: Nồng độ ADA trong dịch màng phổi do lao là 58,16 ± 25,8 U/l so với 12,83 ± 8,45 U/l ở nhóm K màng phổi (p = 0,00). Với giá trị ngưỡng 34U/l, độ nhạy của ADA/dịch màng phổi là 93,94%, độ đặc hiệu là 97,01%, giá trị tiên đoán dương 93,94%, giá trị tiên đoán âm 97,01%. Nồng độ IFN gamma trong dịch màng phổi do lao là 616,76 ± 507,5 pg/ml so với 18,44 ± 61,28 pg/ml ở nhóm K màng phổi (p = 0,00). Với giá trị ngưỡng 58pg/ml, độ nhạy của IFN gamma/dịch màng phổi là 94%, độ đặc hiệu là 97%, giá trị tiên đoán dương 94%, giá trị tiên đoán âm 97%. Khi kết hợp ADA và IFN γ thì độ nhạy là 87,9%, độ đặc hiệu 100%, giá trị tiên đoán dương 94,4%, giá trị tiên đoán âm 100%. Kết luận: Cả ADA và IFN γ đều là những dấu ấn sinh hóa có độ nhạy và độ đặc hiệu cao trong chẩn đoán tràn dịch màng phổi do lao. ADA là xét nghiệm dễ thực hiện, không xâm lấn, có thể thực hiện rộng rãi tại tuyến y tế cơ sở. Từ khóa: ADA, IFN γ, tràn dịch màng phổi, lao phổi. ABSTRACT THE VALUE OF ADENOSINE DEAMINASE AND INTERFERON GAMMA IN THE DIAGNOSIS OF TUBERCULOUS PLEURAL EFFUSION. Tran Van Ngoc, Le Hong Van, Nguyen Thi Hong Anh, Le Hong Ngoc * Y Hoc TP. Ho Chi Minh * Vol. 15 - Supplement of No 1 - 2011: 319- 323 Background: Pleural tuberculosis is one of the most common causes of exudate pleural effusion. However, definitive diagnosis of tuberculous pleural effusion is often difficult. Several biomarkers of tuberculous pleurisy, including ADA and IFN-γ, have been evaluated to help early diagnose the disease. Objectives: To evaluate the value of ADA and IFN- γ in the diagnosis of TB pleural effusion. Method: A total number of 100 patients with lymphocytic exudate pleural effusion admitted to Cho Ray hospital and Pham Ngoc Thach hospital were taken into the study. All the patients had ADA and IFN γ assessed *: Bộ môn Nội Tổng Quát – Đại học Y Dược TPHCM **: Khoa Hô Hấp bệnh viện Chợ Rẫy ***: Bộ môn Lao – Đại học Y Dược TPHCM, khoa Phổi Tạp bệnh viện Phạm Ngọc Thạch Tác giả liên hệ: BS Lê Hồng Vân, ĐT: 0903 339 479, Email: le_hvan@yahoo.com Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 15 * Phụ bản của Số 1 * 2011 Chuyên Đề Nội Khoa 320 in pleural fluid. Out of the 100 patients, 33 had tuberculous pleural effusion and 67 had malignant pleuritis, diagnosed using gold standards. Results: The pleural fluid levels (mean±SE) of ADA in pleural tuberculosis was 58.16 ± 25.8 U/l, compared to 12.83 ± 8.45 U/l in those of malignant pleural effusion. At the cut off value of 34U/l, ADA in pleural fluid was found to have 93.94% sensitivity, 97.01% specificity, 93.94% positive predictive value, 97.01% negative predictive value. The pleural fluid levels IFN γ in pleural tuberculosis is 616.76 ± 507.5 pg/ml, compared to 18.44 ± 61.28 pg/ml in those of malignant pleural effusion. At the cut off value of 58pg/ml, IFN γ in pleural fluid was found to have 94% sensitivity, 97% specificity, 94% positive predictive value, 97% negative predictive value. When ADA and IFN γ were combined, the sensitivity was 87.9%, specificity was 100%, positive predictive value was 94.4% and negative predictive value was 100%. Conclusion: Pleural fluid ADA and IFN γ are both sensitive and specific biomarkers for diagnosing tuberculous pleurisy. ADA assay is easy to perform, non-invasive and can be widely employed. Keywords: Adenosine deaminase, Interferon gamma, lymphocytic exudate pleural effusion, tuberculous pleurisy. MỞ ĐẦU Lao là một trong những bệnh lâu đời nhất trong lịch sử nhân loại; Mycobacterium tuberculosis có thể đã tồn tại khoảng 15.300 đến 20.400 năm. Dù y học phát triển, lao vẫn là một trong những nguyên nhân nhiễm khuẩn gây tử vong nhiều nhất trên thế giới. Việt Nam đang đứng thứ 12 trong 22 nước có tình hình lao nặng nề nhất(7,14). Đại dịch HIV càng làm cho tình hình lao trầm trọng thêm, trong đó lao AFB (-) và lao ngoài phổi xuất hiện nhiều hơn. Lao màng phổi là thể lao ngoài phổi thường gặp, tuy nhiên chẩn đoán xác định còn nhiều khó khăn.AFB trong dịch màng phổi dương tính dưới 10%, vì đòi hỏi phải có ít nhất 10.000 vi khuẩn trong 1ml dịch màng phổi. Cấy vi khuẩn lao màng phổi dương tính thấp, từ 12 – 70% và thường cho kết quả sau 4 đến 6 tuần(4). Do đó, việc tìm ra những phương thức chẩn đoán sớm, ít xâm lấn với phương tiện đơn giản, rẻ tiền, có giá trị về mặt khoa học là cần thiết. Gần đây, nhiều nghiên cứu trên thế giới đã chứng minh Adenosine deaminase và Interferon γ là những xét nghiệm có độ nhạy và độ đặc hiệu cao để giúp chẩn đoán lao màng phổi(5,6,12). Adenosine deaminase là men xúc tác sự chuyển adenosine và deoxyadenosine thành inosine và deoxyinosine, hiện diện chủ yếu ở tế bào lympho. Trong tràn dịch màng phổi, ADA tăng trong trường hợp lao màng phổi, mủ màng phổi, do thấp, do lymphoma, sốt Q. ADA tồn tại trong cơ thể dưới dạng 2 đồng emzyme chính là ADA1, tăng trong TDMP không do lao, và ADA2, tăng trong TDMP do lao. Ở bệnh nhân lao màng phổi đồng nhiễm HIV có số đếm TCD4 < 50/μl, nồng độ ADA vẫn tăng(7,8,12). IFN là những protein không chứa acid nucleic, sản xuất khi tế bào bị nhiễm siêu vi, có tính đặc hiệu loài và được chia làm 2 type với hoạt tính sinh học khác nhau. IFN γ thuộc type 2, là glylcoprotein có trọng lượng phân tử từ 20 – 25kDa, mã hóa tại nhiễm sắc thể số 12. IFN γ mang đặc tính kháng siêu vi, điều hòa miễn dịch (tăng hoạt động lysosome, NKC, ức chế Th2, tăng trình diện kháng nguyên MHC class 1), hoạt tính chống khối u, giống TNF. Trong lao, IFN γ hoạt hóa ĐTB làm tăng diệt vi khuẩn lao, tăng tạo mô hạt và do đó tăng cao trong tràn dịch màng phổi (TDMP)(6,9). Mục tiêu Xác định giá trị của Adenosine Deaminase và Interferon gamma trong chẩn đoán tràn dịch màng phổi do lao. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Tất cả bệnh nhân tràn dịch màng phổi dịch tiết ưu thế lympho bào có chẩn đoán xác định, nhập viện khoa Hô Hấp bệnh viện Chợ Rẫy từ tháng 01 – 08/2009 và tại khoa tạp phổi bệnh Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 15 * Phụ bản của Số 1 * 2011 Nghiên cứu Y học Chuyên Đề Nội Khoa 321 viện Phạm Ngọc Thạch từ tháng 03 – 08/2009 được đưa vào nghiên cứu. Bệnh nhân được loại trừ khỏi nghiên cứu khi có không đồng ý tham gia, hoặc có chống chỉ định sinh thiết màng phổi ở bệnh nhân chưa có chẩn đoán xác định nguyên nhân tràn dịch màng phổi. Các bệnh nhân trong nghiên cứu được hỏi bệnh sử, tiền căn, khám lâm sàng, làm xét nghiệm thường quy và chọc dịch màng phổi. Dịch màng phổi sẽ được xét nghiệm sinh hóa (pH, protein, LDH, glucose), tế bào, AFB, đúc khối tế bào và định lượng Adenosine deaminase và Interferon gamma. Dịch màng phổi được chẩn đoán dịch tiết dựa vào tiêu chuẩn Light’s và ưu thế lympho bào khi lympho bào chiếm hơn 50%. Nồng độ ADA được xác định dựa trên kỹ thuật định lượng men động bằng phương pháp đo màu với bước sóng 550nm với bộ kit Adenosine Deaminase Assay Kit của BioQuant, có thể thực hiện trên nhiều máy sinh hóa như Hitachi 717, Olympus... Giá trị ADA của máy đo được là 0 – 200 U/l. ADA dịch màng phổi có thể lưu trữ ổn định trong 24 giờ ở nhiệt độ 25 độ C, trong 7 ngày ở 4 độ C và trong 3 tháng ở -20 độ C. Định lượng Interferon gamma trong dịch màng phổi được thực hiện bằng kỹ thuật phân tích vi lượng sinh học (biochip) phát hóa quang hoàn toàn tự động bằng máy Evidence. Đây là một ứng dụng công nghệ nano trong chẩn đoán y khoa. Các chất gắn kết sẽ được gắn kết đồng hóa trị lên bề mặt của biochip theo cách xếp hàng định sẵn. Giá trị của IFNγ của máy đo được là 0 – 1200pg/ml. Khi nồng độ ADA hoặc IFNγ cao hơn ngưỡng cho phép, dịch màng phổi sẽ được pha loãng, sau đó định lượng rồi nhân với tỷ lệ pha loãng ban đầu. Nếu nguyên nhân của tràn dịch màng phổi chưa được chẩn đoán xác định sau khi xét nghiệm dịch màng phổi, bệnh nhân sẽ được sinh thiết màng phổi bằng kim Abram để lấy 4 mẫu mô tại vị trí 3,5,7,9 giờ làm giải phẫu bệnh. Bệnh nhân được chẩn đoán lao màng phổi khi có một trong các tiêu chuẩn sau: (1) AFB/DMP (+); (2) AFB/đàm (+) ở BN có TMDP dịch tiết ưu thế lympho bào và không nghi ngờ nguyên nhân khác; (3) PCR lao/DMP (+); (4) Có hình ảnh nang lao kèm hoại tử bã đậu ở mô sinh thiết màng phổi hoặc mô sinh thiết phế quản, sinh thiết hạch ở bệnh nhân TDMP dịch tiết ưu thế lympho bào. Bệnh nhân được chẩn đoán ung thư màng phổi khi có một trong các tiêu chuẩn sau: (1) Có tế bào ác tính phát tán trong dịch màng phổi qua đúc khối tế bào; (2) Giải phẫu bệnh mô STMPcó hình ảnh K màng phổi hoặc K di căn màng phổi; (3) Giải phẫu bệnh mô sinh thiết phế quản, sinh thiết hạch có chứa tế bào ác tính. KẾT QUẢ Trong nghiên cứu này, chúng tôi thu nhận được 100 bệnh nhân có kết quả chẩn đoán xác định nguyên nhân tràn dịch màng phổi, với 33 bệnh nhân lao màng phổi và 67 bệnh nhân ung thư màng phổi. 70% lao màng phổi đơn thuần, 24% kết hợp với lao phổi và 6% là lao đa màng. Bảng 1: Xét nghiệm chẩn đoán xác định lao màng phổi Chẩn đoán Xét nghiệm N = 33 Tỉ lệ Sinh thiết màng phổi 21 64% Sinh thiết màng phổi + PCR lao/DMP (+) 1 3% Sinh thiết màng phổi + cấy đàm MGIT 1 3% AFB đàm (+) 3 9% AFB/DMP (+) 2 6% AFB/dịch rửa phế quản (+) 1 3% Cấy đàm MGIT (+) 3 9% LAO MÀNG PHỔI PCR lao/DMP (+) 1 3% Bảng 2: Tính chất của bệnh nhân lao màng phổi so với ung thư màng phổi Lao màng phổi Ung thư màng phổi P Tuổi trung bình (năm) 54,3 ± 21,93 62,69 ± 13,85 0,02 (< 0,05) Tỉ số nam/nữ 22/11 38/29 Sốt 60,6% 13,4% 0,000 TDMP trái/phải 14/16 21/43 0,279 IDR (mm) 8,88 ± 8,85 5,57 ± 7,85 0,23 Màu sắc dịch vàng/đỏ 29/3 (1 vàng đục) 31/36 0,000 Protein dịch màng 4,92 ± 0,82 4,41 ± 0,96 0,11 Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 15 * Phụ bản của Số 1 * 2011 Chuyên Đề Nội Khoa 322 Lao màng phổi Ung thư màng phổi P phổi (g/dl) LDH dịch màng phổi (U/l) 842,58 ± 857.68 870,12 ± 684.94 > 0,05 Đường DMP (mg%) 96,94 ± 46,86 99,89 ± 46,98 > 0,05 ADA DMP (U/l) 58,16 ± 25,8 12,83 ± 8,45 0,000 IFN γ (pg/ml) 616,76 ± 507,5 18,44 ± 61,28 0,000 Hình 1: Đường cong ROC của ADA DMP và IFN γ trong chẩn đoán LMP Diện tích dưới đường cong của ADA DMP là 0.989. Giá trị ngưỡng của ADA là 34 U/l Diện tích dưới đường cong của IFN γ là 0.95. Giá trị ngưỡng của IFN γ là 58 pg/ml. Bảng 3: Giá trị chẩn đoán lao màng phổi của ADA DMP ADA dịch màng phổi Tỉ lệ Độ nhạy 93,94% Độ đặc hiệu 97,01% Giá trị tiên đoán dương 93,94% Giá trị tiên đoán âm 97,01% Bảng 4: Giá trị chẩn đoán LMP của IFN γ DMP IFN γ dịch màng phổi Tỉ lệ Độ nhạy 94% Độ đặc hiệu 97% Giá trị tiên đoán dương 94% Giá trị tiên đoán âm 97% Bảng 5: Giá trị chẩn đoán LMP khi kết hợp ADA và IFN γ DMP ADA và INF γ DMP Tỉ lệ Độ nhạy 87,9% Độ đặc hiệu 100% Giá trị tiên đoán dương 94,4% Giá trị tiên đoán âm 100% BÀN LUẬN Tuổi trung bình trong nghiên cứu của chúng tôi là 54, phù hợp với các nghiên cứu khác trong và ngoài nước, như nghiên cứu của Cao Xuân Thục(3), Gao(5) tại Trung Quốc và Baumann(2) tại Mỹ. Tỉ số nam/nữ của chúng tôi là cao (2/1), tương tự trong nghiên cứu của Quang Văn Trí(11), Baumann(2) và Valdés(12). AFB DMP chỉ dương tính ở 6%, và phù hợp Valdés(12) tại Tây Ban Nha và Bandyopadhyay(1) tại Ấn Độ. PCR lao trong DMP chỉ dương tính ở 6% bệnh nhân, thấp hơn so với nghiên cứu của Villegas(13), nhưng tương đương với Quang Văn Trí, Cao Xuân Thục. Điều này có thể do sự khác biệt về mặt kỹ thuật thực hiện PCR, đoạn DNA được chọn để khuyếch đại và hóa chất sử dụng. Bảng 6: So sánh giá trị của ADA DMP với các nghiên cứu khác Nghiên cứuChúng tôi Villegas( 13) Zemlin (15) Perez (10) Kamaldeen (8) Tổng số BN LMP 33 42 387 27 72 Trung bình (U/l) 58,16 54,7 71,2 Giá trị ngưỡng (U/l) 34 45,5 52,4 40 30 Độ nhạy (%) 93,94 88,1 93,7 89 94 Độ đặc hiệu (%) 97,01 85,7 88,7 92 95 PPV (%) 93,94 79 85,5 80 97 NPV (%) 97,01 92,3 95,2 95,8 90 Kết quả độ nhạy và độ đặc hiệu của ADA trong nghiên cứu của chúng tôi phù hợp với các nghiên cứu khác trên thế giới. Sự khác biệt về giá trị ngưỡng giữa các nghiên cứu có thể do cách chọn mẫu khác nhau: chúng tôi chỉ nghiên cứu bệnh nhân TDMP dịch tiết ưu thế lympho bào, còn Zemlin nghiên cứu cả TDMP dịch thấm và dịch tiết, bao gồm cả lao màng phổi, K màng phổi, mủ màng phổi, tràn dịch màng phổi do thấp, cận viêm, do Lupus... Do ADA tăng trong mủ màng phổi, tràn dịch màng phổi do thấp, nên độ đặc hiệu của ADA qua nghiên cứu của Zemlin thấp hơn chúng tôi. Kamaldeen cho thấy không có sự tương quan giữa nồng độ ADA và số đếm TCD4 ở bệnh nhân lao màng phổi đồng nhiễm HIV. 1 - Ñoä Chuyeân 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 Reference Line IFN ADA Ñoä Nhaïy Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 15 * Phụ bản của Số 1 * 2011 Nghiên cứu Y học Chuyên Đề Nội Khoa 323 Bảng 7: So sánh giá trị của INF γ DMP với các nghiên cứu khác Nghiên cứu Chúng tôi Cao Xuân Thục(3) Villegas(13) Krenke(9) Gao(5) Tổng số BN LMP 33 49 42 28 141 Trung bình (pg/ml) 616,76 665,94 71,7 U/ml 614,1 112,1 Giá trị ngưỡng (pg/ml) 58 40,75 100 61,7 Độ nhạy (%) 94 93,8 85,7 100 84,4 Độ đặc hiệu (%) 97 100 97,1 98,5 95,9 PPV (%) 94 100 94,7 NPV (%) 97 95,52 91,7 Kết quả của chúng tôi phù hợp với các nghiên cứu trong và ngoài nước, và với nghiên cứu hậu phân tích của Jiang(6), ghi nhận độ nhạy 87 – 91% và độ đặc hiệu 96 – 98%, độ tin cậy 95%. KẾT LUẬN ADA và IFN γ là xét nghiệm có độ nhạy và độ đặc hiệu cao trong chẩn đoán lao màng phổi. Với giá trị ngưỡng 34U/l, độ nhạy và độ đặc hiệu của ADA DMP lần lượt là 93,9% và 97%. Với giá trị ngưỡng 58pg/ml, IFN γ có độ nhạy 94% và độ đặc hiệu 97%. Khi kết hợp cả 2 xét nghiệm, độ đặc hiệu đạt 100%, do đó, nên thực hiện thường quy ở những bệnh nhân có chống chỉ định sinh thiết màng phổi và bệnh nhi tràn dịch màng phổi. Tuy nhiên, định lượng IFN γ đòi hỏi phải trang bị máy đắc tiền; trong khi ADA có thể thực hiện trên nhiều máy sinh hóa sẵn có, do đó, dễ dàng triển khai rộng rãi. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Bandyopadhyay D., Gupta S. et al (2008). Adenosine deaminase estimation and multiplex polymerase chain reaction in diagnosis of extra – pulmonary tuberculosis. Int J Tuberc Lung Dis, 12(10), pp.1203 – 1208. 2. Baumann M.H., Nolan R. et al (2007). Pleural tuberculosis in the United States. CHEST, 131, pp.1125 – 1132. 3. Cao Xuân Thục (2007). Vai trò của Lysozyme và Interferon gamma trong chẩn đoán tràn dịch màng phổi do lao. Luận án thạc sĩ y học. 4. Fauci, Braunwald, Longo et al (2008). Harrison’s Principle of internal medicine. McGraw Hill’s, 17th edition, pp.712 – 714. 5. Gao Z, Tian R (2005). Clinical investigation on diagnostic value of interferon-γ, interleukin-12 and adenosine deaminase isoenzyme for tuberculous pleurisy. Chinese Medical Journal, 118 (3), pp.234 – 237. 6. Jiang J, Shi HZ et al (2007). Diagnostic value of interferon – gamma in tuberculous pleurisy: a metaanalysis. CHEST, 131 (4), pp.1133 – 1141. 7. José A.C.L., (2004). A tuberculosis guide for Specialsit physicians. International Union Against Tuberculosis and Lung diseases, France. 8. Kamaldeen Baba, Hoosen A.A., Langeland N., Dyrhol- Riise M.A. (2008). Adenosine Deaminase activity is a sensitive marker for the diagnosis of tuberculous pleuritis in patients with very low CD4 count. PlosOne, 3(7), pp.e2788. 9. Krenke R, Safianowska A. et al (2008). Pleural fluid interferon-gamma measurement as a diagnostic tool in tuberculous pleurisy. Pneumonol Alergol Pol, 76 (4), pp.237 – 245. 10. Perez-Rodriguez E, Perez Walton et al (1999). ADA1/ADA2 ratio in pleural tuberculosis: an excellent diagnostic parameter in pleural fluid. Respir Med, 93 (11), pp.816 – 21. 11. Quang Văn Trí (2008). Giá trị của một số xét nghiệm cận lâm sàng thường quy trong chẩn đoán phân biệt tràn dịch màng phổi do lao và ung thư. Tạp chí Y học thành phố Hồ Chí Minh, tập 12(4), tr.206 – 210. 12. Valdes L., San Jose E., Alvarez D., Valle J.M. (1996). Adenosine deaminase isoenzyme analysis in pleural effusions: diagnostic role and relevance to the origin of increased ADA in tuberculous pleurisy. Eur Respir J, 9, pp.747 – 751. 13. Vilegas MA, Labrada LA, Saravia NG (2000). Evaluation of polymerase chain reaction, adenosine deaminase and interferon gamma in pleural fluid for the differential diagnosis of pleural tuberculosis. CHEST, 118, pp.1355 – 1364. 14. World Health Organization (2003). Treatment of Tuberculosis: Guidelines for national programmes. 15. Zemlin A.E., Burgess L.J., Carstens M.E. (2009).The diagnostic utility of adenosine deaminase isoenzymes in tuberculous pleural effusions. Int J Tuberc Lung Dis, 13(2), pp.214 – 220.