中国大学新生卡介苗接种效果及潜伏性结核病感染危险因素在国际传染病顶级核心期刊发表

近日，湘潭市中心医院公共卫生临床医疗中心方志雄主任团队与复旦大学附属上海市公共卫生临床中心、深圳第三人民医院（国家感染性疾病临床医学研究中心）卢水华教授团队合作，在国际传染病顶级核心期刊《International Journal of Infectious Diseases》上发表了论文《The effect of BCG vaccination and risk factors for latent tuberculosisinfection among college freshmen in China》，影响因子高达12.1，对中国大学新生卡介苗接种效果及潜伏性结核病感染危险因素进行分析，肝胆相照平台对该研究进行分享，供临床医生参考。

摘要 

目的：在这项研究中，我们旨在通过重组融合蛋白ESAT6-CFP10皮肤试验(ECST)和结核菌素皮肤试验(TST)，验证卡介苗(BCG)是否可以保护一年级大学生免受结核分枝杆菌(MTB)感染。

方法：我们进行了一项横断面研究，以评估潜伏性结核病感染(LTBI)的风险因素。采用多变量逻辑回归法，分别通过ECST和TST来评估卡介苗对LTBI的有效性。

结果：共有7351名大学新生接受了ECST，7228名接受了TST。ECST阳性263例(3.58%)，TST阳性581例(8.04%)。卡介苗与LTBI显著相关(ECST：调整后优势比(AOR)=0.26；95%CI：0.09-0.73；TST：AOR=0.25；95%CI：0.13-0.49)。卡介苗对农村新生的保护作用(ECST：AOR=0.16；95%CI：0.04-0.55；TST：AOR=0.12；95%CI：0.04-0.33)优于城市新生(ECST：AOR=0.53；95%CI：0.07-4.03；TST：AOR=0.44；95%CI：0.17-1.16)。

结论：预防LTBI与接种卡介苗密切相关。新的皮肤试验(ECST)可能低估了卡介苗对大学新生的保护作用。卡介苗在LTBI发病率略高的地区具有更好的保护作用。

背景

结核病是前20大死因之一，也是仅次于新冠肺炎的单一感染源的第二大病因(WHO，2021年)。中国是结核病和结核病潜伏感染(LTBI)负担较高的国家之一，近年来，学校结核病的发病率比世界其他地区报告的更高(Bao等人，2019年)。

根据2018年全国互联网传染病报告系统的数据，中国报告了48289名学生患有结核病，发病率为17.97/10万(Chen等人，2019年)。结核病在学校的暴发通常会对学生及其家庭的公共健康构成威胁，并造成巨大的社会影响。因此，学生结核病的预防和控制越来越受到中国政府的重视(Ma等人，2015年)。卫生部和教育部制定的新版《全国学校结核病防治工作指南》(2020年版)强烈建议对密切接触者和入学新生进行结核病筛查。

结核菌素皮肤试验(TST)和两种干扰素-γ释放法(T-SPOT.TB和Quantiferon-TB Gold In-Tube)通常用于检测结核分枝杆菌感染(O‘Garra等人，2013年)。不过这些都是间接测试，用来测量宿主对结核分枝杆菌衍生抗原的免疫反应(Mack等人，2009年)。对于LTBI尚无黄金标准的检测，WHO建议可以使用TST或γ-干扰素释放试验(IGRA)来检测LTBI(WHO，2020年)。由于不与卡介苗(BCG)抗原发生交叉反应，IGRA具有更强的特异性，正越来越多地替代TST用于卫生保健工作者的筛查，也用于公共卫生项目，如发达国家的员工/学生健康和特定高危人群(Pai等人，2014；Linas等人，2011年)。然而，IGRA具有测试成本高、需要完善的实验室、可变性和可重复性等局限性(Banaei等人，2016年)。而TST具有良好的特征性，价格低廉，敏感性高(75-90%)，但特异性较差(Lu等人，2021年)。因此，传统的TST适合于发展中国家和大范围的筛查。

ESAT6-CFP10皮肤试验(ESAT6-CFP10)是一种基于重组融合蛋白ESAT6-CFP10的新型皮肤试验，旨在克服上述检测方法的缺点，并结合IGRAs的特异性和TST的操作优势。在一项2b期试验中，ECST表现出与T-SPOT相当的高敏感性和特异性。TB和ECST的诊断准确性不受卡介苗接种的影响(Xu等，2022年)。目前，ECST的I、II、III期临床试验已经完成，并已获得国家药品监督管理局的批准(中国抗结核学会，2020年)。因此，考虑到诊断结核分枝杆菌感染的安全性和有效性，ECST可能是最理想的选择。

目前，中国大学新生发生LTBI的危险因素，尤其是卡介苗的相关信息有限。这是由于TST的局限性，接种卡介苗和接触非结核分枝杆菌后可能出现假阳性(Wang等人，2002年)。然而，一些研究报告说，新生儿卡介苗对TST的影响会逐渐下降，尤其是在15年后(Menzies，2000年；Chan 等人，2008年；Farhat等人，2006年)。接种卡介苗被推荐用于结核病负担高的国家的补充性儿童免疫接种，因为它对儿童的严重结核病形式，尤其是脑膜炎，具有很高的保护效果(60-80%)(Trunz 等人，2006年)。然而，其在预防主要类型肺结核方面的功效仍存在争议。

另一个关于卡介苗的重要问题是它无法诱导长期保护，即使在给予加强剂量时也是如此(Rodrigues等人，2005年；Barreto等人，2011年)。大多数国家和国际研究报告称，卡介苗的保护作用仅持续10-15年(Andersen和Doherty，2005年；Abubakar等人，2013年)。

在这项横断面研究中，我们使用两种不同的皮肤试验，通过控制预防性混杂因素，特别是包括卡介苗状态、居住地、结核病病史和与结核病的密切接触史，在大学新生中评估了发生LTBI的风险。我们还调查了大学新生卡介苗的疫苗效力(VE)和居住地对卡介苗疫苗效力(VE)的影响。

方法

研究设计

本研究采用双盲、前瞻性、随机、对照的研究方法，对湘潭大学和湖南科技大学两所大学的新生进行了调查。我们的目的是评估ECST和TST在预测LTBI新生活动性结核病发展中的预后价值，这项研究仍在进行中。然而，在这项研究中，在大学新生中进行了两个简单平行的横断面调查，目的是通过两种不同的皮试来评估卡介苗在大学新生中的有效性和LTBI的危险因素。最终，从2020年10月15日至2020年10月30日，7351名新生完成了ECST，7228名完成了TST。

研究步骤

研究人群包括16-23岁的大学新生。这些大学是政府资助的，位于中国湖南省湘潭市。该研究由大学和当地疾控与预防中心协同进行。

根据基线调查的测试结果，纳入标准是：(i)愿意接受ECST或TST以及(ii)愿意提供病史信息。

我们排除了最近接种过任何活疫苗、在过去12个月内接受过TST(以消除加强免疫的潜在风险)或接受过免疫抑制治疗的人。其他排除标准是：(i) 拒绝参与该项目，(ii) 无法提供书面知情同意或完成所有调查和测试项目，(iii) 目前皮肤状况可能会干扰硬结后的测量，以及(iv)研究人员认为不适合的其他疾病。

准备皮肤试验试剂(重组融合蛋白ESAT6-CFP10或纯化蛋白衍生物)、抢救药物和设备，护士检查每个受试者的药号。然后在受试者前臂下部三分之一的掌侧用乙醇对皮肤进行消毒。然后将5U/0.1ml皮试试剂吸入1ml一次性注射器(21口径/0.51 mm针头)。穿刺针以5°~10°的角度斜面向上刺入正常体表。缓慢地注入试剂。注射部位可见一小丘疹。拍摄注射部位的数码照片，48-72小时后评估硬结反应。一名经验丰富的护士在获得知情同意后，给新生完成了一份问卷调查。

本研究经湖南省湘潭市中心医院伦理委员会批准，中国临床试验注册号为CHICCTR20000038622。

主要暴露、结果和协变量

既往接种卡介苗为主要暴露。疫苗接种状况由自我报告的卡介苗接种史确定，并由训练有素的护士检查卡介苗疤痕。当观察到疤痕时，记录为阳性。如果没有看到疤痕，也没有记录自己报告的卡介苗接种史，则记录为阴性。如果看不到疤痕，但记录了自己报告的卡介苗接种史，则记录了“不确定”，这不包括在分析中。

通过TST或ECST判断LTBI的结果。圆珠笔法测得的硬结直径为横径和纵径的平均值。所有的皮肤反应都由两名调查人员测量，经过讨论达成一致，并用数字图像记录反应。如前所述，无论卡介苗接种状态如何(Gao等人，2015年；Soysal等人，2005年)，如果硬结直径为≥10 mm，则TST反应评分为阳性。如果硬结直径为≥5 mm，则ECST反应评分为阳性(Xu等人，2022年)。

问卷内容包括年龄、性别、体重指数(BMI)、居住地、与结核病患者密切接触史、结核病史、卡介苗接种史和卡痕。密切接触者被定义为在过去一年中每天在密闭空间中累计接触病例超过6小时的人(Ruhwald等人，2017年)。艾滋病毒检测不是本研究的一部分。

统计分析

连续数据根据数据的分布以均值±标准差或中位数(IQR)的形式报告。分类数据以百分比表示。采用单因素和多因素Logistic回归模型，探讨卡介苗疫苗效力(VE)对LTBI的影响及其与其他危险因素的关系。

单变量分析中P≤0.2的所有变量添加到多变量模型中。一个完成整个流程的病例才被纳入到方法学计算中，LTBI的疫苗效力计算式为VE=1-OR(Pearce，2004年)。由于不同居住地人群的结核病暴露分布不同，卡介苗效力按受试者居住地(城市或农村)进行分层分析。所有数据均采用SPSS23.0统计软件进行分析。P<0.05被认为具有统计学意义。

结果

试验人群

共有来自湖南省两所高校的16680名新生在新生健康检查中进行了筛查，最终有14719人被录入。排除的原因包括使用强的松龙和拒绝参与，一些学生不符合纳入标准。总共有7351名受试者接受了ECST，7228名受试者接受了TST，总共有14579名受试者(99.05%)完成了试验。

ECST组有卡痕5357例，有卡介苗接种史但无卡痕1958例，未接种卡介苗无卡痕36例。同时，在TST组中，有5177名参与者有卡介苗疤痕，2005名有卡介苗接种史但没有卡痕，46名没有卡介苗接种史、无卡痕。14579名大学新生的平均年龄为18.05±0.76岁。接受ECST的参与者和接受TST的参与者的基线特征相似，除了接受TST的参与者中女性比例更高(50.9%比52.6%，P=0.04)。

基线特征和单变量分析

ECST组5393名受试者平均年龄为18.05±0.75岁(平均±SD)，平均BMI为20.98±3.13(平均±SD)，男性占49%。共有46.7%的参与者居住在城市地区，0.4%的人有结核病病史，0.1%的人有与结核病患者密切接触的历史，99.3%的人(5357/5393)接受过卡介苗接种。TST组有相似的基线特征。

在ECST组中，LTBI总患病率为3.45% (186/53 93)，未接种者为11.11%(4/36)，接种者为3.42% (182/53 57)，未调整的OR值为0.28 (95% CI 0.10-0.80，P=0.018)。在TST组中，LTBI的总患病率为9.00% (470/5223)，未接种组为28.26% (13/46)，接种组为8.83% (457/5177)，未调整的OR值为0.25 (95%CI 0.13-0.47，p=0.000)。

ECST或TST阳性的其他显著危险因素是与结核病患者密切接触的病史和结核病病史。在单变量分析中，与ECST或TST阳性相关的特征是年龄较大、男性、较高的BMI和生活在农村地区；然而，这些没有统计学差异。

多变量分析

ECST组和TST组的所有受试者均纳入多变量分析。年龄、居住地(已知的暴露于结核病的风险)、与结核病患者密切接触的历史以及结核病病史是潜在的混杂因素。调整这些因素后，有强有力的证据表明LTBI与BCG有关(ECST：AOR 0.26，95%CI 0.09-0.73，p=0.011；TST：AOR 0.25，95%CI 0.13-0.49，p=0.000)。因此，卡介苗对大学新生LTBI的保护效力在ECST组为74% (95%CI 0.27-0.91)，在TST组为75% (95%CI 0.51-0.87)。

除卡介苗接种外，在多因素分析中，结核病病史是唯一显著的ECST阳性危险因素，而居住地、结核病患者密切接触史和结核病病史与TST阳性显著相关。

按居住地划分的疫苗效力

考虑到人群密度和已知的结核病暴露危险因素的差异，以大学新生居住地为基础的分层阈值再次评估了卡介苗的效力。ECST(n=5393)和TST(n=5223)的所有参与者都被纳入本分析。

无论是ECST组[3.66%(105/2872)vs 3.21%(981/2521)]还是TST组[9.71%(266/2740)vs 8.22%(204/2483)]，农村LTBI总患病率均高于城镇。在调整了年龄、与结核病患者密切接触史和结核病病史后，在农村地区的人群中，卡介苗对结核病的保护作用在ECST组(AOR 0.16，95%CI 0.04-0.55，p=0.004)和TST组(AOR 0.12，95%CI 0.04-0.33，p=0.000)中都有观察到。

讨论

主要结果

这项横断面研究提供了强有力的证据表明，LTBI与大学新生接种卡介苗之间存在关联。此外，卡介苗似乎对大学新生具有预防LTBI的作用，ECST组和TST组的效力估计分别为74% (95%CI 0.27-0.91)和75% (95%CI 0.51-0.87)。因此，我们的研究表明，婴儿期接种卡介苗可以降低结核分枝杆菌的感染率，这种持久的保护作用至少可以维持到大学入学(18年以上)。

其他危险因素，如结核病病史和与结核病患者密切接触史，在TST组中与LTBI密切相关；然而，在ECST组中，结核病患者密切接触史与LTBI无关。韩国一项关于LTBI危险因素的前瞻性队列研究也得出了类似的结果(Lee等人，2014年)。一种可能的解释是，纯化蛋白衍生物(PPD)由100多种不同的抗原组成，而ECST只由两种抗原组成。我们推测，PPD可以诱导更多的特异性T细胞(Sester等人，2011年)，因此，ECST可能以一定的敏感性为代价，在诊断结核分枝杆菌感染方面有更高的特异性。尽管其他研究报告高龄(Gao等人，2015)、男性(Gao等人，2015)、BMI异常(Chen等人，2015)和居住在农村(Wang等人，2014)与LTBI有关，但这些因素与LTBI在这一人群中没有独立的关联。年龄越大，对结核病的累积接触就越多。然而，在我们的研究中，大学新生的年龄并没有太大的差异；因此，我们不能得出年龄较大与LTBI有关的结论。

在大多数国家，男性患者的结核病报告率是女性患者的两倍。相比之下，导致结核病性别偏见的因素包括社会文化因素(收入、意识、卫生等)、行为因素(吸烟、工作场所接触有毒粉尘等)和生物因素(性激素、遗传背景)(Neyroles和Quintana-Murci，2009年)。然而，最近的一项系统综述和荟萃分析表明，社会接触模式中的性别差异是结核病中男性倾向的主要原因(Horton等人，2020年)。中国大学新生在进入大学之前，更专注于阅读和考试，很少参加社交活动，不太可能接触结核病，因此LTBI的性别差异并不明显。

在中国，2010年约70%的结核病患者生活在农村地区(Wang等人，2014年)。因此，居住在农村地区意味着较高的LTBI患病率，这与我们的研究一致。

这项研究报告了LTBI的患病率为3.45%(使用ECST)和9.00%(使用TST)，低于先前的大学新生结核病筛查项目(Cao等人，2019年)的观察结果。学校结核病感染阳性率的下降可能与全国学校结核病筛查和接受预防性治疗的增加有关(曹等人，2019；Huang等人，2018)。我们还发现，在我们的研究中，TST对LTBI的阳性率普遍高于ECST。人们很容易认为使用TST的高阳性率是受卡介苗接种的影响，一些研究表明，接种卡介苗的人群中TST的阳性率(以10 mm为阈值)高于未接种人群(Gao等人，2015年；Soysal等人，2005年)。然而，其他研究报告显示，婴儿时期接种卡介苗对结核病传播的影响很小，在接种疫苗≥10年后为零，这意味着在婴儿时期接种卡介苗的青少年或成年人TST结果≥10 mm可被认为是真阳性(Farhat等人，2006年)，疾控和预防中心的建议指出，TST反应性在接种疫苗后不太可能持续10年以上(卡介苗在美国预防和控制结核病中的作用，1996年)。我们的研究还表明，在TST组中，居住在农村地区和与结核病的密切接触与LTBI密切相关，但在ECST组中与LTBI无关，这一结果间接提示ECST的敏感性可能不如TST。对LTBI研究的酶联免疫吸附斑点(ELISPOT)试验的纵向评估也表明，TST比ELISPOT具有更高的敏感性，对于LTBI的ELISPOT试验阴性结果应谨慎解释(Hill等人，2007年)。

在2005年，Soysal等人的一项研究首次报道卡介苗对儿童LTBI有40%的保护效力(Soysal等人，2005年)。此外，对14项观察性研究的系统回顾表明，与未接种疫苗的儿童(年龄<16 岁)相比，在最近接触(结核患者)暴露后，接种疫苗的儿童对LTBI的保护效力为19%(Roy等人，2014年)。卡介苗诱导保护的持续时间(对LTBI的保护是否可以持续到成年)尚不完全清楚。最近，英国的一项横断面分析发现，尽管疫苗效力自接种以来随着时间的推移而下降，但卡介苗与LTBI的发病率较低有关，即使在接种20年后，疫苗效力仍为30%(Katelaris等人，2020年)。同样，印度尼西亚的一项病例接触队列研究表明，卡介苗的保护作用可能持续38年，并随着年龄和暴露的增加而减少(Verrall等人，2020年)。我们的研究提供了更多的证据，支持在出生时接种卡介苗对LTBI效力至少18年(成年)的发现。此外，与其他研究(Soysal等人，2005年；Hill等人，2007年；Roy等人，2014年；Kate-Laris等人，Verrall等人，2020年)相比，我们的结果具有更高的效力(TST组为75%)，与另一项研究(AOR 0.25，95%CI 0.09-0.69)(Eriksen等人，2010年)是一致的。虽然ECST组的VE估计为74%，但ECST的AOR结果衡量了卡介苗对LTBI的保护作用，具有不超过1的广泛置信区间。我们仍然认为，已经看到了预防感染的措施，结果与前面提到的报告没有根本区别。我们的结果还表明，在居住在农村地区的大学新生中，卡介苗的保护效果更好(ECST：AOR 0.16，95%CI 0.04-0.55；TST：AOR 0.12，95%CI 0.04-0.33)，并间接支持卡介苗在较低水平的暴露下有更强的保护作用(Verrall等人，2020；Campbell等人，2021)。

优势和局限性

据我们所知，这是中国首个在大学新生中通过ECST和TST评估LTBI的危险因素，尤其是卡介苗和LTBI之间关系的研究。大样本量、对卡介苗接种状态的良好记录以及两个平行的横断面研究一致的关键结果是主要优势。

这项研究有一些局限性。首先，观察性研究不能证实疾病和因素之间的因果关系，也不可能评估接触结核杆菌新生的结核病发病率。其次，由于伦理原因，同体双臂测试没有对新生进行；因此，无法评估两种皮试的一致性。第三，研究对象是新生，因此，卡介苗接种的保护作用不能简单地推广到其他人群。第四，本研究采用的LTBI标准是TST≥10 mm的大学新生，这与TST≥15 mm的更严格标准不同。TST≥10 mm的标准意味着在广泛接种卡介苗的地区可能高估了LTBI的患病率。最后，我们没有使用γ-干扰素释放试验进行进一步验证。

综上所述，在中国，与未接种卡介苗的大学新生相比，接种卡介苗的大学新生使用TST和ECST筛查出的结核分枝杆菌感染率显著降低。ECST可能低估了接种卡介苗对大学新生的保护作用。卡介苗的保护作用在农村地区结核病感染率略高的大学新生中更强。此外，本文报告的较长的卡介苗保护期可能有助于各国重新评估其卡介苗接种政策，以便有效地分配资源用于结核病控制。

专家简介

方志雄 主任

主任医师，硕士导师，湘潭市中心医院公共卫生临床医疗中心主任。中华医学会结核病分会委员,中国防痨协会第十一届结核病与肝病专业分会常务委员，中国防痨协会第十二届学校及儿童结核病防治委员会常务委员，第一届全国人工肝血液净化委员会委员，第四届全国疑难及重症肝病公关协作组委员，全国肝胆病咨询专家。湖南省预防医学会肝病防控委员会常务委员，湖南省肝病委员会人工肝学组委员 ，湖南省肝病委员会药物性肝损伤学组委员，湖南省防痨协会第十二届理事，北京亚太肝病联盟湖南委员。湘潭市医学会感染病学会副主任委员兼秘书。从事传染病临床与教学工作20余年，擅长肝病、结核病及艾滋病的诊治，特别是肝脏疾病的人工肝治疗和介入治疗，对不明原因的发热及耐药菌感染诊治有较高的水准。对公共卫生事件的管理及应急处理经验丰富。主持省级科研课题2项，研究型专利一项，发表SCI10篇，总计IF值大于60分，主编专著2部。