结核分枝杆菌及利福平耐药核酸扩增检测成本分析

结核病早期、准确的诊断，特别是对涂阴结核病和耐药结核病的诊断，对控制结核病和耐药结核病的播散具有十分重要的意义川。目前常规应用的结核病实验室诊断方法(如涂片显微镜检查)敏感度较低;固体培养具有很高的敏感度，但是至少需要3-8周的时间，耗时较长。随着分子生物学的发展，近年来涌现出很多方法用于结核分枝杆菌及其耐药性的快速诊断。它们或者是由于生物安全要求较高，或者是需要昂贵的仪器和试剂，限制了推广和应用。结核分枝杆菌及利福平耐药核酸扩增(Xpert MtbRIF)检测(简称“Xpert",Cepheid,USA)采用封闭的反应体系，是一种半巢式实时荧光定量核酸扩增诊断技术，针对rpoB基因81 by利福平耐药核心区间(RRDR)设计引物、探针，检测其是否发生突变，进而用于诊断患者是否为结核病及是否对利福平耐药(rpoB序列存在突变)。国外的相关研究表明，Xpert检测系统操作简单、检测准确性高，非常适合在实验室条件薄弱的结核病高负担地区应用Ls-s7。由于检测成本是制约分子生物学方法推广的重要因素，因此笔者通过对固体培养、菌群鉴定、传统药敏和Xpert检测的成本进行比较，评估Xpert检测在我国县(区)级实验室应用的可行性。

资料和方法

一、研究现场

选取湖南省湘潭市湘潭县、岳阳市岳阳县，黑龙江省绥化市北林区、绥化市兰西县4个区(县)级结核病防治(简称“结防”)机构以及湖南省和黑龙江省2个省级结防机构所作为研究现场。

二、研究方法

1.简单法分离培养:遵照《分枝杆菌分离培养标准化操作程序及质量保证手册》中的标准化操作程序执行[6}。

2.对硝基苯甲酸(PNB)菌群鉴定和比例法药敏试验:遵照《结核病诊断实验室检验规程》和《结核分枝杆菌药物敏感性试验标准化操作程序及质量保证手册》中的标准化操作程序执行.8〕。

3.Xpert检测:按照Cepheid公司提供的标准化操作手册进行操作川。

4.“要素法”成本分析:收集不同检测整个过程(从实验室接收标本到报告结果和废弃物处理等)所有直接和间接成本川，涉及以下几方面要素:(1)管理费:维持实验室正常运转的基本费用，如水、电、办公费、清洁、废弃物和垃圾处理、安全保卫等。(2>建筑费:实验室建设、改造及维修费用。(3)设备费:仪器设备购买、维修、维护费用。(4)人员费:从事检测相关人员工资、福利、津贴费用。(5)试剂费:检测相关试剂费用。(6)耗材费:耗材及个人防护相关费用。

实验人员按照要求在3个不同工作日，分别记录3次高、中和低不同工作量情况下的固体培养、Xpert检测、PNB菌群鉴定和比例法利福平药敏试验全过程中的资源使用情况，各要素的成本以试验过程中使用的各要素的数量乘以各要素的单位价格。其中资本性费用如实验室空间、建筑物和设备等，其单位价格根据其采购价格和预计的使用年限按照年度折算;管理费用的计算是根据实验室工作人员数量、人员工作时间和其他与该系统相关的基础设施、建筑物的使用状况，将相关费用分配到各次检测中。Xpert检测试剂的价格采用项目采购价格118.62元计算，固体培养、传统药敏及其他相关耗材的价格采用目前市场采购价格。

结果

一、每份痰标本固体培养和Xpert检测成本分析固体培养和Xpert检测的单位检测成本分别为47.87和118.62元，均以试剂费和耗材费所占比例较高(表1)。在4个实验室中，北林区固体培养检测成本最高(52.18元)，湘潭县最低(42.10元)。兰西县Xpert检测成本最高(120.90元)，湘潭县最低(117.04元)。

二、每例菌株传代、菌群鉴定和药敏试验成本分析菌株传代、PNB菌群鉴定和利福平药敏试验的单位检测成本分别为30.12,46.73和82.86元(表2)。

三、每例患者固体培养和Xpert检测成本分析传统方法检测每例患者是否感染结核分枝杆菌(2份培养，1份传代，1份PNB鉴定试验)需要172.57元，Xpert检测每例患者成本(118.62元)比传统方法降低31.26 0 o。传统方法检测每例患者是否感染利福平耐药结核分枝杆菌(2份固体培养，1份传代，1份PCB菌群鉴定及药敏试验)为208.84元，Xpert检测每例患者的成本(118.62元)比传统方法降低43.20 .

四、不同检测准确度及结核病患病率时Xpert检测检出每例肺结核患者的成本在不同结核病患病率的可疑人群中，不同敏感度和特异度的Xpert检测方法检出1例结核病患者的平均成本计算方法为:平均成本一Xpert检测成本/仁(1一流行率)X<1一特异度)一流行率X敏感度)]。可疑人群中结核病流行率越高，应用固体培养试验和Xpert检测检出1例结核病患者的单位成本越低。当Xpert检测特异度为85%时，如果检测敏感度大于7000，在结核病患病率1 0 o^-70%的任何人群中，Xpert检出1例结核病患者的成本均低于传统方法(图1)。

五、不同检测准确度及结核病患病率时Xpert检测每例耐药患者的成本在不同利福平耐药患病率的可疑人群中，当检测敏感度和特异度不同时，Xpert检测检出1例利福平耐药患者的平均单位成本见图2。可见当可疑人群中利福平耐药流行率越高，应用传统药敏试验和Xpert检测检出1例利福平耐药患者的单位成本越低。当特异度为85%时，如果检测敏感度大于7000，在利福平耐药结核病患病率100一70%的任何人群中，Xpert检测的成本均低于传统方法检测。

六、Xpert检测试剂、耗材价格变化时，固体培养、传统药敏和Xpert检测的单位成本比较

由于Xpert检测设备和试剂价格在整个成本中占有较大比重，并且对于将来市场推广具有一定影响，因此笔者在研究中使用的设备和试剂价格的基础上，分别按5000,8000,10000,12000,150%和200%调整Xpert检测设备和试剂价格后，分析了每例患者的平均检测成本。结果显示，当Xpert检测设备价格分别调整为原价格的5000,8000,10000,12000,150%和200%时，其检测每例患者的价格分别为118.10,118.40,118.60,118.81,119.11和119.62元，逐步升高，但差别不大。当Xpert检测试剂的价格分别调整为原价格的5000,8000,10000,12000,150%和200%时，其检测每例患者的价格分别为65.00,97.21,118.60,140.00,172.10和225.59元，可见试剂价格变化对于检测成本的影响远远大于设备价格变化的影响。

讨论

实验室成本分析是从卫生服务的角度出发，分析与该实验室检测相关的直接和间接的货币成本。本研究比较了传统方法和Xpert检测分别用于结核病及利福平耐药性诊断的成本。固体培养管理费、建筑费和耗材费均显著高于Xpert检测，由于Xpert检测设备和试剂价格较高，导致Xpert检测单位成本费用高于固体培养。目前，我国区(县)级实验室不具备开展菌群鉴定和药敏试验的能力，固体培养阳性菌株需要送到省级参比实验室完成鉴定，导致检测时间和检测成本均显著增加。之前有研究表明，取患者1份痰进行Xpert检测即可达到很好的检测效能川。因此，本研究中每例患者Xpert检测成本按照1份痰标本检测进行计算。综合考虑对每例结核病患者的诊断，Xpert检测成本低于固体培养，同时对于利福平耐药患者的诊断，Xpert检测成本显著低于比例法药敏试验。通过本研究，笔者发现诸多因素可能会影响到培养、药敏和Xpert检测的成本。

首先，Xpert检测的诊断周期为1d左右，而固体培养需要4一8周，传统药敏也需要4周左右，这将导致固体培养和药敏试验与时间相关的成本(包括管理费、人员费、仪器费等)显著上升;其次，不同地区间的成本也呈现出地域差异，其中个别项目点人员工资水平较高，这使得在各分项实验中人员成本显著高于其他地区。此外，各项目点实际情况不同，管理费用差别也较大，实验所用耗材为各个地区项目办采购，因此，在耗材方面各个地区实验室之间也表现出一定的差异。由于本研究中的Xpert检测试剂使用的是项目采购价格，而Xpert检测试剂的市场价格与项目采购价格间存在较大的差别，因此笔者通过调整Xpert检测试剂的价格进一步量化了Xpert检测的真实成本。调整Xpert试剂的价格为项目采购价格的2倍时较接近目前的市场价格，笔者发现，虽然试剂单价上调，但是Xpert检测的费用仍低于传统药敏;当进一步考虑Xpert检测敏感度和利福平耐药流行状况时，上述试剂价格为项目采购价格的200%时，在敏感度8500、特异度90%的情况下，如果利福平耐药流行率大于30 0 o,Xpert诊断每例利福平耐药患者的成本将高于传统药敏。

2012年在盖茨基金会和其他一些慈善基金会的资助下，创新诊断工具基金会(FIND)与Cepheid公司已经达成协议，针对结核病高负担地区公共卫生领域Xpert检测试剂的价格已经从17美元调整为10美元，下调4100;当Xpert试剂在我国SFDA(国家食品药品监督管理局)注册通过，以及相关政府部门与FIND基金会签署相关协议，Xpert检测试剂价格调整后将更有助于其在我国的推广使用。除了更低的价格，Xpert检测比传统固体培养还有诸多优势。首先，Xpert检测拥有更短的检测时间，其完成整个检测只需要2.5 h，这比传统固体培养的6-8周显著缩短;其次，Xpert检测采用封闭的反应体系，降低了污染发生的可能性。此外，Xpert检测更符合生物安全要求。由于Xpert检测是一种基于核酸检测的方法，因此其生物安全性能优于传统的固体培养和药敏试验。综合考虑其成本和其他因素，Xpert检测是一种更符合成本一效益的检测方法，适宜未来在我国区县级结核病实验室推广使用。志谢感谢黑龙江省和湖南省结核病防治所、绥化市北林区和兰西县结防所、湘潭市湘潭县疾病预防控制中心和岳阳市岳阳县疾病预防控制中心结核病实验室在数据收集过程中给予的支持和配合。感谢美国帕斯适宜卫生科技组织在数据分析和撰写过程中给予的帮助。感谢Hojoon Sohn在方案设计中给予的大力帮助。

参考文献

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