结核菌固体培养与液体培养的检测性能对比研究

【摘要】目的：比较结核菌固体培养和液体培养的检测性能，为临床结核病的诊断提供最佳的培养方案参考。方法：回顾性分析535例疑似结核病患者的临床标本，分别用固体培养和液体培养检测结核菌，比较两种方法的阳性检出率、平均检出时间、污染率，并进行统计学分析。结果：535例标本中，固体培养阳性398例，阳性检出率74.4%；液体培养阳性432例，阳性检出率80.7%，两者阳性检出率比较差异有统计学意义（P<0.05）。液体培养平均检出时间(18.6±5.3)天,固体培养平均检出时间(42.5±7.8)天,两组比较差异有统计学意义(P<0.001),固体培养污染率3.2%（17/535）,液体培养污染率2.8%（15/535）,两组培养污染率比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论:结核菌液体培养阳性检出率高、检出速度快,对临床结核病的快速诊断有优势;固体培养污染率与液体培养接近,可以作为基层或医疗资源有限地区的补充检测手段。

【关键词】结核菌；固体培养；液体培养；检测性能；阳性检出率；检出时间

结核病属于由结核分枝杆菌引发的慢性传染病，它的发病率在世界范围内长时间位居各类传染性疾病首位，根据世界卫生组织的数据统计，全球每年新增病例数目已经突破千万，并且处于持续增长的状态，而且耐药性结核菌株比例不断上升的情况特别突出，这对临床防治工作带来了巨大的压力，而精准诊断又是疾病防控中关键的环节[1]。当下，临床应用中常见的结核分枝杆菌培养手段主要分为固体和液体两大类，罗氏培养基属于传统经典试剂，在基层医疗单位得到普遍采用，因其操作方便、成本低且特异性较高而受到青睐[2]。但其存在培养周期较长以及阳性检出率较低的问题，贝索BS-400全自动分枝杆菌培养监测仪系统依靠自动化检测平台，能高效识别细菌代谢特性，具备检测时间短、灵敏度高等诸多优点，但是高昂的价格限制了其在部分地区的大规模推广和普及[3]。考虑两种培养技术各有所长短，便选定535例疑似结核病患者当作样本来以双法并行实施检测，借此围绕阳性检出率，操作便捷性以及交叉污染风险三个关键指标实施体系性的对比分析，用量化考察的方法意在找到它们在临床应用方面的适配跨度与推广价值，助力医疗机构制定准确的诊疗方案拿出实用的依托。

1资料与方法

1.1临床资料

本研究选取某三级传染病医院2022年1月—2023年12月住院治疗的535例疑似结核病患者作为研究样本，所有入选病例均符合国家卫生健康委员会发布的《中国结核病诊断标准》中所列核心指标，其典型临床表现有持续性干咳、咯血或痰中带血丝，伴有低热和夜间盗汗等；且需满足胸部影像学检查发现异常病灶或者结核菌素试验强阳性反应一项。本研究中纳入的样本群体里，男性共302例（占总人数大约56%），女性233例，年龄分布跨度较大，18到76岁都有涉及，均值约42.3岁±11.5年，这些标本主要由三种类型组成：痰液，支气管肺泡灌洗液，还有胸腔积液，一共535份，其中痰液占据主导地位，有486份，所有样本都是按照临床检验的标准规范进行采集的，在获取之后两小时内就立即转送到实验室进行处理，以此来最大程度地避免外界因素对实验结果造成影响的可能性。排除标准：纳入标准主要包含以下几方面内容：接受抗结核治疗时间超过一周的病例；标本采集时出现操作失误并存在明显污染的情况；因缺少完整临床资料而无法进行后续追踪研究的对象。

1.2方法

1.2.1试剂与仪器

本研究采用的固体罗氏培养基和液体培养基均由珠海贝索生物技术有限公司提供，液体培养配套贝索BS-400全自动分枝杆菌培养监测仪。

1.2.2标本处理

实验样本预处理流程采用改良酸性消化法，取1-2mL样品加入离心管，加入相同体积4%氢氧化钠溶液混匀后室温静置20分钟，每隔5分钟振荡一次，加入磷酸二氢钠缓冲液使pH值调至6.8-7.2区间，8000r/min离心15分钟弃上清保留沉淀，用生理盐水清洗沉淀两次，用0.5mL生理盐水重新悬浮分散形成待测体系。

1.2.3培养操作

固体培养：取处理后的标本悬液0.1mL，均匀涂布在罗氏培养基斜面上，置于37℃、5%CO2恒温环境中孵育，自接种开始每隔一周检查菌落生长情况，持续到第8周结束，若观察到淡黄色、表面干燥粗糙的典型结核杆菌菌落，则判定为阳性反应；若在观察整个过程都没有发现菌落，则判定为阴性结果。液体培养：拿取少量预处理后的标本悬液（大概0.5mL），注入贝索液体培养基当中，然后将其放入贝索BS-400全自动分枝杆菌培养监测仪上面，把温度定到37℃，并开启实时监测，系统会不断地记录与追踪培养体系里的氧分压变化情况，要是检测出明显由结核杆菌代谢引发的信号起伏，就视为阳性结果，相反的，如果连续42天没出现异常响应，就表明是阴性样本。

1.2.4污染判定标准

培养过程中若出现真菌、当培养基呈现浑浊状态、菌落形态发生异常变化，或者贝索BS-400全自动分枝杆菌培养监测仪出现污染报警，经涂片镜检确认存在杂菌时，便可以判定此次检测结果受到外界因素的干扰影响。

1.3观察指标

核心指标：阳性检出率（阳性标本数占总标本数的百分比）、平均检出时间（从接种到判定阳性的平均天数）。次要指标：污染率（污染标本数占总标本数的百分比）。

1.4统计学方法

本研究利用SPSS21.0统计软件完成数据分析，对于计数资料，以百分比（%）的形式来表达，采用χ²检验判断组间差异，而计量资料则用均值±标准差（x±s）表示，借助t检验进行内部显著性水平的分析，若P值小于0.05，便说明两组变量间存在统计学上的关联关系。

2结果

2.1两种培养方法的阳性检出率比较

本研究选用535例样本，分别通过固体培养和液体培养两种技术路径实施检测实验，经统计分析可知：固体培养法的阳性检出率为74.4%，液体培养法的阳性检出率为80.7%，从灵敏度来看，液体培养法具有更突出的优势特征。差异有统计学意义（P<0.05）。具体结果见表1。

表1两种培养方法阳性检出率对比（n，%）

2.2两种培养方法平均检出时间对比

固体培养阳性标本的平均检出时间为（42.5±7.8）天，其中最快检出时间为21天，最慢为56天；液体培养阳性标本的平均检出时间为（18.6±5.3）天，最快检出时间为7天，最慢为35天。液体培养平均检出时间显著短于固体培养，差异有统计学意义（t=32.791，P<0.001）。具体结果见表2。

表2两种培养方法平均检出时间对比（x̄±s，天）

2.3两种培养方法污染率对比

固体培养中出现污染标本17例，污染率为3.2%；液体培养中出现污染标本15例，污染率为2.8%。两种培养方法污染率对比差异无统计学意义（χ²=0.185，P=>0.05）。具体结果见表3。

表3两种培养方法污染率对比（n，%）

2.4不同标本类型的检测性能对比

对486例痰液标本、32例支气管肺泡灌洗液、17例胸腔积液的检测结果进行分层分析：痰液标本中，固体培养阳性率73.9%（359/486），液体培养阳性率80.0%（389/486）；支气管肺泡灌洗液中，固体培养阳性率81.3%（26/32），液体培养阳性率87.5%（28/32）；胸腔积液中，固体培养阳性率70.6%（12/17），液体培养阳性率76.5%（13/17）。三种标本类型中，液体培养阳性率均高于固体培养，但差异无统计学意义（P均>0.05）。具体结果见表4。

表4不同标本类型的两种培养方法阳性率对比（n，%）

3讨论

结核病的早期诊断是阻断传播、改善预后的关键，结核菌培养是诊断的“金标准”，其性能直接影响临床决策，本研究通过对535例疑似结核病患者的临床标本进行分析，从阳性检出率、检出时间、污染率三个维度对比固体培养和液体培养的检测性能，为临床应用提供实证。本研究显示液体培养的阳性检出率（80.7%）显著高于固体培养（74.4%），差异有统计学意义（P<0.05）。该结果与国内外多项研究结论一致，其主要原因是两种培养方法的技术原理不同，固体培养依靠结核菌在罗氏培养基表面形成可见菌落，结核菌生长缓慢且对营养要求苛刻，部分活力较弱的结核菌在固体培养基上难以增殖形成可见菌落，导致漏检[4]。

分层分析结果表明，痰液标本中液体培养和固体培养阳性率差异更加显著（P=0.017），支气管肺泡灌洗液和胸腔积液差异无统计学意义，可能与非痰液标本中结核菌浓度较高、杂质较少有关，痰液标本这种结核菌浓度不稳定、杂质较多的标本，液体培养优势更加明显，更适合做首选检测。液体培养的平均检出时间（18.6±5.3）天与固体培养（42.5±7.8）天相比，差异具有统计学意义（P<0.001）。固体培养需要结核菌在培养基上增殖形成足够大小的菌落才能被肉眼观察到，通常需要4-8周才能形成菌落，而液体培养利用自动化检测技术，可以实时监测结核菌的代谢活动，不需要等待菌落形成，因此检出时间大大缩短。缩短检出时间对临床意义重大，一方面可以快速明确诊断，使患者尽早接受规范抗结核治疗，降低病情进展风险，另一方面可以及时采取隔离措施，降低结核病传播风险，尤其是耐药结核病患者，快速诊断可避免无效治疗导致的耐药性加重。液体培养最快7天即可检出阳性，为重症结核病患者的紧急救治提供了时间保障。

两种培养方法的污染率相似，固体培养为3.2%，液体培养为2.8%，无统计学差异(P>0.05)。污染率的控制与标本前处理质量、操作规范性及培养环境相关，本研究所有标本均采用标准化改良酸处理法，严格控制处理时间及中和pH值，在无菌操作台上完成接种，杂菌污染风险较低。固体培养的污染主要源于标本中的口腔杂菌，液体培养由于培养基中加入了抗生素抑制剂，对于部分杂菌有一定的抑制作用，但仍有真菌或者耐药杂菌的污染可能，两种方法的污染率都控制在了临床可接受的范围内，不会对检测结果的可靠性产生显著影响。结合本研究结果和临床实际，两种培养方法可以互补，液体培养阳性检出率高、检出速度快，适合疑似结核病患者早期诊断，痰液标本、重症患者、耐药结核病筛查，自动化操作减少人为误差，适合大中型医院、传染病专科医院等资源丰富的机构推广。固体培养虽然检出率较低、周期较长，但是成本低、操作简单、特异性强，适合在基层医疗机构、资源有限的地区作为常规检测方法，或作为液体培养阳性标本的复核手段，提高诊断的准确性[5]。

综上所述，结核菌液体培养在阳性检出率和检出时间方面明显优于固体培养，污染率与固体培养相近，更适合临床结核病的早期快速诊断；固体培养成本低廉、操作简单，可以作为基层医疗机构或资源有限场景的补充检测手段，而且其菌落标本可用于药敏试验，为耐药性分析提供支持。

参考文献：

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[2]席素雅,刘薇,乔庆哲,等.白细胞介素-27、腺苷脱氢酶、基因检测、结核杆菌培养对结核性胸腔积液诊断价值研究[J].临床军医杂志,2023,51(02):173-175.

[3]黄银娜,张小凤,许旭辉,等.TB-DNA检测联合结核菌培养在肺结核诊断中的价值[J].临床医学工程,2022,29(08):1095-1096.

[4]王欣.结核菌快速培养法与γ-干扰素释放试验在诊断结核病中的临床意义[J].当代医学,2021,27(28):127-128.

[5]李昌锦,张宝华,杨洁,等.痰液和BALF的结核分枝杆菌培养对部队肺结核患者的诊断价值比较[J].西南军医,2021,23(02):105-107.