ROC曲線及Logistic回歸評價(jià)腫瘤標(biāo)志物在結(jié)直腸癌的診斷價(jià)值

耿有全，張?jiān)婎?，林必?福建中醫(yī)藥大學(xué)附屬福鼎醫(yī)院，福建福鼎 355200)

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·論 著·

ROC曲線及Logistic回歸評價(jià)腫瘤標(biāo)志物在結(jié)直腸癌的診斷價(jià)值

耿有全，張?jiān)婎仭?，林必?br/>(福建中醫(yī)藥大學(xué)附屬福鼎醫(yī)院，福建福鼎 355200)

目的 評價(jià)血清癌胚抗原(CEA)、糖類抗原199(CA199)、糖類抗原125(CA125)和胸苷激酶1(TK1)聯(lián)合檢測在診斷結(jié)直腸癌中的診斷性能。方法 測定135例結(jié)直腸癌患者、105例良性腸病患者血清CEA、CA199、CA125和TK1水平，用Logistic回歸模型制作ROC曲線，并且計(jì)算ROC曲線下面積(AUC)以評價(jià)各腫瘤標(biāo)志物的診斷價(jià)值。結(jié)果 結(jié)直腸癌組與良性腸病組的診斷性能評價(jià)，結(jié)直腸癌組的4項(xiàng)腫瘤標(biāo)志物水平大于良性腸病組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.01)。各ROC曲線下最佳cut off值：CEA為3.36 μg/L，CA199為8.15 kU/L，CA125為10.95 kU/L，TK1為1.62 pmol/L；各ROC曲線下的面積：CEA為0.694，CA199為0.688，CA125為0.717，TK1為0.660，聯(lián)合檢測為0.793；聯(lián)合檢測的約登指數(shù)高，敏感度達(dá)到71.9%。結(jié)論 血清CEA、CA199、CA125和TK1同時(shí)聯(lián)合檢測在結(jié)直腸癌的診斷中起到優(yōu)勢互補(bǔ)作用，4項(xiàng)聯(lián)合檢測可增加結(jié)直腸癌診斷的敏感度。

結(jié)直腸癌； 癌胚抗原； 糖類抗原199； 糖類抗原125； 胸苷激酶1

惡性腫瘤為世界首位嚴(yán)重影響人類健康的疾病，其中結(jié)直腸癌(CRC)的發(fā)病率和病死率非常高，是目前重要的惡性腫瘤之一。據(jù)國家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會(huì)調(diào)查報(bào)告顯示,在我國CRC的病死率居惡性腫瘤病死率第5位，近兩年CRC的發(fā)病率及病死率呈上升趨勢，2010年CRC發(fā)病率及病死率分別是20.90/10萬和10.05/10萬，而2011年CRC發(fā)病率為23.03/10萬、病死率為11.11/10萬[1-2]。在美國，CRC的發(fā)病率和病死率居高不下，據(jù)美國國家健康統(tǒng)計(jì)中心(NCHS)預(yù)測2015年CRC的發(fā)病人數(shù)和死亡人數(shù)可分別高達(dá)10.27萬和4.97萬，在美國CRC的發(fā)病率和病死率均占惡性腫瘤發(fā)病率和病死率的第3位[3]。多數(shù)CRC患者在早期階段可治療[4]，所以早期預(yù)防與早期確診并使用有效治療手段對減少CRC的發(fā)病率與病死率至關(guān)重要。

目前世界篩查CRC廣泛使用大便隱血試驗(yàn)(FOB)及腸鏡檢查[5]。大便隱血試驗(yàn)的敏感性低。腸鏡的使用可以有效篩查CRC,但由于腸鏡為侵入性檢查，使得部分患者不易接受且檢查費(fèi)用高,從而限制了其應(yīng)用。近年來，血清腫瘤標(biāo)志物因其方便檢測，并且為非侵入性檢查，容易被患者接受，故臨床對CRC的篩查和診斷受到關(guān)注。Polat等[6]研究癌胚抗原(CEA)在CRC不同的階段具有不同的敏感度，而敏感度隨著CRC分化程度降低而增高，CEA對CRC診斷總的敏感度達(dá)到51.9%。Stiksma等[7]研究糖類抗原199(CA199)對CEA起著補(bǔ)充作用，有7.3%的CRC患者CA199增高而CEA正常，因而CEA和CA199對CRC的篩查有一定的應(yīng)用價(jià)值[7-8]。Jain等[9]研究報(bào)道糖類抗原125(CA125)對CRC的陽性率不高(20%)。有文獻(xiàn)報(bào)道胸苷激酶1(TK1)在CRC患者中的陽性率達(dá)到58.3%[10]。此4項(xiàng)腫瘤標(biāo)志物單項(xiàng)對CRC的診斷敏感度均不高，為研究4項(xiàng)聯(lián)合檢測在CRC的診斷價(jià)值，本文應(yīng)用Logistic回歸和ROC曲線評估此4項(xiàng)腫瘤標(biāo)志物的聯(lián)合檢測在CRC診斷中作用。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2011年7月至2014年12月至本院住院或門診尚未接受治療的CRC患者135例，其中男78例、女57例，年齡30～84歲。選取同期良性腸病105例(結(jié)腸息肉60例,慢性結(jié)腸炎25例,潰瘍性結(jié)腸20例)作為良性腸病組，其中男60例、女45例，年齡27～78歲。所有患者均經(jīng)腸鏡或手術(shù)病理組織明確診斷。CRC患者與良性腸病患者的年齡和性別比較,差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

1.2 儀器與試劑 血清CEA、CA199、CA125測定儀器使用美國貝克曼庫爾特公司DXI800全自動(dòng)化學(xué)發(fā)光免疫分析系統(tǒng)，試劑和校準(zhǔn)品采用其公司原裝配套試劑；血清TK1測定使用深圳華瑞同康生物有限公司的CIS型化學(xué)發(fā)光數(shù)字成像儀器和TK1配套診斷試劑盒。

1.3 方法 所有患者于治療前空腹靜脈采血4 mL，注入一次性真空采血管中,靜置30 min，3 000 r/min離心20 min，血清分離后置-20 ℃保存待測。血清CEA、CA199、CA125測定采用免疫化學(xué)發(fā)光法，參考值：CEA<5 μg/L，CA199<35 U/L，CA125<35 U/L。TK1濃度測定使用點(diǎn)印跡免疫酶化學(xué)發(fā)光法,參考值：TK1<2 pmol/L。以上項(xiàng)目檢測均嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)操作程序操作,并且在室內(nèi)質(zhì)控在控時(shí)進(jìn)行檢測。

2 結(jié) 果

2.1CRC組和良性腸病組CEA、CA199、CA125和TK1檢測結(jié)果 兩組腫瘤標(biāo)志物結(jié)果比較，CRC組明顯高于良性腸病組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)，見表1。

表1 CRC組和良性腸病組血清CEA、CA199、CA125和TK1測定結(jié)果[中位數(shù)(P25～P75)]

2.2CRC組和良性腸病組CEA、CA199、CA125和TK1陽性結(jié)果的比較CRC組患者與良性腸病組比較，CEA、CA199、CA125和TK1陽性結(jié)果的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)，見表2。

表2 CRC組和良性腸病組CEA、CA199、CA125和TK1陽性率比較[n(%)]

2.3CRC組和良性腸病組的診斷性能評估 兩組血清的CEA、CA199、CA125和TK1單項(xiàng)檢測和4項(xiàng)聯(lián)合檢測敏感性和特異性見表3，血清的CEA、CA199、CA125和TK1聯(lián)合檢測對CRC診斷敏感性為66.67%,明顯高于任一單項(xiàng)檢測。

2.4CRC組和良性腸病組ROC曲線分析CRC診斷以病理確診為金標(biāo)準(zhǔn)，繪制CEA、CA199、CA125和TK1單獨(dú)檢測的ROC曲線，再以CEA、CA199、CA125和TK1為自變量，建立Logistic回歸模型，Logit(P)=-2.051+0.248CEA+0.09CA199+0.072CA125+0.274TK1,通過模型中的概率值來擬合聯(lián)合檢測的ROC曲線，進(jìn)行診斷試驗(yàn)診斷效果的比較，結(jié)果見表5。概率值聯(lián)合檢測ROC曲線下面積大于單獨(dú)檢測CEA(Z=2.288，P<0.01)、CA199(Z=2.384，P<0.01)和TK1(Z=2.916，P<0.01)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；概率值聯(lián)合檢測ROC曲線下面積和單項(xiàng)檢測CA125的比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Z=2.010，P>0.05)。見表4、圖1。

表3 兩組患者血清CEA、CA199、CA125和TK1單項(xiàng)檢測及聯(lián)合檢測診斷性能[%(n/n)]

表4 ROC曲線下的面積及相關(guān)參數(shù)評價(jià)

注：AUC為曲線下面積；95%CI為95%可信區(qū)間；-表示無數(shù)據(jù)；#單項(xiàng)檢測曲線下面積均與4項(xiàng)聯(lián)合檢測面積比較。

圖1 ROC曲線分析

3 討 論

CEA目前普遍被認(rèn)為是CRC的血液腫瘤標(biāo)志物。但有26.6%CRC患者血液CEA檢測結(jié)果呈陰性[7],而且部分良性結(jié)腸病患者CEA輕度升高。本研究圖1中ROC曲線顯示CEA診斷CRC最佳cutoff值為3.36μg/L時(shí)，其診斷的敏感度和特異度分別為43.7%和91.4%，其ROC曲線下的面積為0.694。CA199是CRC的另一個(gè)血液腫瘤標(biāo)志物，Stiksma等[7]研究顯示7.3%CRC患者的CEA陰性而CA199呈陽性，18.0%CRC患者的CEA陽性而CA199陰性者，因此在CRC診斷時(shí)要同時(shí)進(jìn)行CA199和CEA的聯(lián)合檢測，以提高CRC的診斷效率。本文ROC曲線下的CA199的敏感度和特異度分別達(dá)到65.9%和66.7%，且ROC曲線下的面積達(dá)0.688，其對CRC的診斷效能得到認(rèn)可，和有關(guān)研究[7,11]一致。所以在CRC診斷中要同時(shí)檢測CEA和CA199。

細(xì)胞質(zhì)TK1是DNA補(bǔ)救合成途徑關(guān)鍵酶，在細(xì)胞增殖時(shí)表達(dá)，包括腫瘤細(xì)胞和非腫瘤細(xì)胞。惡性腫瘤是增殖性疾病，研究顯示腫瘤時(shí)TK1表達(dá)在上升[10]，并且TK1作為早期檢測腫瘤的標(biāo)志物[12]。健康人體血液內(nèi)TK1水平極少或檢測不出，目前血清TK1水平被認(rèn)為是一種檢測腫瘤的標(biāo)志物。TK1在臨床上的應(yīng)用有其局限性，由于個(gè)體存在差異，部分增殖性疾病患者的細(xì)胞增殖速率較低下，從而使TK1水平低下而造成檢測TK1水平低而呈假陰性；另外女性正常生理月經(jīng)期和妊娠期時(shí)，細(xì)胞為增殖階段而使TK1升高造成假陽性，因此用TK1檢測CRC時(shí)必須結(jié)合臨床才能作出正確的診斷。本文表2中TK1在CRC中的陽性率為43.7%，與李青峰[10]研究中TK1在CRC中的陽性率58.3%存在不同，分析其原因，可能是由于研究的人群不同，疾病入選標(biāo)準(zhǔn)不同，檢測的實(shí)驗(yàn)室不同等原因造成的差異。表4中顯示CA125對于診斷CRC的敏感度和特異度分別為67.4%和76.2%，其曲線下的面積為0.717，與回歸模型時(shí)聯(lián)合4項(xiàng)腫瘤標(biāo)志物的曲線下面積比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Z=1.725,P<0.05)，這和朱珊玲等[11]的研究相近。

本文表3中4項(xiàng)標(biāo)志物簡單聯(lián)合檢測CRC時(shí)敏感度為66.67%，比任一項(xiàng)目單項(xiàng)檢測的敏感度都高，但特異度70.48%，比任一項(xiàng)目單項(xiàng)檢測的特異度都低，這提示應(yīng)用簡單聯(lián)合檢測CRC時(shí)要注意假陽性問題，必要時(shí)要結(jié)合臨床癥狀和其他檢查，方可作出正確診斷。另外，本研究采用Logistic回歸模型，通過擬合最佳回歸曲線，可以分析多種腫瘤標(biāo)志物聯(lián)合檢測CRC的作用，建立在預(yù)測概率pre-1基礎(chǔ)上的檢驗(yàn)變量可同時(shí)提高檢測的敏感性、特異性、約登指數(shù)和ROC曲線下的面積，使診斷性能大大提高。

綜上所述，采用Logistic回歸模型4項(xiàng)血清腫瘤標(biāo)志物CEA、CA199、CA125和TK1聯(lián)合檢測比單項(xiàng)腫瘤標(biāo)志物檢測在CRC的診斷中更有應(yīng)用價(jià)值，4項(xiàng)聯(lián)合測可以互相補(bǔ)充，有效提高CRC診斷各項(xiàng)性能指標(biāo)。4項(xiàng)指標(biāo)為目前臨床上常用的腫瘤標(biāo)志物，檢測經(jīng)濟(jì)、方便，并且患者無不適反應(yīng)，容易接受。

[1]陳萬青，張思維，曾紅梅，等.中國2010年惡性腫瘤發(fā)病與死亡[J].中國腫瘤，2014，23(1):1-10.

[2]陳萬青，鄭榮壽，曾紅梅，等.2011年中國惡性腫瘤發(fā)病和死亡分析[J].中國腫瘤，2015，24(1):1-10.

[3]SiegelRL，MillerKD，JemalA.Cancerstatistics，2015[J].CACancerJClin，2015，65(1):5-29.

[4]DeSantisCE，LinCC，MariottoAB，etal.Cancertreatmentandsurvivorshipstatistics，2014[J].CACancerJClin，2014，64(4):252-271.

[5]StracciF，ZorziM，GrazziniG.Colorectalcancerscreening:tests，strategies，andperspectives[J].FrontPublicHealth，2014，2:210-213.

[6]PolatE，DumanU，DumanM，etal.Diagnosticvalueofpreoperativeserumcarcinoembryonicantigenandcarbohydrateantigen19-9incolorectalcancer[J].CurrOncol，2014，21(1):e1-e7.

[7]StiksmaJ，GrootendorstDC，vanderLindenPW.CA19-9AsaMarkerinAdditiontoCEAtoMonitorColorectalCancer[J].ClinColorectalCancer，2014，13(4):239-244.

[8]SwiderskaM，ChoromanskaB，DabrowskaE，etal.Thediagnosticsofcolorectalcancer[J].ContempOncol(Pozn)，2014，18(1):1-6.

[9]JainP，MondalSK，SinhaSK，etal.Diagnosticandprognosticsignificanceofdifferentmucinexpression，preoperativeCEA，andCA-125incolorectalcarcinoma:Aclinicopathologicalstudy[J].JNatSciBiolMed，2014，5(2):404-408.

[10]李青峰.血清胸苷激酶檢測在結(jié)直腸癌患者中的臨床應(yīng)用[J].檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)，2012，27(12):1080-1081.

[11]朱珊玲，王浩.CA724、CA125、CA199、CEA在結(jié)直腸癌診斷中的價(jià)值[J].海南醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)，2014，20(1):87-89.

[12]ChenZH，HuangSQ，WangY，etal.SerologicalThymidineKinase1isaBiomarkerforEarlyDetectionofTumours-AHealthScreeningStudyon35365People，UsingaSensitiveChemiluminescentDotBlotAssay[J].Sensors，2011，11(12):11064-11080.

Evaluation ofROCcurve and Logistic regression on diagnostic value of various tumor markers for colorectal cancer

GENGYou-quan,ZHANGShi-yan△,LINBi-ding

(AffiliatedFudingHospital,FujianUniversityofTraditionalChineseMedicine,Fuding,Fujian355200,China)

Objective To evaluate the diagnostic capacity of the combined detection of carcino-embryonic antigen(CEA),carbohydrate antigen 199(CA199),carbohydrate antigen 125(CA125) and thymidine kinase 1 (TK1) for colorectal cancer (CRC).Methods Serum levels of CEA,CA199,CA125 and TK1 were measured in 135 patients with CRC and 105 patients with benign colorectal diseases.The Logistic regression model was used to draw the receiver operating characteristic (ROC) curves and the area under curve(AUC) was calculated for evaluating the diagnostic value of various tumor markers.Results In the evaluation of diagnostic capacity in the CRC group and the benign colorectal diseases group,the serum levels of CEA,CA199,CA125 and TK1 in the CRC group were significantly higher than those in the benign colorectal diseases group,the differences were statistically significant (P<0.01).The optimal cut-off values of variousROCcurves were 3.36 μg/L for CEA,8.15 kU/L for CA199,10.95 kU/L for CA125 and 1.62 pmol/L for TK1.The AUC ofROCcurves were 0.694 for CEA,0.688 for CA199,0.717 for CA125,0.660 for TK1 and 0.793 for the combination detection.The combination detection had a higher Youden index and its sensitivity reached 71.9%.Conclusion The combined detection of serum CEA,CA199,CA125 and TK1 could play complementary role in the diagnosis of CRC and could significantly improve the sensitivity for the diagnosis of CRC．

colorectal cancer; carcino-embryonic antigen； carbohydrate antigen 199； carbohydrate antigen 125； thymidine kinase 1

耿有全，男，主管技師，大學(xué)，主要從事臨床檢驗(yàn)學(xué)工作?！?/p>

，E-mail:myebox@139.com。

10.3969/j.issn.1672-9455.2015.21.021

A

1672-9455(2015)21-3186-03

2015-02-03

2015-07-04)