ROC曲线及Logistic回归评价血清AFU、AFP和TK1在原发性.docx

ROC曲线及Logistic回归评价血清AFU、AFP和TK1在原
发性肝癌的诊断价值
张诗颜'，李步任
(福建中医药大学附属福鼎医院检验科福建福鼎355200)
摘要：目的 探讨血清o-L-岩藻糖苜酶(a -L-fucosidase, AFU)、甲胎蛋白 (alpha-fetoprotein, AFP)和胸昔激酶 1 (Thymidine Kinasei, TK1)在原发性肝癌(Primary Liver Cancer, PLC)诊断中的临床意义。方法 测定116例PLC患者、109例良性肝病患者血 清AFU、AFP和TK1水平，并与104例健康正常对照的血清浓度水平进行比较。用Logistic回归 模型绘制R0C曲线并计算曲线下面积(AUC吹)以评价各指标的诊断价值。结果PLC组和良性肝病 组患者比较，PLC组血清AFP和TK1水平高于良性肝病组(公-8. 570, -5.943, P均＜0. 001),差 异有显著统计学意义，而此两组中AFU比较，差异无统计学意义(治-1.82(),任0.069)。良性肝 病组AFU高于正常对照组，差异有显著统计学意义 —984, /K0.001)。PLC组与非肝癌组诊 断性能评价R0C曲线下最佳cut-off值：AFU为40. 80 U/L, AFP为10. 86 ug/L和TK1为1. 92 pmol/L； ROC曲线下的面积AFU为0. 718, AFP为0. 832, TK1为0. 773,预测概率值pre-1的曲 线下面积为0.900,其约登指数(68.4%)和敏感度(85. 3%)最高。结论 血清AFU、AFP和TK1 联合检测对PLC的诊断具有重要价值，并且可显著增加PLC诊断的约登指数和敏感性。
关键词：a-L-岩藻糖甘能(AFU):甲胎蛋白(AFP):胸苜激耐1 (TK1):原发性肝癌：联合检测Evaluation of the Diagnostic Value of Serum AFU, AFP and TK1 for Primary Liver Cancer with Logistic Regression and ROC CurveZHANG Shiyan, LI Buren
Department of Clinical Laboratory of Affiliated Fuding Hospital, Fujian University ofTraditional Chinese Medicine, Fujian Fuding 355200, China
Abstract： Objective To study the clinical significance of detection of serum a-L-fucosidase (AFU), alpha-fetoprotein (AFP) and thymidine kinase I (TK1) in diagnosing primary liver cancer (PLC). Methods Serum levels of AFU, AFP and TK1 were measured in 116 patients with primary liver cancer, 109 patients with benign hepatic diseases and 104 normal subjects. The diagnostic value was analyzed by logistic regression equation and receiver operating characteristic curves ( R OC). Results The serum levels of AFP and TK1 in patients with PLC were significantly higher than those in patients with benign hepatic diseases (Z=-8.570, -5.943. all PvO.OOl). However, there was no statistically 作者简介：张诗颜，男，1974年生，硕士，副主任技师，主要从事临床免疫学工作。
通讯作者：张诗颜，联系电话：[phone], Email :mycbox@l39. com. significant difference of AFU between these two groups (Z=-1.820, P=0.069). The levels of AFU were significantly higher in patients with benign hepatic diseases than those in the normal subjects (Z=-7.984, P< 0.001). Receiver operating characteristic curves (ROC) in patients with PLCs versus those without PLCs indicated the optimal cut-off value was 40.80 U/L for AFU, 10.86 u g/L for AFP and 1.92 pmol/L for TK1. The area under ROC curve (AUC) was 0.718 for AFU, 0.832 for AFP, 0.773 for TK1 and 0.900 for the combination of the three tumor markers. The combination resulted in a higher Youden index and a sensitivity of 85.3%. Conclusion The combined detection of serum AFU, AFP and TK1 could play a pivotal role in (he diagnosis of PLC, and could drastically improve the Youden index and sensitivity for the diagnosis of PLC.
Key words: a-L-fucosidase: alpha-fetoprotein: Thymidine kinase 1: Primary liver cancer: Combination test
原发性肝癌(Primary Liver Cancer, PLC)是常见恶性肿瘤，恶性程度高，生存期短。但多 数PLC早期无症状，很难被发现，所以PLC的早期诊断对于有效治疗和长期生存至关重要。目前 实验室常规监测筛查PLC的主要指标仍依赖血清甲胎蛋ft (alpha-fetoprotein, AFP)水平的测 定。但目前有些欧美学者认为AFP对PLC的诊断敏感性和特异度不高，特别在PLC的早期阶段⑴。 为提高实验室诊断PLC的指标性能，有报道显示，联合多种肿瘤标志物可提高实验室诊断PLC 的灵敏性2七本文通过联合检测AFU、AFP和TK1的血清水平，探讨它们在PLC诊断中的应用价 值。
资料和方法
一、对象
收集我院2012年1月至2014年11月住院或门诊尚未接受治疗的PLC患者116例，其中男 75例，女41例，年龄(27 79)岁，平均57.8岁，所有患者均经影像学超声检查、计算机断层扫 描(computer tomography, CT)、磁共振显像(MRI)、肝穿及手术病理检查证实，诊断标准按《原 发性肝癌诊疗规范(2011年版)》⑷。良性肝病组109例(包括肝硬化47例，肝炎36例，脂肪肝 20例，肝血管瘤6例)，男68例，女41例，年龄(32 84)岁，平均54. 1岁，诊断标准按2000年 中华医学会传染病与寄生虫病学会(西安)，肝病学分会联合修订的《病毒性肝炎防治方案》⑸ 的诊断标准。选择同期正常健康对照组104例，男7()例，女34例，年龄(22 85)岁，平均56. 9 岁，均为本院健康体检者。
二、方法
标本采集，所有受检者空腹静脉采血5 ml注入含有促凝剂的真空采血管中，轻轻颠倒混匀，静置20分钟，3000 r/min离心20分钟,分离血清，置-20°C保存待测。
血清AFU测定采用速率法，试剂由宁波美康生物科技股份有限公司提供仪器采用美国贝 克曼库尔特公司LX-20型全自动生化分析仪，参考值AFU： (MO.OU/L。血清AFP测定采用免疫 化学发光法，仪器采用美国贝克曼库尔特公司DXI800全自动化学发光免疫分析系统，试剂和校 准品采用其公司原装配套试剂，参考值AFP： 0 10.0 Pg/Lo血清TK1检测采用华瑞同康生物(深 圳)有限公司生产的CIS型系列化学发光数字成像分析仪及胸昔激酶KTK1)诊断试剂盒,TK1浓度 测定采用点印迹免疫酶化学发光法(DotblottingCLIEA),参考值TK1： 0 2.0 pmol/L.以上项目 检测均按试剂盒说明书严格进行操作，同时做好室内质控。
三、统计学方法
经正态性检验，非正态分布的计量资料，用中位数、四分位数(P25-P75)表示，数据间的比较 采用Mann-Whitney U检验(非参数检验)；符合正态分布的计量资料以"土s表示，样本间均数 比较采用单因素AN0VA检验。计数资料的组间比较采用卡方检验或Fish' s精确检验。诊断效能 评价指标以敏感性、特异性、准确度、阳性预测值、阴性预测值表示。采用SPSS22. 0统计软件 进行统计学处理。同时使用SPSS22. 0软件绘制受试者工作特征(Receiver operating characteristic, ROC)线并进行Logistic回归,分析各指标单独和联合检测PLC的诊断价值 各指标间R0C曲线下面积的比较采用Z检验，K0. 05为差异有统计学意义。
结果
一、PLC组、良性肝病组和正常对照组临床参数资料
PLC患者与良性肝病患者的年龄、性别、病原学之间比较，差异均无统计学意义(P>0. 05), 77. 6%的PLC患者为慢性乙肝(HBV)感染，见表表1 PLC组、良性肝病组和正常对照组临床参数资料［例(澎］Tab 1. Clinical parameters of PLC group, benign liver diseases group and normal controlgroup [case(%)]
项目
PLC组
(n=116)
良性肝病组
(n=109)
正常组
(104)

P
年龄(岁)
57.8±11.3
54. 1±11.9
56. 9± 16.0
2. 431
0. 090
性别

0. 173
0.917
男
75 (63.0)
72 (67.9)
70 (67.3)

女
41 (37.0)
37 (32. 1)
34 (32.7)

病原学

0. 551
0. 458,
HBV (乙肝)
90(77. 6)
83(76. 1)

HCV (丙肝)
18(15. 5)
21(19. 3)

其他*8(6. 9)5(4. 6)

注：*, HCV与其他病原体比较。#,包括甲肝(HAV)、丁肝(HDV)、戊肝(HEV)、黄曲霉 素、环境因素、遗传因素等。
二、PLC组、良性肝病组和正常对照组AFU、AFP、TK1检测结果
PLC组AFP、TK1水平高于良性肝病组和正常对照组(/K0. 001),差异有显著统计学意义，而 此两组中AFU差异无统计学意义(公-1.820, 7^0. 069)；良性肝病组与正常对照组比较,AFU水 平异常显著升高(/K0. 001), AFP和TK1水平差异无统计学意义(丹0.05),见表2。
表2 PLC组、良性肝病组和正常对照组血清AFUAFP、TK1测定结果[中位数(孔-樵)]
Tab 2. Levels of AFU, AFP and TK1 in PLC group, benign 1iver diseases group and normalcontrol group [median (P25-P75)]
组别
例数(n)
AFU (U/L)
AFP ( yg/L)
TK1 (pmol/L)
PLC组
116
51.0(37. 5-79. 2)
306.0(9. 7-3020. 0)
2. 34(1.4-4. 1)
良性肝病组
109
46. 1 (35. 9-67. 2)
5. 1(2 6-8. 1)
1.3(0. 8-2. 0)
正常对照组
104
28.0(25. 0-34.0)
6.0(4. 0-8. 0)
1.3(1.0-1.6)
注：三组间中 Kruskal-Wallis 检验(/=70. 311-104. 425, A0. 001)； Mann-Whitney U 检 验：PLC 组与良性肝病组比较，AFU(步-1.820,片0.069), AFP(及-8. 570,/K0. 001), TK1S-5. 943, P<0. 001)；良性肝病组与正常对照组比较，AFU(务-7. 984, P<0. 001), AFP(公-0. 527,户0. 598), TK1 (8-1.575, P=0. 115)o三、PLC组、良性肝病组和正常对照组AFU、AFP、TK1阳性结果的比较
PLC组患者与良性肝病组比较，PLC组患者血清AFP和TK1的阳性率高于良性肝病组，异差 有显著统计学意义(K0. 001),而AFU的结果无统计学意义(片0.665)；良性肝病组与正常对照 组比较，患者血清TK1、AFP、AFU阳性结果的差异有显著统计学意义(/K0.001),见表3。
表3 PLC组、良性肝病组和正常对照组AFU、AFP、TK1阳性率[例偶)]
Tab 3. Positive rates of AFU, AFP and TK1 in PLC group, benign liver diseases groupand normal control group [case(%)]注：PLC组和良性肝病组比较,AFU (/=0.187,片0.665), AFP (£=61.526, /KO. 001),
组别
例数(n)
AFU[n(%)]
AFP [n 的]
TKl[n(%)]
PLC组
116
84 (70.6)
87 (73. 1)
67 (56.3)
良性肝病组
109
72 (67.9)
22 (20.8)
29 (27.4)
正常对照组
104
8 (7.7)
0 (0.0)
2 1.9)
TK1(x-19. 199, /K0. 001)；良性肝病组和正常对照组比较,AFU (寸=78. 223, R0. 001), AFP(寸=21.948, KO. 001), TK1 (寸=25. 008, /KO. ()01)。
四、对PLC组与非肝癌组(良性肝病组和正常对照组)的诊断性能进行评估
对原发性肝癌组和非肝癌组的诊断性能进行了评估。两组血清的AFP、AFU、TK1单项检测和 三项联检敏感性和特异性见表4, AFU、AFP、TK1三项联检对PLC诊断敏感性为91.38%,明显高 于任一单项检测，但特异性降低了，只达到50. 21%。
表4 PLC患者血清AFlAFP、TK1单项检测及联合检测诊断性能偶)(IIPC组与非肝癌组)
Tab4. Diagnostic performances of AFU, AFP and TK1 for single and combined detection of五、对PLC组与非肝癌组进行ROC曲线分析
PLC (%) (HPC group vs. non-HPC group)
检测项目
敏感性
特异性
准确性
阳性预测值
阴性预测值
AFU
72.41 (84/116)
63.34(135/213)
66.57 (219/329)
51.85 (84/162)
84.12(135/167)
AFP
75.00 (87/116)
89.67(191/213)
84.50 (278/329)
79.82 (87/109)
86.82(191/220)
TK1
57. 76 (67/116)
85.92(183/213)
75.99 (250/329)
69.07 (67/97)
79.38(183/232)
AFL+AFP+TK1
91.38(106/116)
50.21(120/239)
68.69 (226/329)
47.11(106/225)
92.30(120/130)
PLC组与非肝癌组ROC曲线分析。以《原发性肝癌诊疗规范2011年版)》为标准，绘制 AFU、AFP、TK 1单独检测的R0C曲线,再以AFU、AFP、TK 1为自变量,建立Logistic回归模型， Logit(/)=-3. 331+0.013 AFU+0. 05 AFP+0.680 TK1,通过模型中的概率值pre-1来拟合联合检测 的ROC曲线，进行诊断试验诊断效果的比较见表5。概率值pre-1 ROC曲线下面积大于单独检测 AFU (Z=5. 379, /K0. 01)和 TK1 (7=3. 753, /K0. 01),差异有显著统计学意义，概率值 pre-1 ROC 曲线下面积大于单项检测AFP的比较(©2.010, ZK0.05),差异有统计学意义；ROC曲线下面积 AFU 和 AFP 比较(务2. 828, A0.01)(表 5)(图1)。
ROC Curve
1.0
m>2§s
0.8-
0.6-
0.4-
0.2-
00iiii
0.00.20.40.60.81.0
1 - Specificity图1 ROC曲线分析(肝癌组与非肝癌组)
Fig 1. Analysis of ROC curve (PLC group vs. non-PLC group)
表5 ROC曲线下的面积及相关参数评价(肝癌组与非肝癌组)Tab 5. The area under the ROC curve and the related parameters (PLC vs. non-PLC)
项目
AFU
AFP
TK1
概率值pre-1
临界值
40. 80 U/L
10.86 ng/L
1.92 pmol/L
0.21
敏感性(％)
72.4
75.0
63.8
85.3
特异性(%)
63.8
92.0
83. 1
83. 1
准确性(%)
66.9
85.9
76.3
83.9
约登指数偶)
36.2
67.0
46.9
68.4
阳性预测值(%)
52.2
83. 7
67.3
73.3
阴性预测值(%)
81.0
87 1
80.8
91.2
假阳性率(%)
36.2
8.0
16.9
16.9
标准误
0. 029
0. 028
0. 028
0.019
AUC
0.718
0. 832
0. 773
0. 900
(95%CI)
(0. 662-0. 774)
(0. 778-0. 887)
(0.719-0. 827)
(0. 863-0. 937)
醐
5. 379
2.010
3. 753
—

<0.01
<0. 05
<0.01
—
注：AUC:曲线下面积；95%CI: 95%可信区间；无数据；#,单项检测曲线下面积与三项联 合检测面积比较。
讨论
PLC是指肝细胞或肝内胆管细胞发生的肿瘤，是目前高发病率和死亡率的重要恶性肿瘤之 一。在我国，PLC的发病率和死亡率维持在高水平，据我国卫生部调查报告显示2010年肝癌的 发病率和死亡率分别为27. 29/10万和23. 76/10万，在所有肿瘤中肝癌的发病率列第四位，而肝 癌的死亡率列第二位⑹。在美国，据预测2013年PLC的新发病人数达到3. 06万和死亡人数达到 2. 17万，PLC的死亡人数占所有癌症死亡人数第五位⑺。在临床上PLC的症状常和一些良性肝病 症状相似，如肝硬化、活动性肝病、肝脓肿及肝非癌性占位性病变等良性肝病。因此，临床诊断 PLC常须鉴别良性肝病。
O-L-岩藻糖甘酶(a-L-Fucosidase, AFU)是存在于多种组织中的一种溶酶体酸性水解酶， 因其呈现于几乎所有的哺乳动物的细胞中⑻。有文献推荐AFU作为检测HPC的一种标志物，和AFP 起互补作用，因为在PLC中AFU的活力明显高于良性肝病组&气 但对于AFU在PLC诊断中的敏 感度和特异度的研究结果相差很大顷。本研究中，PLC组和非肝癌组比较，AFU的敏感度和特异 度分别为72. 4%和63. 8%, Cut-off值为40. 80 U/L (表5)。从表5和图1 R0C曲线下面积，AFP 和AFU的面积比较差异有显著统计学意义(/K0.01K对于AFU在肝癌的诊断价值有待进一步研 究。
AFP是胎儿发育早期由肝脏和卵黄囊合成的一种血清糖蛋白，在临床上己广泛应用于的PLC 普查、诊断及疗效观察。但并非所有PLC的肝细胞都分泌AFP而成假阴性，同时也存在假阳性， 如肝硬化、肝炎、畸胎瘤等可呈假阳性，因此临床上使用AFP诊断PLC,极易增加PLC患者的漏 诊率和误诊率。本资料表5和图1中AFP在PLC的诊断中敏感性为75. 0%和特异性92. 0%,和有 关研究相近2痢。细胞质胸昔激酶1 (TK1)是D\A补救合成途径中的关键酶之一，是细胞异常
增殖的标记物。肿瘤是增殖性疾病，文献®显示肿瘤时TK1表达I：升。异常增殖类病变由于病变 细胞缺失了凋亡调控，DNA合成剧增导致TK 1水平异常升高。正常人体内TK 1水平极微量或无, 因此，血清TK1检测目前被用于肿瘤筛查、恶性增殖性病变的筛查和治疗后的跟踪监测。TK1 的临床应用存在着局限性，患有异常增殖性疾病的患者存在个体差异，部分患者细胞增殖速率较 低，使TK 1水平始终处于低增殖状态，从而造成假阴性；女性月经期、妊娠期的细胞处于增殖 阶段，使TK1水平升高而造成假阳性；因此，单独检测TK1虽在PLC患者中有63.8% (表5) 的敏感性，但其不足以成为PLC的首选诊断指标，需要联合其他特异性较高的肿瘤标志物才能解 决TK1涉及癌谱较广的问题。
表4简单联合检测模式时，AFU、AFP和TK1三项联合检测可使诊断敏感性提高，敏感性提高 到91. 38%,但特异性降低到50. 21%,这提示应用AFU、AFP和TK1联合检测PLC时要注意假阳 性问题，必要时要结合临床症状和其他检查，才能做出正确诊断。另外，本研究采用Logistic 回归模型，通过拟合最佳回归曲线，可以分析多种肿瘤标志物联合检测PLC的作用，建立在预测 概率pre-1基础上的检验变量可同时提高检测的敏感性和特异性，表5中可见敏感性和特异性同 时提高。图1中R0C曲线诊断性能分析上，TK1的R0C曲线下面积小于AFP及三者联合检测时采 用Logistic回归分析时得出的预测概率值pre-1的R0C曲线下面积，TK1对于PLC的诊断性有 一定的作用。图1 ROC曲线性能分析显示，三项联合检测时Logistic回归预测概率值preT的 R0C曲线下面积大于任一单项检测，说明Logistic回归模型联合检测有助于提高诊断效能。
综上所述，三项血清肿瘤标志物AFL\ AFP. TK1检测采用Logistic回归模型可以提高PLC 的诊断性能，三项指标均为目前临床常用的肿瘤标志物，检测经济、方便。
参考文献
[1] Masuzaki R. Karp SJ, Omata M. New serum markers of hepatocellular carcinoma[J]. Semin Oncol.
2012, 39(4): 434-439.
[2] 范公忍，王伟芳，韩聚强,etaL血清AFP、GP73和GPC3联合检测在原发性肝癌诊断中的应用[J].检验医学,2014, 29(9): 884-888.
[3] 秦继宝，薄维波血清AFRTK1.DKK1联合检测对原发性肝癌的诊断价值[J].临床检验杂志,2014, 32(7): 545-547.
[4] 中华人民共和国卫生部.原发性肝癌诊疗规范(2011年版)[J].临床肿瘤学杂志,2011, 16(10):
929-946.
[5] 中华医学会传染病与寄生虫病学分会、肝病学分会联合修订.病毒性肝炎防治方案[J].中华肝脏病杂志,2000, 86): 324-329.
[6] 陈万青，张思维，曾红梅,etal.中国2010年恶性肿瘤发病与死亡[J].中国肿瘤,2014,23(1):
1-10.
[7] Siegel R. Naishadham D, Jemal A. Cancer statistics, 2013[J]. CA: A Cancer Journal for Clinicians,2013,63(1): 11-30.
[8] Stcfaniuk P, Cianciara J, Wicrcinska-Drapalo A. Present and future possibilities for early diagnosisof hepatocellular carcinoma[J]. World J Gastroenterol, 2010, 16(4): 418-424.
[9] Song P, Feng X. Inagaki Y, et al. Clinical utility of simultaneous measurement of alpha-fetoproteinand des-gannna-carboxy prothrombin for diagnosis of patients with hepatocellular carcinoma in
China: A nnilti-ccntcr case-controlled study of IJ 53 subjccts[J]. B iosci Trends, 2014, 8(5):
266-273.
[10] Gan Y. Liang Q. Song X. Diagnostic value of alpha-L-fucosidase tor hepatocellular carcinoma: a meta-analysis[J]. Tumour Biol, 2014, 35(5): 3953-3960.
[11] Alegre MM, Robison RA, O'Neill KL. Thymidine Kinase I: A Universal Marker for Cancer[J]. Cancer and Clinical Oncology, 2013, 2(1).