吉林大学学报(医学版)  2018, Vol. 44 Issue (05): 1020-1024

扩展功能

文章信息

孙洪帅, 朱华, 高海燕, 万广财, 于秀艳
SUN Hongshuai, ZHU Hua, GAO Haiyan, WAN Guangcai, YU Xiuyan
肿瘤标志物SCC-Ag、CEA、CYFRA21-1和D-二聚体联合检测对非小细胞肺癌的早期诊断价值
Value of combined detection of tumor markers SCC-Ag, CEA, CYFRA21-1 and D-dimer in early diagnosis of non-small cell lung cancer
吉林大学学报(医学版), 2018, 44(05): 1020-1024
Journal of Jilin University (Medicine Edition), 2018, 44(05): 1020-1024
10.13481/j.1671-587x.20180524

文章历史

收稿日期: 2017-11-23
肿瘤标志物SCC-Ag、CEA、CYFRA21-1和D-二聚体联合检测对非小细胞肺癌的早期诊断价值
孙洪帅 , 朱华 , 高海燕 , 万广财 , 于秀艳     
吉林省肿瘤医院检验科, 吉林 长春 130012
[摘要]: 目的: 探讨肿瘤标志物鳞状细胞癌抗原(SCC-Ag)、癌胚抗原(CEA)、细胞角蛋白19片段(CYFRA21-1)和D-二聚体(D-D)在非小细胞肺癌(NSCLC)患者体内的表达水平,阐明其对NSCLC早期诊断的临床价值。方法: 选取NSCLC患者200例(NSCLC组)、肺部良性病变患者198例(肺部良性病变组)和健康体检者196名(对照组)作为研究对象,检测静脉血血清中SCC-Ag、CEA、CYERA21-1和D-D水平,并进行组间比较。绘制受试者工作特征曲线(ROC曲线)分析各肿瘤标志物、D-D水平以及联合指标在NSCLC患者中的诊断价值。结果: NSCLC组患者各肿瘤标志物及D-D水平均明显高于肺部良性病变组和对照组(P < 0.01);肺腺癌患者CEA水平高于肺鳞癌患者(P=0.005),肺鳞癌患者SCC-Ag和CYFRA21-1水平高于肺腺癌患者(P=0.008,P=0.004);Ⅲ-Ⅳ期NSCLC患者CEA、CYFRA21-1和D-D水平明显高于Ⅰ-Ⅱ期NSCLC患者(P < 0.05)。ROC曲线,单项检测中,SCC-Ag的曲线下面积(AUC)最大(AUC=0.805),其灵敏度和特异度分别为85.42%和64.21%,联合指标的诊断效能优于各单项指标(AUC=0.933),其灵敏度和特异度分别为86.46%和88.42%。结论: 肿瘤标志物SCC-Ag、CEA、CYFRA21-1和D-D联合检测可明显提高NSCLC早期诊断的灵敏度和特异度,其对NSCLC早期诊断具有重要意义。
关键词: 癌, 非小细胞肺    肿瘤标志物    D-二聚体    受试者工作特征曲线    
Value of combined detection of tumor markers SCC-Ag, CEA, CYFRA21-1 and D-dimer in early diagnosis of non-small cell lung cancer
SUN Hongshuai, ZHU Hua, GAO Haiyan, WAN Guangcai, YU Xiuyan     
Department of Clinical Laboratory, Jilin Provincial Tumor Hospital, Changchun 130012, China
[Abstract]: Objective: To investigate the expression levels of tumor markers squamous cell carcinoma antigen (SCC-Ag), carcinoembryonic antigen(CEA), cytokeratin 19 fragment(CYFRA21-1)and D-dimer(D-D) of the patients with non-small cell lung cancer(NSCLC), and to elucidate its clinical value in the early diagnosis of NSCLC. Methods: A total of 200 patients with NSCLC(NSCLC group), 198 patients with benign lung disease(benign lung disease group) and 196 healthy subjects(control group) were selected and the levels of tumor markers and D-D were detected and compared between groups. The receiver operator characteristic curve (ROC) was drawn to analyze the diagnostic values of different tumor markers, D-D, and joint indicators in the patients with NSCLC. Results: The levels of tumor markers and D-D of the patients in NSCLC group were significantly higher than those in benign lung disease group and control group (P < 0.01). The level of CEA in lung adenocarcinoma was higher than that in lung squamous cell carcinoma (P=0.005). The levels of SCC-Ag and CYFRA21-1 in lung squamous cell carcinoma were higher than those in lung adenocarcinoma (P=0.008, P=0.004). The levels of tumor markers CEA, CYFRA21-1 and D-D of the patients with stage Ⅲ and Ⅳ NSCLC were significantly higher than those of the patients with stage Ⅰ and Ⅱ NSCLC (P < 0.05). The ROC curves showed that area under curve(AUC)of SCC-Ag was higher than other single indexes(AUC=0.805);the sensitivity and specificity were 85.42% and 64.21%, respectively. The diagnostic efficacy of the joint indicators was better than that of each single index (AUC=0.933);the sensitivity and specificity were 86.46% and 88.42%, respectively. Conclusion: Combined detection of tumor markers SCC-Ag, CEA, CYFRA21-1 and D-D can significantly increase the sensitivity and specificity of early diagnosis of NSCLC and has important significance in the early diagnosis of NSCLC.
Key words: carcioma, non-small cell lung     tumor markers     D-dimer     receiver operatating characteristic curve    

非小细胞肺癌(non-small cell lungcarcinoma, NSCLC)占肺癌总数的80%~85%[1],常见的病理类型包括腺状细胞癌、鳞状细胞癌和大细胞癌。目前NSCLC主要通过低剂量肺部螺旋CT、纤维支气管镜和肺部病理活检等检查确诊,但其起病隐匿,多数患者发现时已为晚期,失去了手术切除的机会,如不治疗,中位生存时间仅4~5个月[2]。因此,NSCLC的早期发现对于延长患者的生存期至关重要。肿瘤标志物是指肿瘤发生过程中,由肿瘤细胞合成、分泌或脱落到体液或组织中并与肿瘤密切相关的活性物质[3-11]。吴园园等[12]报道了利用肿瘤标志物来辅助诊断肺癌。曹耿磊[13]也报道了肿瘤标志物在肺部肿瘤临床研究中发挥着至关重要的作用,其可以用于NSCLC早期诊断。本实验选取灵敏度与特异度相对较高的肿瘤标志物[鳞状细胞癌抗原(squamous cell carcinoma antigen,SCC-Ag)[14-15]、癌胚抗原(carcinoembryonic antigen,CEA)[16]、细胞角蛋白19片段(cytokeratin 19 fragment,CYFRA21-1)][17]来辅助诊断NSCLC。最近,有关D-二聚体(D-D)与NSCLC之间关系的研究逐渐受到重视,蔡文慧等[18]研究发现:在NSCLC患者中,D-D有升高的趋势。国内外关于NSCLC早期诊断的研究相对较少,本研究选取肿瘤标志物SCC-Ag、CEA、CYFRA21-1和D-D联合诊断NSCLC,以期为NSCLC的早期诊断提供一种确实有效的方法。

1 资料与方法 1.1 研究对象

选取2013年6月—2017年9月于本院就诊的NSCLC患者(200例,NSCLC组)、肺部良性病变患者(198例,肺部良性病变组)和健康体检者(196名,对照组)作为研究对象。NSCLC患者由病理学或组织学诊断确诊,肺部良性病变患者由低剂量肺部螺旋CT和纤维支气管镜等方法综合诊断。排除标准:①肿瘤标志物SCC-Ag、CEA、CYFRA21-1和D-D未同时检测的患者;②接受过NSCLC系统治疗的患者;③既往有其他部位恶性肿瘤病史患者;④伴有肝硬化、充血性心力衰竭和肾病综合征的患者;⑤在测量肿瘤标志物SCC-Ag、CEA、CYFRA21-1与D-D之前,摄入了高剂量利尿剂的患者。

1.2 分组和检测方法

将研究对象分为NSCLC组、肺部良性病变组(肺结核瘤、肺错构瘤和肺炎性假瘤等)和对照组,收集每组患者的基线信息。采用雅培ARCHITECT i2000全自动化学发光仪及原装配套试剂测定SCC-Ag、CEA和CYFRA21-1水平,采用ACL(TOP700)全自动凝血分析仪及原装配套试剂测定D-D水平。根据实验室检测标准,以CEA>5 μg·L-1、SCC-Ag>5μg·L-1、CYFRA21-1>5μg·L-1和D-D>5 00 μg·L-1判定为阳性,联合检测时若有1个及1个以上指标阳性则判定为阳性,否则判定为阴性。在前期临床工作中本文作者发现NSCLC组患者肿瘤标志物SCC-Ag、CEA、CYFRA21-1和D-D水平高于肺部良性病变组和对照组,因此,本研究采用肿瘤标志物SCC-Ag、CEA、CYFRA21-1和D-D联合检测NSCLC,从而放大NSCLC的检出率;对检测结果作图绘制受试者工作特征曲线(ROC曲线),计算曲线下面积(AUC)。

1.3 统计学分析

采用SPSS 22.0统计软件进行统计学分析,ROC曲线绘制采用MedCalc 15.0软件。各组研究对象年龄比较采用单因素方差分析,各组性别构成比比较采用χ2检验。对于不满足正态分布的SCC-Ag、CEA、CYFRA21-1和D-D水平比较采用秩和检验,两个独立样本间比较采用非参数检验Mann-Whitney U检验,多个独立样本比较采用非参数检验Kruskal-wills H 检验。采用ROC曲线比较4种标志物与4种标志物联合检测的诊断效能,并计算ROC的AUC、灵敏度和特异度。以P < 0.05表示差异有统计学意义。

2 结果 2.1 各组研究对象一般资料

NSCLC组200例,其中男性108例,女性92例,中位年龄63岁(41~78岁)。肺部良性病变组198例,其中男性98例,女性100例,中位年龄59岁(31~81岁)。对照组196名,其中男性100名,女性96名,中位年龄60岁(36~80岁)。研究对象年龄和性别构成比比较差异无统计学意义(P=0.426,P=0.311),具有可比性。见表 1

表 1 各组研究对象基线信息 Table 1 Baseline characteristics of subjects in various groups
[n(η/%)]
Group n Gender Age(year) Smoking history
Male Female < 60 ≥60 Non-smoker Light-smoker Smoker
Control 196 108(54.0) 92(46.0) 95(47.5) 105(52.5) 76(38.0) 53(26.5) 71(35.5)
Benign lung disease 198 98(49.5) 100(50.5) 108(54.5) 90(45.5) 89(45.0) 48(24.2) 61(30.8)
NSCLC 200 96(49.0) 100(51.0) 91(46.4) 105(53.6) 71(36.2) 55(28.1) 70(35.7)
2.2 各组研究对象肿瘤标志物和D-D水平

由于NSCLC组、肺部良性病变组和对照组研究对象SCC-Ag、CEA、CYFRA21-1和D-D水平均呈非正态分布(P < 0.01),因此3组间比较采用Kruskale-Wallis H秩和检验。结果显示:NSCLC组患者SCC-Ag、CEA、CYFRA21-1和D-D水平明显高于肺部良性病变组和对照组(P < 0.01),而肺部良性病变组与对照组研究对象SCC-Ag、CEA、CYFRA21-1及D-D水平比较差异均无统计学意义(PSCC-Ag=0.312, PCEA=0.780,PCYFRA21-1 =0.379,PD-D=0.313)。见表 2

表 2 各组研究对象SCC-Ag、CEA、CYFRA21-1和D-D水平 Table 2 Levels of SCC-Ag, CEA, CYFRA21-1, and D-D of subjects in various groups
[M(P25-P75), ρB/(μg·L-1)]
Group n SCC-Ag CEA CYFRA21-1 D-D
Control 196 0.68(0.40-1.08) 1.83(1.20-2.53) 1.67(0.91-2.73) 122.00(89.25-215.75)
Benign lung disease 198 0.60(0.40-0.90) 1.80(1.20-2.72) 1.97(1.14-2.75) 155.00(94.00-314.00)
NSCLC 200 1.12(1.03-1.90)*△ 4.25(1.71-16.68)*△ 3.37(2.19-6.85)*△ 342.00(184.75-608.25)*△
H 25.833 43.333 43.058 18.472
P <0.001 <0.001 <0.001 <0.001
P value was obtained using Kruskale-Wallis H test; * P < 0.05 vs control group; P < 0.05 vs benign lung disease group.
2.3 不同病理类型NSCLC患者肿瘤标志物和D-D水平

肺腺癌患者CEA水平明显高于肺鳞癌患者(P=0.005),肺鳞癌患者SCC-Ag和CYFRA21-1水平明显高于肺腺癌患者(P=0.008,P=0.004),而不同病理类型NSCLC患者D-D水平比较差异无统计学意义(P=0.923)。见表 3

表 3 不同病理类型NSCLC患者肿瘤标志物和D-D水平 Table 3 Levels of tumor markers and D-D of NSCLC patients with different pathological types
[M(P25-P75),ρB/(μg·L-1)]
Groups n SCC-Ag CEA CYFRA21-1 D-D
Lung adenocarcinoma 101 1.07(1.02-1.50) 6.09(2.33-30.48) 2.77(1.89-5.37) 298.00(183.00-686.00)
Lung squamous cell carcinoma 99 1.30(1.06-4.40) 2.76(1.41-5.01) 4.46(2.66-11.87) 365.00(182.50-593.50)
T 631.0 611.0 606.0 932.0
P 0.008 0.005 0.004 0.923
P value was obtained using Mann-Whitney U test.
2.4 不同疾病分期NSCLC患者肿瘤标志物和D-D水平

Ⅲ-Ⅳ期患者CEA、CYFRA21-1和D-D水平明显高于Ⅰ-Ⅱ期患者(P < 0.05),而Ⅲ-Ⅳ期患者SCC-Ag水平与Ⅰ-Ⅱ期患者比较差异无统计学意义(P>0.05)。见表 4

表 4 不同疾病分期NSCLC患者肿瘤标志物和D-D水平 Table 4 Levels of tumor markers and D-D in NSCLC patients at different stages
[M(P25-P75),ρB/(μg·L-1)]
Group SCC-Ag CEA CYFRA21-1 D-D
StageⅠ+stageⅡ 1.10(1.01-1.60) 2.33(0.94-5.58) 2.52(1.98-4.11) 245.00(156.00-544.50)
StageⅢ+stageⅣ 1.12(1.04-2.80) 5.10(2.48-27.55) 4.31(2.57-9.86) 365.00(212.00-686.50)
T 884.0 569.0 623.5 721.0
P 0.23 <0.001 0.001 0.045
P value was obtained using Mann-Whitney U test.
2.5 ROC曲线分析肿瘤标志物及D-D水平对NSCLC的诊断价值

肿瘤标志物SCC-Ag、CEA、CYFRA21-1和D-D水平及4项指标联合检测在NSCLC诊断中的AUC分别为0.805、0.728、0.746、0.778和0.933,与对照组(AUC=0.5)比较差异均有统计学意义(P < 0.05),见图 1。单项检测中,SCC-Ag的AUC高于其他单项指标,其灵敏度和特异度分别为85.42%和4.21%。4项指标联合检测的诊断效能均优于各单项检测(AUC=0.933),其灵敏度和特异度分别为86.46%和88.42%。见表 4

图 1 肿瘤标志物和D-D水平在NSCLC诊断中的ROC曲线 Figure 1 ROC of levels of tumor markers and D-D in diagnosis of NSCLC
表 5 ROC曲线分析各肿瘤标志物和D-D水平对NSCLC的诊断价值 Table 5 Diagnostic values of levels of tumor markers and D-D in NSCLC analzed by ROC
Groups AUC Sensitivity (η/%) Specificity(η/%) PV+(η/%) PV- (η/%) YI P
SCC-Ag 0.805(0.742-0.859) 85.42 64.21 70.70 81.30 0.496 3 0.000
CEA 0.728(0.660-0.790) 58.33 87.37 82.40 67.50 0.457 0 0.001
CYFRA21-1 0.746(0.678-0.806) 48.96 91.58 85.50 64.00 0.405 4 0.002
D-D 0.778(0.712-0.834) 80.21 63.16 68.70 75.90 0.433 7 0.004
Combined detection 0.933(0.888-0.964) 86.46 88.42 88.30 86.60 0.748 8 0.000
AUC: Area under curve;PV+: Positive predict value;PV-: Negative predict value; YI: Youden index.
3 讨论

肿瘤标志物是肿瘤组织在发生发展过程中释放的微量物质,在恶性肿瘤中呈高表达,其可用于肿瘤的早期诊断。此外,恶性肿瘤还可使NSCLC患者血液呈高凝状态,继而D-D水平在NSCLC患者血液中相应升高,且D-D水平升高程度与病情的严重程度有关联,因此,研究肿瘤标志物和D-D水平与NSCLC的相关性对早期诊断NSCLC具有重要意义。

SCC-Ag是从宫颈鳞状细胞癌患者中分离、提纯出的一种糖蛋白,广泛存在于恶性肿瘤的上皮细胞中。研究[13]表明:SCC-Ag是检测NSCLC特异性较高的指标。CEA是一种酸性糖蛋白,编码基因位于19号染色体上,为胚胎性癌抗原,国内外均有证实,CEA在多数NSCLC患者血液中呈高水平表达。

CYFRA21-1属于细胞角蛋白家族,当肿瘤细胞破坏或死亡时大量可溶性的细胞角蛋白19片段释放入血,使其在血液中的水平明显升高,其为NSCLC特异性最好的肿瘤标志物。本研究结果显示:肿瘤标志物SCC-Ag、CEA、CYFRA21-1和D-D水平在NSCLC组患者中明显升高,而肺部良性病变组和对照组研究对象各肿瘤标志物和D-D水平较低,说明肿瘤标志物SCC-Ag、CEA、CYFRA21-1和D-D水平对NSCLC早期诊断具有一定的临床价值。许利芳等[19]研究表明:肿瘤标志物CEA、CYFRA21-1和SCC-Ag对NSCLC诊断和预后评估具有重要的临床价值。不同病理类型NSCLC患者肿瘤标志物SCC-Ag、CEA、CYFRA21-1和D-D水平不同,考虑肺鳞癌时优先选择检测SCC-Ag和CYFRA21-1,考虑肺腺癌时优先选择检测CEA。曹耿磊[13]报道:CEA在腺癌中的水平高于鳞癌,SCC-Ag在鳞癌的水平高于腺癌,其结论与本研究结果一致。随着NSCLC分期越高,患者肿瘤标志物CEA、CYFRA21-1和D-D水平升高越明显,提示可根据肿瘤标志物及D-D表达水平来评估NSCLC患者的预后,与许利芳等[19]研究结果一致。本研究ROC曲线结果显示:单个指标SCC-Ag在NSCLC诊断效能最高,AUC为0.805,灵敏度为85.42%;而4项联合指标AUC为0.933,灵敏度为86.46%;4项联合指标AUC高于SCC-Ag(0.128),灵敏度高于SCC-Ag(1.02%),说明4项指标联合检测的诊断效能大大优于单项指标。

综上所述,CEA是诊断肺腺癌较理想的指标,SCC-Ag和CYFRA21-1是诊断肺鳞癌较理想的指标;CEA、CYFRA21-1和D-D检测值大小与NSCLC的分期有关;肿瘤标志物SCC-Ag、CEA、CYFRA21-1和D-D联合检测对NSCLC的诊断效能和灵敏度最高,本研究与许利芳等[19]结果比较,具有更高的诊断灵敏度与特异度,从而为早期无创性诊断NSCLC提供了一种确实有效的方法。

参考文献
[1] 田华.肿瘤标志物对非小细胞肺癌术后辅助化疗疗效观测的研究[D].太原: 山西医科大学, 2015. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10114-1015984835.htm
[2] 李艳, 郭其森. 晚期非小细胞肺癌维持治疗进展[J]. 中华肿瘤防治杂志, 2014, 21(10): 800–804.
[3] 雷宇, 赵洪文. 肺癌相关肿瘤标志物的临床价值及研究进展[J]. 中国实用内科杂志, 2017, 37(2): 166–169.
[4] 金武勇, 彭靖琪, 胡悦, 等. 新疆大肠癌与肿瘤标志物的相关性研究[J]. 中国肿瘤临床与康复, 2017, 24(1): 14–17.
[5] Shin JA, Chang YS, Kim HJ, et al. Diagnostic utility of interferon-gamma release assay in extrapulmonary tuberculosis[J]. Diagn Microbiol Infect Dis, 2015, 82: 44–48. DOI:10.1016/j.diagmicrobio.2015.02.002
[6] 汤胜君, 胡敏, 陈昆友, 等. 胃蛋白酶原联合肿瘤标志物检测对健康人群胃癌发生的预测价值[J]. 中国卫生检验杂志, 2017, 27(15): 2217–2219.
[7] Huang YL, Chen J, Yan W, et al. Diagnostic accuracy of cytokeratin-19 fragment (CYFRA 21-1) for bladder cancer:a systematic review and meta-analysis[J]. Tumour Biol, 2015, 36(5): 3137–3145. DOI:10.1007/s13277-015-3352-z
[8] 陈飞英, 顾燕敏, 张艳, 等. 血清肿瘤标志物联合检测在结直肠癌诊断中的意义[J]. 中国卫生检验杂志, 2017, 27(16): 2317–2319.
[9] Michalak M, Gąsiorowska E, Markwitz EN. Diagnostic value of CA125, HE4, ROMA and logistic regression model in pelvic mass diagnostics-our experience[J]. Ginekol Pol, 2015, 86: 256–261. DOI:10.17772/gp/2070
[10] 林文科, 吴吉芳, 郑志昂. 多种肿瘤标志物在胰腺癌中的诊断价值及相关性研究[J]. 中国免疫学杂志, 2017, 33(1): 120–125. DOI:10.3969/j.issn.1000-484X.2017.01.025
[11] Pakdel A, Malekzadeh M, Naghibalhossaini F. The association between preoperative serum CEA concentrations and synchronous liver metastasis in colorectal cancer patients[J]. Cancer Biomark, 2016, 16: 245–252. DOI:10.3233/CBM-150561
[12] 吴园园, 管世鹤, 杨凯, 等.血清肿瘤标志物在肺癌辅助诊断中的应用[D].中国微生态学杂志, 2017, 29(5): 547-549.
[13] 曹耿磊.肿瘤标记物CA125、CYFRA21-1联合血浆D-二聚体对早期非小细胞肺癌的诊断意义[D].西宁: 青海大学, 2016. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10743-1016722671.htm
[14] 许军生, 黄猛, 杨浩, 等. CEA和SCC联合检测对肺癌诊断的临床价值[J]. 国际检验医学杂志, 2017, 28(1): 44–45, 48. DOI:10.3969/j.issn.1673-4130.2017.01.017
[15] 陈剑萍, 叶柳青, 于爱军, 等. 多种肿瘤标志物在宫颈癌诊断中的临床应用分析[J]. 中国卫生检验杂志, 2017, 27(17): 2533–2535, 2538.
[16] 段新春, 崔永, 龚民, 等. 手术前后血清CEA和CYFRA21-1水平的变化有助于预测非小细胞肺癌患者的预后[J]. 中国肺癌杂志, 2015, 18(6): 358–364.
[17] 颜兵, 刘辉, 游俊浩, 等. 肠癌患者Cyfra21-1与临床病理参数关系回顾性分析[J]. 中华肿瘤防治杂志, 2017, 24(7): 472–476.
[18] 蔡文慧, 魏凯, 林小琼. 血浆D-二聚体检测在非小细胞肺癌中的临床意义[J]. 中国医学创新, 2017, 14(2): 128–133. DOI:10.3969/j.issn.1674-4985.2017.02.033
[19] 许利芳, 胡克. 血清CEA、SCCA、CYFRA21-1、NSE与血浆D-D联合检测对肺癌诊断的临床意义[J]. 临床肺科杂志, 2017, 22(2): 233–237. DOI:10.3969/j.issn.1009-6663.2017.02.011