賈金芳 黃靜 朱曉莉
肺癌是全球癌癥相關(guān)死亡的主要原因之一[1]。肺癌的平均5年生存率為17.4%,而IA期肺癌10年生存率達(dá)92%[2-3],由此可見,早診早治是提高肺癌總體生存率的關(guān)鍵。早期肺癌多表現(xiàn)為肺結(jié)節(jié),肺結(jié)節(jié)通常指影像學(xué)表現(xiàn)為直徑≤3 cm的局灶性、類圓形、密度增高的實(shí)性或亞實(shí)性肺部陰影,可分為孤立性和多發(fā)性病變,不伴肺不張、肺門淋巴結(jié)腫大和胸腔積液[4]。近年來,隨著低劑量螺旋計(jì)算機(jī)斷層掃描(low dose spiral computed tomography,LDCT)在肺癌篩查中的廣泛應(yīng)用,外周肺結(jié)節(jié)的檢出率顯著提高,已達(dá)到93.8%,令肺癌死亡率降低20%。然而,LDCT存在假陽性率高(96.4%)和潛在的放射性損傷等問題[5-6]。
近年來腫瘤相關(guān)自身抗體(autoantibodies,AABs)在肺癌的相關(guān)研究中顯示出較好的診斷價(jià)值,已被部分歐美國家批準(zhǔn)用于肺癌的早期診斷[7]。Zhang等[3]研究發(fā)現(xiàn),p53、SOX2、GAGE7和MAGE-A1在非小細(xì)胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)中的表達(dá)明顯升高,PGP9.5 在肺鱗癌中表達(dá)較高,GBU4-5在肺腺癌中表達(dá)較高。Ren等[8]在中國高危人群中采用7-AABs(p53、PGP9.5、SOX2、GAGE7、GBU4-5、MAGE-A1和CAGE)和LDCT對早期肺癌進(jìn)行篩查,結(jié)果顯示肺癌診斷的敏感性和特異性分別為61%和90%,7-AABs 和LDCT 結(jié)合顯著提高磨玻璃結(jié)節(jié)(ground glass nodule,GGN)和(或)實(shí)性結(jié)節(jié)(solid nodule,SN)診斷的準(zhǔn)確率,具有一定的臨床應(yīng)用前景。但目前關(guān)于腫瘤自身抗體在0~ⅠA期肺癌患者中的診斷價(jià)值少有文獻(xiàn)報(bào)道,本研究通過檢測肺結(jié)節(jié)患者血漿中AABs水平,探討自身抗體在惡性肺結(jié)節(jié)中的診斷價(jià)值。比較并分析7-AABs 與腫瘤標(biāo)志物、Mayo 模型聯(lián)合檢測的診斷效能,并分析7-AABs陽性表達(dá)與CT征象的相關(guān)性。
選取2016年12月至2019年2月東南大學(xué)附屬中大醫(yī)院胸心外科和呼吸科收治的患者,所有患者均通過LDCT評估發(fā)現(xiàn)肺結(jié)節(jié),并經(jīng)手術(shù)取得病理診斷結(jié)果。收集術(shù)前臨床資料,包括CT征象、血液學(xué)檢查結(jié)果[(癌胚抗原(carcinoembryonic antigen,CEA)、神經(jīng)元特異性烯醇化酶(neuron specific enolase,NSE)、細(xì)胞角蛋白19片段21-1(cytokeratin 19 fragment 21-1,CYFRA 21-1)和AABs]、性別、年齡和吸煙史等,其中“無吸煙者”是指既往吸煙量少于100支的人。入選標(biāo)準(zhǔn):1)胸部CT發(fā)現(xiàn)直徑≤30 mm的肺結(jié)節(jié),包括純磨玻璃結(jié)節(jié)(pure GGN,pGGN)、混合磨玻璃結(jié)節(jié)(mixed GGN,mGGN)和SN;2)無肺癌病史;3)5年內(nèi)無確診或治療的其他腫瘤病史;4)肺部未經(jīng)任何放療、免疫治療或手術(shù)治療;5)無自身免疫性疾病史;6)無嚴(yán)重肝腎功能不全病史。本研究經(jīng)東南大學(xué)中大醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn),并獲得患者知情同意。
1.2.1 LDCT掃描參數(shù)及閱片 采用GE HD750 64排128層螺旋CT掃描機(jī),螺距設(shè)定≤1,機(jī)架旋轉(zhuǎn)時(shí)間≤1.0 s,掃描矩陣設(shè)定不低于512×512;掃描參數(shù)為120kVp、30~50 mAs。根據(jù)Fleischner學(xué)會(huì)于2017年發(fā)布的肺結(jié)節(jié)大小測量建議,對SN和GGN在軸位、冠狀位及矢狀位選擇結(jié)節(jié)最大層面,根據(jù)結(jié)節(jié)大小取長軸和短軸平均值(<10 mm)或分別記錄長軸和短軸(≥10 mm)。所有的患者胸部CT均采用連續(xù)薄層掃描(≤1.5 mm,常用1.0 mm或1.25 mm),常規(guī)重建連續(xù)冠狀位和(或)矢狀位,層厚1.0 mm。CT診斷由兩位有5年以上工作經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)生閱片,當(dāng)意見不一致時(shí)經(jīng)協(xié)商取得一致。
1.2.2 腫瘤相關(guān)自身抗體檢測方法 采取患者術(shù)前空腹外周靜脈血5 mL,2 000 r/min 離心15 min,分離血清,室溫(18~25℃)保存,并于8小時(shí)內(nèi)通過ELISA法檢測血清樣品中的7 種自身抗體的濃度。試劑盒由杭州凱保羅生物科技有限公司提供,并由東南大學(xué)附屬中大醫(yī)院實(shí)驗(yàn)室嚴(yán)格按照說明操作。用酶標(biāo)儀在反應(yīng)結(jié)束后30 min內(nèi)讀取波長450 nm處的光密度值(OD450),并計(jì)算自身抗體的相對濃度。試劑盒中自身抗體參考范圍(U/mL):p53<13.1,PGP9.5<11.1,SOX2<10.3,GAGE7<14.4,GBU4-5<7.0,MAGEA1<11.9,CAGE<7.2。7 種自身抗體中的1 種或多種自身抗體的檢測結(jié)果高于其陽性判斷值時(shí)則診斷為“陽性”;所有自身抗體檢測結(jié)果均低于陽性判斷值水平則定義為“陰性”。
1.2.3 傳統(tǒng)腫瘤標(biāo)志物檢測方法 由東南大學(xué)附屬中大醫(yī)院實(shí)驗(yàn)室采用化學(xué)發(fā)光法檢測CEA、NSE 和CYFRA21-1。試劑盒中腫瘤標(biāo)志物參考范圍(ng/mL):CEA<5.0,NSE<16.3,CYFRA21-1<3.3。
1.2.4 MAYO 模型 惡性腫瘤概率=ex/(1+ex),x=-6.827 2+(0.039 1×年齡)+(0.791 7×吸煙)+(1.338 8×惡性腫瘤)+(0.127 4×直徑)+(1.040 7×毛刺)+(0.783 8×位置)
公式說明:①e:自然系數(shù);②年齡:患者年齡(年);③吸煙:曾經(jīng)/正在吸煙計(jì)為1,否則計(jì)為0;④惡性腫瘤:如患者有胸腔外惡性腫瘤史>5年計(jì)為1,否則計(jì)為0;⑤直徑:結(jié)節(jié)的最大直徑(mm);⑥毛刺:如結(jié)節(jié)邊緣有毛刺計(jì)為1,否則計(jì)為0;⑦位置:如結(jié)節(jié)位于肺上葉計(jì)為1,否則計(jì)為0。
采用SPSS 24.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)數(shù)資料組間比較采用χ2檢驗(yàn),計(jì)量資料組間比較采用t 檢驗(yàn)。以P<0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。陽性樣本的數(shù)量和比例以二項(xiàng)式比例的95%置信區(qū)間(95% confidence interval,95%CI)表示。采用二元Logistic 回歸分析預(yù)測肺癌與研究指標(biāo)間的關(guān)系。采用受試者工作特征(ROC)曲線,計(jì)算AUC值評估自身抗體、Mayo模型診斷惡性肺結(jié)節(jié)的效能。
共納入208例肺結(jié)節(jié)患者,包括150例(72.1%)肺癌患者和58 例(27.9%)良性肺疾病患者。肺癌均為NSCLC,包括141例(94.0%)腺癌、7例(4.7%)鱗癌和2例(1.3%)大細(xì)胞癌,患者多數(shù)為女性(62.0%)和非吸煙者(64.7%)。肺癌組和良性肺疾病組的年齡差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.007),在性別、吸煙史、結(jié)節(jié)大小和結(jié)節(jié)個(gè)數(shù)方面,差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05,表1)。
表1 患者的一般資料
2.2.1 7-AABs 診斷惡性肺結(jié)節(jié)的敏感性、特異性和PPV 在所有患者中,單個(gè)自身抗體檢測的特異性較高(94.8%~100%),敏感性較低(8.7%~15.3%)。7種自身抗體聯(lián)合檢測敏感性提高至54.7%,優(yōu)于單個(gè)自身抗體檢測(均P<0.001);7-AABs 的特異性和陽性預(yù)測值(positive predictive valve,PPV)分 別 為87.9%和92.1%,與單個(gè)自身抗體檢測相比,差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05,表2)。結(jié)合AUC 值,提示7種自身抗體聯(lián)合檢測的效能優(yōu)于單一自身抗體檢測。值得注意的是,7-AABs 中2 個(gè)及以上自身抗體同為陽性時(shí),其在肺癌診斷中的PPV(96.6%)高于單個(gè)自身抗體陽性時(shí)的PPV(90.0%,表2)。
2.2.2 7-AABs 在不同肺癌分期、結(jié)節(jié)大小和密度中的敏感性比較 為進(jìn)一步研究7-AABs 在早期肺癌中的診斷價(jià)值,對肺癌組進(jìn)行亞組分析。7-AABs 在0~ⅠA 期肺癌中的總體敏感性為54.5%(95% CI:46.3%~62.8%)。不同肺癌分期的敏感性見表3。
為評估7-AABs在不同結(jié)節(jié)大小中的診斷價(jià)值,對不同結(jié)節(jié)大小亞組(≤8 mm、9~20 mm和>20 mm)間的陽性結(jié)果進(jìn)行分析,結(jié)果顯示,7-AABs在亞組間的敏感性和PPV差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05,表3)。同時(shí),為評估7-AABs在不同肺結(jié)節(jié)密度中的診斷價(jià)值,對不同密度亞組(pGGN、mGGN和SN)間的陽性結(jié)果進(jìn)行分析,結(jié)果顯示,7-AABs在不同密度亞組間的敏感性和PPV差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05,表3)。
7-AABs 與CEA、NSE、CYFRA21-1 及其組合比較,均顯示出更高的敏感性(均P<0.05),特異性差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05,表4)。7-AABs 與腫瘤標(biāo)志物聯(lián)合檢測顯著提高肺癌的診斷能力,敏感性達(dá)70.0%(P<0.05)。
為進(jìn)一步提高診斷能力,將7AABs 與Mayo 模型聯(lián)合用于肺癌診斷。使用單陽規(guī)則將7-AABs 添加到Mayo模型中,即個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)大于風(fēng)險(xiǎn)閾值或7-AABs中任一抗體陽性則判定為陽性。對于固定的風(fēng)險(xiǎn)閾值,例如設(shè)置Mayo模型的風(fēng)險(xiǎn)閾值為30%,當(dāng)使用單陽性規(guī)則將7-AABs 添加到Mayo 模型中,相對于7-AABs、Mayo 模型,敏感性提高至68.7%(P1<0.001),PPV提高至89.6%,AUC提高至0.699(表5)。
若使用雙陽規(guī)則將7-AABs 添加到Mayo 模型中,即個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)大于風(fēng)險(xiǎn)閾值且7-AABs中任一抗體陽性則判定為陽性。對于固定的風(fēng)險(xiǎn)閾值(如30%),Mayo 模型和7-AABs 聯(lián)合檢測時(shí),相對于7-AABs和Mayo模型,特異性提高至96.6%,PPV提高至94.1%,敏感性有所下降,為21.3%(表5)。
在所有患者中,7-AABs陽性表達(dá)與短毛刺、空泡征具有相關(guān)性,結(jié)果具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.032、P=0.017),與腫瘤外形、腫瘤邊界、分葉、支氣管充氣征、血管集束征、胸膜凹陷征、CT值均無相關(guān)性,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表6)。
表2 7-AABs與單個(gè)自身抗體的Sens、Spec和PPV比較
表3 7-AABs在不同肺癌分期、結(jié)節(jié)大小和密度中的敏感性和PPV比較
表4 7-AABs與腫瘤標(biāo)志物的敏感性、特異性和PPV比較
表4 7-AABs與腫瘤標(biāo)志物的敏感性、特異性和PPV比較(續(xù)表4)
表5 Mayo模型聯(lián)合7-AABs與Mayo模型、7-AABs的比較
表6 7-AABs陽性表達(dá)與CT征象的相關(guān)性
在肺癌發(fā)展過程中,人體通過體液免疫應(yīng)答產(chǎn)生針對腫瘤相關(guān)抗原的特異性自身抗體,血清AABs被認(rèn)為是潛在的肺癌生物標(biāo)志物[9]。Li 等[10]研究發(fā)現(xiàn),在吸煙的慢性阻塞性肺疾病或石棉沉積癥患者被診斷為肺癌前已經(jīng)可以檢測到p53。尚有研究表明,在肺癌患者的循環(huán)血液中,自身抗體能夠較CT提前5年發(fā)現(xiàn)腫瘤[11]。既往研究也提示多種自身抗體聯(lián)合測定可以有效檢測肺癌,尤其是在早期肺癌篩查中具有潛在價(jià)值[8,12]。但一些自身抗體也存在于其他疾病患者體內(nèi),尤其是自身免疫性疾病,如系統(tǒng)性紅斑狼瘡、干燥綜合征、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、I型糖尿病和自身免疫性甲狀腺疾病等[13]。為排除以上疾病對AABs檢測的影響,本研究中所有患者在入組前均排除患有以上疾病。
在本研究納入的208例肺結(jié)節(jié)患者中,肺癌類型主要為周圍型腺癌(94.0%),且大多數(shù)是女性和非吸煙者,與肺腺癌的生物學(xué)特征一致。為了使肺癌組和良性肺疾病組之間的比較更為可靠,將肺癌組與良性肺疾病組受試者的性別、吸煙狀況、結(jié)節(jié)大小和結(jié)節(jié)個(gè)數(shù)進(jìn)行匹配。遺憾的是,由于良性疾病組納入患者數(shù)量偏少,未能實(shí)現(xiàn)兩組的年齡匹配。
既往研究分析了7-AABs用于診斷肺癌的價(jià)值,顯示在Ⅰ~Ⅱ期NSCLC 中的敏感性為60%,特異性為91%[8]。本研究中,特異性和敏感性分別為87.9%和54.7%,與上述觀察結(jié)果相似。由于本研究中良性疾病組納入的人群數(shù)量較少,早期肺癌比例較高,因此敏感性和特異性稍低。本研究中,7-AABs 用于診斷肺癌的PPV 為92.1%,具有較好的診斷效能,當(dāng)7-AABs中2個(gè)或以上自身抗體同時(shí)為陽性時(shí)準(zhǔn)確性進(jìn)一步提高。同時(shí),7-AABs 在早期肺癌的不同分期中無顯著性差異,在肺癌的不同密度、結(jié)節(jié)大小和組織學(xué)亞型中,也保持著相對穩(wěn)定的陽性檢出率。
一項(xiàng)研究顯示,7-AABs 較傳統(tǒng)腫瘤標(biāo)志物CEA、NSE 和CYFRA 21-1 具有更高的敏感性[14],與本研究結(jié)果一致,并且兩者聯(lián)合檢測可以顯著提高診斷的敏感性,有助于肺癌的早期診斷。
美國胸科醫(yī)師學(xué)會(huì)推薦將較為經(jīng)典的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測模型(Mayo 模型)用于肺結(jié)節(jié)良惡性的判定[15],該模型包括年齡、吸煙、腫瘤史、結(jié)節(jié)大小、有無毛刺及結(jié)節(jié)是否位于上葉6 個(gè)因素。由于該模型采用的影像學(xué)資料多來源于X線胸片,診斷的敏感性較低。為有效提高肺癌的診斷能力,本研究采用單陽規(guī)則將7-AABs添加到Mayo模型中,提高了肺癌診斷的敏感性和PPV,并保持著穩(wěn)定的特異性,與Massion等[16]研究結(jié)果一致。采用雙陽規(guī)則聯(lián)合7-AABs 和Mayo 模型,提高了肺癌診斷的特異性和PPV,但敏感性有所下降。臨床醫(yī)生可以根據(jù)需要選擇單陽規(guī)則或雙陽規(guī)則將AABs加入Mayo模型,幫助早期識別高風(fēng)險(xiǎn)人群中的肺癌患者。
目前研究認(rèn)為在肺癌的發(fā)展過程中,如原位腺癌向微浸潤性腺癌進(jìn)展的中間階段,腫瘤細(xì)胞逐漸從附壁生長模式向浸潤性生長模式演變,結(jié)節(jié)邊緣可能出現(xiàn)分葉、毛刺或胸膜牽拉征,內(nèi)部也有可能出現(xiàn)空泡征[17]。本研究通過分析肺結(jié)節(jié)患者CT征象發(fā)現(xiàn),7-AABs 陽性表達(dá)與短毛刺、空泡征相關(guān),或有利于良惡性肺結(jié)節(jié)的鑒別。與Meng等[18]的研究結(jié)果存在差異(抗體陽性表達(dá)僅與胸膜凹陷征相關(guān)),這可能與螺旋CT 掃描儀器及判讀專家的經(jīng)驗(yàn)誤差有關(guān),也可能與納入人群的偏倚有關(guān),因?yàn)楸狙芯恐兴{入的所有人群均為住院患者,CT征象可能更具惡性腫瘤指向性。為排除上述因素的影響,后期可以采取多中心大樣本量進(jìn)行分析和驗(yàn)證。