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        膽汁酸譜在肺炎和肺癌鑒別診斷中的應(yīng)用價(jià)值

        2021-02-05 07:48:32徐潤灝張舒林
        檢驗(yàn)醫(yī)學(xué) 2021年1期
        關(guān)鍵詞:診斷模型膽酸膽汁酸

        徐潤灝,鄒 琛,張 潔,李 敏,張舒林

        (1.上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院,上海 200025;2.上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬仁濟(jì)醫(yī)院檢驗(yàn)科,上海 200001)

        肺癌是我國最常見的惡性腫瘤之一,占惡性腫瘤死亡人數(shù)的25%[1]。血清學(xué)檢查相對(duì)于其他檢查手段,具有簡(jiǎn)單、快速、無痛、微創(chuàng)等特點(diǎn),適用于肺癌的初篩及輔助診斷。膽汁酸按結(jié)構(gòu)可分為游離膽汁酸和結(jié)合膽汁酸,按來源又可分為初級(jí)膽汁酸和次級(jí)膽汁酸。初級(jí)膽汁酸是肝細(xì)胞以膽固醇為原料直接合成的膽汁酸,包括膽酸(cholic acid,CA)、鵝脫氧膽酸(chenodeoxycholic acid,CDCA)及相應(yīng)的結(jié)合膽汁酸;次級(jí)膽汁酸由初級(jí)膽汁酸隨膽汁進(jìn)入腸道,在回腸、結(jié)腸上段由腸道菌、酶催化,脫去羥基轉(zhuǎn)化而成,包括脫氧膽酸(deoxycholicacid,DCA)、石膽酸(lithocholic acid,LCA)、熊脫氧膽酸(ursodeoxycholic acid,UDCA)及相應(yīng)的結(jié)合膽汁酸。根據(jù)以往的認(rèn)知,由于膽汁酸主要存在于腸肝循環(huán)系統(tǒng)中,因此關(guān)于膽汁酸譜的研究多與肝膽疾病、腸道疾病相關(guān),與肺部疾病相關(guān)的報(bào)道極少。近年來,有研究結(jié)果顯示,在一些呼吸系統(tǒng)疾病患者中,其支氣管肺泡灌洗液內(nèi)含有較高水平的膽汁酸[2],且合并胃食管反流病的概率也相當(dāng)高[3]。還有研究結(jié)果顯示,法尼醇X受體(farnesoid X receptor,F(xiàn)XR)、G蛋白偶聯(lián)受體5(takeda G protein-coupled receptor 5,TGR5)等膽汁酸受體在肺組織中有不同程度地表達(dá)[4-5],這些膽汁酸受體在肺部參與多種信號(hào)通路的激活[6-9],且在肺癌組織中表達(dá)上調(diào)[8-9]。為此,本研究擬探討血清膽汁酸譜在肺癌中的價(jià)值。

        1 材料和方法

        1.1 研究對(duì)象

        選取2018年9月—2019年6月上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬仁濟(jì)醫(yī)院經(jīng)組織病理學(xué)檢查確診為原發(fā)性非小細(xì)胞肺癌的患者108例(肺癌組),其中男75例、女33例,年齡39~84歲;根據(jù)臨床進(jìn)展分為早中期(Ⅰ~Ⅲ期53例)、晚期(Ⅳ期51例);根據(jù)病理分期分為鱗癌(34例)、腺癌(74例);排除已知伴有肝、腸等消化道器官轉(zhuǎn)移的患者。選取經(jīng)檢查排除肺部腫瘤,診斷為肺炎的患者80例(肺炎組),其中男41例、女39例,年齡25~92歲。所有患者均排除肝功能異常、腸道炎癥、膽囊結(jié)石以及腸道切除等病癥,并排除服用過膽汁酸受體激動(dòng)劑及免疫抑制劑者。另選取上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬仁濟(jì)醫(yī)院體檢中心健康體檢者106名(正常對(duì)照組),其中男62名、女44名,年齡41~84歲,入組標(biāo)準(zhǔn):胃腸道功能未見異常,且排除糖尿病、高血壓、慢性肝膽疾病及肝、腎功能等異常。

        1.2 方法

        1.2.1 樣本采集 采用含促凝劑的真空采血管采集所有對(duì)象空腹靜脈血4 mL,2 h內(nèi)16 000×g離心10 min,分離血清。

        1.2.2 膽汁酸譜檢測(cè) 采用液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法(liquid chromatography tandemmass spectrometry,LC-MS/MS)檢測(cè)膽汁酸譜,包括5種游離膽汁酸(CA、CDCA、DCA、LCA、UDCA)及10種結(jié)合膽汁酸[甘氨膽酸(glycocholic acid,GCA)、甘氨鵝脫氧膽酸(glycochenodeoxycholic acid,GCDCA)、甘氨脫氧膽酸(glycodeoxycholic acid,GDCA)、甘氨石膽酸(glycolithocholic acid,GLCA)、甘氨熊脫氧膽酸(glycoursodeoxycholic acid,GUDCA)、?;悄懰幔╰aurocholic acid,TCA)、?;蛆Z脫氧膽酸(taurochenodeoxycholic acid,TCDCA)、?;敲撗跄懰幔╰aurodeoxycholic acid,TDCA)、?;鞘懰幔╰aurolithocholic acid,TLCA)、?;切苊撗跄懰幔╰auroursodeoxycholic acid,TUDCA)],檢測(cè)儀器為API3200MD三重四級(jí)桿質(zhì)譜儀(美國ABSciex公司)及Shimadzu 20AD液相色譜儀(日本島津公司),試劑購自上海可力梅塔生物醫(yī)藥科技有限公司。

        1.2.3 總膽汁酸(total bile acid,TBA)檢測(cè) 采用酶循環(huán)法檢測(cè)TBA。檢測(cè)儀器為7600全自動(dòng)生化分析儀(日本日立公司),試劑購自四川邁克生物股份有限公司。

        1.2.4 腫瘤標(biāo)志物檢測(cè) 采用cobas e801全自動(dòng)電化學(xué)發(fā)光分析儀(瑞士羅氏公司)及配套試劑(電化學(xué)發(fā)光法)檢測(cè)糖類抗原(carbohydrate antigen,CA)125、CA19-9、癌胚抗原(carcinoembryonic antigen,CEA)、細(xì)胞角蛋白19片段(cytokeratin 19 fragment,CYFRA 21-1)、神經(jīng)元特異性烯醇化酶(neuron specific enolase,NSE)。

        1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

        采用SPSS 22.0軟件及MedCalc 15.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。采用K-S檢驗(yàn)進(jìn)行正態(tài)性分布檢驗(yàn)。呈非正態(tài)分布的數(shù)據(jù)以中位數(shù)(M)[四分位數(shù)(P25~P75)]表示,組間比較采用Mann-WhitneyU檢驗(yàn)。采用逐步法二元Logistic回歸分析進(jìn)行相關(guān)性分析并篩選優(yōu)化診斷指標(biāo),根據(jù)Logistic回歸分析結(jié)果,以訓(xùn)練樣本建立診斷模型;以模型Y為新變量,采用受試者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲線評(píng)估診斷模型鑒別診斷肺炎與肺癌的效能,以驗(yàn)證樣本加以驗(yàn)證。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

        2 結(jié)果

        2.1 肺炎組、肺癌組及正常對(duì)照組之間血清膽汁酸譜的比較

        與正常對(duì)照組比較,肺炎組血清游離膽汁酸DCA、LCA、UDCA水平及結(jié)合膽汁酸GDCA、GLCA、TDCA、TLCA水平降低(P<0.01),血清結(jié)合膽汁酸GCDCA、TCDCA水平升高(P<0.01);肺癌組血清游離膽汁酸CA、CDCA水平及結(jié)合膽汁酸GCDCA、TCDCA水平升高(P<0.01),血清結(jié)合膽汁酸TDCA、TLCA水平降低(P<0.01)。血清TBA水平3組之間差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。肺癌組血清游離膽汁酸CA、CDCA、DCA、LCA、UDCA及結(jié)合膽汁酸GDCA、GLCA高于肺炎組(P<0.01)。見表1、表2。

        2.2 不同類型及不同分期肺癌患者血清膽汁酸譜的比較

        早中期肺癌組與晚期肺癌組之間、肺鱗癌組和肺腺癌組之間血清TBA及5種游離膽汁酸、10種結(jié)合膽汁酸差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表3~表6。

        2.3 肺炎組與肺癌組血清腫瘤標(biāo)志物的比較

        肺癌組血清CEA、CYFRA21-1、NSE水平均明顯高于肺炎組(P<0.01、P<0.05),2個(gè)組之間血清CA125、CA19-9水平差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表7。

        2.4 膽汁酸譜及腫瘤標(biāo)志物鑒別診斷肺炎與肺癌的價(jià)值

        采用ROC曲線分析肺炎組與肺癌組之間有差異的7種膽汁酸和2種腫瘤標(biāo)志物。結(jié)果顯示,DCA、UDCA、CEA鑒別診斷肺炎與肺癌的曲線下面積(area under curve,AUC)分別為0.781、0.707、0.704,敏感性分別為73.2%、86.1%和62.0%,特異性分別為77.5%、50.0%和72.5%。其他指標(biāo)的AUC均<0.7。見表8。

        表1 肺炎組、肺癌組及正常對(duì)照組之間血清TBA及5種游離膽汁酸水平的比較 M(P25~P75)

        表2 肺炎組、肺癌組及正常對(duì)照組之間血清結(jié)合膽汁酸水平的比較 M(P25~P75)

        表3 早中期肺癌組及晚期肺癌組之間血清TBA及游離膽汁酸水平的比較 M(P25~P75)

        表4 早中期肺癌組及晚期肺癌組之間血清結(jié)合膽汁酸水平的比較 M(P25~P75)

        表5 肺鱗癌組及肺腺癌組之間血清TBA及游離膽汁酸水平的比較 M(P25~P75)

        表6 肺鱗癌組及肺腺癌組之間血清結(jié)合膽汁酸水平的比較 M(P25~P75)

        表7 肺炎組與肺癌組血清5種腫瘤標(biāo)志物水平的比較 M(P25~P75)

        表8 7種膽汁酸和2種腫瘤標(biāo)志物鑒別診斷肺炎與肺癌的價(jià)值

        2.5 肺炎與肺癌鑒別診斷模型的建立

        2.5.1 診斷模型建立 隨機(jī)抽取樣本量的70%組成訓(xùn)練樣本,其中肺炎患者56例、肺癌患者76例。將2個(gè)組之間有差異的9項(xiàng)指標(biāo)(CA、CDCA、DCA、LCA、UDCA、GDCA、GLCA、CEA、CYFRA21-1)納入逐步法二元Logistic回歸分析。結(jié)果顯示,DCA、CDCA、CYFRA-211是鑒別診斷肺炎和肺癌的主要影響因素,見表9。據(jù)此建立診斷模型Y=1/(1+e-LogitP),式中LogitP=0.007×DCA+0.001×CDCA+0.176×CYFRA21-1-2.293,模型系數(shù)綜合檢驗(yàn)和Hosmer-Lemeshow檢驗(yàn)結(jié)果顯示,模型擬合度良好(χ2=62.10,P<0.05;χ2=5.58,P>0.05)。

        2.5.2 診斷模型Y鑒別診斷肺炎與肺癌的效能分析 ROC曲線分析結(jié)果顯示,診斷模型Y鑒別診斷肺炎與肺癌的AUC(95%CI)為0.873(0.804~0.925),最佳臨界值為0.52,敏感性CT)也存在過度診斷、輻射量大等不足[12]。因此,血清學(xué)標(biāo)志物對(duì)肺癌和肺炎的輔助鑒別診斷至關(guān)重要。現(xiàn)階段肺癌的血清學(xué)篩查和診斷主要依靠CEA、NSE等腫瘤標(biāo)志物,這些腫瘤標(biāo)志物在區(qū)分肺癌患者與健康人時(shí)具有較高的敏感性和特異性[11],但由于大部分腫瘤標(biāo)志物在肺部炎癥時(shí)也會(huì)有不同程度地升高,因此在對(duì)肺癌和肺炎進(jìn)行鑒別診斷時(shí)往往不能達(dá)到令人滿意的效果[13]。

        表9 訓(xùn)練樣本9項(xiàng)指標(biāo)逐步法二元logistic回歸分析結(jié)果

        膽汁酸是膽汁的重要成分,各類游離膽汁酸是FXR、TGR5等膽汁酸受體的主要配體[14],游離膽汁酸的改變會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致結(jié)合膽汁酸的改變。本研究結(jié)果顯示,與正常對(duì)照組比較,肺癌患者血清膽汁酸譜以初級(jí)游離膽汁酸CA、CDCA升高為主要特征,與LIU等[8]的研究結(jié)果基本一致。對(duì)膽汁酸受體的最新研究結(jié)果表明,肺癌患者血清游離膽汁酸水平與癌組織中膽汁酸受體的表達(dá)呈明顯正相關(guān),一些游離膽汁酸可活化肺癌細(xì)胞中的膽汁酸受體,使其表達(dá)升高,而在高于正常水平的情況下,膽汁酸受體能進(jìn)一步促進(jìn)腫瘤的增殖[8],如FXR能通過激活細(xì)胞周期蛋白-D1促進(jìn)肺部腫瘤的增殖[9],TGR5能通過激活兩面神激酶2(janus kinase 2,JAK2)/信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子3(signal transducer and activator of transcription 3,STAT3)信號(hào)通路刺激肺部腫瘤細(xì)胞的增殖[8]。因此,高水平的游離膽汁酸可能是推動(dòng)肺癌進(jìn)展的原因之一。此外,本研究結(jié)果顯示,肺炎患者血清膽汁酸譜以次級(jí)游離膽汁酸DCA、LCA、UDCA降低為主要特征。在動(dòng)物模型中,膽汁酸受體激動(dòng)劑已被證實(shí)是治療肺部炎癥性纖維化的可能手段[15],膽汁酸受體TGR5可為89.3%,特異性為75.4%,符合率為82.4%。見圖1。

        2.5.3 診斷模型Y的驗(yàn)證 將剩余樣本(肺炎24例、肺癌32例)作為驗(yàn)證樣本,代入診斷模型Y進(jìn)行驗(yàn)證。共檢出18例肺炎患者和25例肺癌患者,總符合率為76.8%,與ROC曲線分析結(jié)果基本符合。

        圖1 診斷模型Y鑒別診斷肺炎與肺癌的ROC曲線

        3 討論

        目前,臨床病理分期,即TNM分期仍是預(yù)測(cè)肺癌患者生存時(shí)間最主要的指標(biāo)[1],而高誤診率是肺癌確診時(shí)分期晚、預(yù)后差的主要原因之一。有研究結(jié)果顯示,在我國部分地區(qū),40歲以下人群中肺癌的誤診率可達(dá)50%以上,且主要誤診為肺炎[10]。這是由于肺癌的早期癥狀多為咳嗽、呼吸困難、發(fā)熱等,與肺炎極為相似。胸部X線檢查由于缺乏特異性,常被阻塞性肺炎和肺不張等掩蓋了肺部腫瘤病變的特征[11]。電子計(jì)算機(jī)斷層掃描(computed tomography,通過抑制核因子-κB(nuclear factor-kappa B,NF-κB)信號(hào)通路的激活來達(dá)到抑制肺部炎癥的效果[6],同時(shí)FXR還可通過抑制脂多糖促進(jìn)的肺部某些促炎細(xì)胞因子的分泌,達(dá)到抑制炎癥的作用,但此過程中會(huì)大量消耗膽汁酸受體[7,16],這可能是一些游離膽汁酸水平降低的原因。

        本研究對(duì)肺癌組和肺炎組的膽汁酸譜進(jìn)行了比較,同時(shí)還納入了5種臨床常用的腫瘤標(biāo)志物,對(duì)膽汁酸譜和常用腫瘤標(biāo)志物的診斷效能進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。結(jié)果顯示,肺癌組與肺炎組之間有5種游離膽汁酸(CA、CDCA、DCA、LCA、UDCA)、2種結(jié)合膽汁酸(GDCA、GLCA)及2種腫瘤標(biāo)志物(CEA、CYFRA21-1)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01),單個(gè)指標(biāo)中鑒別診斷效能最好的是DCA,AUC為0.781,敏感性為73.2%,特異性為77.5%。將上述9項(xiàng)指標(biāo)納入逐步法二元Logistic回歸分析,聯(lián)合診斷的最優(yōu)組合是CDCA、DCA、CYFRA21-1,其中CDCA是FXR最有效的內(nèi)源性配體[17];在所有穩(wěn)定參與腸肝循環(huán)的膽汁酸中,DCA是TGR5最強(qiáng)的天然激動(dòng)劑[18];CYFRA21-1是對(duì)非小細(xì)胞肺癌最敏感的腫瘤標(biāo)志物。3項(xiàng)指標(biāo)組成的診斷模型鑒別診斷肺炎與肺癌的敏感性為89.3%,特異性為75.4%,AUC為0.873,診斷效能明顯優(yōu)于單項(xiàng)指標(biāo)。

        本研究結(jié)果顯示,肺炎組、肺癌組與正常對(duì)照組之間血清TBA水平差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。這可能是由于膽汁酸的合成、轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝過程復(fù)雜,受多種因素調(diào)節(jié),在不同疾病狀態(tài)下膽汁酸的組分呈現(xiàn)不同的改變,而總量卻保持不變所致。肺鱗癌組與肺腺癌組之間、早中期肺癌組與晚期肺癌組之間血清膽汁酸譜差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。因此,血清膽汁酸譜無法區(qū)分肺癌的分期和類型。

        由于本研究未對(duì)小細(xì)胞肺癌與其他良性肺部疾病,如肺結(jié)核等的膽汁酸譜進(jìn)行分析,也尚未納入鱗狀上皮細(xì)胞癌抗原、胃泌素釋放肽前體等與肺部腫瘤相關(guān)的標(biāo)志物,因此后續(xù)研究將進(jìn)一步擴(kuò)展驗(yàn)證,繼續(xù)揭示膽汁酸譜在肺癌和其他肺部疾病中的作用和意義。

        綜上所述,血清膽汁酸譜的變化與肺部疾病的有一定關(guān)系,膽汁酸譜有成為肺癌診斷標(biāo)志物的潛能。但目前關(guān)于肺癌血清膽汁酸譜的研究很少,因此本研究的結(jié)論和診斷模型還需大樣本、多中心研究加以驗(yàn)證。

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