張競宇, 吳小威, 王 緒, 王 銳, 劉文天

張競宇, 吳小威, 王緒, 王銳, 劉文天, 天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院消化內(nèi)科 天津市 300052

0 引言

結(jié)直腸癌是嚴(yán)重威脅人類健康的惡性腫瘤之一[1], 根據(jù)International Agency for Research on Cancer (IRAC)的研究數(shù)據(jù), 每年有約180萬新發(fā)結(jié)直腸癌患者和90萬結(jié)直腸癌相關(guān)死亡病例. 在所有腫瘤中, 結(jié)直腸癌的發(fā)病率僅次于肺癌和乳腺癌[2]. 從結(jié)直腸癌的臨床前體、腺瘤, 到進(jìn)展為結(jié)直腸癌往往需要數(shù)年的時間[3]. 此外, 早期結(jié)直腸癌患者的5年生存率約為90%, 但伴遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的晚期結(jié)直腸癌患者的5年生存率低于20%[4]. 因此, 盡早發(fā)現(xiàn)、盡早診斷、盡早治療是改善結(jié)直腸癌遠(yuǎn)期預(yù)后的關(guān)鍵措施. 在新發(fā)臨床癥狀時, 結(jié)直腸癌的診斷主要依賴于內(nèi)鏡及活組織檢查. 但由于內(nèi)鏡手術(shù)具有操作復(fù)雜、花費較高、侵入性、術(shù)后出血、穿孔等并發(fā)癥的不足, 患者依從性往往較差[5]. 同時臨床癥狀的出現(xiàn)往往意味著結(jié)直腸癌的進(jìn)展, 因此迫切需要一種早期篩查結(jié)直腸癌的方法[6]. The National Institutions of Health Biomarker Definition Work Group將“生物標(biāo)志物”定義為“在正常生理、病理或?qū)χ委煾深A(yù)的藥物應(yīng)答過程中可以客觀測量的指標(biāo)[7]. 生物標(biāo)志物可以先于臨床癥狀出現(xiàn), 這有助于通過測量其存在或濃度變化來實現(xiàn)結(jié)直腸癌早期診斷. 此外, 生物標(biāo)志物具有方便、經(jīng)濟、有效、無創(chuàng)、易被患者接受等優(yōu)點[8]. 腫瘤標(biāo)志物可以提示腫瘤的存在, 但由于其分泌部位的廣泛性, 單個的腫瘤標(biāo)志物不能用于鑒別各類腫瘤. 在各種腫瘤標(biāo)志物中, 癌胚抗原(carcinoembryonic antigen, CEA)、CA 19-9、CA242、CA-50是臨床上常用的結(jié)直腸癌相關(guān)腫瘤標(biāo)志物[9]. 一項關(guān)于蛋白芯片用于12種結(jié)直腸癌常用腫瘤標(biāo)志物檢測的研究表明, CEA、CA 19-9、CA242在結(jié)直腸癌診斷中顯著優(yōu)于其他腫瘤標(biāo)志物[10]. 然而, 臨床實踐證明, 單個血清腫瘤標(biāo)志物的檢測不能達(dá)到結(jié)直腸癌早期診斷的要求[11,12]. 因此, 尋找新的具有良好靈敏度和特異度的腫瘤標(biāo)志物以及腫瘤標(biāo)志物的聯(lián)合檢測是腫瘤標(biāo)志物在結(jié)直腸癌早期診斷臨床應(yīng)用中的兩個方向.CEA、CA 19-9、CA242在結(jié)直腸癌診斷中具備較高的特異度, 但靈敏度并不理想, 臨床中常常采取多種腫瘤標(biāo)志物的平行聯(lián)檢來提高診斷試驗的靈敏度. 然而, 聯(lián)合檢測CEA、CA 19-9和CA242是否能有效提高結(jié)直腸癌的靈敏度和診斷價值仍存在爭議. 在Chen等[10]的研究中, 十二種常見的用于結(jié)直腸癌診斷的腫瘤標(biāo)志物中居前的五個(CEA、CA242、CA 19-9、CA125和Fr PSA)之間的任何組合相較于單個標(biāo)志物均不能提高診斷試驗靈敏度. 但仲召陽等[13]發(fā)現(xiàn)聯(lián)合應(yīng)用CEA、CA 19-9和CA242可以提高結(jié)直腸癌診斷的準(zhǔn)確性和靈敏度. 因此,本文旨在探討聯(lián)合檢測CEA、CA 19-9和CA242在結(jié)直腸癌診斷中的靈敏度和診斷價值.

1 材料和方法

1.1 材料 我們在PRISMA原則基礎(chǔ)上完成了Meta分析并于PROSPERO網(wǎng)站進(jìn)行了注冊(CRD4200152574)[14].

1.1.1 納入與排除標(biāo)準(zhǔn): 兩位研究員根據(jù)納入與排除標(biāo)準(zhǔn)獨立完成了文獻(xiàn)篩選. 兩人之間的分歧通過與第三位研究員的協(xié)商解決. 納入Meta分析的研究必須符合以下納入標(biāo)準(zhǔn): (1)以結(jié)直腸癌患者為實驗組, 健康人或良性疾病患者為對照組的診斷性研究; (2)提供足夠的數(shù)據(jù)計算“2×2”表[真陽性(tp)、假陽性(fp)、真陰性(tn), 假陰性(fn)]; (3)給出與CEA、CA 19-9和CA242用于結(jié)直腸癌診斷參考的金標(biāo)準(zhǔn); (4)研究中明確指出相關(guān)腫瘤標(biāo)志物的臨界值. 符合以下排除標(biāo)準(zhǔn)的文獻(xiàn)予以排除: (1)與CEA、CA 19-9和CA242用于結(jié)直腸癌診斷無關(guān)的研究;(2)未提供足夠的信息獲得“2×2”表; (3)未給出診斷試驗金標(biāo)準(zhǔn); (4)未給出腫瘤標(biāo)志物臨界值; (5)綜述、信件、會議論文和Meta分析.

1.1.2 檢索策略: 在PubMed、Embase、Cochrane Library、CNKI、Wanfang database和Sinomed等數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索. 檢索時限為建庫至 2019-10-25. 采用自由詞與主題詞相結(jié)合的方式進(jìn)行檢索. 為了減少文章數(shù)量, 我們將搜索字段限制為“摘要”和“標(biāo)題”.英文檢索詞為“Colorectal Neoplasms”“Colorectal Carcinoma” “Colorectal Cancer” “Carcinoembryonic Antigen”“CA-19-9 Antigen”“CA-242 antigen”. 中文檢索詞為“結(jié)直腸癌”“癌胚抗原”“CA 19-9抗原”“CA242抗原”. 以Pubmed為例, 具體檢索策略見補充材料1.

1.2 方法 數(shù)據(jù)提取與質(zhì)量評價: 數(shù)據(jù)從兩個方面進(jìn)行提取: 研究特征, 包括作者、發(fā)表年份、研究人數(shù)等; 腫瘤標(biāo)志物特征, 包括檢測方法, 臨界值和“2×2”表. 如果納入文獻(xiàn)涉及到腫瘤標(biāo)志物的聯(lián)合檢測, 我們還提取出聯(lián)合檢測的“2×2”表. 對腫瘤標(biāo)志物聯(lián)合檢測, 如果任一腫瘤標(biāo)志物的檢測值大于臨界值, 則平行聯(lián)檢的結(jié)果視為陽性. 在QUADAS-2工具的基礎(chǔ)上, 兩位研究員分別就研究的偏倚和適用性進(jìn)行了評價. 偏倚評價包括病例選擇、待評價試驗、金標(biāo)準(zhǔn)、病例流程及進(jìn)展情況組成; 而適用性由病例選擇、待評價試驗、金標(biāo)準(zhǔn)三個部分組成. 所有模塊的評價都分為高風(fēng)險、低風(fēng)險和不清楚[15]. 兩位研究員之間的分歧通過與第三位研究員協(xié)商解決.

統(tǒng)計學(xué)處理原始數(shù)據(jù)直接在文中或按研究人數(shù)、靈敏度和特異度計算后獲取.Higgins I2檢驗用于評價異質(zhì)性: (1)0%–40%: 輕度異質(zhì)性; (2)30%–60%:中度異質(zhì)性; (3)50%–90%: 高度異質(zhì)性; (4)75%–100%:顯著異質(zhì)性[16]. 首先使用Meta-disc1.4軟件計算閾值效應(yīng). 得出的P<0.05表明異質(zhì)性來源于閾值效應(yīng). 否則采用Meta回歸和亞組分析來探討異質(zhì)性可能來源. 使用Stata 15.1進(jìn)行數(shù)據(jù)合并, 使用雙變量回歸模型來計算合并后的靈敏度(SEN合并)、特異度(SPE合并)、陽性似然比(PLR合并)、陰性似然比(NLR合并)、診斷比值比(DOR合并)、曲線下面積(AUC合并)及相應(yīng)95%可信區(qū)間(CI). 另外我們也計算了CEA、CA 19-9和CA242聯(lián)合檢測用于診斷結(jié)直腸癌的上述指標(biāo). 通過Deeks漏斗圖進(jìn)行發(fā)表偏倚評估[17].P<0.05表明存在發(fā)表偏倚. 采取Z檢驗定量比較兩個觀察指標(biāo)在SEN合并、SPE合并和AUC合并是否有顯著性差異[18].

2 結(jié)果

2.1 文獻(xiàn)篩選結(jié)果 通過相關(guān)數(shù)據(jù)庫檢索, 初步檢索出315篇文章. 剔除74篇重復(fù)文章后, 對241篇文章的標(biāo)題和摘要進(jìn)行了仔細(xì)的瀏覽, 排除了其余156篇不相關(guān)文章.結(jié)合納入與排除標(biāo)準(zhǔn), 詳細(xì)閱讀其余85篇文章全文. 最終, 因下述原因剔除67篇文章: 31篇未提供相關(guān)數(shù)據(jù), 24篇與診斷無關(guān), 9篇未提供臨界值, 3篇數(shù)據(jù)重復(fù). 最終, 本Meta分析納入了18個研究[13,19-35]. 篩選流程如圖1所示.

圖1 文獻(xiàn)篩選流程.

2.2 研究的基本特征 所有研究的基本特征見表1. 本Meta分析共納入1931例結(jié)直腸癌患者、385例良性疾病患者和1218例健康人. 在18個研究中有7項研究涉及腫瘤標(biāo)志物聯(lián)合檢測. 腫瘤標(biāo)志物聯(lián)合檢測特征見表2.

表1 單個腫瘤標(biāo)志物檢測特征

表2 腫瘤標(biāo)志物聯(lián)合檢測特征

2.3 納入研究的偏倚風(fēng)險評價 結(jié)果見表3.

表3 納入研究的偏倚風(fēng)險評價

2.4 閾值效應(yīng)與異質(zhì)性 CEA、CA 19-9、CA242和CEA+CA 19-9+CA242的spearman相關(guān)系數(shù)和P值分別為0.257和0.303、0.116和0.510、0.336和0.173、-0.029和0.957, 提示不存在閾值效應(yīng). CEA、CA 19-9、CA242和CEA+CA 19-9+CA242的Higgins I2值分別為95%、93%、97%和0. 因此, 我們使用雙變量回歸模型來計算觀察指標(biāo).

2.5 觀察指標(biāo)與配對比較 圖2是CEA、CA 19-9、CA242和CEA+CA 19-9+CA242的合并靈敏度和特異度的森林圖. 圖3是CEA、CA 19-9、CA242和CEA+CA 19-9+CA242的SROC曲線.

圖2 靈敏度特異度森林圖. A: CEA; B: CA 19-9; C: CA242; D: CEA+CA 19-9+CA242. CEA: 癌胚抗原.

圖3 腫瘤標(biāo)志物用于結(jié)直腸癌診斷的SROC曲線. A: CEA; B: CA 19-9; C: CA242; D: CEA+CA 19-9+CA242. CEA: 癌胚抗原.

2.5.1 單個腫瘤標(biāo)志物分析: CEA、CA 19-9、CA242的SEN合并、SPE合并、PLR合并、NLR合并、DOR合并、AUC合并及相應(yīng)95%可信區(qū)間(CI)是0.50(0.46,0.55),0.93(0.90,0.95), 7.3(5.1,10.6), 0.53(0.49,0.58), 14(9,21),0.73(0.68,0.76), 0.37(0.32,0.43), 0.93(0.91,0.95), 5.4(4.2,7.0),0.67(0.62,0.73), 8(6,11), 0.82(0.78,0.85); 0.41(0.33,0.49),0.95(0.93,0.96), 8.0(5.6,11.4), 0.62(0.55,0.71), 13(8,20),0.87(0.83,0.89). 此外, 我們對單個腫瘤標(biāo)志物的觀察指標(biāo)進(jìn)行了兩兩比較. 結(jié)果見補充材料表4.

CA 19-9[0.37(0.32,0.43)]的SEN合并低于CEA [0.50(0.46,0.55)], CEA [0.73 (0.68,0.76)]的AUC合并小于CA 19-9[0.82 (0.78,0.85)]和CA242 [0.87 (0.83,0.89)].

2.5.2 腫瘤標(biāo)志物聯(lián)合檢測: CEA+CA 19-9、CEA+CA242、CA 19-9+CA242和CEA+CA 19-9+CA242的觀察指標(biāo)及配對比較結(jié)果見補充材料表5. 顯然, 在靈敏度方面, 任何兩個或三個腫瘤標(biāo)志物的組合都優(yōu)于單個腫瘤標(biāo)志物, 而特異性沒有明顯下降. 對于AUC合并, 腫瘤標(biāo)志物聯(lián)檢和除CEA以外的單個腫瘤標(biāo)志物之間的差異無統(tǒng)計學(xué)意義.

2.6 Meta回歸與亞組分析 Meta回歸和亞組分析結(jié)果見補充材料表6、7和8.

對于CEA單獨檢測, 在所有評估變量中, 研究規(guī)模是異質(zhì)性的可能來源(ap= 0.02). 而對于CA 19-9, 研究規(guī)模也是異質(zhì)性可能來源(bp= 0.03).

臨界值是CA242的異質(zhì)性可能來源(cp= 0.02).

2.7 發(fā)表偏倚 發(fā)表偏倚漏斗圖如圖4所示. CEA、CA 19-9、CA242和CEA+CA 19-9+CA242的P值分別為0.65、0.13、0.79和0.27, 提示不存在發(fā)表偏倚.

圖4 Deeks’漏斗圖. A: CEA; B: CA 19-9; C: CA242; D: CEA+CA 19-9+CA242. CEA: 癌胚抗原.

3 討論

腫瘤標(biāo)志物在結(jié)直腸癌早期診斷、術(shù)后監(jiān)測、遠(yuǎn)期預(yù)后中具有相當(dāng)重要的地位. 臨床上常見的用于結(jié)直腸癌診斷的腫瘤標(biāo)志物有CEA、CA 19-9、CA242等. CEA作為最常用的結(jié)直腸癌腫瘤標(biāo)志物, 在早期結(jié)直腸癌診斷中靈敏度往往偏低. CA 19-9在胰腺癌、膽囊癌的診斷中作為首選腫瘤標(biāo)志物, 也用于結(jié)直腸癌的診斷, 但陽性率較低. CA242增高常見于胰腺癌、直腸癌, 也有研究報道其在結(jié)直腸癌診斷中檢出率高于CEA[23,24]. 但是由于腫瘤標(biāo)志物廣泛的分泌部位, 單個腫瘤標(biāo)志物檢測往往達(dá)不到早期診斷要求. 因此, 本文對結(jié)直腸癌相關(guān)腫瘤標(biāo)志物聯(lián)合檢測做一Meta分析.

我們的研究結(jié)論之一是更多腫瘤標(biāo)志物的加入有助于提升結(jié)直腸癌的檢出率. 與相關(guān)研究[23,24,27,33]結(jié)論相符, CEA、CA 19-9、CA 242中任意兩者的組合均可以有效提升檢出率. 此外, 我們的研究表明, 腫瘤標(biāo)志物兩兩組合之間檢出率并無明顯差別. 與這一結(jié)論相反,江波[24]與彭莉[27]等人的研究則顯示CEA+CA242的組合在檢出率方面優(yōu)于其他兩種組合, 甚至與三項聯(lián)合檢測無明顯差異. 這可能是由于CEA及CA242在單項聯(lián)合檢測中靈敏度高于CA 19-9所致. 而我們的研究顯示三項聯(lián)合檢測的結(jié)直腸癌檢出率明顯高于任意兩項聯(lián)合檢測. 這一爭議仍需進(jìn)一步的臨床研究來探索, 以尋求結(jié)直腸癌診斷中的腫瘤標(biāo)志物最佳組合.

在診斷效能方面, 之前程朝等人[36]的Meta分析結(jié)果顯示, CEA、CA 19-9及CA242三項聯(lián)合檢測與CA242單獨檢測相比明顯提升了結(jié)直腸癌的診斷效應(yīng), 這與之前的一些研究[13,23]結(jié)果相符合. 但該研究存在一些不足之處, 首先, 該研究僅僅比較了CA242單獨檢測與三項腫瘤標(biāo)志物聯(lián)檢的診斷效能. 其次, 在兩者診斷效能的比較中并未使用統(tǒng)計學(xué)方法進(jìn)行評價, 結(jié)論的得出有待商榷. 我們的研究優(yōu)勢之處在于采用Z檢驗比較了三個腫瘤標(biāo)志物單獨及其兩兩或三者組合的診斷效能和靈敏度. 不同于程朝等人的結(jié)果, 我們的結(jié)果表明, 相較于單個腫瘤標(biāo)志物, 更多腫瘤標(biāo)志物的加入并不能提升對結(jié)直腸癌的診斷價值. 同時, 腫瘤標(biāo)志物的加入也意味著更高的檢出率和更高昂的花費. 因此, 如何在檢出率、診斷價值和成本之間尋求一個合適的平衡點仍是進(jìn)一步研究的方向.

當(dāng)然, 在我們的研究中, 異質(zhì)性的存在是不容忽視的. 對于CEA和CA 19-9, 研究規(guī)模是異質(zhì)性的可能來源.亞組分析結(jié)果顯示, 研究人群大于200的亞組檢出率低于小于200的亞組. 在未來的研究中, 可能需要增加納入人群數(shù)量, 以減少來自小樣本數(shù)據(jù)的誤差, 這同時也是Meta分析的優(yōu)勢所在. 對CA242, 當(dāng)臨界值不等于20 ng/mL時, 具有較高的檢出率和診斷價值. 這表明需要更多的研究來確定更準(zhǔn)確的臨界值.

本Meta分析也有一些局限性. 首先, 納入研究以病例對照研究為主. 正如表3所示, 一些研究在病例選擇有較高的偏倚風(fēng)險. 此外, 回顧性研究往往存在來自于研究者的選擇偏倚, 這是異質(zhì)性的可能來源之一. 其次, 許多納入的研究沒有提供腫瘤標(biāo)志物聯(lián)合檢測的相關(guān)數(shù)據(jù). 如表2所示, 僅有6項研究給出了CEA+CA 19-9+CA242用于結(jié)直腸癌聯(lián)合檢測的數(shù)據(jù). 它們的I2值為0, 即可以認(rèn)為它們是同源的. 以上6項研究的腫瘤標(biāo)志物聯(lián)合檢測的結(jié)論是可信的. 然而, 其他研究的缺失數(shù)據(jù)可能會影響現(xiàn)有的結(jié)論. 第三, 單個腫瘤標(biāo)志物檢測的異質(zhì)性較高. 雖然通過Meta回歸發(fā)現(xiàn)了異質(zhì)性的可能來源, 但相關(guān)結(jié)論的可靠性仍值得進(jìn)一步研究. 根據(jù)上述異質(zhì)性來源, 在進(jìn)一步的研究中可以選擇一個同源群體進(jìn)行研究, 但這可能導(dǎo)致選擇偏倚. 最后, 在我們的研究中, 大多數(shù)人都是亞洲人. 由于發(fā)病率和死亡率存在地區(qū)差異, 現(xiàn)有結(jié)論仍需通過對其他人種的研究加以驗證[37].

4 結(jié)論

綜上所述, 我們的研究采取Meta分析方法對CEA、CA 19-9和CA242在結(jié)直腸癌診斷中的臨床應(yīng)用進(jìn)行了探討, 并得出以下結(jié)論: 與單一腫瘤標(biāo)志物檢測相比, 更多腫瘤標(biāo)志物的加入能夠有效提升結(jié)直腸癌的檢出率, 但未必能提升結(jié)直腸癌診斷價值.

文章亮點

實驗背景

目前臨床上缺乏有效的早期結(jié)直腸癌無創(chuàng)篩查手段, 而腫瘤標(biāo)志物異常在早期結(jié)直腸癌的檢出中具有一定警示作用. 受限于腫瘤標(biāo)志物分泌部位的廣泛性, 單一腫瘤標(biāo)志物檢測目前難以滿足結(jié)直腸癌早期診斷的要求,因此腫瘤標(biāo)志物聯(lián)合檢測是結(jié)直腸癌早期檢出的重要手段.

實驗動機

臨床上采用的結(jié)直腸癌腫瘤標(biāo)志物不盡相同, 用于結(jié)直腸癌診斷時的靈敏度與診斷價值亦有所出入, 本研究旨在通過Meta分析方法得出經(jīng)濟有效的腫瘤標(biāo)志物組合.

實驗?zāi)繕?biāo)

本文選取了臨床上最常用于結(jié)直腸癌診斷的腫瘤標(biāo)志物癌胚抗原(carcinoembryonic antigen, CEA)、CA 19-9和CA242, 對于上述腫瘤標(biāo)志物在結(jié)直腸癌診斷中單獨及聯(lián)合檢測的靈敏度與診斷價值做一Meta分析, 以期得出更加經(jīng)濟有效的腫瘤標(biāo)志物組合.

實驗方法

根據(jù)納入及排除標(biāo)準(zhǔn)最終納入18項診斷性實驗研究, 采用雙變量回歸模型對上述研究計算得出合并后的靈敏度, 特異度及曲線下面積. 采取Z檢驗比較上述指標(biāo)在腫瘤標(biāo)志物單獨及聯(lián)合檢測中有無顯著差異.

實驗結(jié)果

通過Meta分析方法得出: (1)與單一腫瘤標(biāo)志物檢測相比, 更多腫瘤標(biāo)志物的加入能夠有效提升結(jié)直腸癌的檢出率; (2)與除CEA以外的其余兩項腫瘤標(biāo)志物單獨檢測相比, 腫瘤標(biāo)志物聯(lián)合檢測并未有效提升結(jié)直腸癌診斷價值.

實驗結(jié)論

與單一腫瘤標(biāo)志物檢測相比, 更多的腫瘤標(biāo)志物的加入能夠有效提升結(jié)直腸癌的檢出率, 但未必能有效提升結(jié)直腸癌診斷價值.

展望前景

本文納入的研究人群以亞洲人為主, 未來尚需通過多中心、大樣本的研究來加以驗證.