基于常規(guī)實驗室檢查的良惡性胸/腹水鑒別診斷模型研究

張和,肖 波,陳朋果,祝金泉,陳 江,呂農(nóng)華

(南昌大學(xué)第一附屬醫(yī)院消化內(nèi)科,江西省消化疾病研究重點(diǎn)實驗室,江西南昌330006)

胸/腹水是常見臨床病證,可分為良性和惡性兩類。兩類胸/腹水的鑒別既是診斷的基礎(chǔ),也是制定治療方案的前提,但部分胸/腹水良惡性質(zhì)的鑒別診斷至今仍困擾著臨床醫(yī)生[1]。目前胸/腹水的良惡性質(zhì)鑒別診斷主要依賴脫落細(xì)胞學(xué)檢查,盡管簡單易行、特異性好,但其敏感性低[2],人們在不斷地改進(jìn)[3-5]。另一方面,也一直在尋找新的診斷方法[6],以彌補(bǔ)細(xì)胞學(xué)檢查的不足,但單項指標(biāo)常不能取得滿意的診斷效率[7,8],而多項指標(biāo)聯(lián)合檢測因過于復(fù)雜而臨床應(yīng)用受限[4,9]。近年來,隨著計算機(jī)信息技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用不斷推進(jìn),數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用受到重視[10],為胸/腹水的鑒別診斷開辟了新的途徑[11-13]。為此,本研究嘗試通過Logistic回歸分析篩選出對胸/腹水的良惡性質(zhì)具有鑒別診斷價值的常規(guī)實驗室指標(biāo),并建立數(shù)學(xué)診斷模型,探索惡性胸/腹水的診斷新方法。

1 資料與方法

1.1 研究對象及診斷標(biāo)準(zhǔn) 南昌大學(xué)第一附屬醫(yī)院2001-2007年診斷明確的胸/腹水住院的316例患者,男173例,女143例,年齡15-86歲,平均 51.0歲。其中良性胸/腹水175例,惡性胸/腹水141例。良性積液包括肝硬化失代償期103例,結(jié)核性胸膜炎30例,結(jié)核性腹膜炎29例,其他病因13例。惡性積液包括肺癌43例,卵巢癌22例,胃癌22例,肝癌14例,原發(fā)癌灶不明19例,其他少見惡性腫瘤21例。

符合下列條件之一者診斷為惡性胸/腹水:(1)胸/腹水脫落細(xì)胞學(xué)檢查發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞;(2)手術(shù)組織病理學(xué)診斷為惡性腫瘤;(3)醫(yī)學(xué)影像學(xué)檢查發(fā)現(xiàn)占位性病變并經(jīng)穿刺活組織檢查證實為惡性腫瘤;(4)綜合影像學(xué)發(fā)現(xiàn)(占位病變)和其他資料臨床診斷為惡性腫瘤并經(jīng)隨訪證實。不具備上述條件之一者診斷為良性胸/腹水。

1.2 資料收集 收集患者入院后首次測定的血細(xì)胞分析(血紅蛋白、紅細(xì)胞、白細(xì)胞、血小板)、肝功能(谷丙轉(zhuǎn)氨酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶、總膽紅素、結(jié)合膽紅素、血清總蛋白、血清白蛋白、谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶、堿性磷酸酶)、血鈉、血鈣、血沉、胸/腹水常規(guī)及生化檢查結(jié)果(外觀、有核細(xì)胞計數(shù)、Rivalta試驗、蛋白定量、乳酸脫氫酶)、血清腫瘤標(biāo)志物檢測結(jié)果(CEA、CA19-9、CA125、AFP、SF)、胸/腹水脫落細(xì)胞學(xué)和染色體檢查結(jié)果、影像學(xué)檢查結(jié)果(B超、CT、MRI、X線片)、病理檢查結(jié)果。

1.3 數(shù)據(jù)分析及統(tǒng)計學(xué)處理 采用SPSS 13.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。以患者的病因診斷為因變量(良性=0,惡性=1),以上述各項實驗室檢查的單項結(jié)果為自變量,進(jìn)行單因素二值Logistic回歸分析(定性指標(biāo)陰性賦值為0,陽性賦值為1;定量指標(biāo)使用實測值),觀察各單項檢查對良性與惡性胸/腹水的鑒別診斷價值;選擇有診斷價值的指標(biāo)進(jìn)行多因素后向逐步二值Logistic回歸分析,篩選具有獨(dú)立診斷價值的指標(biāo),并得到多元Logistic回歸方程及其對每個病例的類別概率預(yù)測值,根據(jù)后者繪制受試者工作特征(ROC)曲線,確定最佳判別界值,獲得所建數(shù)學(xué)模型對兩組病例的判別診斷結(jié)果,并計算數(shù)學(xué)模型對診斷惡性胸/腹水的敏感度、特異度、準(zhǔn)確度、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值。

2 結(jié)果

2.1 各單項指標(biāo)單因素Logistic回歸分析 結(jié)果顯示下列指標(biāo)對良性與惡性胸/腹水的鑒別診斷有意義(P=0.000-0.018):血細(xì)胞分析的全部4項指標(biāo),肝功能檢查中的總膽紅素和結(jié)合膽紅素,血鈣,胸/腹水常規(guī)與生化檢查中的是否血性積液、蛋白定量、乳酸脫氫酶和 Rivalta試驗,腫瘤標(biāo)志物中的CEA和CA125,其余指標(biāo)無鑒別診斷價值(P=0.059-0.994)。同時分析了脫落細(xì)胞的細(xì)胞學(xué)和染體兩項特殊檢查。詳見表1。

表1 胸/腹水患者常規(guī)實驗室檢查的各單項指標(biāo)單因素Logsitic回歸分析結(jié)果

有核細(xì)胞計數(shù) 0.000 0.000 0.019 0.892 1.000(1.000-1.000)蛋白定量 0.019 0.007 8.365 0.004 1.019(1.006-1.032)乳酸脫氫酶 0.001 0.000 5.615 0.018 1.001(1.000-1.002)Rivalta試驗 1.219 0.309 15.522 0.000 3.383(1.845-6.205)CEA 0.198 0.058 11.511 0.001 1.219(1.087-1.367)CA125 0.002 0.001 7.261 0.007 1.002(1.001-1.004)CA199 0.000 0.001 0.016 0.898 1.000(0.998-1.003)AFP 0.000 0.001 0.110 0.740 1.000(0.999-1.002)SF 0.000 0.000 0.130 0.719 1.000(0.999-1.001)細(xì)胞學(xué)檢查 5.261 1.025 26.340 0.000 192.649(25.837-1436.461)染色體檢查 5.079 1.031 24.267 0.000 160.533(21.283-1210.863)

2.2 常規(guī)實驗室檢查的各單項指標(biāo)對良性與惡性胸/腹水的診斷價值 在單因素Logistic回歸分析中,上述有鑒別診斷意義的各單項指標(biāo)對良性胸/腹水的診斷符合率為39.4%-89.0%,平均59.3%,對惡性胸/腹水的診斷符合率為31.4%-83.9%之間,平均62.6%,總診斷符合率為49.3%-69.4%,平均60.5%(表2)。同時分析了細(xì)胞學(xué)和染體兩項特殊檢查的診斷符合率。

表2 單項常規(guī)實驗室檢查指標(biāo)對良性與惡性胸/腹水的診斷符合率

2.3 常規(guī)實驗室指標(biāo)的多因素Logistic回歸分析進(jìn)入回歸方程的指標(biāo)有4項,即血白細(xì)胞計數(shù)(WBC)、血總膽紅素(TBIL)、Rivalta試驗(RIVALTA)和血清CEA(表3)。求得的Logisitic回歸方程為:

Logit(P)=-3.420+0.148WBC-0.015TBIL+2.598RIVALTA+0.246CEA

表3 胸/腹水患者常規(guī)實驗室指標(biāo)的多因素Logistic回歸分析結(jié)果

2.4 診斷模型對惡性胸/腹水的診斷效率 將所建立的回歸方程變形為求概率值的表達(dá)式(診斷模型),回代計算各例的良惡概率預(yù)測值,繪出ROC曲線(圖 1),曲線下面積為0.886(95%CI 0.822-0.949;P=0.000),求得最佳的診斷界值為0.53,大于或等于該界值的病例判為惡性胸/腹水,否則判為良性。診斷模型以及細(xì)胞學(xué)和染色體檢查對惡性胸/腹水的診斷效率見表4。

圖1 基于常規(guī)實驗室檢查4個單項指標(biāo)的Logistic回歸模型診斷惡性胸/腹水的ROC曲線圖

表4 數(shù)學(xué)診斷模型、細(xì)胞學(xué)和染色體檢查對惡性胸/腹水的診斷效率

3 討論

借助現(xiàn)代統(tǒng)計學(xué)和計算機(jī)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘,應(yīng)用多項指標(biāo)建立數(shù)學(xué)模型,是診斷學(xué)發(fā)展的一個重要趨勢,促進(jìn)了由定性診斷向定量診斷過渡,也為資料的綜合利用和再利用提供了有效途徑。Kamath等[14]以血清膽紅素、凝血酶原國際標(biāo)準(zhǔn)化率、肌酐及病因類型建立起終末期肝病模型(MELD),成為目前評定終末期肝病嚴(yán)重程度的客觀、實用模型,被美國器官共享網(wǎng)絡(luò)正式啟用作為器官分配的評定依據(jù)。我們采用常規(guī)臨床實驗室檢測結(jié)果也建立起預(yù)測效果良好且簡單易行的肝硬化食管靜脈曲張破裂出血患者住院期間死亡預(yù)測模型[15]。Neves等[11]從臨床、放射影像學(xué)和實驗室檢查中篩選出5項指標(biāo)建立Logistic回歸模型,診斷結(jié)核性胸水的敏感度和特異度均在95%以上。Esquerda等[12]應(yīng)用決策樹模型鑒別胸水的性質(zhì)(滲出液或漏出液)取得了良好的效果,優(yōu)于經(jīng)典的方法。

本研究結(jié)果顯示,半數(shù)左右的常規(guī)臨床實驗室檢查中的單項對良惡性胸/腹水的鑒別診斷有一定的價值,但準(zhǔn)確度均在70%以下。因此,單項檢查結(jié)果對胸/腹水良惡性質(zhì)的鑒別診斷價值有限。通過多因素Logistic回歸分析,篩選出WBC、TBIL、RIVALTA和CEA建立回歸方程變形為數(shù)學(xué)模型,對良惡性胸/腹水的鑒別診斷價值明顯提高,準(zhǔn)確度達(dá)到85.8%,高于脫落細(xì)胞學(xué)檢查(81.6%)或染色體檢查(82.1%)。

脫落細(xì)胞學(xué)和染色體檢查是目前常用也是主要的診斷惡性積液的特殊檢查,多數(shù)報道認(rèn)為有較好的特異性,但敏感性低[16,17]。本研究對脫落細(xì)胞學(xué)檢查和染色體檢查的單因素Logistic回歸分析結(jié)果顯示,兩者對良性積液的診斷符合率良好,達(dá)到98%以上,但對惡性積液的診斷符合率卻不理想,不到70%,準(zhǔn)確度只有80%左右。細(xì)胞學(xué)檢查操作較簡單,脫落細(xì)胞涂片染色后光鏡下觀察即可,但要求檢查者有豐富的細(xì)胞學(xué)診斷經(jīng)驗,較基層的醫(yī)療單位難以開展。染色體檢查操作較復(fù)雜,需要脫落細(xì)胞培養(yǎng)處理和染色體制片。因此,細(xì)胞學(xué)和染色體檢查在良惡性積液鑒別診斷均有其局限性。

腫瘤標(biāo)志物檢測對良惡性胸/腹水的鑒別診斷價值近來有不少報道,多數(shù)認(rèn)為有一定的鑒別診斷價值[18,19]。本研究顯示,單項血清腫瘤標(biāo)志物的鑒別診斷價值有限。在5種臨床常用標(biāo)志物中,CA199、AFP和 SF均無價值,只有CEA和CA125有一定的診斷價值(準(zhǔn)確度分別為66.9%和58.0%),但與常規(guī)檢查中有診斷價值的單項相比并無優(yōu)勢。因此,血清腫瘤標(biāo)志物檢測對胸/腹水良惡性質(zhì)的鑒別診斷價值需要進(jìn)一步評估。

新近李承彬等[20]報道,以血清與胸/腹水的白蛋白差值和CEA、LDH、ADA的比值為變量,采用與本研究相似的方法建立數(shù)學(xué)模型,對良惡性胸/腹水的鑒別也取得了較好的診斷效率。本研究與李承彬等報道不同,采用常規(guī)的臨床檢驗指標(biāo)建立數(shù)學(xué)模型,因簡單易行而更具有實用價值,可在較基層的醫(yī)院開展。同時,本研究也為如何充分利用常規(guī)實驗室檢查數(shù)據(jù)來診斷疾病開辟了一條值得探索的途徑。

本數(shù)學(xué)模型雖有較好的診斷價值,但尚待更高的診斷效率以更好地滿足臨床要求。因此,有必要進(jìn)行前瞻性研究,以進(jìn)一步完善診斷模型,并驗證其診斷價值。

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