多因素聯(lián)合對于肺癌骨轉(zhuǎn)移的診斷價值

吳瓊 馬海洋 張明明 王志武 王雪臣 崔澤軍

[摘要] 目的 探討多因素聯(lián)合對于肺癌骨轉(zhuǎn)移的診斷價值。 方法 納入2013年1月～2015年12月于唐山市人民醫(yī)院放化療科初治的126例肺癌患者，應(yīng)用酶聯(lián)免疫吸附試驗法檢測血清Ⅰ型膠原吡啶交聯(lián)氨基末端肽（NTx）水平，同時檢測血清堿性磷酸酶（ALP）水平，收集性別、年齡、體力狀態(tài)評分（KPS）等一般臨床信息。應(yīng)用ECT結(jié)合CT、MRI診斷骨轉(zhuǎn)移。以是否存在骨轉(zhuǎn)移進行分組，應(yīng)用ROC曲線判斷NTx、ALP及KPS對于肺癌骨轉(zhuǎn)移診斷價值，并確定最佳cutoff值，進一步采用Logistic回歸模型分析骨轉(zhuǎn)移相關(guān)診斷因素，多因素分析結(jié)果提示獨立預(yù)測因子作為聯(lián)合指標進一步應(yīng)用ROC曲線分析。 結(jié)果 126例中骨轉(zhuǎn)移的發(fā)生率為34.1%。分組后ROC曲線觀察初治肺癌患者血清NTx和ALP水平及KPS評分等對于骨轉(zhuǎn)移的診斷價值關(guān)系，確立NTx、ALP和KPS評分用于診斷骨轉(zhuǎn)移的最佳cutoff值分別為21.5 nmol/L、94 U/L和80分，其ROC曲線下面積分別為0.792、0.641和0.644，敏感性和特異性分別為65.1%和84.3%，46.5%和81.9%，74.4%和44.6%，分類后多因素分析顯示血清NTx，ALP水平以及KPS評分均為骨轉(zhuǎn)移的獨立預(yù)測因子（P < 0.05）。聯(lián)合應(yīng)用NTx、ALP和KPS評分三指標的ROC曲線下面積為0.861，其敏感性為74.4%，特異性為86.7%。較單一因素，聯(lián)合指標的診斷效力明顯提高。 結(jié)論 血清NTx和ALP水平以及KPS均為肺癌骨轉(zhuǎn)移相關(guān)的獨立診斷因子，聯(lián)合應(yīng)用NTx、ALP和KPS評分三指標的診斷效力明顯提高，該結(jié)果尚需大樣本多中心的研究來證實。

[關(guān)鍵詞] 肺癌；骨轉(zhuǎn)移瘤；生物標志物；Ⅰ型膠原吡啶交聯(lián)氨基末端肽

[中圖分類號] R734.2 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-7210（2018）06（a）-0055-04

[Abstract] Objective To investigate the diagnostic value of multi-factorial combination in bone metastasis of lung cancer. Methods From January 2013 to December 2015， 126 newly diagnosed lung cancer patients from Department of Chemoradiotherapy in Tangshan People′s Hospital were selected in this study. The serum levels of NTx and ALP were measured and the information of clinical characteristics such as sex， age and the Karnofsky's index of performance status （KPS） score were collected. The bone metastasis was diagnosed by ECT combined with CT and MRI. Patients were grouped according to the presence or absence of bone metastasis. ROC curves were used to examine the diagnostic value of NTx， ALP and KPS and determine the best cutoff value. The correlation between bone metastasis and aforementioned factors was analyzed by logistic regression analysis. The multi-factorial combination which was produced though Logistic regression analysis was valued by ROC test again. Results The rate of bone metastasis was 34.1%. After being grouped， ROC analysis indicated that the optimal cutoff value of NTx， ALP and KPS were 21.5 nmol/L， 94 U/L and 80. The areas under the ROC curve of NTx， ALP and KPS were 0.792， 0.641 and 0.644. The sensitivities were 65.1%， 46.5% and 74.4% and the specificities were 84.3%， 81.9% and 44.6% respectively. Univariate and multivariate analysis showed NTx， ALP and KPS were significantly correlated with bone metastasis（P < 0.05）. Further ROC test demonstrated that the multi-factorial combination got a better diagnostic result （area under the ROC curve 0.861， sensitivity 74.4% and specificities 86.7%）. Conclusion Serum NTx， Serum ALP and KPS were independent factors corrected with bone metastasis. Multi-factorial combination has a higher diagnostic result than single factor. Further multi-center studies with large sample should be conducted to confirm the result.

[Key words] Lung cancer； Bone metastasis； Biomarkers； Collagen Type Ⅰ collagen pyridinoline cross-linked N-telo peptides

肺癌骨轉(zhuǎn)移發(fā)生率可達30%～60%[1]，骨轉(zhuǎn)移患者常會出現(xiàn)骨相關(guān)不良事件，如骨痛、病理性骨折等，對患者預(yù)后和生活質(zhì)量有較大影響[2-3]，早期診斷骨轉(zhuǎn)移意義重大。臨床首先通過骨顯像篩查，之后利用骨X線、CT或MRI檢查是否存在骨質(zhì)破壞進而最終明確骨轉(zhuǎn)移診斷[4-5]。雖然骨顯像敏感性高，但因受局部炎癥或骨折史等影響，其假陽性率高，特異性低[6]。而且，用于明確診斷的影像學檢查，如CT、MRI和PET等存在價格昂貴、檢查時間長、電離輻射等缺陷。因此，有必要尋找可常規(guī)應(yīng)用的骨轉(zhuǎn)移診斷標志物來代替影像檢查或作為骨轉(zhuǎn)移篩選工具。文獻顯示多種因素[7]，如Ⅰ型膠原吡啶交聯(lián)氨基末端肽（NTx）[8]、堿性磷酸酶（ALP）[9]和體力狀態(tài)評分（KPS）等與肺癌骨轉(zhuǎn)移相關(guān)[10]。但目前尚無任何一種骨轉(zhuǎn)移相關(guān)因素被廣泛應(yīng)用，原因可能是單一的因素對于骨轉(zhuǎn)移的診斷準確性低。不同標志物包含不同角度信息，聯(lián)合多種標志物可實現(xiàn)多角度信息充分利用，進而提高診斷精確性。本研究納入肺癌病例，評估骨轉(zhuǎn)移狀態(tài)，檢測骨代謝相關(guān)標志物NTx和ALP，納入KPS等臨床因素，探討聯(lián)合標志物在肺癌骨轉(zhuǎn)移診斷中的意義。

1 資料與方法

1.1 入組標準

納入2013年1月～2015年12月于唐山市人民醫(yī)院放化療科收治的初治肺癌患者，所有患者需經(jīng)組織病理學或細胞學明確肺癌診斷，除外肝功能（包括谷丙轉(zhuǎn)氨酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶）異常和腎功能不全（腎小球濾過率≤60 mL/min）的患者。

1.2 臨床資料收集

記錄患者一般臨床信息，包括性別、年齡、病理類型、KPS等。

1.3 血清學指標檢測

所有患者于入組第2天清晨空腹抽靜脈血5 mL，置于EDTA抗凝管中，于室溫下離心分離血漿（3000 r/min，10 min，離心半徑14.6 cm），于-80℃保存。采用酶聯(lián)免疫吸附試驗法（ELISA）檢測血漿中NTx水平。試劑均由上海中喬新舟生物科技有限公司提供，由美國Sciencell公司生產(chǎn)，聚體操作步驟嚴格按照說明書要求進行。采用IFCC推薦法檢測ALP水平。

1.4 骨轉(zhuǎn)移評估

全身骨顯像被用來初步判斷是否存在骨轉(zhuǎn)移，當骨顯像顯示異常時，通過進一步的強化CT、MRI來確認是否存在骨質(zhì)破壞，并最終診斷骨轉(zhuǎn)移。

1.5 統(tǒng)計學方法

應(yīng)用SPSS 19.0統(tǒng)計學軟件進行數(shù)據(jù)分析，應(yīng)用ROC曲線評價單一指標和聯(lián)合指標診斷效力，合適的cutoff值通過ROC曲線分析確定，應(yīng)用確定的cutoff值將計量資料進行分類，轉(zhuǎn)化為計數(shù)資料，分組之后的計數(shù)資料的組間對比采用單變量Logistic回歸進行分析，單變量分析P < 0.10的變量則進入多變量分析，以P < 0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

共126例患者納入本研究，其中男101例，女25例，中位年齡為64歲。病理分型情況如下：腺癌68例，鱗癌33例，小細胞肺癌22例，其他類型3例。KPS 80分及以上者78例，不足80分者48例。經(jīng)影像學評價，共有43例（34.1%）患者存在骨轉(zhuǎn)移。NTx、ALP和KPS評分與骨轉(zhuǎn)移有相關(guān)性（P < 0.05）。見表1。

血清NTx診斷骨轉(zhuǎn)移最佳cutoff值為21.5 nmol/L，血清ALP的合適cutoff值為94.0 U/L，KPS的合適cutoff值為80分。為進一步提高診斷的準確性，聯(lián)合檢測NTx、ALP和KPS評分的診斷效應(yīng)，較單一因素，聯(lián)合指標的診斷效力明顯提高。見圖1、表2。

多因素分析顯示NTx、ALP和KPS評分均為骨轉(zhuǎn)移的獨立相關(guān)因素（P < 0.05）。見表3。

3 討論

本研究致力于尋找可以常規(guī)應(yīng)用的肺癌骨轉(zhuǎn)移的診斷標志物組合來代替影像學的檢查或者作為骨轉(zhuǎn)移的篩選工具。研究通過ROC曲線觀察初治肺癌患者血清NTx和ALP水平及KPS評分等對于骨轉(zhuǎn)移的診斷價值關(guān)系，確立NTx、ALP和KPS評分用于診斷骨轉(zhuǎn)移的最佳cutoff值分別為21.5 nmol/L、94 U/L和80分，其ROC曲線下面積分別為0.792、0.641和0.640，敏感性和特異性分別為65.1%和84.3%，46.5%和81.9%，74.4%和44.6%，聯(lián)合應(yīng)用NTx、ALP和KPS評分三指標的ROC曲線下面積為0.861，其敏感性為74.4%，特異性為86.7%。較單一因素，聯(lián)合指標的診斷效力明顯提高。分類后多因素分析顯示血清NTx，ALP水平以及KPS評分均為骨轉(zhuǎn)移的獨立預(yù)測因子（P < 0.05）。

惡性腫瘤的骨轉(zhuǎn)移發(fā)生的病理機制為腫瘤細胞、成骨細胞和破骨細胞的三者互相作用，使骨形成與骨吸收之間的動態(tài)平衡遭到破壞；其具體可分為三種類型，即溶骨性骨轉(zhuǎn)移、成骨性骨轉(zhuǎn)移和混合性骨轉(zhuǎn)移[11-12]。有研究表明Ⅰ型膠原在骨組織有機成分中占比可達90%，破骨細胞活性增加導(dǎo)致骨質(zhì)吸收，骨膠原降解產(chǎn)生吡啶交聯(lián)及其末端肽，包括NTx、ICTP及CTx，這些降解產(chǎn)物釋放至血循環(huán)以原型經(jīng)尿排泄，因此被認為是反映骨基質(zhì)吸收、評價破壞骨細胞活動性的優(yōu)質(zhì)指標。NTx是其中一種含有獨特氨基酸序列的Ⅰ型膠原N末端肽。目前已有多項研究提示血液和尿液中NTx對于惡性腫瘤骨轉(zhuǎn)移的有診斷意義[13-16]。因為尿液中NTx易受到受到體內(nèi)代謝情況的影響，血清NTx水平更容易評估。Huang等[16]通過Meta分析評價了多個骨的代謝標志物，比如TALP、BALP、ICTP和NTx，結(jié)果發(fā)現(xiàn)NTx是其中最有效的肺癌骨轉(zhuǎn)移標志物之一。在Tamiya等[13]的研究中，NTx的用于骨轉(zhuǎn)移診斷的準確性再次得到驗證，同時該研究初步建立了血清NTx的最佳cutoff值，為22 nmol/L。本研究中，同樣發(fā)現(xiàn)血清NTx是診斷肺癌骨轉(zhuǎn)移的較理想標志物，并確認其最佳cutoff值為21.5 nmol/L，這與Tamiya等[13]的結(jié)果非常接近，這更證實了研究結(jié)果的可靠性。

NTx反映的是骨轉(zhuǎn)移過程中的破骨細胞激活的組織蛋白酶K所導(dǎo)致的骨的重吸收程度，所以可以說NTx是骨轉(zhuǎn)移溶骨性改變的特異性指標。相比之下，ALP在一定程度上也可反映骨的代謝水平，但與NTx不同，ALP為成骨細胞產(chǎn)生的糖蛋白，骨鈣化時成骨細胞中的ALP作用產(chǎn)生磷酸，為沉積至膠原的羥基磷灰石提供無機磷酸鹽離子，因此血循環(huán)中ALP升高可反映骨形成速度，常提示骨鈣化作用減弱并停留在成骨細胞階段[9]。本研究提示ALP同樣可用來進行骨轉(zhuǎn)移的篩查，但相比之下，其診斷靈敏性和特異性均不及NTx，這與之前其他的研究結(jié)果是相符的[17]。如前所述，ALP反映骨代謝角度不同于NTx，因此其對于聯(lián)合指標診斷精確性的提高仍具有很大的貢獻。

體力狀態(tài)水平曾被顯示與骨轉(zhuǎn)移相關(guān)[10，13，18]。在Tamiya等[13]的研究中，共納入166例患者，其中骨轉(zhuǎn)移者73例，體力狀態(tài)評分≤1者，其骨轉(zhuǎn)移發(fā)生率為35%，而體力狀態(tài)評分>1者，其骨轉(zhuǎn)移發(fā)生率則為58.7%。在本研究中同樣納入了體力狀態(tài)水平進行分析，結(jié)果同樣顯示體力狀態(tài)與骨轉(zhuǎn)移具有相關(guān)性，考慮原因，可能是發(fā)生骨轉(zhuǎn)移的患者屬于腫瘤晚期，腫瘤對于身體狀態(tài)影響較大，從而導(dǎo)致存在骨轉(zhuǎn)移這得體力狀態(tài)不佳。

本研究的多因素分析顯示NTx，ALP以及體力狀態(tài)情況均為骨轉(zhuǎn)移的獨立影響因子，這提示三者在骨轉(zhuǎn)移的診斷上均有各自獨立的價值，因此推斷聯(lián)合這些獨立因子進行骨轉(zhuǎn)移的診斷可能提升診斷的敏感性和特異性，進一步的分析證實了上述結(jié)果，未來將繼續(xù)完善并建立多指標的預(yù)測模型，使臨床應(yīng)用更加便捷。同時，這些標志物也被多項研究發(fā)現(xiàn)可用于骨轉(zhuǎn)移灶治療效果評價、疾病進展程度動態(tài)監(jiān)測、骨相關(guān)不良事件的風險評估等[19-20]，這將是未來進一步完善的方向。

總之，本研究結(jié)果提示NTx是敏感性和特異性均較高的肺癌骨轉(zhuǎn)移標志物，并確立NTx最佳cutoff值為21.5 nmol/L，多因素分析顯示血清NTx、ALP水平以及體力狀態(tài)均為骨轉(zhuǎn)移的獨立診斷因子，聯(lián)合應(yīng)用NTx、ALP和KPS評分三指標的診斷效力明顯提高，該結(jié)果尚需大樣本多中心的研究來證實。

[參考文獻]

[1] Santini D，Barni S，Intagliata S，et al. Natural history of non-small-cell lung cancer with bone metastases [J]. Sci Rep，2015，5：18 670.

[2] Kong P，Yan J，Liu D，et al. Skeletal-related events and overall survival of patients with bone metastasis from nonsmall cell lung cancer - a retrospective analysis [J]. Medicine（Baltimore），2017，96（51）：e9327.

[3] Wang H，Zhang Y，Zhu H，et al. Risk factors for bone metastasis in completely resected non-small-cell lung cancer [J]. Future Oncol，2017，13（8）：695-704.

[4] Espinosa JC，Herrero FR，Martin EH，et al. Seom guidelines for the treatment of bone metastases from solid tumours [J]. Clin Transl Oncol，2012，14（7）：505-511.

[5] 魏強，程潔，田叢娜，等.磁共振全身彌散成像聯(lián)合核素全身骨顯像在骨轉(zhuǎn)移瘤診斷中應(yīng)用價值[J].中國醫(yī)藥導(dǎo)報，2016，13（10）：19-22.

[6] O'Sullivan GJ，Carty FL，Cronin CG. Imaging of bone metastasis：an update [J]. World J Radiol，2015，7（8）：202-211.

[7] D'Oronzo S，Brown J，Coleman R. The value of biomarkers in bone metastasis [J]. Eur J Cancer Care（Engl），2017. DOI：10.1111/ecc.12725.

[8] Liu B，Zhao Y，Yuan J，et al. Elevated n-telopeptide as a potential diagnostic marker for bone metastasis in lung cancer：a meta-analysis [J]. PLoS One，2017，12（11）：e0187860.

[9] Zhou Y，Yu QF，Peng AF，et al. The risk factors of bone metastases in patients with lung cancer [J]. Sci Rep，2017，7（1）：8970.

[10] Sun Y，Ai X，Shen S，et al. Detection and correlation analysis of serum cytokines in non-small-cell lung cancer patients with bone and non-bone metastases [J]. Patient Prefer Adherence，2015，9：1165-1169.

[11] Esposito M，Guise T，Kang Y. The biology of bone metastasis [J]. Cold Spring Harb Perspect Med 2017. DOI：10.1101/cshperspect.a031252.

[12] Luo Q，Xu Z，Wang L，et al. Progress in the research on the mechanism of bone metastasis in lung cancer [J]. Mol Clin Oncol，2016，5（2）：227-235.

[13] Tamiya M，Suzuki H，Kobayashi M，et al. Usefulness of the serum cross-linked n-telopeptide of type Ⅰ collagen as a marker of bone metastasis from lung cancer [J]. Med Oncol，2012，29（1）：215-218.

[14] 孫輝，陳曉霞，趙印敏，等. Ntx檢測在肺癌骨轉(zhuǎn)移中的診斷和判斷療效價值[J].中華胸心血管外科雜志，2013， 29（3）：172-173.

[15] Tamiya M，Tokunaga S，Okada H，et al. Evaluation of bone metastasis using serial measurements of serum n-telopeptides of type Ⅰ collagen in patients with lung cancer：a prospective study [J]. Anticancer Res，2015，35（7）：3987-3993.

[16] Huang J，Gu T，Ying J. A meta-analysis survey of appropriate bone turnover markers in the detection of bone metastasis in lung cancer [J]. Int J Clin Oncol，2017，22（6）：1015-1025.

[17] 劉志武，李莉，譚榜云，等.血清ODF和OCIF及Ca ALP水平在肺癌骨轉(zhuǎn)移中臨床研究[J].西部醫(yī)學，2014， 26（2）：239-241.

[18] 阿米娜，曲海，韓記真，等.多學科團隊模式護理干預(yù)對老年晚期肺癌伴骨轉(zhuǎn)移患者治療依從性，癌因性疲乏及焦慮抑郁的影響[J].中國醫(yī)藥導(dǎo)報，2017，14（25）：167-170.

[19] Charpidou A，Tsagouli S，Gkiozos I，et al. Bone metastases in patients with small cell lung carcinoma：rate of development，early versus late onset，modality of treatment，and their impact on survival. A single-institution retrospective cohort study [J]. Clin Exp Metastasis，2016， 33（5）：453-460.

[20] Aiba H，Kimura T，Yamagami T，et al. Prediction of skeletal-related events in patients with non-small cell lung cancer [J]. Support Care Cancer，2016，24（8）：3361-3367.