基于列線圖探討血清學(xué)標(biāo)志物在肺癌和肺結(jié)核鑒別診斷價(jià)值

李琛 嚴(yán)磊 魯一帆 王子玉 毛全 朱冰

肺結(jié)核(Pulmonary tuberculosis，PTB)和肺癌(Lung cancer， LC)是較為常見(jiàn)的肺部疾病。臨床實(shí)踐中，二者具有相似的臨床及放射學(xué)表現(xiàn)，鑒別診斷存在困難[1]。PTB誤診為L(zhǎng)C導(dǎo)致不必要的手術(shù)和經(jīng)濟(jì)成本，并損害個(gè)體抵抗力。相反，LC的延遲診斷將延誤治療，導(dǎo)致腫瘤進(jìn)展。因此，準(zhǔn)確區(qū)分二者尤為關(guān)鍵。隨著分析方法的發(fā)展，基于多種標(biāo)記物的數(shù)學(xué)模型構(gòu)建在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸廣泛[2]。以往的研究整合CT圖像特征[3]和PET/CT放射組學(xué)特征[4]建立預(yù)測(cè)模型對(duì)PTB和LC進(jìn)行鑒別診斷。雖然上述研究建立的預(yù)測(cè)模型表現(xiàn)出一定的診斷性能，但是，放射組學(xué)特征的獲取需要一定的技術(shù)，不能在基層醫(yī)院廣泛的推廣?；诖?，本研究旨在基于血清學(xué)標(biāo)志物建立和驗(yàn)證一個(gè)區(qū)分PTB和LC的臨床預(yù)測(cè)模型，便于臨床實(shí)踐。

資料與方法

一、研究對(duì)象及實(shí)驗(yàn)分組

對(duì)PTB患者和LC患者血液學(xué)檢查(包括血常規(guī)，生化檢查，凝血功能)進(jìn)行回顧性分析；選取2016年1月至2021年12月于湖北省中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院胸外科確診的PTB患者(n=110例)和LC患者(n=129例)，所有患者均經(jīng)病例確診為PTB或LC。納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡≥18歲；②簽署知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn)：①診斷為其他腫瘤，肺轉(zhuǎn)移癌，肺外結(jié)核；②有LC手術(shù)史或接受放化療；③血液學(xué)檢查結(jié)果缺失。將所有患者按2：1的比例隨機(jī)分為訓(xùn)練組和內(nèi)部驗(yàn)證組。本研究經(jīng)湖北省中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)((2022)倫審[科]第(013)號(hào))，所有受試者均簽署知情同意書。

二、數(shù)據(jù)收集

從電子病歷系統(tǒng)中獲取患者的臨床信息，包括人口統(tǒng)計(jì)學(xué)數(shù)據(jù)、客觀癥狀、放射學(xué)和實(shí)驗(yàn)室特征。從電子病歷系統(tǒng)中獲取以下臨床特征：人口統(tǒng)計(jì)學(xué)特征(年齡和性別)、客觀癥狀(咳嗽，發(fā)熱，咳痰等)和實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)。此外，一些臨床實(shí)踐中常用的比率被自動(dòng)計(jì)算并納入本研究, 如乳酸脫氫酶/腺苷脫氨酶比率(Lactate dehydrogenase to adenosine deaminase Ratio, LAR); C-反應(yīng)蛋白/白蛋白比率(C-reactive protein to albumin Ratio, CAR)。

三、統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS(Version 22.0; Chicago, IL, USA)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。連續(xù)變量用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，分類變量用絕對(duì)值(n)和百分比(%)表示。連續(xù)變量(年齡和血液學(xué)檢查指標(biāo))的組間差異采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。分類變量(性別)的比較采用卡方檢驗(yàn)(χ2)檢驗(yàn)。采用ROC曲線分析(曲線下面積(AUC)>0.6)、單因素Logistic回歸分析、多因素logistic回歸分析篩選構(gòu)建模型所需的變量。使用R software (版本：4.1.0) 中的“rms包”、“mstate包”構(gòu)建列線圖，采用擬合優(yōu)度檢驗(yàn)和決策曲線對(duì)預(yù)測(cè)模型進(jìn)行評(píng)價(jià)和驗(yàn)證。P<0.05具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

一、人口學(xué)特征

本研究共納入湖北省中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院110例PTB患者和129例LC患者，按照2 ∶1的比例隨機(jī)分為訓(xùn)練組(PTB=73，LC=86)和內(nèi)部驗(yàn)證集(PTB=37，LC=43)。訓(xùn)練組和內(nèi)部驗(yàn)證組中的臨床和人口統(tǒng)計(jì)學(xué)特征(如表1)所示。

表1 訓(xùn)練組和內(nèi)部驗(yàn)證組的人口統(tǒng)計(jì)學(xué)特征

二、訓(xùn)練組中血清學(xué)標(biāo)志物的評(píng)價(jià)與篩選

在訓(xùn)練集中，經(jīng)過(guò)t檢驗(yàn)、ROC分析(AUC>0.6)、單因素Logistic回歸分析、多因素Logistics回歸分析以及結(jié)合現(xiàn)有文獻(xiàn)報(bào)道，本研究最終確定了5個(gè)有價(jià)值的指標(biāo)，即AFU, LDL, TT, LDH/ADA比率,CRP/ALB比率。隨后利用該5個(gè)指標(biāo)建立預(yù)測(cè)模型。相關(guān)結(jié)果(見(jiàn)表2)和(表3)。

表2 PTB患者和LC患者模型預(yù)測(cè)指標(biāo)的表達(dá)水平差異

表3 多因素Logistic回歸分析中差異顯著變量

三、基于列線圖臨床預(yù)測(cè)模型的構(gòu)建與驗(yàn)證

在多元邏輯回歸的基礎(chǔ)上，我們建立了鑒別PTB和LC的列線圖(圖1)。由圖2A可知，該診斷列線圖表現(xiàn)出良好的鑒別診斷能力(AUC：0.905；95%CI：0.847～0.962；特異性：92%；敏感性：76.9%)。校準(zhǔn)曲線顯示，該列線圖具有良好的校準(zhǔn)能力(圖3A)。此外，我們還采用臨床決策曲線(DCA)評(píng)估診斷列線圖的臨床效用(如圖4)所示，如果閾值概率為0.25，PTB患者或LC患者使用該診斷列線圖比均進(jìn)行手術(shù)切除或均不進(jìn)行手術(shù)切除將獲益更多。

圖1 PTB與LC鑒別診斷預(yù)測(cè)模型列線圖

圖2 PTB與LC預(yù)測(cè)模型ROC曲線

圖3 PTB與LC預(yù)測(cè)模型擬合優(yōu)度檢驗(yàn)

圖4 PTB和LC鑒別模型決策曲線分析

在內(nèi)部驗(yàn)證集中，該預(yù)測(cè)模型也表現(xiàn)出良好的鑒別能力(AUC：82.1%；95%CI：0.722～0.921；特異性：86.0%；敏感性：70.7%)(圖2B)。此外，該預(yù)測(cè)模型在內(nèi)部驗(yàn)證集中也展示出了較好的校準(zhǔn)性能(圖3B)。

討 論

PTB和LC是兩種截然不同的疾病，其治療是完全不同，但是二者具有相似的臨床表現(xiàn)和放射學(xué)表現(xiàn)，增加了臨床診治工作的難度。有研究表明，延誤LC的診斷和治療將會(huì)導(dǎo)致更差的預(yù)后[5]?？梢?jiàn)，精確的診斷PTB或LC對(duì)適當(dāng)、及時(shí)的治療尤為重要[6]。目前，PTB與LC鑒別的金標(biāo)準(zhǔn)仍為侵入性活檢，然而，該方法是有創(chuàng)的，存在一定的風(fēng)險(xiǎn)[7]。

以往的研究者不斷嘗試創(chuàng)建一種有效、無(wú)創(chuàng)的方法來(lái)區(qū)分PTB和LC。然而，沒(méi)有一種區(qū)分PTB和LC的方法是完美的。Wang Sufei[8]等人基于臨床特征和血清學(xué)指標(biāo)建立一套鑒別良惡性胸腔積液的預(yù)測(cè)模型，其AUC，敏感性，特異性分別為0.913,89.1%，82.63%。此外，Du Dongyang[4]等人結(jié)合PET和CT特征建立了鑒別PTB和LC的放射組學(xué)列線圖，該列線圖展示出了良好的鑒別性能，其AUC，敏感性，特異性分別為0.91, 84%, 74%。盡管上述方法的診斷性相對(duì)較高，但對(duì)醫(yī)療設(shè)備要求嚴(yán)格，并不能在大多數(shù)醫(yī)院，特別是縣、鎮(zhèn)級(jí)醫(yī)院。因此，設(shè)計(jì)一種簡(jiǎn)單可行，且能準(zhǔn)確區(qū)分PTB和LC的方法顯得尤為重要。相比之下，本研究所建立的預(yù)測(cè)模型所涵蓋的指標(biāo)容易獲取。除此之外，本模型所涉及的指標(biāo)總成本是合理的，低于CT或者PET。

盡管PTB與LC具有相似的癥狀和臨床表現(xiàn)，但是二者在許多臨床和實(shí)驗(yàn)室特征上面是不同的。然而，單一的臨床特征或?qū)嶒?yàn)室特征并不能很好的區(qū)分PTB和LC，因?yàn)閱我坏呐R床特征或?qū)嶒?yàn)室特征具有較低的敏感度和特異度。本研究中，結(jié)合了一系列重要參數(shù)構(gòu)建了一個(gè)預(yù)測(cè)模型，以獲得更好的診斷效能。在本研究中，我們根據(jù)多元回歸分析結(jié)果，選擇最顯著的指標(biāo)(AFU, LDL, TT, LDH/ADA, CRP/ALB)構(gòu)建預(yù)測(cè)模型，本預(yù)測(cè)模型在訓(xùn)練集和驗(yàn)證集均表現(xiàn)出良好的診斷性能。此外，本研究共整合了45個(gè)指標(biāo)，不僅包括常見(jiàn)的血常規(guī)及生化指標(biāo)，還包括其他研究中報(bào)道的比值。如LDH/ADA和CRP/ALB。最近的研究表明，LDH/ADA是結(jié)核性胸腔積液和惡性胸腔積液鑒別的有效生物標(biāo)志物[9]。此外，Zhou Ting[10]等人研究表明，與其他系統(tǒng)炎癥預(yù)后評(píng)分比較，CRP/ALB是預(yù)測(cè)LC患者生存率的最佳指標(biāo)?；诖?，本研究選擇這兩種比值作為模型構(gòu)建的因素之一。本研究中，LDH/ADA和CRP/ALB在PTB和LC的鑒別中表現(xiàn)出較高診斷意義，其AUC分別為0.693, 0.601。

據(jù)我們所知，本研究是首次利用實(shí)驗(yàn)室特征建立PTB和LC鑒別診斷預(yù)測(cè)模型的研究。但本研究還存在一定的局限性。首先，本研究為回顧性研究，可能存在一定的選擇偏倚。此外，樣本量不足，可能在更大的臨床運(yùn)用中存在困難，需要進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量或者前瞻性研究進(jìn)行驗(yàn)證。其次，未探究治療后TT、LDL和AFU的變化情況。到目前為止，現(xiàn)有的文獻(xiàn)僅在PTB患者或者LC患者中對(duì)TT、LDL和AFU進(jìn)行單獨(dú)研究，未見(jiàn)有對(duì)二者進(jìn)行相互鑒別的文獻(xiàn)報(bào)道。TT是臨床上常用的抗凝系統(tǒng)檢測(cè)指標(biāo)之一，其可反應(yīng)外源性凝血系統(tǒng)是否正常[11]。周波等人研究表明TT雖可以反應(yīng)機(jī)體的凝血狀態(tài)，但其變化情況在肺癌患者和健康人群中無(wú)顯著差異[12]。此外，Liesbeth M. Kager等人研究證實(shí)肺結(jié)核患者全身會(huì)處于一個(gè)高凝狀態(tài)，相關(guān)凝血系統(tǒng)指標(biāo)顯著高于對(duì)照組[13]。上述研究與本研究結(jié)果大致相同，即PTB患者TT水平顯著高于LC患者，表明PTB患者比LC患者可能更易發(fā)生心血管事件，可作為二者鑒別指標(biāo)。LDL是反應(yīng)機(jī)體脂質(zhì)代謝的指標(biāo)之一。既往的研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤細(xì)胞過(guò)度增殖會(huì)引起機(jī)體內(nèi)脂蛋白水平異常[14]。此外，肺癌患者存在低血膽固醇的傾向與風(fēng)險(xiǎn)[15]，且肺癌患者中LDL水平顯著低于健康對(duì)照者[16]。與此同時(shí)，Jelena Vekic等人研究證實(shí)，LDL在PTB患者和健康人群中無(wú)顯著差異，僅在LDL亞型比較中存在差異[17]。該結(jié)果與本研究結(jié)果大致相符，即PTB患者LDL水平明顯高于LC患者，且可做二者相互鑒別的診斷指標(biāo)之一。AFU是一種溶酶體酸性水解酶，廣泛存在于人體組織細(xì)胞、血液和體液中，參與糖蛋白、糖脂和寡糖的代謝。在原發(fā)性肝癌患者血清中增高，是原發(fā)性肝癌的標(biāo)志物之一。目前尚無(wú)AFU與肺癌的直接報(bào)道，有研究表明，AFU2(AUF的亞型之一)是一個(gè)潛在的致癌基因，是泛癌預(yù)后惡化的指示性生物標(biāo)記物，其高表可能有助于增加TAMs的浸潤(rùn)，并于免疫抑制微環(huán)境有關(guān)[18]。本研究表明PTB患者AFU水平顯著低于LC水平，與既往的研究大致相符。

綜上所述，本研究綜合分析PTB和LC患者實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)，并建立了一種能夠區(qū)分PTB和LC的診斷模型。為未來(lái)的臨床工作提供了一個(gè)可用的輔助工具。