基于血清多參數(shù)聯(lián)合分析建立肺癌診斷模型和預(yù)后評估模型.pdf

1、第一部分基于血清多參數(shù)聯(lián)合分析建立肺癌早期診斷模型
　　研究目的:肺癌的早期診斷一直是臨床關(guān)注的重點(diǎn)難題。目前，能夠在臨床上廣泛應(yīng)用的無創(chuàng)、快速、安全的診斷手段和技術(shù)相對缺乏，本研究旨在通過新算法和新技術(shù)尋找最理想的血清學(xué)標(biāo)志物組合，利用無創(chuàng)血清學(xué)標(biāo)志物對肺癌進(jìn)行早期診斷。
　　研究對象和方法:(1)研究對象為2008年1月1日至2013年12月31日之間入住解放軍總醫(yī)院腫瘤內(nèi)科的405例肺占位患者，以肺活檢病理結(jié)果作為分組

2、依據(jù)，并依據(jù)入院時間將數(shù)據(jù)拆分為建模組和驗證組，用建模組建立數(shù)學(xué)分類模型，用驗證組進(jìn)行驗證。(2)基于微陣列化學(xué)發(fā)光免疫分析技術(shù)，針對男性和女性，我們分別挑選常用的腫瘤標(biāo)志物構(gòu)建了高通量的腫瘤標(biāo)志物檢測蛋白芯片。其中，男芯蛋白芯片可以檢測CA19-9、CA125、T-PSA、F-PSA、NSE、AFP、CEA、CA724、CYFRA21-1、PGⅠ、PGⅡ、pro-GRP等12項腫瘤標(biāo)志物;芯蛋白芯片可以檢測CA19-9、CA125、C

3、A15-3、NSE、AFP、CEA、CA724、CYFRA21-1、PGⅠ、PGⅡ、β-HCG、pro-GRP等12種腫瘤標(biāo)志物。1865例男性患者采用傳統(tǒng)雅培羅氏生產(chǎn)的單指標(biāo)腫瘤標(biāo)志物檢測試劑盒和男芯蛋白芯片同時檢測;1932例女性患者采用傳統(tǒng)雅培羅氏生產(chǎn)的單指標(biāo)腫瘤標(biāo)志物檢測試劑盒和女芯蛋白芯片。
　　結(jié)果:(1)我們采用混合整數(shù)規(guī)劃法和leave-one-out交叉驗證法建立并優(yōu)化了肺癌早期診斷模型，最終選取最優(yōu)組合癌胚抗原

4、、CYFRA21-1、血清葡萄糖及血清總膽汁酸四項指標(biāo)聯(lián)合診斷早期肺癌，檢出率達(dá)到98.65％。(2)男芯、女芯蛋白芯片和羅氏、雅培傳統(tǒng)方法檢測的結(jié)果具有較高一致性，具有所需樣品量較少、經(jīng)濟(jì)成本低、高通量檢測的特點(diǎn)。男芯、女芯蛋白芯片對惡性腫瘤和良性疾病鑒別診斷的靈敏度和特異度均達(dá)到了75％以上，表明男芯、女芯在惡性腫瘤和良性疾病早期篩查中的具有應(yīng)用價值。
　　結(jié)論:(1)癌胚抗原、CYFRA21-1、血清葡萄糖及血清總膽汁酸四項

5、聯(lián)合可以做為一種非常有效且性價比較高的肺癌早期篩查的無創(chuàng)手段。(2)采用蛋白芯片和傳統(tǒng)的單一腫瘤檢測方對比具有高度一致性，且鑒別惡性腫瘤和良性疾病的診斷價值高，靈敏度和特異度均達(dá)到了75％以上。
　　第二部分基于血清多參數(shù)聯(lián)合分析建立肺腺癌診斷和預(yù)后評估模型
　　目的:
　　肺癌的發(fā)病率逐年上升，而且近年來肺腺癌的發(fā)病率更是超過肺鱗癌的發(fā)病率，成為肺癌中最多見的類型，其中晚期肺腺癌患者的預(yù)后往往較差，轉(zhuǎn)移患者的預(yù)后更差

6、。本部分我們將進(jìn)一步分析包括血清學(xué)指標(biāo)、肺癌特異的細(xì)胞因子leptin和血清多肽等在內(nèi)的多種血清學(xué)標(biāo)志物在肺腺癌診斷和預(yù)后評估中的作用。但是單一的標(biāo)志物很難對患者的預(yù)后做出較為準(zhǔn)確的判斷，為此我們將探索多個血清學(xué)標(biāo)志物聯(lián)用，并以此用于肺腺癌的診斷和預(yù)后評估。
　　方法:
　　(1)將227例肺腺癌樣本隨機(jī)分成5份，每次選出4份作為訓(xùn)練集合來擬合Cox比例風(fēng)險回歸模型，并采用赤池信息準(zhǔn)則(Akaike information

7、criterion，AIC)逐步剔除冗余變量。我們將最終得到的Cox方程中有顯著意義（Wald檢驗P＜0.05）的變量選出，然后將這些具有獨(dú)立預(yù)后能力的臨床特征在剩余的1份測試集合上去擬合Cox模型，得到對測試集合上病人的預(yù)后估計。為了消除5折交叉驗證在劃分病人集合時的隨機(jī)性，將以上交叉驗證的計算過程重復(fù)1000次。
　　(2)用放射免疫分析法測定肺腺27例癌患者基線和培美曲塞/順鉑化療后血清中瘦素和常規(guī)方法檢測臨床常用腫瘤標(biāo)志物

8、CEA、AFP、CA125、CA199、CA153、CA724、CYFRA21-1、NSE、SCC的水平，探索血清中瘦素及臨床常用腫瘤標(biāo)志物的診斷價值和預(yù)后價值。
　　(3)使用基質(zhì)輔助激光解吸電離飛行時間質(zhì)譜(MALDI-TOF MS)篩選50例肺腺癌患者（其中25例肺腺癌患者同時伴發(fā)腦轉(zhuǎn)移，25例肺腺癌患者未發(fā)生腦轉(zhuǎn)移）和50例正常對照組血清樣本，尋找差異多肽，并建立相關(guān)診斷和預(yù)后評估模型。
　　結(jié)果:
　　(1)

9、采用5折交叉驗證法進(jìn)行1000次運(yùn)算分析227例肺腺癌43項臨床指癥和血清學(xué)指標(biāo)的預(yù)后價值，Cox模型逐步選參法多因素分析結(jié)果顯示:(a)影響53例未發(fā)生轉(zhuǎn)移的肺腺癌患者無進(jìn)展生存期的的主要因素依次為TP(HR=4.819, p=0.001)、age(HR=0.554, p=0.036)、TG(HR=1.527, p=0.005)、ALB(HR=0.337, p=0.012)、性別(HR=0.089, p＜0.001)、 UA(HR=0

10、.254, p＜0.001)、 CYFRA21-1(HR=1.295, p=0.031)、CA199(HR=0.638, p=0.014);(b)影響73例發(fā)生一處轉(zhuǎn)移的肺腺癌患者無進(jìn)展生存期的的主要因素依次為DB(HR=0.584, p=0.015)、age(HR=0.722, p=0.011)、NSE(HR=0.596,p=0.027)、CA199(HR=0.827，p=0.035);影響55例發(fā)生兩處轉(zhuǎn)移的肺腺癌患者無進(jìn)展生存期的

11、的主要因素依次為CK(HR=0.526，p=0.011)、NSE(HR=1.548, p=0.013)、TG(HR=110000, p=0.010)、UA(HR=0.575, p=0.006)、CA153(HR=0.411，p=0.025);影響46例發(fā)生兩處轉(zhuǎn)移的肺腺癌患者無進(jìn)展生存期的的主要因素依次為TB(HR=3.193，p=0.030)、DB(HR=0.085，p=0.009)、CK(HR=2.624，p=0.018)、吸煙指數(shù)

12、(HR=1.856，p=0.051)、NSE(HR=0.208, p=0.004)、LDH(HR=0.324, p＜0.001)、CA153(HR=1.427,p=0.001)、CA125(HR=25.737, p＜0.001),CA199(HR=12.502, p=0.015)。
　　(2)瘦素，CYFRA211和SCC三項指標(biāo)聯(lián)合可用于晚期肺腺癌組的診斷，其準(zhǔn)確率為78.45％，其診斷特異性和靈敏度分別為80.0％和76.9％

13、; Kaplan-Meier單因素和多因素分析結(jié)果顯示瘦素是影響晚期肺腺癌患者化療預(yù)后PFS的獨(dú)立預(yù)后因素;其回歸方程為p=[1+e（-0.002×leptin)]-1，瘦素高表達(dá)組提示患者預(yù)后不良。
　　(3)采用基質(zhì)輔助激光解吸/電離飛行時間質(zhì)譜篩選得到10個肺腺癌特異性多肽，其中，(a)質(zhì)荷比為1969.9和2213.4 Da的可用于肺腺癌和健康的診斷，多因素Logistic回歸方程為p=[1+e(-0.006×mass19

14、69.9-0.002×mass2213.4+6.039)]-1，該模型診斷的準(zhǔn)確率為85.45％，其診斷特異性和靈敏度分別為79.2％和91.7％;(b)質(zhì)荷比為1781.8 and1984.7Da的多肽對肺腺癌腦轉(zhuǎn)移與否具有分類意義，多因素Logistic回歸方程為p=[1+e(-0.003×mass1781.8+0.008×mass1984.7+0.16)]-1，該模型對于肺腺癌組診斷的準(zhǔn)確率為82.0％，其診斷特異性和靈敏度分別為

15、84.6％和79.2％。(c)單因素和多因素結(jié)果顯示多肽m/z1969.9是影響肺腺癌化療預(yù)后的獨(dú)立因素，多肽m/z1969.9是影響合并腦轉(zhuǎn)移肺腺癌化療預(yù)后的獨(dú)立因素。
　　結(jié)論:(1)建立并優(yōu)化了多個血清學(xué)指標(biāo)構(gòu)成的特征子集，可用于估算接受一線順鉑/培美曲塞化療的肺腺癌患者無進(jìn)展生存期;(2)血清中瘦素，CYFRA211和SCC三項指標(biāo)聯(lián)合可用于晚期肺腺癌組的診斷;(3)質(zhì)荷比為1969.9和2213.4 Da的可用于肺腺癌和