基于血清CA125、CA153和HCG的PLS-DA模型对卵巢癌的诊断价值分析

王琴，秦明丽，刘蔚

（泸州医学院附属医院妇产科，泸州 646000）

卵巢癌是女性生殖系统中常见的恶性肿瘤之一，其发病率仅次于宫颈癌和子宫内膜癌，但病死率居妇科恶性肿瘤首位［1］。卵巢癌早期发病隐匿，无明显临床症状，因此检测相关肿瘤标志物对卵巢癌的早期诊断和鉴别具有重要意义。本研究拟以卵巢癌患者为研究对象，采用主成分分析（principal component analysis，PCA）法和偏最小二乘判别分析（partial-least-squares discriminant analysis，PLSDA）模型，评估联合检测癌抗原125（CA125）、癌抗原153（CA153）和人绒毛膜促性腺激素（HCG）对卵巢癌的鉴别诊断价值，并采用ROC征曲线下面积（AUC）对PLS-DA模型的诊断效能进行评估，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料

选取2013年1月5日～2013年9月30日在泸州医学院附属医院病理确诊的36例卵巢癌患者作为卵巢癌组，平均年龄（54.0±7.2）岁，其中上皮性卵巢癌22例（浆液性腺癌10例、粘液性腺癌8例、子宫内膜样腺癌4例），生殖细胞肿瘤11例（无性细胞瘤5例、内胚窦癌3例、未成熟畸胎瘤3例），颗粒细胞瘤3例。手术病理分期：按照FIGO（2006年）分期：I期18例，II期10例，III期5例，IV期3例。32例卵巢良性疾病患者作为对照组，平均年龄（53.9±13.7）岁，其中卵巢囊肿17例，畸胎瘤8例，纤维瘤7例。

1.2 血清检测

所有患者空腹静脉采血后立即离心分离血清，2～8℃保存。应用Roche全自动电化学发光免疫分析仪（Elecsys 2010）及CA125、CA153和HCG定量测定试剂盒对样本血清进行测定。参照分析仪及试剂盒厂商评定标准，根据患者群体的参考范围变异性制订CA125、CA153和 HCG的参考值范围：CA125（0.0～35.0）μg/mL，CA153（0.0～25.0）μg/mL，HCG（0.0～10.0）mIU/mL。

1.3 统计学方法

血清CA125、CA153和HCG水平呈偏态分布，用中位数和四分位数间距［M（P25～P75）］表示，完全随机化设计两独立样本的秩和检验，PCA和PLS-DA模型采用SIMCA P 12.0软件进行，基于PLS-DA模型的ROC曲线的绘制采用SPSS 17.0进行，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者的秩和检验

卵巢癌和卵巢良性疾病患者比较，卵巢癌组血清CA125（Z＝-5.345）、CA153（Z＝-4.086）和 HCG（Z＝-6.011）水平均高于对照组，水平变化差异有统计学意义（P＜0.05）（见表1）。

2.2 PCA和PLS-DA模型的建立

以血清中CA125、CA153和HCG建立PCA模型，以第一主成分（PC1）对第二主成分（PC2）作图，可见卵巢癌患者血清中3种肿瘤标志物的代谢发生了明显紊乱，卵巢癌组个体间差异显著且分布较分散，而其他卵巢良性疾病患者则能较好地聚类，两组个体有分离的趋势（见图1）。利用PLS-DA模型建立线性模型对每个样本个体属性进行判断，两组均能完全鉴别，该模型的灵敏度100%，特异性78.0%，预测准确性88.2%（见图2、图3）。

图1 两组血清样本3种肿瘤标志物的PCA图

3 讨论

CA125、CA153和HCG的检测是目前诊断卵巢癌的常用临床指标。本实验卵巢癌组血清中CA125、CA153和HCG水平明显高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），有助于卵巢癌的鉴别诊断。CA125是胚胎发育过程中体腔上皮表达的一种大分子糖蛋白，目前认为是上皮性卵巢癌较理想的标志物［2］。CA153是人乳腺癌患者的组织碎片及细胞质中提取的糖类抗原物质，存在于乳腺癌、肺腺癌及卵巢癌等多种腺癌细胞内。本组检测结果中卵巢癌组CA125和CA153含量明显高于对照组，与彭文清等［3］、陈芳芳等［4］和 Ghasemi等［5］报道一致。测定血清中HCG可协助诊断卵巢绒毛膜癌和伴有绒毛膜成分的生殖细胞肿瘤，可作为观察该类卵巢肿瘤病情变化及治疗效果的指标，郭毅等［6］研究发现HCG的升高可作为部分卵巢无性细胞瘤诊断及预后判断的检测指标。本研究发现卵巢癌患者的HCG水平明显高于对照组（P＜0.05），可能与研究中有部分卵巢无性细胞瘤患者有关。

图2 两组血清样本3种肿瘤标志物的PLS-DA模式识别图

图3 基于PLS-DA的ROC曲线图

多项研究［7，8］表明采用联合检测多种肿瘤标志物能使卵巢癌诊断的敏感性提高，明显优于单项检测。徐驰等［9］研究显示CA125、CA153和HCG三者联合检测在卵巢癌的阳性率高达92.5%，极大提高了卵巢癌患者早期检出率。由图1可见，卵巢癌组个体变异大、分布离散，而对照组则能很好地聚类，两组有明显的分离趋势，提示卵巢癌患者血清中CA125、CA153和HCG的代谢已经发生了明显紊乱。PCA分析是一种降维思维模式，是将多个指标经主成分综合处理，从而直观地显示个体的分布特点区别于传统率的比较［10］。在PCA中通过数据变换和坐标轴旋转等方式，使高维空间的数据信息最大程度地投影在二维或三维空间，从而直观地显示个体的分布特点。有研究［11］显示，利用PCA分析法显示了肺癌患者血清中肿瘤标志物的代谢发生了明显的紊乱，结合PLS-DA模型，有助于肺癌的鉴别诊断。PLS-DA模型能较好地鉴别卵巢癌组与对照组，尽管灵敏度较高（100%），但特异性较低（78.0%），提示泸州医学院附属医院检验科选用的联合检测血清CA125、CA153和HCG诊断卵巢癌的组合项目需要调整，联合更多的肿瘤标志物可能会提高诊断卵巢癌的特异性。基于ANN-MPL-ROC的AUC为0.979，具有较高的诊断效能，说明联合检测血清CA125、CA153和HCG诊断卵巢癌具有一定的可行性。

综上所述，本研究以血清中CA125、CA153和HCG联合建立PCA和PLS-DA模型对本院检验科按经验设置的卵巢癌组套进行了验证，为卵巢癌组套的合理设置提供了一定的科学依据。尽管该组合项目具有一定的临床实用性，但仍需大规模数据进行验证，才能为卵巢癌的早期诊断、个体化治疗和预后评估等提供更好的辅助诊断证据。

［1］庄玉玉，王炎秋，万小平.不同组织类型卵巢癌早期诊断血清标志物选择 ［J］.现代妇产科进展，2011，20（8）：663.

［2］Daunter B.Tumor markers in gynecologic oncology［J］.Gynecologic oncology，1990，39（1）：1-15.

［3］彭文清，孙琳.3项肿瘤标志物联合检测在卵巢癌诊断中的价值［J］.检验医学与临床，2012，9（20）：2613-2614.

［4］陈芳芳，李家亮，王国洪.联合检测抑制素 A、CA125与CA153在卵巢癌中的表达及临床意义［J］.标记免疫分析与临床，2013，20（1）：22-24.

［5］Ghasemi N，Ghobadzadeh S，Zahraei M，etal.HE4combined with CA125：favorabale screening tool for ovarian cancer［J］.Med Oncol，2014，31（1）：808.

［6］郭毅，葛玉华，王亚军.血清β-hCG和AFP升高的单纯卵巢无性细胞瘤35例分析［J］.中国误诊学杂志，2009，9（22）：5481-5482.

［7］刘燕华.血清CA125、CA153及CEA联合检测对卵巢癌的诊断价值［J］.临床研究，2011，1（13）：90-92.

［8］崔平.血清肿瘤标志物CA125、CA153及CEA水平检测在卵巢恶性肿瘤中的诊断价值［J］.医学检验与临床，2011，22（4）：32-34.

［9］徐驰，温义成，刘健.血清 CA-125、CA-153、HCG 在卵巢癌联合检查中应用的价值［J］.黑龙江医学科学，2013，36（3）：67.

［10］牛艳洁，江银玲，许长江，等.代谢组学方法分析肺癌患者血清和尿液小分子代谢产物的初步研究［J］.中国肺癌杂志，2012，15（4）：195-201.

［11］田刚，周明术，宋敏，等.基于胸腔积液肿瘤标志物的PLS-DA和ANN-MPL模型对肺癌的诊断价值分析［J］.成都医学院学报，2013，8（5）：521-524.