Logistic回归和ROC曲线综合评价四种指标对原发性肝癌的诊断价值

冯 茜

（江苏省第二中医院检验科，江苏南京210000）

Logistic回归和ROC曲线综合评价四种指标对原发性肝癌的诊断价值

冯 茜

（江苏省第二中医院检验科，江苏南京210000）

目的 运用logistic回归与受试者工作特征曲线（ROC曲线）评价甲胎蛋白（AFP）、甲胎蛋白异质体（AFP-L3）、胸苷激酶（TK1）、分泌型蛋白Dickkopf-1（DKK1）对原发性肝癌（PHC）的诊断价值。方法 选择76例原发性肝癌患者作为PHC组、42例良性肝脏疾病患者作为良性肝病组、32健康体检人员作为对照组，采用电化学发光法检测血清AFP水平；采用亲和吸附层析法检测AFP-L3水平，计算AFP-L3在AFP中比例；采用免疫印迹增强化学发光法检测血清TK1水平：采用ELISA试剂盒检测血清标本中DKKI水平。通过ROC曲线分析和Logistic回归结果的ROC曲线下面积（AUC），对4个指标单独及联合检测的临床性能行比较分析。结果 PHC组4个血清指标的含量明显高于良性肝病组及健康对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），AFP、AFP-L3、TK1和DKK1诊断PHC的敏感性分别为68.4%、76.3%、77.6%和80.3%，特异性分别为90.5%、91.9%、95.9%和94.6%。四项联合检测的敏感性和特异性为93.4%和 89.2%；AFP、AFP-L3、TK1和DKK1的ROC曲线下面积（AUC）分别为0.755、0.808、0.913、0.814，联合检测的 AUC为0.941，与AFP、AFP-L3、TK1和DKK1比较，差异均有统计学意义（P＜0.05）。结论 AFP-L3、TK1和DKK1可以作为诊断PHC血清标志物，与AFP联合检测可提高诊断效能；Logistic回归结合ROC曲线可用于PHC多指标联合诊断的分析评价。

原发性肝癌； Logistic回归； 受试者工作特征曲线； 联合检测

原发性肝癌（primay hepatic cancer，PHC）是我国最常见的恶性肿瘤之一，其死亡率在消化系统恶性肿瘤中居第三位，在世界上的发病率居第五位［1］。早期患者大多无症状，一经确诊，多数均为中晚期。因此早发现、及时治疗是提高生存率的关键。血清AFP作为肝癌标志物，已广泛用于PHC的普查、诊断、判断治疗效果及预后复发的重要指标，但仍有20%～30%的原发性肝癌患者AFP呈阴性或低浓度水平［2］。因此，寻找灵敏度和特异度更高的肿瘤标志物和检测方法是PHC诊断和治疗的关键环节。本文运用Logistic回归和ROC曲线综合分析评价AFP、AFP-L3、TK1、DKK1在诊断PHC诊断中的价值，报道如下。

资料与方法

1 一般资料

118例各型肝病患者均为2014年1月至2015年1月间本院门诊或住院患者，临床诊断均符合2000年第十次全国病毒性肝炎与肝病学术会议修订的“病毒性肝炎防治方案”［3］，男70例，女4例，年龄22～81岁，平均年龄58.3±8.7岁。其中原发性肝癌组（PHC组）76例，良性肝病组42例（肝硬化13例，急性肝炎12例，慢性肝炎11例，脂肪肝 6例），原发性肝癌患者均经病理学或影像学检查证实。健康对照组32例，男20例，女12例，年龄20～84岁，平均年龄53.6±11.4岁，均为同期我院体检正常并排除其他慢性疾病的健康者。

2 研究方法

用带有惰性分离胶的真空采血管分别抽取研究对象静脉血4mL，静置30min后，4000r/min离心10min，立即分离出血清，置于-25℃冰箱中保存备检。AFP采用贝克曼Dxl800 Access化学发光免疫分析系统，试剂盒由罗氏诊断产品（上海）有限公司提供；AFP-L3检测采用亲和吸附层析法，试剂盒由上海抚生实业有限公司提供；TK1采用免疫印迹增强化学发光法检测，试剂盒由深圳华瑞同康生物技术有限公司提供；DKK1采用ELISA法检测，试剂盒由上海抚生实业有限公司提供。以上均严格按操作说明书进行操作。正常参考值：AFP＜20. 0ug/L，（AFP-L3/AFP）＜10%，TK-l＜2.0pmol/ L，DKK1＜2.0ng/mL，大于正常参考值上限即判定为阳性。

3 统计学处理

采用SPSS17.0统计软件进行统计学处理，用Kolmogorov-Smimov Z检验进行正态性检验，所测数据以±s表示，计数资料采用χ2检验，以α=0. 05为检验水准，以P＜0.05为差异具有统计学意义。对检测结果作图绘制ROC曲线并进行逐步Logistic回归，分析单一指标和联合检测对PHC的诊断价值。

结 果

1 各组血清AFP、AFP-L3、TK1、DKK1水平比较

PHC组患者AFP、AFP-L3、TK1、DKK1检测结果均明显高于良性肝病组、健康对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表1。

表1 各组血清AFP、AFP-L3、TK1、DKK1检测结果比较（±s）

表1 各组血清AFP、AFP-L3、TK1、DKK1检测结果比较（±s）

注：与良性肝病组、健康对照组比较，*P＜0.05；与健康对照组比较，#P＜0.05

组别例数AFP（ng/mL）AFP-L3（%）TK1（pmol/L）DKK1（ng/mL）PHC组良性肝病组健康对照组5.83±2.05*1.78±0.42 1.14±0.42 76 42 32 522.76±103.65*71.25±21.22#9.48±1.95 55.31±12.89*17.23±6.24#5.85±3.21 5.31±2.89*1.63±0.54 0.95±0.31

2 各组血清AFP、AFP-L3、TK1、DKK1单项阳性率及四项联合检测阳性率比较

PHC组患者AFP、AFP-L3、TK1、DKK1单项和四项联合检测阳性率与良性肝病组、健康对照组阳性率结果比较，差异均有统计学意义（P＜0.05）。见表2。

表2 各组血清AFP、AFP-L3、TK1、DKK1单项阳性率及四项联合检测阳性率比较［n（%）］

3 血清AFP、AFP-L3、TK1、DKK1 Logistic回归分析结果

经逐步Logistic回归分析，4项指标都对PHC的诊断密切相关（P＜0.05）；对4项指标进行Logistic回归分析，设xl=AFP，x2=AFP-L3，x3=TK1，x4= DKK1，得出PHC预测值回归方程：P=1/［1+ e-（-5.175+0.328xl+0.133 x2+0.006 x3+0.112 x4）］，并在SPSS工作表中产生个体预测值pre-1，见表3。

表3 血清AFP、AFP-L3、TK1、DKK1 Logistic回归分析结果

4 血清AFP、AFP-L3、TK1、DKK1和预测概率pre-1的ROC曲线及统计参数结果

ROC曲线下面积越大，鉴别能力越强，ROC曲线下的面积：pre-1（0.941）＞TK1（0.913）＞DKK1（0.814）＞AFP-L3（0.808）＞AFP（0.775），如图1。选择图中最靠近左上方的点，根据统计结果中可能切点的敏感性和特异性计算敏感性+特异性，最高值为临界值，由此，从SPSS输出的表中查得AFP、AFP-L3、TK1、DKK1和pre-1的临界值分别为36.3ng/mL，12.2%，2.2pmol/L，2.1ng/mL和0.6。如表4。

表4 血清AFP、AFP-L3、TK1、DKK1和预测概率pre-1的统计参数结果

5 四项指标单独及联合检测对PHC诊断的效率［%（n/n）］评价

在各单项指标检测中DKK1的敏感性和诊断符合率最高，为80.3%和87.3%；TK1的特异性最高，为95.9%，AFP的敏感性，特异性和诊断符合率都最低，分别为68.4%，90.5%，79.3%；联合检测结果灵敏度提高到93.4%，诊断符合率达到91.3%，但特异度略有下降。各项指标对PHC的诊断效率，见表5。

表5 四项指标单独及联合检测对PHC诊断的效率［%（n/n）］评价

讨 论

AFP足由卵黄囊及胚胎肝产生的糖蛋白，其合成位于内质网核糖体上。自1964年Tatarinow发现PHC患者血清中可检测出AFP以来。AFP逐渐成为临床诊断PHC的主要血清学指标，但是并非所有的肝癌细胞都分泌大量AFP，有报道显示15%～20%的PHC晚期患者AFP水平仍保持正常，而50%～60%的PHC患者AFP阳性，且AFP在一些良性疾病如慢性肝炎，肝硬化患者和妊娠女性中也有不同程度的升高［4］。本组PHC组患者AFP单项检测的阳性率为68.4%，与国内文献报道的60%～70%相近［5］。

AFP-L3由肝癌细胞特异产生，其在总AFP的比例越高，提示肿瘤的恶性程度也越高。而在良性肝脏疾病中，肝细胞并不表达AFP-L3，因此，AFP-L3对PHC检测特异度比AFP要高。相关研究发现AFP-L3随着肝癌病灶的增大而不断升高，对于肝癌的诊断具有较好的特异性［6-7］。本研究发现在PHC患者的血清中AFP-L3值明显增加，显著高于良性肝病组和健康组（P＜0.05）；AFP-L3诊断 PHC的敏感性为76.3%，特异性为91.9%；优于AFP诊断PHC的敏感性（68.4%）和特异性（90.5%），说明AFPL3可以作为临床检测原发性肝癌的有效分子标志物。

近年来，随着对肿瘤标志物研究的不断发展，多种肿瘤在诊断、疗效监测、预后判断等方面又有了新的依据。胸苷激酶（thymidine kinase）的检测已成为多种肿瘤诊断的重要辅助手段。胸苷激酶是使胸腺嘧啶转化为单磷酸胸腺嘧啶的关键酶，这种磷酸化作用是胸腺嘧啶核苷酸进入代谢的唯一途径。胸苷激酶主要有两种同工酶。TK有两种同工酶：细胞质胸苷激酶（TK1）和线粒体胸苷激酶（TK2）［8］。健康人中，血清总TK活性（TK1和TK2）极低，但在恶性肿瘤细胞和恶性肿瘤血液中升高，其浓度与肿瘤细胞的增殖速度呈正比，并与疾病的轻重程度有关［9］。研究发现95%的恶性肿瘤细胞中都存在TK1水平升高［10］。本研究发现在PHC患者的血清中阳性率明显增加，显著高于良性肝病组和健康对照组（P＜0.05）；且在肝良性疾病中表达最低，为7.1%，显示TK1是一种极具潜力的肿瘤筛查标志物。但是，TK1的临床应用也有一定的局限性，妊娠期、月经期的细胞处于增殖阶段，使TK1水平升高而造成假阳性；另外，人们发现TK1至少在10种不同的恶性肿瘤中呈高表达［11］，因此，虽然单独检测TK1在原发性肝癌患者中有77.6%的敏感性，但其不足以成为原发性肝癌的首选诊断指标，需要联合其他特异性较高的肿瘤标志物才能解决TK1涉及癌谱较广的问题。

DKKI是一种分泌性糖蛋白，能够与细胞膜上的Wnt受体LRP5和DKKI共受体Kremenl结合，形成内吞小体，从而阻断Wnt信号通路［12］。DKKl在不同的肿瘤中表达水平不一，在胃肠道肿瘤、乳腺癌、胶质瘤中其表达降低或缺失［13］，而在肝癌、肺癌、黑色素瘤等肿瘤中DKKl的表达会明显升高［14］。这种差异性的表达在肿瘤中的意义尚不完全清楚，有待于进一步探讨。本研究结果显示，与对照组、良性肝病组比较，PHC组DKK1水平及阳性检出率显著升高（P＜0.05）；而良性肝病组和正常对照组之间差异无统计学意义（P＞0.05）。单项指标中DKK1对原发性肝癌诊断的敏感性和符合率最高，为80.3%和87.3%。

以上讨论多为单个指标对PHC的评价，而本文ROC曲线和Logistic回归模型的应用。大大提高了预测的科学性、准确性。首先对4项指标进行逐步Logistic回归分析，优化拟合后得出Logistic回归模型P=1/［1+e-（-5.175+0.328x1+0.133x2+0.006x3+0.112x4）］，产生新变量pre-1。其次，通过对新变量 pre-l的ROC曲线不同截断点的敏感性、特异性的比较，结合曲线下面积作定量分析，对Logistic回归模型进行综合评价，得出最佳诊断界值0.6，其相应敏感性93.4%，特异性89.2%，诊断符合率91.3%。ROC曲线下面积AUC越大，诊断的价值越大，AUC接近0.5时无诊断意义，AUC＜0.7表示诊断准确性较低，AUC在0.7～0.9表示诊断准确性中等，AUC＞0.9时表示诊断有较高的准确性［15］。本研究结果显示新变量pre-1的AUC为0.941，大于AFP、AFP-L3、TK1、DKK1单变量的AUC，表明联合检测指标对 PHC的诊断有较好的准确性，优于单一指标对PHC的诊断价值。此外，用 ROC曲线分析的另一优点是：不需要固定分类界值，允许中间状态存在，利于使用者结合专业知识，权衡漏诊与误诊的影响，选择更佳的截割点作为诊断临界点，根据本文研究结果笔者建议采用AFP＞36.3ng/mL，AFP-L3%＞12.2%，TK1＞2.2pmol/L，DKK1＞2.1ng/mL作为PHC临床诊断的最佳界值点。通过建立Logistic回归模型，将各个单项指标综合起来对PHC进行分析，克服了经验判断的主观性，提高了诊断的科学性、准确性。

［1］Saffroy R，Pham P，Reffas M，et al.New perspectives and strategy research biomarkers for hepatocellular carcinoma.Clin Chem Lab Med，2007，45（9）：1169-1179.

［2］叶应妩，王毓三，申子瑜.全国临床检验操作规程.第3版.南京：东南大学出版社，2006：690.

［3］中华医学会传染病与寄生虫病学分会，肝病学分会.病毒性肝炎防治方案.中华肝脏病杂志，2001，8（6）：324-329.

［4］Kanke F，Kumada T，Toyoda H，et al.Reference change values for lens culinaris agglutinin-reactiveα-fetoprotein and des-γ-carboxy prothrombin in patients with chronic hepatitis C.Clin Chem Lab Med，2012，50（5）：957-960.

［5］王爱华，王华梁，方芳，等.AFP和AFP异质体对405例原发性肝癌的诊断价值探讨.上海医学检验杂志，2002，17（2）：87-89.

［6］许文芳，费迎明，周建康，等.血清GP73、AFP和AFP-L3联合检测在原发性肝癌诊断中的价值.中华实验和临床病毒学杂志，2011，25（4）：286-288.

［7］KobayashiM，Hosaka T，Ikedak，etal.Highly sensitive AFP-L3% assay is useful for predicting recurrence of hepatocellular carcinoma after curative treatment pre-and postoperatively.Hepatol Res，2011，41（11）：1036-1045.

［8］Hallek M，Touitou Y，Levi F，et al.Serum thymidine kinase levels are elevated and exhibit diurnal variations in patientswith advanced ovarian cancer.Clin Chim Acta，1997，267（2）：155-166.

［9］Zhang F，LiH，Pendleton A R.Thymidine kinasel immunoassay：a potentialmarker for breast cancer.Cancer Detect Prev，2001，25（1）：8-15.

［10］张国庆，焦顺昌，魏秀芳.血清胸苷激酶1在中老年人肿瘤免疫监测中的作用.现代肿瘤医学，2008，16（5）：831-832.

［11］李清茹，桑士标，袁航，等.血清胸苷激酶1检测对恶性肿瘤诊断及疗效评估的意义.中华核医学杂志，2009，29（4）：271-273.

［12］Mao B，Wu W，Davidson G，et al.Kremen proteins are Dickkopf receptors that regulate Wnt/beta-catenin signalling.Nature，2002，417（6889）：664-667.

［13］Mikheev A M，Mikheeva S A，Maxwell J P，et al.Dickkopf-1 mediated tumor suppression in human breast carcinoma cells.Breast Cancer Res Treat，2008，112（2）：263-273.

［14］Qin X，Zhang H，Zhou X，etal.Proliferation and migrationmediated by Dkk-1/Wnt/beta-catenin cascade in a model of hepatocellular carcinoma cells.Transl Res，2007，150（5）：281-294.

［15］陈卫中，倪宗瓒，潘晓平，等.用ROC曲线确定最佳临界点和可疑值范围.现代预防医学，2005，32（7）：729-731.

（檀叶青编辑）

Com prehensive Evaluation of the Diagnostic Value of Four M arkers for Primary Hepatic Carcinoma by ROC Curve and Logistic Regression

FENG Qian
（Clinical Laboratory，Jiangsu Second Chinese Medicine Hospital，Nanjing 210000，China）

Objective By using logistic regression and ROC curve to analyze the diagnosis values of alphafetoprotein（AFP）、alpha-fetoprotein heterogeneity（AFP-L3）、serum thymidine kinase 1（TK1）、DKK1 in primary hepatic carcinoma（PHC）.M ethods There were 76 patients with primary hepatic carcinoma（PHC group），42 patients with benign hepatic benign diseases（benign hepatic diseases group），and 32 healthy subjects（control group）enrolled in the study.AFP was detected by ECLIA；AFP-L3 was determined by adsorption centrifuging，and the ratio of AFP-L3 to AFP was calculated；and TK1 was determ ined by Western blot-enhanced chem ilum inecence；DKK1 was detected byELISA method.The area under the ROC curve（AUC）of four factors and Logistic resultswere compared by clinic efficiency.Results All four factors in PHC group were significantly higher than that in benign hepatic diseases group and control group（P＜0.05）.The sensibilities and specificities of AFP、AFP-L3、TK1 and DKK1 were 68.4%、76.3%、77.6%、80.3%and 90.5%、91.9%、95.9%、94.6%respectively.The sensibility and specificity of combined exam ination was93.4%and 89.2%；the areas under the ROC curve（AUC）of four factors and the combined examination were 0.755、0.808、0.913、0.814 and 0.941 respectively；allhad statistical difference with AFP、AFP-L3、TK1 and DKK1（P＜0.05）.Conclusion AFP-L3、TK1 and DKK1 can be used as serum markers for the diagnosis of PHC，and the combined examination of AFP、AFP-L3、TK1 and DKK1 could improve diagnostic performance of PHC.Logistic regression combined ROC curve is a simple and effective statistical method，and it can be used in the analysis and evaluation ofmulti-index combined diagnosis of PHC.

Primary hepatic carcinoma； Logistic regression； Roc curve； Combined test

10.11748/bjmy.issn.1006-1703.2016.06.013

2015-10-30；

2016-03-25

冯茜（1984—），主管技师，本科，主要从事临床生物化学方面的工作和研究