肿瘤相关自身抗体对恶性肺结节的诊断价值

贾金芳 黄静 朱晓莉

肺癌是全球癌症相关死亡的主要原因之一［1］。肺癌的平均5年生存率为17.4%，而IA期肺癌10年生存率达92%［2-3］，由此可见，早诊早治是提高肺癌总体生存率的关键。早期肺癌多表现为肺结节，肺结节通常指影像学表现为直径≤3 cm的局灶性、类圆形、密度增高的实性或亚实性肺部阴影，可分为孤立性和多发性病变，不伴肺不张、肺门淋巴结肿大和胸腔积液［4］。近年来，随着低剂量螺旋计算机断层扫描（low dose spiral computed tomography，LDCT）在肺癌筛查中的广泛应用，外周肺结节的检出率显著提高，已达到93.8%，令肺癌死亡率降低20%。然而，LDCT存在假阳性率高（96.4%）和潜在的放射性损伤等问题［5-6］。

近年来肿瘤相关自身抗体（autoantibodies，AABs）在肺癌的相关研究中显示出较好的诊断价值，已被部分欧美国家批准用于肺癌的早期诊断［7］。Zhang等［3］研究发现，p53、SOX2、GAGE7和MAGE-A1在非小细胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）中的表达明显升高，PGP9.5 在肺鳞癌中表达较高，GBU4-5在肺腺癌中表达较高。Ren等［8］在中国高危人群中采用7-AABs（p53、PGP9.5、SOX2、GAGE7、GBU4-5、MAGE-A1和CAGE）和LDCT对早期肺癌进行筛查，结果显示肺癌诊断的敏感性和特异性分别为61%和90%，7-AABs 和LDCT 结合显著提高磨玻璃结节（ground glass nodule，GGN）和（或）实性结节（solid nodule，SN）诊断的准确率，具有一定的临床应用前景。但目前关于肿瘤自身抗体在0～ⅠA期肺癌患者中的诊断价值少有文献报道，本研究通过检测肺结节患者血浆中AABs水平，探讨自身抗体在恶性肺结节中的诊断价值。比较并分析7-AABs 与肿瘤标志物、Mayo 模型联合检测的诊断效能，并分析7-AABs阳性表达与CT征象的相关性。

1 材料与方法

1.1 一般资料

选取2016年12月至2019年2月东南大学附属中大医院胸心外科和呼吸科收治的患者，所有患者均通过LDCT评估发现肺结节，并经手术取得病理诊断结果。收集术前临床资料，包括CT征象、血液学检查结果［（癌胚抗原（carcinoembryonic antigen，CEA）、神经元特异性烯醇化酶（neuron specific enolase，NSE）、细胞角蛋白19片段21-1（cytokeratin 19 fragment 21-1，CYFRA 21-1）和AABs］、性别、年龄和吸烟史等，其中“无吸烟者”是指既往吸烟量少于100支的人。入选标准：1）胸部CT发现直径≤30 mm的肺结节，包括纯磨玻璃结节（pure GGN，pGGN）、混合磨玻璃结节（mixed GGN，mGGN）和SN；2）无肺癌病史；3）5年内无确诊或治疗的其他肿瘤病史；4）肺部未经任何放疗、免疫治疗或手术治疗；5）无自身免疫性疾病史；6）无严重肝肾功能不全病史。本研究经东南大学中大医院伦理委员会批准，并获得患者知情同意。

1.2 方法

1.2.1 LDCT扫描参数及阅片 采用GE HD750 64排128层螺旋CT扫描机，螺距设定≤1，机架旋转时间≤1.0 s，扫描矩阵设定不低于512×512；扫描参数为120kVp、30～50 mAs。根据Fleischner学会于2017年发布的肺结节大小测量建议，对SN和GGN在轴位、冠状位及矢状位选择结节最大层面，根据结节大小取长轴和短轴平均值（＜10 mm）或分别记录长轴和短轴（≥10 mm）。所有的患者胸部CT均采用连续薄层扫描（≤1.5 mm，常用1.0 mm或1.25 mm），常规重建连续冠状位和（或）矢状位，层厚1.0 mm。CT诊断由两位有5年以上工作经验的放射科医生阅片，当意见不一致时经协商取得一致。

1.2.2 肿瘤相关自身抗体检测方法 采取患者术前空腹外周静脉血5 mL，2 000 r/min 离心15 min，分离血清，室温（18～25℃）保存，并于8小时内通过ELISA法检测血清样品中的7 种自身抗体的浓度。试剂盒由杭州凯保罗生物科技有限公司提供，并由东南大学附属中大医院实验室严格按照说明操作。用酶标仪在反应结束后30 min内读取波长450 nm处的光密度值（OD450），并计算自身抗体的相对浓度。试剂盒中自身抗体参考范围（U/mL）：p53＜13.1，PGP9.5＜11.1，SOX2＜10.3，GAGE7＜14.4，GBU4-5＜7.0，MAGEA1＜11.9，CAGE＜7.2。7 种自身抗体中的1 种或多种自身抗体的检测结果高于其阳性判断值时则诊断为“阳性”；所有自身抗体检测结果均低于阳性判断值水平则定义为“阴性”。

1.2.3 传统肿瘤标志物检测方法 由东南大学附属中大医院实验室采用化学发光法检测CEA、NSE 和CYFRA21-1。试剂盒中肿瘤标志物参考范围（ng/mL）：CEA＜5.0，NSE＜16.3，CYFRA21-1＜3.3。

1.2.4 MAYO 模型 恶性肿瘤概率=ex/（1+ex），x=-6.827 2+（0.039 1×年龄）+（0.791 7×吸烟）+（1.338 8×恶性肿瘤）+（0.127 4×直径）+（1.040 7×毛刺）+（0.783 8×位置）

公式说明：①e：自然系数；②年龄：患者年龄（年）；③吸烟：曾经/正在吸烟计为1，否则计为0；④恶性肿瘤：如患者有胸腔外恶性肿瘤史＞5年计为1，否则计为0；⑤直径：结节的最大直径（mm）；⑥毛刺：如结节边缘有毛刺计为1，否则计为0；⑦位置：如结节位于肺上叶计为1，否则计为0。

1.3 统计分析

采用SPSS 24.0软件进行统计分析。计数资料组间比较采用χ2检验，计量资料组间比较采用t 检验。以P＜0.05为差异具有统计学意义。阳性样本的数量和比例以二项式比例的95%置信区间（95% confidence interval，95%CI）表示。采用二元Logistic 回归分析预测肺癌与研究指标间的关系。采用受试者工作特征（ROC）曲线，计算AUC值评估自身抗体、Mayo模型诊断恶性肺结节的效能。

2 结果

2.1 入组患者临床特征

共纳入208例肺结节患者，包括150例（72.1%）肺癌患者和58 例（27.9%）良性肺疾病患者。肺癌均为NSCLC，包括141例（94.0%）腺癌、7例（4.7%）鳞癌和2例（1.3%）大细胞癌，患者多数为女性（62.0%）和非吸烟者（64.7%）。肺癌组和良性肺疾病组的年龄差异具有统计学意义（P=0.007），在性别、吸烟史、结节大小和结节个数方面，差异均无统计学意义（均P＞0.05，表1）。

表1 患者的一般资料

2.2. 7-AABs在肺结节患者中的诊断价值

2.2.1 7-AABs 诊断恶性肺结节的敏感性、特异性和PPV 在所有患者中，单个自身抗体检测的特异性较高（94.8%～100%），敏感性较低（8.7%～15.3%）。7种自身抗体联合检测敏感性提高至54.7%，优于单个自身抗体检测（均P＜0.001）；7-AABs 的特异性和阳性预测值（positive predictive valve，PPV）分 别 为87.9%和92.1%，与单个自身抗体检测相比，差异均无统计学意义（均P＞0.05，表2）。结合AUC 值，提示7种自身抗体联合检测的效能优于单一自身抗体检测。值得注意的是，7-AABs 中2 个及以上自身抗体同为阳性时，其在肺癌诊断中的PPV（96.6%）高于单个自身抗体阳性时的PPV（90.0%，表2）。

2.2.2 7-AABs 在不同肺癌分期、结节大小和密度中的敏感性比较 为进一步研究7-AABs 在早期肺癌中的诊断价值，对肺癌组进行亚组分析。7-AABs 在0～ⅠA 期肺癌中的总体敏感性为54.5%（95% CI：46.3%～62.8%）。不同肺癌分期的敏感性见表3。

为评估7-AABs在不同结节大小中的诊断价值，对不同结节大小亚组（≤8 mm、9～20 mm和＞20 mm）间的阳性结果进行分析，结果显示，7-AABs在亚组间的敏感性和PPV差异无统计学意义（均P＞0.05，表3）。同时，为评估7-AABs在不同肺结节密度中的诊断价值，对不同密度亚组（pGGN、mGGN和SN）间的阳性结果进行分析，结果显示，7-AABs在不同密度亚组间的敏感性和PPV差异无统计学意义（均P＞0.05，表3）。

2.3 7-AABs与肿瘤标志物诊断价值的比较

7-AABs 与CEA、NSE、CYFRA21-1 及其组合比较，均显示出更高的敏感性（均P＜0.05），特异性差异无统计学意义（均P＞0.05，表4）。7-AABs 与肿瘤标志物联合检测显著提高肺癌的诊断能力，敏感性达70.0%（P＜0.05）。

2.4 7-AABs与Mayo模型联合诊断肺癌的价值

为进一步提高诊断能力，将7AABs 与Mayo 模型联合用于肺癌诊断。使用单阳规则将7-AABs 添加到Mayo模型中，即个体风险大于风险阈值或7-AABs中任一抗体阳性则判定为阳性。对于固定的风险阈值，例如设置Mayo模型的风险阈值为30%，当使用单阳性规则将7-AABs 添加到Mayo 模型中，相对于7-AABs、Mayo 模型，敏感性提高至68.7%（P1＜0.001），PPV提高至89.6%，AUC提高至0.699（表5）。

若使用双阳规则将7-AABs 添加到Mayo 模型中，即个体风险大于风险阈值且7-AABs中任一抗体阳性则判定为阳性。对于固定的风险阈值（如30%），Mayo 模型和7-AABs 联合检测时，相对于7-AABs和Mayo模型，特异性提高至96.6%，PPV提高至94.1%，敏感性有所下降，为21.3%（表5）。

2.5 7-AABs与CT征象的相关性

在所有患者中，7-AABs阳性表达与短毛刺、空泡征具有相关性，结果具有统计学意义（P=0.032、P=0.017），与肿瘤外形、肿瘤边界、分叶、支气管充气征、血管集束征、胸膜凹陷征、CT值均无相关性，差异无统计学意义（表6）。

表2 7-AABs与单个自身抗体的Sens、Spec和PPV比较

表3 7-AABs在不同肺癌分期、结节大小和密度中的敏感性和PPV比较

表4 7-AABs与肿瘤标志物的敏感性、特异性和PPV比较

表4 7-AABs与肿瘤标志物的敏感性、特异性和PPV比较（续表4）

表5 Mayo模型联合7-AABs与Mayo模型、7-AABs的比较

表6 7-AABs阳性表达与CT征象的相关性

3 讨论

在肺癌发展过程中，人体通过体液免疫应答产生针对肿瘤相关抗原的特异性自身抗体，血清AABs被认为是潜在的肺癌生物标志物［9］。Li 等［10］研究发现，在吸烟的慢性阻塞性肺疾病或石棉沉积症患者被诊断为肺癌前已经可以检测到p53。尚有研究表明，在肺癌患者的循环血液中，自身抗体能够较CT提前5年发现肿瘤［11］。既往研究也提示多种自身抗体联合测定可以有效检测肺癌，尤其是在早期肺癌筛查中具有潜在价值［8，12］。但一些自身抗体也存在于其他疾病患者体内，尤其是自身免疫性疾病，如系统性红斑狼疮、干燥综合征、类风湿性关节炎、I型糖尿病和自身免疫性甲状腺疾病等［13］。为排除以上疾病对AABs检测的影响，本研究中所有患者在入组前均排除患有以上疾病。

在本研究纳入的208例肺结节患者中，肺癌类型主要为周围型腺癌（94.0%），且大多数是女性和非吸烟者，与肺腺癌的生物学特征一致。为了使肺癌组和良性肺疾病组之间的比较更为可靠，将肺癌组与良性肺疾病组受试者的性别、吸烟状况、结节大小和结节个数进行匹配。遗憾的是，由于良性疾病组纳入患者数量偏少，未能实现两组的年龄匹配。

既往研究分析了7-AABs用于诊断肺癌的价值，显示在Ⅰ～Ⅱ期NSCLC 中的敏感性为60%，特异性为91%［8］。本研究中，特异性和敏感性分别为87.9%和54.7%，与上述观察结果相似。由于本研究中良性疾病组纳入的人群数量较少，早期肺癌比例较高，因此敏感性和特异性稍低。本研究中，7-AABs 用于诊断肺癌的PPV 为92.1%，具有较好的诊断效能，当7-AABs中2个或以上自身抗体同时为阳性时准确性进一步提高。同时，7-AABs 在早期肺癌的不同分期中无显著性差异，在肺癌的不同密度、结节大小和组织学亚型中，也保持着相对稳定的阳性检出率。

一项研究显示，7-AABs 较传统肿瘤标志物CEA、NSE 和CYFRA 21-1 具有更高的敏感性［14］，与本研究结果一致，并且两者联合检测可以显著提高诊断的敏感性，有助于肺癌的早期诊断。

美国胸科医师学会推荐将较为经典的风险预测模型（Mayo 模型）用于肺结节良恶性的判定［15］，该模型包括年龄、吸烟、肿瘤史、结节大小、有无毛刺及结节是否位于上叶6 个因素。由于该模型采用的影像学资料多来源于X线胸片，诊断的敏感性较低。为有效提高肺癌的诊断能力，本研究采用单阳规则将7-AABs添加到Mayo模型中，提高了肺癌诊断的敏感性和PPV，并保持着稳定的特异性，与Massion等［16］研究结果一致。采用双阳规则联合7-AABs 和Mayo 模型，提高了肺癌诊断的特异性和PPV，但敏感性有所下降。临床医生可以根据需要选择单阳规则或双阳规则将AABs加入Mayo模型，帮助早期识别高风险人群中的肺癌患者。

目前研究认为在肺癌的发展过程中，如原位腺癌向微浸润性腺癌进展的中间阶段，肿瘤细胞逐渐从附壁生长模式向浸润性生长模式演变，结节边缘可能出现分叶、毛刺或胸膜牵拉征，内部也有可能出现空泡征［17］。本研究通过分析肺结节患者CT征象发现，7-AABs 阳性表达与短毛刺、空泡征相关，或有利于良恶性肺结节的鉴别。与Meng等［18］的研究结果存在差异（抗体阳性表达仅与胸膜凹陷征相关），这可能与螺旋CT 扫描仪器及判读专家的经验误差有关，也可能与纳入人群的偏倚有关，因为本研究中所纳入的所有人群均为住院患者，CT征象可能更具恶性肿瘤指向性。为排除上述因素的影响，后期可以采取多中心大样本量进行分析和验证。