天冬氨酸转氨酶/血小板比值指数预测慢性乙型肝炎肝脏病理状态的性能评价

张正华 金红弟 张秀华 陆 伟 周新兰 王雁冰 张占卿

目前，预测肝脏病理状态仍然是慢性乙型肝炎(chronic hepatitis B, CHB)临床和基础研究的一个热点[1-3]；而预测肝脏纤维化程度的新指标和新模型的开发及其预测效能和性能的评价是预测肝脏病理状态研究的主流[3]。但是，作为肝脏病理状态的重要组成部分，肝脏炎性反应和坏死程度的预测却少人问津[4-5]。事实上，肝细胞的炎性反应和坏死不仅是肝脏纤维化发生的前奏，而且与纤维化程度呈显著正相关[4-5]。近20年来，预测肝脏纤维化的模型研究已取得许多进展[6-7]，其中AST/血小板(platelet，PLT)比值指数(AST-to-PLT ratio index，APRI)已被广泛验证并推广应用[7-9]。但是，APRI预测肝脏纤维化程度与其预测肝脏炎性反应和坏死程度的效能差异、APRI预测肝脏病理状态与其构件指标预测肝脏病理状态的效能比较、APRI及其构件指标预测乙型肝炎e抗原(hepatitis B e antigen, HBeAg)阳性与阴性肝脏病理状态的效能差异的研究却较少被涉及[4]。本研究根据577例CHB患者血清AST和外周血PLT的检测结果，进一步评价APRI及其构件指标预测肝脏病理状态的效能。

1 对象与方法

1.1 研究对象 将2012年8月-2015年7月在上海市(复旦大学附属)公共卫生临床中心初治的577例CHB患者纳入横断面研究，其中HBeAg阳性和阴性患者分别为323和254例。入选患者的诊断均符合2015年中华医学会肝病学分会、感染病学分会联合修订的《慢性乙型肝炎防治指南》中的标准[7]，均接受肝脏活组织检查(简称活检)。排除标准：①合并内分泌与代谢疾病、自身免疫性疾病、血液系统疾病、肾脏疾病和其他肝病的患者；②曾接受核苷(酸)类、IFN-α类、甘草酸类和甾体激素类药物治疗的患者。HBeAg阳性患者中，男203例，女120例，男∶女为1.7∶1，年龄14～72岁，平均年龄为(34.9±10.5)岁；HBeAg阴性患者中，男163例，女91例，男∶女为1.8∶1，年龄17～78岁，平均年龄为(43.0±12.0)岁。分别在HBeAg阳性和阴性患者框架内，评价APRI预测肝脏病理状态的性能。本研究获医院伦理委员会批准(2016-S046-02， 2013-K-008)，研究过程遵循赫尔辛基宣言。

1.2 病理学诊断 肝脏活检采用1 s经皮肝穿刺法，所有患者在接受肝穿刺前常规签署知情同意书。肝脏标本采集后立即置入塑料标本管内冰冻送检。将肝组织置入塑料包埋盒中，依次进行中性甲醛固定、梯度乙醇脱水、二甲苯透明、石蜡浸入和包埋、切片，苏木精-伊红染色和网状纤维染色。肝脏标本的质量评价和肝脏病理学诊断由同一名有经验的病理科医师独立完成。肝脏病理学诊断采用Scheuer评分系统[10]；其中，肝脏病理学分级反映坏死和炎性反应程度，分为G0、G1、G2、G3、G4五级；病理学分期反映纤维化和结构改变程度，分为S0、S1、S2、S3、S4五期。

1.3 实验室检查 肝穿刺同日，抽取患者外周静脉血，应用美国雅培 Architect Ⅰ 2000全自动化学发光免疫系统及其配套试剂检测血清乙型肝炎表面抗原(hepatitis B surface antigen, HBsAg)和HBeAg，正常参考值分别为<0.05 U/mL和<1.0 S/CO。应用美国Bio-Rad Icycler荧光定量PCR仪检测血清HBV DNA，试剂购自深圳匹基生物工程有限公司，检测范围为5×102～5×107U/mL。应用日本日立Hitachi 7600全自动生化分析仪及其配套试剂检测血清AST水平，正常参考值为10～40 U/L。应用Sysmex-XT 4000i全自动血细胞分析仪及其配套试剂检测PLT计数，正常参考值为(125～350)×109/L。

1.4 统计学分析 数据处理和分析采用SPSS 16.0和Medcalc 15.1统计学软件。肝脏病理学分级与分期之间，AST相对值、PLT相对值和APRI分值与肝脏病理学分级和分期之间的相关性采用Spearman相关分析；Spearman相关系数间的差异比较采用FisherZ检验。AST相对值、PLT相对值和APRI分值频数分布的正态性采用单样本Kolmogorov-Smirnov检验；正态分值(normal score)的转换采用Blom公式。肝脏病理学分级和分期对AST、APRI正态分值，以及PLT相对值的影响采用二因素方差分析。AST、PLT和APRI预测HBeAg阳性和阴性患者肝脏相同病理状态的ROC曲线的AUC(AUROC)之间的差异比较采用两配对样本DeLongZ检验，预测HBeAg阳性与阴性患者肝脏相同病理状态的AUROC的差异比较采用Hanley & McNeilZ检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 肝脏病理学分级与分期的相关性 HBeAg阳性和HBeAg阴性患者的肝脏病理学分级与分期均呈显著正相关[Spearman相关系数(rs)=0.731， 0.704，P值均<0.000 1]。

2.2 APRI及其构件指标与肝脏病理学分级和分期的相关性 HBeAg阳性和阴性患者的APRI和AST与肝脏病理学分级和分期均呈显著正相关(P值均<0.000 1)；PLT计数与肝脏病理学分级和分期均呈显著负相关(P值均<0.000 1)。见表1。

2.3 肝脏病理学分级与分期对APRI及其构件指标的影响 HBeAg阳性患者的APRI分值和AST相对值均呈正偏态分布(Z=5.418、5.029,P值均<0.01)，经Blom公式正态转换后的APRI分值和AST相对值的正态分值均呈正态分布(Z=0.085、0.376,P值均>0.05)。HBeAg阴性患者的APRI分值和AST相对值均呈正偏态分布(Z=5.019、4.777,P值均<0.01)， 经Blom

表1 HBeAg阳性和阴性患者的APRI、AST和PLT与肝脏病理学分级、分期的相关性

与APRI与HBeAg阳性患者的病理学分级的相关系数rs比较：①P<0.000 1。与APRI与HBeAg阴性患者的病理学分级的相关系数rs比较：②P=0.000 3

公式正态转换后的APRI分值和AST相对值的正态分值均呈正态分布(Z=0.109、0.625,P值均>0.05)。HBeAg阳性和阴性患者的PLT计数相对值均呈正态分布(Z=0.570、0.694,P值均>0.05)。

分别将APRI分值和AST相对值的正态分值、PLT计数相对值作为因变量，以肝脏病理学分级和分期作为自变量，进行二因素方差分析。结果显示，在HBeAg阳性和阴性患者中，不同病理学分级APRI分值和AST相对值的正态分值之间的差异均有统计学意义(P值均<0.05)，PLT计数相对值之间的差异均无统计学意义(P值均>0.05)；不同病理学分期APRI分值和AST相对值的正态分值之间的差异均无统计学意义(P值均>0.05)，PLT计数相对值之间的差异均有统计学意义(P值均<0.05)。见表2。对HBeAg阳性和阴性患者不同病理学分级和分期的APRI分值和AST相对值的正态分值、PLT计数相对值行Levene方差齐性检验，F值分别为0.925、1.225、0.827和1.627、1.405、 1.219,P值分别为0.516、0.269、0.61和0.092、0.171、0.275，提示以上二因素方差分析的结果均为有效。

表2 肝脏病理学分级与分期影响APRI、AST和PLT计数的二因素方差分析

2.4 APRI及其构件指标预测肝脏相同病理状态效能之间的比较

2.4.1 预测肝脏病理学分级的效能比较 无论HBeAg阳性或阴性患者，APRI与AST预测病理学分级≥G2的AUROC的差异均无统计学意义(P值均>0.05)，APRI和AST预测病理学分级≥G2的AUROC均显著大于PLT计数(P值均<0.001)。HBeAg阳性患者的APRI预测病理学分级≥G3的AUROC均显著大于AST和PLT计数(P值均<0.01)；HBeAg阴性患者的APRI与AST预测病理学分级≥G3的AUROC的差异无统计学意义(P>0.05)，APRI和AST预测病理学分级≥G3的AUROC均显著大于PLT计数(P值均<0.05)。经Hanley & McNeil检验，HBeAg阳性与阴性患者APRI、AST和PLT计数预测相同病理学分级的AUROC之间的差异均无统计学意义(P值均>0.05)。见表3、图1。

2.4.2 预测肝脏病理学分期的效能比较 HBeAg阳性患者的APRI预测病理学分期≥S2的AUROC显著大于AST(P<0.01)，APRI与PLT计数预测病理学分期≥S2的AUROC的差异无统计学意义(P>0.05)；HBeAg阴性患者的APRI与AST预测病理学分期≥S2的AUROC差异无统计学意义 (P>0.05)， APRI 预测病理学分期 ≥S2的AUROC显著大于PLT计数(P<0.01)。HBeAg阳性和阴性患者的APRI预测病理学分期≥S3和≥S4的AUROC均显著大于AST(P值均<0.01)，与PLT计数预测病理学分期≥S3和≥S4的AUROC的差异均无统计学意义(P值均>0.05)。见表4、图2。

表3 APRI、AST和PLT计数预测肝脏相同炎性反应和坏死程度的AUROC之间差异的比较

与同病理学分级HBeAg阳性患者PLT计数比较：①Z=6.124,P<0.001；②Z=4.537,P<0.001。与同病理学分级HBeAg阳性患者APRI分值比较：③Z=2.979,P=0.003；④Z=2.765,P=0.006。与同病理学分级HBeAg阴性患者PLT计数比较 ：⑤Z=4.401,P<0.001；⑥Z=2.983,P=0.003。与同病理学分级HBeAg阴性患者PLT计数比较：⑦Z=3.562,P<0.001；⑧Z=2.507,P=0.012

A 预测HBeAg阳性患者病理学分级≥G2 B 预测HBeAg阴性患者病理学分级≥G2 C 预测HBeAg阳性患者病理学分级≥G3 D 预测HBeAg阴性患者病理学分级≥G3图1 APRI、AST和PLT计数预测肝脏病理学分级≥G2和≥G3的ROC曲线

经Hamlay & McNeil检验，HBeAg阳性与阴性患者APRI、AST和PLT计数预测相同病理学分期的AUROC的差异均无统计学意义(P值均>0.05)。

2.5 APRI及其构件指标预测肝脏不同病理状态的性能比较 HBeAg阳性患者，APRI、AST和PLT计数最佳截断值对应的预测肝脏不同病理状态的稳定参数中，PLT计数预测病理学分期≥S4的约登(Youden)指数最大(0.58)，APRI预测病理学分级≥G3的约登指数次之(0.50)；PLT计数预测病理学分期≥S4的阳性似然比(positive likelihood ratio,+LR)最大(4.38)，PLT计数预测病理学分级≥G3的+LR次之(3.26)；APRI预测病理学分级≥G3的阴性似然比(negative likelihood ratio,-LR)最小(0.07)。见表5、6。

HBeAg阴性患者，APRI、AST和PLT计数最佳截断值对应的预测肝脏不同病理状态的稳定参数中，APRI预测病理学分级≥G3的约登指数最大(0.67)，APRI预测病理学分级≥G2的约登指数次之(0.60)；APRI预测病理学分级≥G2的+LR最大(4.55)，AST预测病理学分级≥G2的+LR次之(4.12)；APRI预测病理学分级≥G3的-LR最小(0.08)。见表5、6。

表4 APRI、AST和PLT预测肝脏相同纤维化程度的AUROC间的差异比较

与同病理学分期HBeAg阳性患者AST比较：①Z=3.343,P=0.001；②Z=4.596,P<0.001；③Z=5.272,P<0.001；④Z=2.537,P=0.011。与同病理学分期HBeAg阴性患者PLT计数比较：⑤Z=2.901,P=0.004。与同病理学分期HBeAg阴性患者AST比较：⑥Z=2.875,P=0.004；⑦Z=3.394,P=0.001

A 预测HBeAg阳性患者病理学分期≥S2 B 预测HBeAg阳性患者病理学分期≥S3 C 预测HBeAg阳性患者病理学分期≥S4 D 预测HBeAg阴性患者病理学分期≥S2 E 预测HBeAg阴性患者病理学分期≥S3 F 预测HBeAg阴性患者病理学分期≥S4图2 APRI分值、AST和PLT计数预测肝脏病理学分期≥S2、≥S3和≥S4的ROC曲线

表5 APRI、AST和PLT预测肝脏不同炎性反应和坏死程度的最佳截断值及其对应的诊断参数

变量HBeAg阳性截断值灵敏度(%)特异度(%)+LR-LRHBeAg阴性截断值灵敏度(%)特异度(%)+LR-LR分级≥G2 APRI>0.61984642.310.25>0.65977834.550.28 AST>46 U/L73752.880.37>37 U/L75824.120.31 PLT计数≤132×109/L43802.130.71≤142×109/L71601.790.48分级≥G3 APRI>0.63396542.100.07>0.65994733.490.08 AST>47 U/L85642.400.23>32 U/L94652.670.09 PLT计数≤129×109/L59823.260.50≤118×109/L67722.340.47

表6 APRI、AST和PLT预测肝脏不同纤维化程度的最佳截断值及其对应的诊断参数

3 讨 论

作为预测肝脏纤维化程度的一个有效模型，APRI在CHB患者中的应用，得到了广泛验证[12-18]。最近，Xiao等[19]对APRI预测肝脏纤维化程度的性能进行了系统综述。共有37篇论文纳入meta分析；分别以APRI≥0.5、1.0、1.5为标准，其预测肝脏显著纤维化、严重纤维化、肝硬化的灵敏度和特异度分别为70.0%和60.0%、50.0%和83.0%、36.9%和92.5%；APRI预测肝脏显著纤维化、严重纤维化、肝硬化的概括AUROC(summary AUROC)分别为0.740 7(95%CI为0.703 3～0.778 1)、0.734 7(95%CI为0.679 0～0.790 4)、0.726 8(95%CI为0.657 8～0.795 8)。

迄今，APRI预测肝脏炎性反应和坏死程度有效性的研究很少。Ozyalvacli等[4]参照Ishak肝脏组织学评分系统，对比评价了8个肝脏纤维化无创指标和模型预测肝脏炎性反应、坏死程度和纤维化程度的效能。8个肝脏纤维化无创指标和模型与肝脏Knodell 组织学活动指数(histological activity index, HAI)和Ishak 纤维化评分(liver fibrosis score, LFS)均呈显著正相关，其中Guci(Goteburg University cirrhosis index)和APGA指数(AST/PLT/gamma-glutamyltransferase/alpha-fetoprotein index)在HAI<4分与HAI>4分之间的差异有统计学意义；根据ROC曲线分析，PAPAS指数(PLT/age/phosphatase/alpha-fetoprotein/AST index)、APGA指数和APRI预测不同LFS，Guci、APGA指数和APRI预测不同HAI的AUROC最大。故认为，Guci、APGA指数和APRI具有预测肝脏炎性反应和坏死程度的价值。本研究结果显示，肝脏病理学分级与分期呈高度正相关；虽然APRI与肝脏病理学分级和分期均呈显著正相关，但二因素方差分析结果显示，HBeAg阳性和阴性患者的病理学分级是影响APRI的主要独立因素。提示APRI预测肝脏病理状态的优势主要体现在预测肝脏炎性反应和坏死程度，APRI预测肝脏纤维化程度的有效性可能是其预测肝脏炎性反应和坏死程度的关联效应。

APRI由Wai等[11]设计开发，其用意是放大AST和PLT在慢性丙型肝炎患者肝脏不同纤维化程度之间的差异。其研究结果发现，APRI与肝脏纤维化分期的相关系数(0.60)大于AST和PLT计数与肝脏纤维化分期的相关系数(0.50和-0.46)，但APRI预测肝脏不同纤维化程度的AUROC是否大于AST和PLT计数未提及。后续的验证研究[12-18]也很少涉及对比评价APRI与其构件指标AST和PLT计数预测不同纤维化程度的效能和性能。本研究发现，HBeAg阳性和阴性患者的APRI与肝脏病理学分级的相关系数显著大于PLT计数，但与病理学分期的相关系数接近于PLT计数；而且，病理学分级是影响APRI和AST的主要独立因素，病理学分期是影响PLT计数的主要独立因素。提示APRI不能显著放大PLT计数在肝脏不同纤维化程度之间的差异。本研究还发现，HBeAg阳性和阴性患者，APRI预测病理学分级≥G2的AUROC接近于AST而显著大于PLT计数，其预测病理学分期≥S3和≥S4的AUROC接近于PLT而显著大于AST。说明APRI预测肝脏显著炎性反应和坏死的效能并不优于AST，而预测广泛纤维化和肝硬化的效能并不优于PLT计数。

慢性HBV感染先后经历HBeAg阳性和阴性两个阶段，每个阶段又先后经历肝炎非活动和活动两个分期。HBeAg阳性和阴性阶段的发病和进展机制可能存在差异。就免疫应答效度而言，HBeAg阳性的肝炎非活动期血清乙型肝炎核心抗原相关抗原(hepatitis B core-related antigen, HBcrAg)水平显著高于活动期，乙型肝炎核心抗体(抗HBc)水平显著低于活动期；HBeAg阴性肝炎非活动期血清HBcrAg水平和抗HBc水平均显著低于活动期[20-24]；但是，HBeAg阳性肝炎非活动期血清HBsAg水平显著高于活动期，而HBeAg阴性肝炎非活动期血清HBsAg水平则显著低于或接近于活动期[25-29]。就肝脏病理状态而言，HBeAg阳性阶段，肝炎非活动期表现为轻微肝脏损伤，伴或不伴有轻微纤维化，而活动期则表现为进行性的肝脏损伤，伴有进行性纤维化；HBeAg阴性阶段，肝炎非活动期表现为肝脏损伤修复，伴有纤维化回归，而活动期则表现为进行性肝脏再损伤，伴有进行性再纤维化[20-22]。

因此，理论上讲，APRI及其构件指标对HBeAg阳性和阴性患者肝脏病理状态的预测效能应有所差异。但是，APRI及其构件指标预测不同HBeAg状态肝脏病理状态差异的研究很少[17,30]。本研究结果显示，虽然APRI、AST和PLT计数预测HBeAg阳性与阴性患者肝脏相同病理状态AUROC间的差异均无统计学意义，但根据最佳截断值对应的约登指数、+LR和-LR，HBeAg阳性患者，PLT计数预测病理学分级≥G3和分期≥S4的稳定性最强，APRI预测病理学分级≥G3和分期≥S4次之；HBeAg阴性患者，APRI预测病理学分级≥G2和≥G3的稳定性最强，AST预测病理学分级≥G2和≥G3的稳定性次之。提示PLT计数可能是预测HBeAg阳性患者病理学分级≥G3和分期≥S4的优选指标，而APRI可能是预测HBeAg阴性患者病理学分级≥G2和≥G3的优选模型。

综上所述，无论HBeAg阳性或阴性患者，APRI预测肝脏病理状态的优势主要体现在预测肝脏炎性反应和坏死程度，其预测肝脏纤维化程度的有效性应当是其预测肝脏炎性反应和坏死程度的关联效应；APRI预测肝脏显著炎性反应和坏死的效能并不优于AST，其预测严重纤维化和肝硬化的效能并不优于PLT计数。HBeAg阳性患者，PLT计数是预测病理学分级≥G3和分期≥S4的优选指标；HBeAg阴性患者，APRI可能是预测病理学分级≥G2和≥G3的优选模型。APRI预测CHB患者肝脏病理状态的有效性和稳定性应当在扩大样本的基础上重新评价。