文摘
背景。识别恶性肺结节和早期诊断肺癌(LC)可以降低死亡率。本研究调查的临床价值seven-autoantibody (7-AAB)面板结合LC的早期检测和梅奥模型区分良性和恶性肺结节(或然数)。方法。元素的浓度7-AAB面板被量化的酶联免疫吸附试验(ELISA)在806年的参与者。或然数的概率计算使用Mayo预测模型。7-AAB面板和梅奥的表现模型分析了接受者操作特征(ROC)分析,和团体之间的差异是由卡方测试(评估 )。结果。合并后的ROC曲线下面积(AUC)为所有7高于一个艺术展。7-AAB面板的敏感性是67.5%阶段i ii阶段iii iv LC患者和60.3%的病人,与健康对照组和89.6%的特异性为83.1%,良性肺病患者。的检出率7-AAB面板早期LC患者高于传统的肿瘤标记物。的AUC 7-AAB面板结合梅奥模型高于7-AAB面板单独或独自Mayo模型在区分或然数从良性结节。早期或然数、组合的敏感性和特异性分别为93.5%和58.0%,分别。或然数晚期,组合的敏感性和特异性分别为91.4%和72.8%,分别。7-AAB面板的组合与梅奥模型显著提高了检出率或然数,但是,阳性预测值(PPV)和特异性不改善相比,独自7-AAB面板或梅奥模型。结论。我们的研究证实7-AAB面板的临床价值为肺癌的早期诊断,结合Mayo模型可以用来区分良性和恶性肺结节。
1。介绍
肺癌(LC)仍然是两性的最高的癌症相关的死亡原因在美国和世界范围内(1,2]。LC的早期发现和及时切除可以减少这种疾病的死亡率。胸部x线摄影相比,年度低剂量计算机断层扫描(LDCT)筛查与LC死亡率减少20%在高危个体(3]。与运动在早期筛查LC LDCT或经由CT技术的广泛使用,越来越多的肺结节(pn)被检测到4,5,6]。然而,LDCT筛查的缺点,包括高的假阳性率(96.4%)结果区分良性结节从早期恶性肿瘤,不仅导致不必要的后续不良辐射扫描和入侵后续程序(3,7),但也带来任何好处的结果小细胞肺癌(SCLC)患者(8]。由于病灶体积小,缺乏具体的CT成像特性区分良性和恶性结节,它为临床医生一直挑战识别恶性肺结节(或然数)从良性肺结节(症)。大多数临床医生诊断pn主要基于个人临床经验或特定的CT成像功能,这可能是主观的。一个数学预测模型是一种基于统计的客观评价方法;因此,可以将帮助医生区分良性和恶性结节,避免主观和片面的判断(9]。梅奥诊所的模型中,出版于1997年,是第一个,仍然广泛使用模型专注于孤独的肺结节(spn)。它包括六个变量(年龄、吸烟史、癌症历史,结节直径、结节的位置,和猜测),曲线下面积(AUC)为0.832预测恶性肿瘤(10]。然而,梅奥模型可能低估了概率低风险患者或校准不良的恶性肿瘤病人手术评估(11,12]。因此,另一个辅助测试是非常重要的改善区分良性与恶性结节,降低假阳性率。
肿瘤相关自身抗体(艺术展),制定从肿瘤相关抗原(taa)被体液免疫系统,可用于识别患者早期肺癌或区分或然数症(13]。艺术展之前能被探测到的病害症状,甚至可能发现5年之前CT能够识别肿瘤(14]。异质性的单一抗原表达,许多研究把重点放在了电池板自身抗体的血液生物标志物来诊断早期LC或区分良性和恶性结节,但诊断精度不一致(13,15- - - - - -20.]。以前的荟萃分析显示,两个面板的敏感性,一个使用7艺术展,另6艺术展,分别为40%和29.7%,LC的早期检测,而特异性分别为91%和87%,分别。(21)最近,seven-AAB面板(p53、PGP9.5 SOX2, GAGE7, GBU4-5,笼子里,和MAGEA1)是在中国开发和商品化,主要作为一种新的生物标志物用于肺癌的早期诊断,灵敏度范围从56.5%到62%,特异性检测从90%到91.6%不等的早期LC。当结合CT,诊断产量可以改善患者呈现毛玻璃结节(GGNs)和/或固体结节(13,22,23]。然而,没有一个当前面板显示足够的灵敏度,使它们理想的早期检测血清生物标志物的信用证。在目前的研究中,我们不仅验证的临床价值7-AAB面板早期检测的信用证也评估的价值的效用7-AAB面板结合梅奥模型区分良性和恶性结节。
2。材料和方法
2.1。患者和血液样本
本研究是一个诊断测试(注册号:chictr (ddd) 17010378)伦理委员会批准广西医科大学第四附属医院(KY2016208数量)。从806名参与者(表收集血液样本1和2),包括组织病理学确诊的LC患者、良性肺病(BLD)和肺结节(pn)以及健康对照组,在我们医院从2017年1月到2019年5月。通知从每个参与者获得书面同意。LC或或然数定义基于CT扫描和组织病理学验证了根据世界卫生组织的分类肿瘤(24]。BLD的诊断建立了临床和CT扫描数据。肺结节诊断的CT扫描,执行后续严格按照临床实践共识指南(25]。在最初的诊断病人的血液样本收集。没有收到LC患者术前化疗或放疗。健康对照组被招募在健康检查,没有显示,恶性肿瘤的证据。PN是临床诊断为良性病因如果符合下列之一:(1)明确的病理诊断,(2)射线照相分辨率,或(3)没有证据表明增长根据CT扫描为1年(26]。上层清液通过离心获得血液样本在4°C 3000克15分钟,并立即分装,然后储存在-80°C到分析。
2.2。定量的艺术展或taa血清样本
7-AAB面板的血清浓度(p53、GAGE7 PGP9.5,笼子里,MAGEA1, SOX2,和GBU4-5)量化了酶联免疫吸附试验(ELISA),和一个商业艺术展化验(癌症探针生物技术有限公司、杭州,中国)是根据制造商的建议和测量如前所述13,23]。简单,样品和设备组件平衡至室温和稀释磷酸盐(PBS) [1: 109]。然后,50μL(稀释血清样本和标准加入合适的1 h井和孵化。洗板3次之后,50μL稀释的二级抗体攻击人类免疫球蛋白合被添加到每个绑定自身抗体。板洗3次,孵化了半小时。基质添加,显色反应终止后15分钟和50μL停止解决方案。450海里的OD是读30分钟内使用分光光度计。每个样本重复测试。我们应用预设商业截止值的最大敏感性与一个固定的特异性90%使用蒙特卡罗直接搜索法(27]。
传统TAA标志物的血清浓度(CYFR21,东航,分析了无和鳞状细胞癌)被一个electrochemiluminescent免疫分析法测定的数量。所有化验进行根据仪器和试剂规格,和截止值根据制造商的建议。实验室技术人员对病人的身份,也不清楚,结果被另一个调查员分析盲目。
2.3。梅奥模型预测恶性肿瘤
pn的恶性肿瘤的概率计算使用Mayo预测模型,由以下方程:定义概率 ,在哪里自然对数的底部,吸烟史、癌症历史,spiculation,上部叶变量可以是1或0否。表示最大的结节直径测量(mm)报道最初胸片和CT扫描(28]。据美国胸科医师学会(ACCP)指南,当< 5%,观察等待者优先。当是5%到65%,穿刺活检者优先。当> 65%,手术是首选29日]。
2.4。统计分析
作为描述的数据 (SDs)连续变量和频率和百分比为分类变量。七个艺术展的差异之间的血清水平组使用非参数测试(Mann-Whitney相比 - - - - - -测试)。敏感性和特异性根据截止值计算。确认敏感性和特异性的结果,接受者操作特征(ROC)曲线,和ROC曲线下的面积(AUC)计算。卡方测试( )被用来评估两组之间的差异。一个双向值< 0.05显示统计学意义。所有统计分析进行了使用SPSS 22.0(美国SPSS Inc .,芝加哥,IL),和GraphPad Prism 5.0软件(GraphPad软件公司,圣地亚哥、钙、美国)是用于图像编辑。
3所示。结果
3.1。病人的特点
共有806名参与者( )被包括在研究。193 LC患者不同疾病阶段(153年与非小细胞肺癌(NSCLC)和40 SCLC), 118例良性肺疾病,包括135名健康对照组。有更多的LC患者晚期(iii iv)(60.1%)比在早期阶段(i ii) (39.9%)。BLD的病原学诊断组包括支气管炎,社区获得性肺炎(CAP)、慢性阻塞性肺疾病(COPD)、阻塞性睡眠呼吸暂停综合征(群),咳嗽变异性哮喘(CVA),支气管扩张,parapneumonic积液和肺结核。总结了研究人群的临床特征表1。
在高危人群筛查与LDCT后历史的沉重的烟草使用,360 PN患者(包括162症患者和198待定结节)包括测试7-AAB面板和梅奥的效用模型在PN的鉴别诊断。总结了这一人群的主要临床特征表2。
3.2。的反应性能7艺术展在肺癌患者和健康对照组
确定7艺术展的面板的反应,我们测量的浓度7 193年艺术展LC患者和135名健康对照组。结果表明,血清浓度的艺术展p53, PGP9.5, SOX2, GBU4-5 MAGEA1,笼在LC患者明显高于健康对照组( , , , , ,和 ,),但表达水平的GAGE7 LC组与健康组( )(数据1(一)- - - - - -1 (g))。尽管大多数的艺术展除了PGP9.5证明肺癌和健康对照组之间区别的能力好,单一的auc艺术展显示可怜的诊断效果(所有 )。然而,合并后的AUC为所有7艺术展提高至0.727,这说明好的诊断效果(数字1 (h)和1(我))。
(一)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
(g)
(h)
(我)
3.3。7-AAB面板对肺癌的诊断价值
使用规定的商业分析,积极性被定义为拥有一个高架抗原的检测信号,任何一个艺术展7-AAB面板。这个7-AAB面板的预测能力舞台肺癌的诊断显示敏感性为63.2%(122/193),特异性为89.6%(121/135)的健康对照组和83.1%(98/118)在BLD组(表中1,数据2(一个)和2 (b))。
(一)
(b)
(c)
我们还进行了亚组分析调查的诊断价值7-AAB面板不同疾病阶段患者和组织学类型。阶段i ii的敏感性分别为67.5%(52/77)的疾病,60.3%(70/116)阶段iii iv的疾病,在sci 55.0%(22/40), 63.4%(71/112)在腺癌,58.9%(23/39)在鳞状细胞癌(图2(一个))。
此外,我们同时测量血清7-AAB面板和传统的结合肿瘤标记物(CYFR21,东航,分析了无和鳞状细胞癌)在同一病人。结果显示的灵敏度值7-AAB面板在早期LC患者高于传统的肿瘤标记(67.5%比37.5%, )但较低的晚期LC患者(60.3%比94.0%, )(图2 (c))。
3.4。7-AAB面板的性能结合梅奥模型区分良性和早期或然数
7-AAB测试和梅奥预测模型评估pn的存在。排除与待定结节198个参与者,355 PN患者被纳入分析。其中,116例病理诊断为晚期(iii iv)或然数,与早期(i ii)或然数77年,162年与良性肺结节(症)。
首先,我们评估的诊断价值7-AAB面板和梅奥模型区分早期(i ii)或然数症的病人控制。的利率 梅奥和恶性肿瘤 症患者大于那些早期的或然数患者( ),但结节的利率 梅奥和恶性肿瘤 在BPN是或然数患者比控制。早期恶性结节的积极率均高于良性结节7-AAB面板(67.5%比25.9%; )和梅奥模型与概率5至65% (54.5% vs . 34.6%; )(表2)。auc (95% CI) 7-AAB面板中,梅奥模型,和7-AAB面板+两组之间的梅奥模型如下:0.742(0.674 - -0.801),0.670(0.605 - -0.730),和0.795(0.738 - -0.845),分别;7-AAB面板+ Mayo模型显示提高诊断准确性(数字3(一个)- - - - - -3 (c))。当恶性概率的截断值被设定为> 5%,检出率为63.6%。7-AAB面板结合梅奥模型显著提高了灵敏度与艺术展相比单独面板(93.5% vs . 67.5%; )单独或与梅奥模型(93.5% vs . 63.6%; )(图3 (d));然而,这种组合不可能提高阳性预测值(ppv)和特异性与面板单独或相比单独模型(数据3 (e)和3 (f))。
(一)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
3.5。7-AAB面板的性能结合梅奥模型区分良性和晚期或然数
接下来,我们也评估7-AAB面板和梅奥的性能模型的区别(iii iv)或然数患者晚期症控制。7-AAB板116的或然数晚期患者,梅奥及其恶性概率计算的模型。或然数显示晚期病人结节 和恶性肿瘤 而症。auc (95% CI)为每个模型如下(数字4(一)- - - - - -4 (c)):7-AAB面板,0.602 (0.536 - -0.665);梅奥模型,0.933 (0.889 - -0.964);和7-AAB面板+ Mayo模型,0.950 (0.909 - -0.976)。的诊断疗效7-AAB面板结合梅奥模型优于7-AAB面板单独或独自Mayo模型。当恶性肿瘤的截断值概率是65%,或然数晚期的检出率为69.0%。7-AAB面板结合梅奥模型还显著提高了灵敏度与7-AAB面板相比单独(91.4% vs . 60.3%; )单独或与梅奥模型(91.4% vs . 69.0%; )(图4 (d))。然而,这种组合降低了PPV和特异性与梅奥相比模型单独(69.0%比93.0%, ;72.8%和96.3%, ,)(图4 (e)和4 (f))。
(一)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
4所示。讨论
识别或然数LC的早期检测是至关重要的。在这项研究中,我们把一个7-AAB面板与梅奥预测模型在肺结节的鉴别诊断和早期发现肺癌。我们的研究结果证实这7-AAB面板的临床价值协助诊断早期肺癌检出率是优于传统的肿瘤标记物。我们还验证,7-AAB面板结合梅奥模型显著提高灵敏度,但PPV和特异性不能改善与7-AAB面板相比单独或梅奥模型仅在或然数的鉴别诊断,或然数是否在早期或晚期。基于这些结果,我们建议7-AAB面板可以作为肺癌的早期诊断的生物标志物,可以合并与梅奥模型来确定肺部结节的恶性肿瘤的可能性。
新型生物标志物被发现和发展在早期使用LC筛查,如自身抗体面板、循环microRNAs-especially小非编码rna (ncRNAs),循环肿瘤DNA, DNA甲基化,补充碎片,血液蛋白质概要文件,或从lipidomics血浆脂质标记30.,31日,32]。其中,自身抗体面板EarlyCDT-Lung报道和验证作为肺癌的早期检测的援助(18,19]。许多研究调查与艺术展联合检测的诊断价值。我们回顾以前meta-analyzed四个研究,测量了EarlyCDT-Lung测试7-AAB面板(p53,笼子,NYESO-1 GBU4-5, SOX2,法师A4,和Hu-D),显示灵敏度为47% (95% CI 0.34 - -0.60)的高特异性为90% (95% CI 0.87 - -0.93)在肺癌的早期检测19,21,33,34,35]。在目前的研究中,我们调查了不同7-AAB面板(p53、GAGE7 PGP9.5,笼子里,MAGEA1, SOX2,和GBU4-5),发现67.5%的早期LC的特异性为89.6%。虽然这些7-AAB板具有高特异性血清诊断标志物的诊断早期肺癌,低敏感性限制了电池板艺术展在临床实践中的应用。因此,迫切需要找到方法,可以提高检测的灵敏度,早期LC的效果。如前所述,最近的一项研究[13)评估7-AAB面板和低剂量计算机断层扫描(CT)扫描和产量显著提高诊断早期或然数例,PPV的显著提高到95.0%相比,小组单独艺术展(95.0% vs . 85.2%; )或单独使用CT扫描(95.0% vs . 69.0%; )。另一项研究还发现,这个7-AAB面板可以区分恶性病变和良性病变和控制情况下,敏感性为56.53%,特异性为91.60%,但特异性可能进一步增加到95.80%时结合CT (22]。克服缺点CT的假阳性率高,放射学家主体性,在目前的研究中,我们结合7-AAB面板与梅奥在肺结节的鉴别诊断预测模型。7-AAB面板显示的敏感性检测早期或然数的67.5%。然而,7-AAB面板结合Mayo模型相比有显著提高检测效果与艺术展面板或梅奥模型,在区分敏感性93.5%和91.4%的早期和晚期恶性结节,分别从良性结节,但PPV和特异性却没有相应的提高。结果不符合前两个研究,结合这个7-AAB面板和CT扫描。(13,22]我们假设,这可能与假阳性率高和主观从CT诊断。为提高灵敏度,我们认为7-AAB面板和梅奥模型是互补的而不是竞争,和两种方法的结合在区分良性和恶性病变可能是有益的,特别是早期或然数,这是早期发现潜在的可治愈的。
最近,一些预测模型包括临床和放射值已经开发出来,可以帮助医生区分良性和恶性结节(9]。一项研究发现,梅奥,退伍军人协会(VA)和布鲁克模型显示出类似的预测性能恶性结节(AUC: 0.6145、0.6042和0.6820,分别)和超越牧民模型(AUC: 0.5567),其中包括(18氟- 18 -去氧葡萄糖摄取)价值(36]。另一项研究评估了三种预测模型、梅奥,弗吉尼亚州,北京大学(PU)模型。聚氨酯模型的ROC曲线下的面积(0.800;95%可信区间(CI): 0.708 - -0.891)高于Mayo模型(0.753;95%置信区间:0.650—-0.857)和弗吉尼亚州的模型(0.728;95%置信区间:-833 - 0.6230);然而,这些研究结果未达到统计上的显著水平。这意味着这些数学预测模型对SPN的预测恶性肿瘤也有类似的准确性(11]。因此,我们选择最广泛验证梅奥的模型来帮助区分良性和恶性结节。此外,我们的研究应用Mayo模型分别探讨早期或晚期或然数患者,结果表明,模型的AUC是0.670(95%置信区间:0.605—-0.730)早期或然数为0.933(95%置信区间:0.889—-0.964)晚期或然数,这是符合最近报道文献[11,36]。看来,梅奥模型有更大的准确性预测恶性pn比在早期阶段的高级阶段。我们认为这可能与大的结节大小和较高的恶性肿瘤晚期或然数的概率(> 65%)。然而,当梅奥模型结合7-AAB面板,auc显著提高了早期和晚期或然数(分别为0.795和0.950)。
因为传统TAA标记,如细胞角蛋白19片段抗原(CYFRA21-1),特异性神经元烯醇酶(研究)、癌胚抗原(CEA)和鳞状细胞癌抗原(SCC),仍然被广泛用作参考诊断肺癌(37),我们将7-AAB面板与这些传统的组合taa LC的诊断。我们发现7-AAB面板是好的在肺癌的早期阶段,而传统的肿瘤标记物显示更高的灵敏度与晚期LC。这表明7-AAB面板并不适合作为生物标志物对于晚期LC患者,而东航等传统抗原生物标记,分析了无,鳞状细胞癌,CYFRA 21-1不应该用于诊断早期LC患者。
识别恶性肺结节和实现早期发现肺癌显著提高生存率和降低死亡率与这种疾病有关。目前,EarlyCDT-Lung测试正在进行大规模的筛选研究全球肺癌的高危个体。除了验证的临床疗效7-AAB面板为肺癌的早期检测,我们还发现7-AAB面板与梅奥模型的结合可以显著改善区分良性和恶性病变的敏感性在早期和晚期阶段。艺术展的ELISA相对较低成本、无创,和容易执行,和梅奥模型被定义为方程,结合基于7-AAB面板说明这里,梅奥的早期检测模型的前景或然数,它可以应用在一些未开发的地区没有高分辨率CT扫描或医院。恶性肿瘤的早期发现和及时切除是重要而结节仍相对较小,因为这可能会导致降低死亡率。
不可避免的是,在我们的研究有一定的局限性。首先,数量的阶段i ii或然数情况下可能是不够的。症组不匹配与或然数组在年龄、性别、吸烟状态。此外,这项研究并没有包含其他癌症控制集团除了肺癌,可能有部分或全部艺术展的共同点与面板。此外,尽管肺结节的梅奥模型设计,我们没有调查小组艺术展和梅奥模型与不同大小的pn或亚型或然数进一步评估其有效性。此外,我们只分析了诊断面板艺术展的功效和梅奥模型在中国的人口,和未来的工作正在进行验证的敏感性和特异性结合在其他种族。
总之,我们的研究证实7-AAB面板的临床价值对于肺癌的早期检测,实现了敏感性为67.5%,特异性为89.6%。这个7-AAB面板被证明是比传统的肿瘤标记物,如东航,了无,鳞状细胞癌,和CYFRA 21-1,有助于早期诊断。7-AAB面板与梅奥模型的组合可以提高区分良性pn和恶性结节的敏感性,但不能提高PPV或特异性结合。综上所述,本研究说明了强劲的潜力7-AAB面板为肺癌的早期诊断,结合Mayo模型可以用来区分恶性肿瘤肺结节的临床实践的可能性。
缩写
| LC: | 肺癌 |
| 或然数: | 恶性肺结节 |
| ELISA: | 酶联免疫吸附试验 |
| 症: | 良性肺结节 |
| PN: | 肺结节 |
| SPN): | 孤独的肺结节 |
| :艺术展 | 自身抗体 |
| GGN: | 毛玻璃结节 |
| BLD: | 良性肺疾病 |
| NSCL: | 非小细胞肺癌 |
| SCLC: | 小细胞肺癌 |
| 中华民国: | 接受者操作特性 |
| AUC: | 曲线下的面积 |
| CT: | 计算机断层扫描 |
| LDCT: | 低剂量计算机断层扫描 |
| TAA: | 肿瘤相关抗原 |
| TM: | 肿瘤标记物 |
| SD: | 标准偏差 |
| PPV: | 阳性预测值 |
| 帽子: | 社区获得性肺炎 |
| 慢性阻塞性肺病: | 慢性阻塞性肺疾病 |
| 患者: | 咳嗽变异性哮喘 |
| 群: | 阻塞性睡眠呼吸暂停综合症。 |
数据可用性
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的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。
作者的贡献
ZL和古银的构思和设计实验。ZL和XW进行实验。ZL和JC分析数据。JC和RS试剂/材料/分析工具。ZL和ZW导致了写作的手稿。ZW批判性修订后的手稿。ZH型负责提交版本的最终批准。Zhougui凌和中央领导陈了同样的工作。
确认
这项工作的部分资金支持关键的研究和发展项目的广西壮族自治区(没有。AB16380152),部分来自柳州的关键研究和发展项目(2018 bj10509),并从“139”部分为广西高层次医学人才孵化计划。