多項腹水指標logistic回歸模型對腹水性質的鑒別診斷價值*

邵建國 羅蕾蕾 陳 琳 吳月平 陳 建 孫源源彭美娣張 建

南通市第三人民醫(yī)院消化科1（226006） 檢驗科2 南通大學護理學院3 如皋市人民醫(yī)院普外科4

腹水按性質可分為良性腹水和惡性腹水，明確腹水的性質對于疾病治療及其預后判斷具有重要臨床意義。腹水脫落細胞學檢查是目前確診腹水性質的金標準，但敏感性較低[1～3]。近年來，多種腹水指標得到廣泛研究，以探討其對腹水性質的鑒別診斷意義。本研究選取端粒酶、DNA倍體、腺苷脫氨酶（ADA）、乳酸脫氫酶（LDH）、腫瘤標記物CEA、CA125、CA19-9、CA153、血清-腹水白蛋白梯度（SAAG）九項腹水指標，建立腹水性質鑒別診斷的logistic回歸模型并探討其診斷價值。

對象與方法

一、研究對象

連續(xù)納入2010年3～12月南通市第三人民醫(yī)院、南通市腫瘤醫(yī)院、如皋市人民醫(yī)院腹水患者103例，綜合實驗室檢查（腹水常規(guī)、腹水腫瘤標記物等）、影像學檢查（B 超、CT、MRI等）、腹水脫落細胞學檢查、臨床評估、手術病理等明確腹水性質和病因，其中惡性腹水均經腹水脫落細胞學檢查找到癌細胞。惡性腹水組50例，男23例，女27例，年齡45～82 歲，平均（62.9±8.9）歲，其中消化系腫瘤 41例，卵巢癌9例。良性腹水組53例，男28例，女25例，年齡 36～74 歲，平均（60.4±8.2）歲，其中肝硬化48例，結核性腹膜炎3例，腎病綜合征2例。兩組間性別構成、年齡差異無統(tǒng)計學意義。

二、腹水指標

1.標本采集：常規(guī)腹腔穿刺采集腹水200 mL。取20 mL腹水，1000×g離心20 min，取部分上清即刻行ADA、LDH、白蛋白檢測；另取部分上清－80℃保存，待測端粒酶、CEA、CA125、CA19-9、CA153。取100 mL腹水檸檬酸鈉抗凝，1000×g離心10 min，棄上清，PBS洗滌3次，1000×g離心10 min， 取細胞懸液，調整細胞數(shù)為1×106/ml，75%乙醇4℃封存，待測DNA倍體。采集腹水當日晨空腹抽取靜脈血3 mL，1000×g 離心 10 min，分離血清，待測白蛋白。

2.端粒酶檢測：按TeloTAGGG Telomerase PCR ELISA試劑盒（Roche Diagnostics）說明書進行操作，使用Wellscan K-3酶標儀（雷勃公司）于450 nm處讀取A值。

3.DNA倍體分析：使用Beckman-Coulter EPICS XL流式細胞儀（Beckman Coulter,Inc.）。以新鮮分離的健康體檢者外周血淋巴細胞（T、B細胞）DNA熒光信號主峰值作為二倍體細胞DNA含量參考值，應用Multicycle DNA含量與細胞周期分析軟件分析并繪制直方圖。出現(xiàn)與正常人新鮮淋巴細胞DNA所示二倍體細胞主峰完全分離的熒光信號峰（DNA指數(shù)≠1）定義為陽性，提示受檢腹水中含DNA異倍體細胞。

4.ADA、LDH、白蛋白檢測：使用 HITACHI 7170全自動生化分析儀（HITACHI公司）和相應試劑盒（上海復星長征醫(yī)學科學有限公司），按試劑盒說明書進行操作。SAAG為血清與腹水白蛋白含量的差值。

5.CEA、CA125、CA19-9、CA153 檢 測 ： 使 用Abbott AxSYM全自動免疫分析儀和相應試劑盒（Abbott Laboratories.），按試劑盒說明書進行操作。

三、統(tǒng)計學分析

以兩組間差異有統(tǒng)計學意義的腹水指標為自變量（均事先轉換為二分類變量），以腹水性質為因變量（良性=0，惡性=1）行單因素logistic回歸分析，判斷各單項指標對腹水性質的鑒別診斷意義。其中連續(xù)型變量腹水指標應用受試者工作特征（ROC）曲線計算各指標的最適診斷界點（cut-off point），將各指標按各自的最適診斷界點劃分，轉換為二分類變量（陰性=0，陽性=1）；DNA倍體分析結果根據是否檢出異倍體轉換為二分類變量（陰性＝0，陽性＝1）。

選取單因素logistic回歸分析顯示有鑒別診斷意義（α=0.10）的腹水指標行多因素logistic逐步向前回歸分析，得到logistic回歸模型并計算出每個病例對應的概率預測值P，根據P值的ROC曲線確定最適診斷界點及其鑒別診斷腹水性質的診斷效率。

結 果

一、良、惡性腹水組各項腹水指標比較

惡性腹水組腹水端粒酶、LDH、CEA、CA125、CA19-9、CA153明顯高于良性腹水組，SAAG明顯低于良性腹水組，差異均有統(tǒng)計學意義；兩組間腹水ADA差異無統(tǒng)計學意義（見表1）。

良性腹水組DNA異倍體少見，惡性腹水組可見三倍體、六倍體等異倍體（見圖1），異倍體比例明顯高于良性腹水組，差異有統(tǒng)計學意義（見表1）。腹水DNA異倍體診斷惡性腹水的敏感性為76.0%（38/50），特異性為 79.2%（42/53）。

二、連續(xù)型變量腹水指標ROC曲線相關結果

選取良性腹水組與惡性腹水組間差異有統(tǒng)計學意義的連續(xù)型變量腹水指標，分別繪制ROC曲線，得出相應曲線下面積（AUC），以最靠近左上角的點（敏感性與特異性之和最大）作為最適診斷界點（見表2）。根據最適診斷界點，將各指標轉換為二分類變量。

表1 良、惡性腹水組各項腹水指標比較

表2 連續(xù)型變量腹水指標ROC曲線相關結果

三、單因素logistic回歸分析

單因素logistic回歸分析顯示，納入分析的各項腹水指標對腹水性質均有鑒別診斷意義（見表3），均納入多因素logistic回歸分析。

表3 單因素logistic回歸分析

四、多因素logistic回歸分析

經多因素logistic逐步向前回歸分析，端粒酶（X1）、CEA（X2）、CA153（X3）、SAAG（X4）四項 腹水指標進入 logistic回歸模型（見表4），P=1/[1+e–(–6.320+2.315 X1+2.338 X2+4.246 X3+3.459 X4)]（P 為概率預測值，e為自然對數(shù)）。

表4 多因素logistic回歸分析

五、診斷模型的診斷效率

根據ROC曲線得出概率預測值P的AUC為0.986，最適診斷界點為0.469，敏感性為96.0%，特異性為98.1%（見圖2）。P≥0.469時，預測診斷為惡性腹水；P<0.469時，預測診斷為良性腹水。

討 論

良、惡性腹水的鑒別診斷具有重要臨床意義，目前臨床上用于鑒別診斷腹水性質的指標眾多，包括腹水常規(guī)、酶學指標、腫瘤標記物、DNA倍體、腹水脫落細胞學檢查等，各項指標均有一定的診斷敏感性和特異性，但尚無任何單項指標兼具敏感性和特異性優(yōu)勢，具體到某個病例，這些指標不一定能呈現(xiàn)出傾向性一致的結果。因此，臨床醫(yī)師一般依據經驗對腹水性質作出診斷，此種診斷方式顯然并不客觀。

目前大多數(shù)研究偏向于采用平行試驗或序列試驗證明多項指標聯(lián)合檢測的敏感性或特異性優(yōu)于單項檢測，但這兩種診斷性試驗模式均無法兼顧敏感性和特異性[2,4]。采用多因素logistic回歸分析逐步篩選相關性較好的指標并建立回歸模型，是評估聯(lián)合檢測中各項指標對診斷的貢獻程度和聯(lián)合檢測診斷效率更為合適的方法。應用單因素、多因素logistic回歸分析和ROC曲線，張焜和等[3]從血常規(guī)、血生化、胸/腹水常規(guī)和生化指標以及血清腫瘤標記物中篩選出4項指標建立診斷模型，發(fā)現(xiàn)該模型對胸/腹水性質的鑒別診斷有較高價值，敏感性（89.2%）和準確性（85.8%）均高于腹水脫落細胞學檢查（68.6%和81.6%）和染色體檢查（65.1%和82.1%）；鄢斌等[5]從胸/腹水和血清白蛋白、LDH、CEA、ADA及其濃度梯度或比值中篩選出3項指標建立診斷模型，鑒別診斷胸/腹水性質的敏感性、特異性、準確性分別為87.5%、86.8%、87.0%，大大提高了診斷的科學性和準確性。上述研究結果證實了應用logistic回歸分析建立診斷模型的優(yōu)勢，由此建立的診斷模型尤其適用于臨床。因此，本研究選取端粒酶、DNA 倍體、ADA、LDH、CEA、CA125、CA19-9、CA153、SAAG 九項腹水指標，應用 logistic回歸分析和ROC曲線建立診斷模型并探討其對腹水性質的鑒別診斷價值。

正常體細胞（除生殖細胞、造血干細胞）中端粒酶活性受抑，在永生化細胞株和癌細胞中，端粒酶再次激活，研究顯示85%～90%的實體瘤中存在端粒酶活性[6,7]，因此端粒酶是一個不受組織器官限制的腫瘤標記物。鄧志華等[8]發(fā)現(xiàn)肝硬化、結核性腹膜炎患者的腹水脫落細胞中均不能檢出端粒酶活性，而癌性腹水端粒酶陽性率為85.29%。楊幼林等[1]發(fā)現(xiàn)良性腹水端粒酶陽性率顯著低于惡性腹水（10%對90%），端粒酶活性診斷惡性腹水的敏感性、特異性、準確性分別為90.0%、90.0%、94.8%。證實腹水端粒酶活性檢測可作為臨床腹水性質鑒別診斷的依據之一。本研究發(fā)現(xiàn)腹水端粒酶診斷惡性腹水的敏感性為84.0%（最適診斷界點：A值0.0915），與國內其他研究[1,8]結果相似。

正常體細胞DNA二倍體含量穩(wěn)定，而癌變過程中（癌前病變或癌組織）常伴隨細胞DNA含量異常。惡性胸/腹水有一定數(shù)量的癌細胞分裂象，可有明顯染色體異常，因此出現(xiàn)DNA異倍體細胞峰是診斷惡性腹水的依據之一。常規(guī)脫落細胞學檢查系根據細胞形態(tài)學改變作出判斷，有一定的主觀性，而實體瘤細胞DNA含量的變化早于形態(tài)學改變，且為客觀量化指標，故其結果較脫落細胞學檢查更為可靠。本研究中腹水脫落細胞DNA倍體分析診斷惡性腹水的敏感性為76.0%，明顯高于常規(guī)脫落細胞學檢查（45%～68.6%[1～3]）。

ADA是一種與機體細胞免疫活性有重要關系的核酸代謝酶。結核桿菌能激活T細胞，故結核性腹水中ADA活性顯著升高，腹水ADA活性可作為結核性腹膜炎的診斷性指標之一。Burgess等[9]發(fā)現(xiàn)ADA診斷結核性腹膜炎的敏感性、特異性分別為94%、92%（最適診斷界點30 U/L）。本研究中結核性腹膜炎病例數(shù)過少（僅3例），良、惡性腹水組間腹水ADA活性差異無統(tǒng)計學意義。

LDH是一種糖酵解酶，細胞損傷時會釋放大量LDH，惡性腫瘤組織破壞嚴重，因此LDH可用于腹水性質的鑒別診斷。Sevinc等[10]發(fā)現(xiàn)惡性腹水LDH水平顯著高于良性腹水，腹水LDH診斷惡性腹水的敏感性、特異性分別為96%、76%。然而本研究發(fā)現(xiàn)腹水LDH診斷惡性腹水的敏感性、特異性分別為58.0%、98.1%（最適診斷界點 215.5 U/L），與Sevinc等[10]的研究結果有一定差異。

CEA、CA125、CA19-9、CA153均為腫瘤標記物，當各部位腫瘤轉移至腹膜引起惡性腹水時，腹水中相關腫瘤標記物水平明顯升高，可用于惡性腹水的輔助診斷。本研究中惡性腹水組上述腫瘤標記物水平均顯著高于良性腹水組，用于惡性腹水的診斷時，CA153的敏感性、特異性（90.0%、90.6%）相對高于其余3個腫瘤標記物。

SAAG為血清與腹水白蛋白含量的差值，通常SAAG≥11 g/L提示腹水為門靜脈高壓所致（肝硬化常見），而SAAG<11 g/L提示非門靜脈高壓性腹水（如惡性腫瘤、結核性腹膜炎等）。Al-Knawy[11]發(fā)現(xiàn)以SAAG鑒別診斷肝臟疾病（非酒精性）引起的腹水，有效性為91%。本研究中SAAG診斷惡性腹水的敏感性、特異性分別為92.0%、79.2%（最適診斷界點12.45 g/L）。

本研究最初選取的9項腹水指標中，除ADA外，其余8項指標在良、惡性腹水組間差異均有統(tǒng)計學意義。由ROC曲線的AUC可見端粒酶、CEA、CA153、SAAG診斷惡性腹水的準確性相對較高。將各連續(xù)型變量腹水指標根據最適診斷界點轉換為二分類變量，DNA倍體分析結果根據是否檢出異倍體轉換為二分類變量，對各指標行單因素logistic回歸分析，結果顯示8項指標均具有良好的相關性。進一步對這些指標行多因素logistic回歸分析，最終進入logistic回歸模型的指標為腹水端粒酶、CEA、CA153、SAAG。將個體病例這4項指標的檢測結果代入回歸模型，計算出對應于每個病例的概率預測值P，根據P值的ROC曲線確定其最適診斷界點為0.469，即個體病例P≥0.469時，預測診斷為惡性腹水，P<0.469時，預測診斷為良性腹水。新變量P的AUC為0.986，明顯大于各單項腹水指標（0.761～0.943），表明該診斷模型鑒別診斷腹水性質的準確性優(yōu)于各單項指標，敏感性亦明顯高于各單項指標（96.0%對56.0%～92.0%），特異性與單項指標中最高的腹水LDH相同。提示與各單項腹水指標相比，應用本研究建立的多項腹水指標logistic回歸模型鑒別診斷腹水性質可提高診斷敏感性和準確性。本研究中腹水脫落細胞DNA倍體未能進入診斷模型，但這并不意味著該指標沒有臨床應用價值，后續(xù)研究擬擴大樣本量進一步明確其是否可納入腹水性質鑒別診斷模型。

綜上所述，本研究應用logistic回歸分析和ROC曲線建立了腹水性質鑒別診斷的多項腹水指標logistic回歸模型，該診斷模型克服了臨床診斷腹水性質的主觀性，使診斷客觀化、標準化，與各單項腹水指標相比，明顯提高了診斷敏感性和準確性。由于本研究樣本量較小，納入的可能引起腹水的疾病種類并不全面。引起惡性腹水的常見實體瘤尚有乳腺癌、肺癌、前列腺癌等，非實體瘤如惡性淋巴瘤等亦可引起惡性腹水，引起良性腹水的疾病尚有胰腺炎、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、細菌性腹膜炎、慢性心功能衰竭等，本研究雖未收集到這些疾病引起的腹水病例，但有關文獻[2,3,8,10,12]表明本研究最初選取的腹水指標（除ADA外）對鑒別上述病因引起的腹水仍有一定意義。此外，本研究選取的腹水相關指標亦不多。因此，后續(xù)擬進一步開展大樣本研究，盡可能納入更多病因引起的腹水病例，分析更多與腹水相關的指標，使腹水性質鑒別診斷模型趨于完善，以期最終應用于臨床。

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