多项腹水指标logistic回归模型对腹水性质的鉴别诊断价值*

邵建国 罗蕾蕾 陈 琳 吴月平 陈 建 孙源源彭美娣张 建

南通市第三人民医院消化科1（226006） 检验科2 南通大学护理学院3 如皋市人民医院普外科4

腹水按性质可分为良性腹水和恶性腹水，明确腹水的性质对于疾病治疗及其预后判断具有重要临床意义。腹水脱落细胞学检查是目前确诊腹水性质的金标准，但敏感性较低[1～3]。近年来，多种腹水指标得到广泛研究，以探讨其对腹水性质的鉴别诊断意义。本研究选取端粒酶、DNA倍体、腺苷脱氨酶（ADA）、乳酸脱氢酶（LDH）、肿瘤标记物CEA、CA125、CA19-9、CA153、血清-腹水白蛋白梯度（SAAG）九项腹水指标，建立腹水性质鉴别诊断的logistic回归模型并探讨其诊断价值。

对象与方法

一、研究对象

连续纳入2010年3～12月南通市第三人民医院、南通市肿瘤医院、如皋市人民医院腹水患者103例，综合实验室检查（腹水常规、腹水肿瘤标记物等）、影像学检查（B 超、CT、MRI等）、腹水脱落细胞学检查、临床评估、手术病理等明确腹水性质和病因，其中恶性腹水均经腹水脱落细胞学检查找到癌细胞。恶性腹水组50例，男23例，女27例，年龄45～82 岁，平均（62.9±8.9）岁，其中消化系肿瘤 41例，卵巢癌9例。良性腹水组53例，男28例，女25例，年龄 36～74 岁，平均（60.4±8.2）岁，其中肝硬化48例，结核性腹膜炎3例，肾病综合征2例。两组间性别构成、年龄差异无统计学意义。

二、腹水指标

1.标本采集：常规腹腔穿刺采集腹水200 mL。取20 mL腹水，1000×g离心20 min，取部分上清即刻行ADA、LDH、白蛋白检测；另取部分上清－80℃保存，待测端粒酶、CEA、CA125、CA19-9、CA153。取100 mL腹水柠檬酸钠抗凝，1000×g离心10 min，弃上清，PBS洗涤3次，1000×g离心10 min， 取细胞悬液，调整细胞数为1×106/ml，75%乙醇4℃封存，待测DNA倍体。采集腹水当日晨空腹抽取静脉血3 mL，1000×g 离心 10 min，分离血清，待测白蛋白。

2.端粒酶检测：按TeloTAGGG Telomerase PCR ELISA试剂盒（Roche Diagnostics）说明书进行操作，使用Wellscan K-3酶标仪（雷勃公司）于450 nm处读取A值。

3.DNA倍体分析：使用Beckman-Coulter EPICS XL流式细胞仪（Beckman Coulter,Inc.）。以新鲜分离的健康体检者外周血淋巴细胞（T、B细胞）DNA荧光信号主峰值作为二倍体细胞DNA含量参考值，应用Multicycle DNA含量与细胞周期分析软件分析并绘制直方图。出现与正常人新鲜淋巴细胞DNA所示二倍体细胞主峰完全分离的荧光信号峰（DNA指数≠1）定义为阳性，提示受检腹水中含DNA异倍体细胞。

4.ADA、LDH、白蛋白检测：使用 HITACHI 7170全自动生化分析仪（HITACHI公司）和相应试剂盒（上海复星长征医学科学有限公司），按试剂盒说明书进行操作。SAAG为血清与腹水白蛋白含量的差值。

5.CEA、CA125、CA19-9、CA153 检 测 ： 使 用Abbott AxSYM全自动免疫分析仪和相应试剂盒（Abbott Laboratories.），按试剂盒说明书进行操作。

三、统计学分析

以两组间差异有统计学意义的腹水指标为自变量（均事先转换为二分类变量），以腹水性质为因变量（良性=0，恶性=1）行单因素logistic回归分析，判断各单项指标对腹水性质的鉴别诊断意义。其中连续型变量腹水指标应用受试者工作特征（ROC）曲线计算各指标的最适诊断界点（cut-off point），将各指标按各自的最适诊断界点划分，转换为二分类变量（阴性=0，阳性=1）；DNA倍体分析结果根据是否检出异倍体转换为二分类变量（阴性＝0，阳性＝1）。

选取单因素logistic回归分析显示有鉴别诊断意义（α=0.10）的腹水指标行多因素logistic逐步向前回归分析，得到logistic回归模型并计算出每个病例对应的概率预测值P，根据P值的ROC曲线确定最适诊断界点及其鉴别诊断腹水性质的诊断效率。

结 果

一、良、恶性腹水组各项腹水指标比较

恶性腹水组腹水端粒酶、LDH、CEA、CA125、CA19-9、CA153明显高于良性腹水组，SAAG明显低于良性腹水组，差异均有统计学意义；两组间腹水ADA差异无统计学意义（见表1）。

良性腹水组DNA异倍体少见，恶性腹水组可见三倍体、六倍体等异倍体（见图1），异倍体比例明显高于良性腹水组，差异有统计学意义（见表1）。腹水DNA异倍体诊断恶性腹水的敏感性为76.0%（38/50），特异性为 79.2%（42/53）。

二、连续型变量腹水指标ROC曲线相关结果

选取良性腹水组与恶性腹水组间差异有统计学意义的连续型变量腹水指标，分别绘制ROC曲线，得出相应曲线下面积（AUC），以最靠近左上角的点（敏感性与特异性之和最大）作为最适诊断界点（见表2）。根据最适诊断界点，将各指标转换为二分类变量。

表1 良、恶性腹水组各项腹水指标比较

表2 连续型变量腹水指标ROC曲线相关结果

三、单因素logistic回归分析

单因素logistic回归分析显示，纳入分析的各项腹水指标对腹水性质均有鉴别诊断意义（见表3），均纳入多因素logistic回归分析。

表3 单因素logistic回归分析

四、多因素logistic回归分析

经多因素logistic逐步向前回归分析，端粒酶（X1）、CEA（X2）、CA153（X3）、SAAG（X4）四项 腹水指标进入 logistic回归模型（见表4），P=1/[1+e–(–6.320+2.315 X1+2.338 X2+4.246 X3+3.459 X4)]（P 为概率预测值，e为自然对数）。

表4 多因素logistic回归分析

五、诊断模型的诊断效率

根据ROC曲线得出概率预测值P的AUC为0.986，最适诊断界点为0.469，敏感性为96.0%，特异性为98.1%（见图2）。P≥0.469时，预测诊断为恶性腹水；P<0.469时，预测诊断为良性腹水。

讨 论

良、恶性腹水的鉴别诊断具有重要临床意义，目前临床上用于鉴别诊断腹水性质的指标众多，包括腹水常规、酶学指标、肿瘤标记物、DNA倍体、腹水脱落细胞学检查等，各项指标均有一定的诊断敏感性和特异性，但尚无任何单项指标兼具敏感性和特异性优势，具体到某个病例，这些指标不一定能呈现出倾向性一致的结果。因此，临床医师一般依据经验对腹水性质作出诊断，此种诊断方式显然并不客观。

目前大多数研究偏向于采用平行试验或序列试验证明多项指标联合检测的敏感性或特异性优于单项检测，但这两种诊断性试验模式均无法兼顾敏感性和特异性[2,4]。采用多因素logistic回归分析逐步筛选相关性较好的指标并建立回归模型，是评估联合检测中各项指标对诊断的贡献程度和联合检测诊断效率更为合适的方法。应用单因素、多因素logistic回归分析和ROC曲线，张焜和等[3]从血常规、血生化、胸/腹水常规和生化指标以及血清肿瘤标记物中筛选出4项指标建立诊断模型，发现该模型对胸/腹水性质的鉴别诊断有较高价值，敏感性（89.2%）和准确性（85.8%）均高于腹水脱落细胞学检查（68.6%和81.6%）和染色体检查（65.1%和82.1%）；鄢斌等[5]从胸/腹水和血清白蛋白、LDH、CEA、ADA及其浓度梯度或比值中筛选出3项指标建立诊断模型，鉴别诊断胸/腹水性质的敏感性、特异性、准确性分别为87.5%、86.8%、87.0%，大大提高了诊断的科学性和准确性。上述研究结果证实了应用logistic回归分析建立诊断模型的优势，由此建立的诊断模型尤其适用于临床。因此，本研究选取端粒酶、DNA 倍体、ADA、LDH、CEA、CA125、CA19-9、CA153、SAAG 九项腹水指标，应用 logistic回归分析和ROC曲线建立诊断模型并探讨其对腹水性质的鉴别诊断价值。

正常体细胞（除生殖细胞、造血干细胞）中端粒酶活性受抑，在永生化细胞株和癌细胞中，端粒酶再次激活，研究显示85%～90%的实体瘤中存在端粒酶活性[6,7]，因此端粒酶是一个不受组织器官限制的肿瘤标记物。邓志华等[8]发现肝硬化、结核性腹膜炎患者的腹水脱落细胞中均不能检出端粒酶活性，而癌性腹水端粒酶阳性率为85.29%。杨幼林等[1]发现良性腹水端粒酶阳性率显著低于恶性腹水（10%对90%），端粒酶活性诊断恶性腹水的敏感性、特异性、准确性分别为90.0%、90.0%、94.8%。证实腹水端粒酶活性检测可作为临床腹水性质鉴别诊断的依据之一。本研究发现腹水端粒酶诊断恶性腹水的敏感性为84.0%（最适诊断界点：A值0.0915），与国内其他研究[1,8]结果相似。

正常体细胞DNA二倍体含量稳定，而癌变过程中（癌前病变或癌组织）常伴随细胞DNA含量异常。恶性胸/腹水有一定数量的癌细胞分裂象，可有明显染色体异常，因此出现DNA异倍体细胞峰是诊断恶性腹水的依据之一。常规脱落细胞学检查系根据细胞形态学改变作出判断，有一定的主观性，而实体瘤细胞DNA含量的变化早于形态学改变，且为客观量化指标，故其结果较脱落细胞学检查更为可靠。本研究中腹水脱落细胞DNA倍体分析诊断恶性腹水的敏感性为76.0%，明显高于常规脱落细胞学检查（45%～68.6%[1～3]）。

ADA是一种与机体细胞免疫活性有重要关系的核酸代谢酶。结核杆菌能激活T细胞，故结核性腹水中ADA活性显著升高，腹水ADA活性可作为结核性腹膜炎的诊断性指标之一。Burgess等[9]发现ADA诊断结核性腹膜炎的敏感性、特异性分别为94%、92%（最适诊断界点30 U/L）。本研究中结核性腹膜炎病例数过少（仅3例），良、恶性腹水组间腹水ADA活性差异无统计学意义。

LDH是一种糖酵解酶，细胞损伤时会释放大量LDH，恶性肿瘤组织破坏严重，因此LDH可用于腹水性质的鉴别诊断。Sevinc等[10]发现恶性腹水LDH水平显著高于良性腹水，腹水LDH诊断恶性腹水的敏感性、特异性分别为96%、76%。然而本研究发现腹水LDH诊断恶性腹水的敏感性、特异性分别为58.0%、98.1%（最适诊断界点 215.5 U/L），与Sevinc等[10]的研究结果有一定差异。

CEA、CA125、CA19-9、CA153均为肿瘤标记物，当各部位肿瘤转移至腹膜引起恶性腹水时，腹水中相关肿瘤标记物水平明显升高，可用于恶性腹水的辅助诊断。本研究中恶性腹水组上述肿瘤标记物水平均显著高于良性腹水组，用于恶性腹水的诊断时，CA153的敏感性、特异性（90.0%、90.6%）相对高于其余3个肿瘤标记物。

SAAG为血清与腹水白蛋白含量的差值，通常SAAG≥11 g/L提示腹水为门静脉高压所致（肝硬化常见），而SAAG<11 g/L提示非门静脉高压性腹水（如恶性肿瘤、结核性腹膜炎等）。Al-Knawy[11]发现以SAAG鉴别诊断肝脏疾病（非酒精性）引起的腹水，有效性为91%。本研究中SAAG诊断恶性腹水的敏感性、特异性分别为92.0%、79.2%（最适诊断界点12.45 g/L）。

本研究最初选取的9项腹水指标中，除ADA外，其余8项指标在良、恶性腹水组间差异均有统计学意义。由ROC曲线的AUC可见端粒酶、CEA、CA153、SAAG诊断恶性腹水的准确性相对较高。将各连续型变量腹水指标根据最适诊断界点转换为二分类变量，DNA倍体分析结果根据是否检出异倍体转换为二分类变量，对各指标行单因素logistic回归分析，结果显示8项指标均具有良好的相关性。进一步对这些指标行多因素logistic回归分析，最终进入logistic回归模型的指标为腹水端粒酶、CEA、CA153、SAAG。将个体病例这4项指标的检测结果代入回归模型，计算出对应于每个病例的概率预测值P，根据P值的ROC曲线确定其最适诊断界点为0.469，即个体病例P≥0.469时，预测诊断为恶性腹水，P<0.469时，预测诊断为良性腹水。新变量P的AUC为0.986，明显大于各单项腹水指标（0.761～0.943），表明该诊断模型鉴别诊断腹水性质的准确性优于各单项指标，敏感性亦明显高于各单项指标（96.0%对56.0%～92.0%），特异性与单项指标中最高的腹水LDH相同。提示与各单项腹水指标相比，应用本研究建立的多项腹水指标logistic回归模型鉴别诊断腹水性质可提高诊断敏感性和准确性。本研究中腹水脱落细胞DNA倍体未能进入诊断模型，但这并不意味着该指标没有临床应用价值，后续研究拟扩大样本量进一步明确其是否可纳入腹水性质鉴别诊断模型。

综上所述，本研究应用logistic回归分析和ROC曲线建立了腹水性质鉴别诊断的多项腹水指标logistic回归模型，该诊断模型克服了临床诊断腹水性质的主观性，使诊断客观化、标准化，与各单项腹水指标相比，明显提高了诊断敏感性和准确性。由于本研究样本量较小，纳入的可能引起腹水的疾病种类并不全面。引起恶性腹水的常见实体瘤尚有乳腺癌、肺癌、前列腺癌等，非实体瘤如恶性淋巴瘤等亦可引起恶性腹水，引起良性腹水的疾病尚有胰腺炎、系统性红斑狼疮、细菌性腹膜炎、慢性心功能衰竭等，本研究虽未收集到这些疾病引起的腹水病例，但有关文献[2,3,8,10,12]表明本研究最初选取的腹水指标（除ADA外）对鉴别上述病因引起的腹水仍有一定意义。此外，本研究选取的腹水相关指标亦不多。因此，后续拟进一步开展大样本研究，尽可能纳入更多病因引起的腹水病例，分析更多与腹水相关的指标，使腹水性质鉴别诊断模型趋于完善，以期最终应用于临床。

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3 张焜和，肖波，陈朋果，等.基于常规实验室检查的良恶性胸/腹水鉴别诊断模型研究[J].中国实验诊断学,2010,14(4):551-555.

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6 Wright WE,Piatyszek MA,Rainey WE,et al.Telomerase activity in human germline and embryonic tissues and cells[J].Dev Genet,1996,18(2):173-179.

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10 Sevinc A,Sari R,Fadillioglu E.The utility of lactate dehydrogenase isoenzyme pattern in the diagnostic evaluation of malignant and nonmalignant ascites[J].J Natl Med Assoc,2005,97(1):79-84.

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12 郝建军，罗富银.腺苷脱氨酶和总胆红素测定对胸腹水性质鉴别诊断意义研讨[J].实验与检验医学,2009,27(2):188-189.