ROC曲线评估血红蛋白A2筛查东莞地区α-地中海贫血的性能

陈丽莉，黎丽芬，朱学海，周静

中山大学附属东华医院中心实验室，广东 东莞 523000

地中海贫血是常染色体隐性遗传病，也是发病率较高的单基因遗传病，分α、β、δ和αβ等类型，其中以α-和β-地中海贫血最为常见[1]。地中海贫血的发生具有高度异质性和明显地域性，高发于我国南方地区，而在广东的育龄人群中，地贫基因携带率约为16.8%。东莞地区虽地处南方，但人口结构复杂，省外人口占比较大且人口流动频繁，地中海贫血分布可能有别于其他南方城市，因此有必要对该地区的地中海贫血类型进行分析以及对地中海贫血的筛查、诊断性能进行评估，以便提高对该地区地中海贫血的诊断能力。目前对该地区的地中海贫血流行病学调查及基因分析已见报道[2-5]，但对血红蛋白筛查地中海贫血的性能评估尚未见报道，而在临床工作中，筛查性能直接影响诊断性能。由于在我国地中海贫血类型分布中，α-地中海贫血较β-地中海贫血比例高[6-8]，因此本次研究拟分析近两年东莞地区α-地中海贫血的类型构成，进而评估血红蛋白A2对该地区α-地中海贫血的筛查性能，以及确定本实验室筛查α-地中海贫血的HbA2截断值，以便提高对该地区α-地中海贫血筛查的准确性。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2018年1月至2019年12月在中山大学附属东华医院进行地中海贫血筛查及地中海贫血基因诊断的成年患者2 119 例，所有患者均排除β地中海贫血、α复合β地中海贫血及异常血红蛋白等情况。

1.2 方法

1.2.1 血红蛋白A2测定 采集患者外周血2 mL，EDTA-K2 抗凝。 采用法国Sebia 公司生产的Capilarys2 全自动毛细管电泳仪及其配套电泳试剂盒进行血红蛋白电泳分析，操作严格按照说明书进行。

1.2.2α-地中海贫血基因检测 采集患者外周血2 mL，EDTA-K2抗凝。采用深圳亚能生物有限公司生产的地中海贫血基因检测试剂盒进行基因检测，分别用缺口PCR法(GAP-PCR法)检测东南亚型缺失、3.7 kb及4.2 kb 缺失等三种缺失型α-地中海贫血，用PCR 结合反向斑点杂交法(PCR-RDB法)检测CS、QS、WS等三种点突变型α-地中海贫血，操作严格按照说明书进行。

1.3 统计学方法 采用SPSS17.0 对数据进行统计学分析，计量资料以均数±标准差表示，组间比较采用t检验，以P＜0.05 表示差异有统计学意义，P＜0.01表示差异有显著统计学意义。计算HbA2取不同截断值时对不同类型α-地中海贫血筛查的灵敏度、特异性、阳性似然比及阴性似然比。以灵敏度为纵坐标，1-特异性为横坐标，绘制受试者工作曲线(receiver operating characteristic curve，ROC)，计算曲线下面积(area under curve，AUC)和约登指数(Youden index)，评价HbA2在不同类型α-地中海贫血中的筛查性能以及确定相应的最佳截断值。

2 结果

2.1α-地中海贫血基因类型构成及HbA2 含量 2 119 例患者中，检出α-地中海贫血440 例，其中静止型α-地中海贫血198例(45%)，轻型α-地中海贫血233 例(53%)，中间型α-地中海贫血 9 例(2%)，地贫基因阴性1 679例。静止型、轻型、中间型α-地中海贫血患者及地贫基因阴性者的HbA2 含量分别为(2.54±0.26)%、(2.33±0.20)%、(1.1±0.51)%和(2.66±0.33)%，α-地中海贫血患者的HbA2 含量均低于地贫基因阴性者，差异有显著统计学意义(P＜0.01)；在α-地中海贫血患者中，静止型的HbA2含量高于轻型和中间型，轻型的HbA2 含量高于中间型，差异均有显著统计学意义(P＜0.01)。α-地中海贫血的基因分布及三种类型α-地中海贫血的HbA2含量见表1。

表1 α-地中海贫血基因分布及三种类型α-地中海贫血的HbA2含量

2.2 HbA2 筛查三种类型α-地中海贫血的ROC曲线分析 以基因型为金标准，将静止型、轻型和中间型α-地中海贫血与地贫基因阴性样本进行比较，计算HbA2 的不同截断值对筛查三种类型α-地中海贫血的灵敏度、特异性、阳性似然比及阴性似然比，见表2。根据HbA2 的不同截断值对筛查三种类型α-地中海贫血的灵敏度和特异性，分别绘制ROC 曲线，见图1。HbA2筛查三种类型α-地中海贫血的ROC曲线下面积(AUC)、95%可信区间、约登指数、最佳截断值及灵敏度、特异性等，见表3。

表2 HbA2的不同截断值对筛查三种类型α-地中海贫血的性能

图1 HbA2筛查三种类型α-地中海贫血的ROC曲线注：A，静止型α地贫；B，轻型α地贫；C，中间型α地贫。

表3 HbA2筛查三种类型α-地中海贫血的ROC曲线分析

3 讨论

地中海贫血又称为珠蛋白生成障碍性贫血，是由于珠蛋白基因缺陷，珠蛋白肽链合成减少或缺乏导致的一种遗传性血红蛋白病[9]。α-地中海贫血(简称α地贫)属于地中海贫血的一种类型，其发生是由于人体16号染色体短臂末端13.3的α珠蛋白基因发生缺失或点突变，最终导致α珠蛋白肽链合成减少，α和β珠蛋白肽链失去平衡，引起珠蛋白生成障碍性贫血。本研究结果显示，东莞地区α地贫主要以标准型为主，与本地区其他报道[4-5]基本一致。但本次检出静止型、标准型和中间型α地贫分别占总α地贫的45%、53%和2%，而本地区其他报道分别为20%～24%、71%～74%和3%～4%，广东省妇幼保健院报道为38.4%、60.9%和0.6%[10]。对于静止型和标准型α地贫，本次检出与广东省妇幼保健院较为接近，与本地区其他报道相差较远，而对于中间型α地贫，本次检出与本地区其他报道及广东省妇幼保健院报道均较为接近。检出结果与本地区其他报道相差较远的原因可能是本次研究旨在分析血红蛋白A2(hemoglobin A2，HbA2)的筛查性能，因此并没有以平均红细胞体积(MCV)和(或)平均血红蛋白含量(MCH)作为初筛条件，所以检出较多静止型α地贫，导致静止型α地贫比例较本地区其他报道高，标准型及中间型α地贫比例较本地区其他报道低。

由于α珠蛋白肽链合成减少，β珠蛋白肽链相对增多，导致δ珠蛋白肽链合成相应降低，最终血液学指标HbA2表现为降低[11]。有文献报道，当MCV降低，且无缺铁性贫血的指标异常时，HbA2 可用于判断地中海贫血类型[12]。本研究结果显示，东莞地区α地贫人群中，静止型α地贫患者的HbA2 值较地贫基因阴性者低，差异有显著统计学意义(P＜0.01)；标准型α地贫患者的HbA2 值较静止型α地贫患者及地贫基因阴性者低，差异有显著统计学意义(P＜0.01)；中间型α地贫患者的HbA2值较标准型、静止型α地贫患者及地贫基因阴性者低，差异有显著统计学意义。然而，尽管各组患者的HbA2 值差异有显著统计学意义，但地贫基因阴性组、静止型及标准型α地贫组患者的HbA2值存在较多重叠的部分，因此单靠HbA2 不能较好地筛查区分出这三种类型。而中间型α地贫组与其他三组患者的HbA2值几乎不重叠，因此HbA2能较好地筛查区分出中间型α地贫，研究结论与何天文等[13]报道一致。

ROC曲线是目前最常用的诊断实验评价工具[14]，ROC曲线下面积(AUC)的值为0.5～1.0，曲线下面积越大，诊断性能越高。曲线下面积在0.5～0.7 时，实验诊断性能较低；在0.7～0.9时，实验具有一定诊断性能；在0.9 以上时，实验具有较高诊断性能。通过绘制ROC曲线，选取ROC 曲线最靠近左上角的值作为截断值，此时的诊断性能最高，即假阳性和假阴性的总数最少。本研究利用ROC曲线首次对东莞地区筛查α地贫的HbA2 值进行分析，从三种类型α地贫的ROC 曲线下面积来看，单独使用HbA2对静止型α地贫的筛查性能较低，对标准型α地贫具有一定的筛查性能但灵敏度不能满足临床需求，对中间型α地贫具有较高的筛查性能且灵敏度达到100%。为了满足临床需求，减少α地贫特别是标准型α地贫的漏筛率，本实验室将静止型和标准型α地贫的HbA2 截断值定为2.7%，此时HbA2对标准型α地贫筛查的灵敏度为96.57%，特异性为50.39%，在灵敏度达到95%以上的同时也保证了一定特异性，本研究结论与骆明勇等[10]、黄劲柏等[15]报道相同，与裴元元等[16]的报道有差异。而对于中间型α地贫，若将HbA2 截断值定为2.35%，此时灵敏度为100.0%，特异性为88.0%，加之中间型α地贫在电泳时会出现HbH特异条带，因此结合两者能进一步提高中间型α地贫的特异性。

本研究通过评估HbA2 对东莞地区α地贫的筛查性能，认为HbA2对该地区中间型α地贫的筛查性能最高，HbA2能作为独立筛查指标，但对于标准型及静止型α地贫，单独使用HbA2 进行筛查的性能不如前者，建议联合其他指标进行共同筛查。另外，结合临床需求，本实验室将静止型和标准型α地贫的HbA2筛查截断值定为2.7%。而对于电泳中出现HbH带的患者，将HbA2截断值定为2.35%，则能进一步提高筛查中间型α地贫的特异性。本研究首次利用ROC 曲线分析HbA2对东莞地区α地贫的筛查性能，为该地区人群进一步确诊α地贫提供参考。