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. 2015 Jun 20;18(6):358–364. [Article in Chinese] doi: 10.3779/j.issn.1009-3419.2015.06.05

手术前后血清CEA和CYFRA21-1水平的变化有助于预测非小细胞肺癌患者的预后

Variations in Serum CEA and CYFRA21-1 Levels Before and After Surgery Facilitate Prognosis of Non-small Cell Lung Cancer Patients

Xinchun DUAN 1, Yong CUI 1,*, Min GONG 1, Feng TIAN 1, Guan SHI 1, Bingqun WU 1, Mingliang LIU 1, Jiayun GUO 1, Yuanyuan KONG 1
PMCID: PMC5999907  PMID: 26104892

Abstract

背景与目的

血清癌胚抗原(carcinoembryonic antigen, CEA)和细胞角蛋白19的可溶性片段(soluble fragment of cytokeratin-19, CYFRA21-1)系非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC)患者术前检查重要的肿瘤标志物(tumor markers, TMs),但其对NSCLC患者术后的预后作用尚存争议。本研究旨在探讨血清CEA和CYFRA21-1在手术治疗后的NSCLC患者预后中的临床价值。

方法

回顾性总结175例经手术并辅以化疗的NSCLC患者的临床资料及随访情况,依据CEA、CYFRA21-1水平进行分组,用Kaplan-Meier法对各组进行生存分析。用Cox比例风险回归模型分析影响NSCLC患者术后预后的因素。

结果

术前CEA、CYFRA21-1升高组的患者总生存时间(overall survival, OS)少于术前正常组的患者,术前CYFRA21-1升高组差异有统计学意义(P=0.001)。与术前术后CEA、CYFRA21-1均正常等组的患者OS比较,术前术后CEA、CYFRA21-1均升高组的患者OS最短,两组差异均有统计学意义(P < 0.05)。与CEA联合CYFRA21-1术前术后均正常等组的患者OS比较,CEA联合CYFRA21-1术前术后均升高组的患者OS最短,差异有统计学意义(P < 0.001)。CEACYFRA21-1(HHHH)、CEACYFRA21-1(NNHH)、CYFRA21-1(HH)、CEA(HH)、男性是判断预后的独立危险因素(P < 0.05)。

结论

血清CEA或CYFRA21-1在手术前及术后均高于正常,尤其是两者联合在手术前及术后均升高的NSCLC患者预后不良。手术前后血清CEA、CYFRA21-1的检测有助于NSCLC患者术后预后的判断。

Keywords: 肺肿瘤, CEA, CYFRA21-1, 手术, 总生存时间, 预后


目前为止,手术依然是治疗肺癌最主要的、最标准的治疗方式[1-4],不容忽视的是,肺癌术后患者的OS差别明显,据报道[2, 4]Ia期患者5年生存率约71%-77%,Ib期患者约60%。因此,了解肺癌术后患者预后情况,对预后差的患者重点监测,同时给予积极的抗肿瘤综合性治疗,有益于提高患者术后生存率。

大量研究[1-3, 5-7, 14-22]表明,肿瘤标志物(tumor markers, TMs)可以预测非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC)患者的预后,普遍的结论是TMs水平升高的患者比正常的患者预后差。多项研究的共同点是突出了术前术后均升高组的患者预后最差,并证实癌胚抗原(carcinoembryonic antigen, CEA)(HH)是判断预后的独立危险因素[1-3, 7],但他们仅对CEA进行了研究。多项研究[5, 6]揭示细胞角蛋白19的可溶性片段(soluble fragment of cytokeratins-19, CYFRA21-1)同样对NSCLC患者术后预后具有预测作用。本研究采用回顾性队列研究设计,兼顾了CEA、CYFRA21-1两项TMs,分析其水平的变化对NSCLC患者术后预后的影响。

1. 资料和方法

1.1. 临床资料

选取2006年6月-2014年3月首都医科大学附属北京友谊医院胸外科收治的175例NSCLC患者。纳入标准:①均接受肺癌手术切除治疗的患者。②均接受术后辅助4周期化疗(其中Ib期92例患者伴有胸膜受侵、肿瘤直径≥4 cm或者脉管里可见癌栓等高危因素);均采用双药化疗方案:卡铂/顺铂+紫杉醇/吉西他滨/培美曲塞。③均有pTNM分期(国际肺癌研究协会肺癌分期[4])和术后病理类型[2004年世界卫生组织(World Health Organization, WHO)肺癌组织学类型分型[8]];④均在术前1周内化验CEA和CYFRA21-1,术后2个月内行第1次辅助化疗前复查CEA和CYFRA21-1。排除标准:①经开胸探查活检或者计算机断层扫描(computed tomography, CT)引导下针刺活检等未能切除肿瘤的患者。②术后辅助化疗次数小于4周期的患者或者接受过靶向治疗的患者。③术后分期为Ia期(未化疗)或者临床晚期未能手术治疗的患者。④术前遗漏化验CEA、CYERA21-1或者术后首次化疗前未复查CEA、CYERA21-1的患者。总生存时间(overall survival, OS)指患者手术后第1天到随访为死亡患者的死亡时间或者到末次随访日期(截止日期2014年11月15日)。截止2014年11月15日,154例患者得到随访,随访时间范围为6个月-105个月,平均55.5个月,截止随访日期154例患者中26例死亡,128例存活。此外19例失访,2例拒访,经独立样本t检验,有无失访患者的术前CEA、CYFRA21-1和术后CEA、CYFRA21-1四项指标均无统计学差异(P > 0.05)。

1.2. 材料

154例患者每次化验抽取空腹静脉血3 mL,标本经4, 000 r/min离心分离出血清后,直接检测,CYFRA21-1采用电化学发光法,仪器为罗氏公司提供的Roche电化学分析仪,临界值为3.30 ng/mL;CEA采用化学发光免疫测定法,试剂盒由美国雅培公司生产,临界值为5 ng/mL。

1.3. 方法

依据术前血清CEA水平分为术前CEA正常组(N)106例(68.83%)和术前CEA升高组(H)48例(31.17%)。依据术前血清CYFRA21-1水平分为术前CYFRA21-1正常组(N)93例(60.39%)和术前CYFRA21-1升高组(H)61例(39.61%)。依据术前术后血清CEA水平分为术前术后CEA均正常组(NN)105例(68.18%)、术前正常术后升高组(NH)1例(0.65%)、术前升高术后正常组(HN)31例(20.13%)、术前术后均升高组(HH)17例(11.04%)。依据术前术后血清CYFRA21-1水平分为术前术后CYFRA21-1均正常组(NN)85例(55.19%)、术前正常术后升高组(NH)8例(5.20%)、术前升高术后正常组(HN)46例(29.87%)、术前术后均升高组(HH)15例(9.74%)。依据术前术后血清CEA联合术前术后CYFRA21-1水平分为术前术后CEA联合术前术后CYFRA21-1均正常组(NNNN)60例(38.96%)、有3项正常1项升高组(NNNH)56例(36.36%)、有2项正常2项升高组(NNHH)32例(20.78%)、术前术后CEA联合术前术后CYFRA21-1均升高组(HHHH)6例(3.90%)(注:正常系指标水平低于临界值,升高系指标水平等于或者高于临界值)。

1.4. 统计学方法

所有数据采用统计软件SPSS 20.0分析。独立样本t检验比较有无失访数据的差异性,Kaplan-Meier法对各组进行生存分析,行Log-rank检验。Cox比例风险回归模型用来分析预后相关的危险因素,P < 0.05认为差异有统计学意义。

2. 结果

2.1. 患者基本资料

154例有完整记录的NSCLC患者中,平均年龄61岁(范围:40岁-79岁)。男性96例,女性58例。手术切除的方式为肺叶切除141例,一侧全肺切除4例,楔形切除9例。病理证实为腺癌97例,鳞癌52例,其他类型癌(如腺鳞癌)5例。病理分期Ⅰ期92例,Ⅱ期34例,Ⅲ期28例(表 1)。

1.

154例随访患者的临床资料总结

Summary of clinical data of 154 patients with follow-ups

Parameter n (%)
TNM: tumor-node-metastasis.
Age (yr)
  ≥65 54 (35.06)
   < 65 100 (64.94)
  Mean (range) 61 (40-79)
Gender
  Male 96 (62.34)
  Female 58 (37.66)
Operative procedures
  Lobectomy 141 (91.56)
  Over lobectomy 4 (2.60)
  Wedge resection of lung 9 (5.84)
Histology
  Adenocarcinoma 97 (62.99)
  Squamous-cell carcinoma 52 (33.77)
  Other 5 (3.24)
pTNM
  Ⅰb 92 (59.74)
  Ⅱa 27 (17.53)
  Ⅱb 7 (4.55)
  Ⅲa 25 (16.24)
  Ⅲb 3 (1.94)

2.2. 术前CEA、CYFRA21-1的水平变化对NSCLC患者术后的生存影响的分析结果

CEA(H)和CEA(N)组患者5年生存率分别为62%和77%,但差异无统计学意义(P=0.069)。CYFRA21-1(H)和CYFRA21-1(N)组患者5年生存率分别为55%和84%,差异有统计学意义(P=0.001)(图 1)。

1.

1

术前CEA、CYFRA21-1的水平变化对NSCLC患者术后的生存影响。A:术前CEA(N)组、术前CEA(H)组患者的生存曲线均呈下降趋势,但是后者下降不明显(P=0.069)。B:术前CYFRA21-1(N)组、术前CYFRA21-1(H)组患者的生存曲线均呈下降趋势,后者下降明显,表示其预后不良(P=0.001)。

Analysis of survival impact of preoperative CEA and CYFRA 21-1 level variances on patients with NSCLC after surgery. A: Survival curves of the groups of patients with normal preoperative CEA and high preoperative CEA displayed decreasing trends. The decreasing of the latter was not significant (P=0.069). B: Survival curves of the groups of patients with normal preoperative CYFRA21-1 and high preoperative CYFRA21-1 displayed decreasing trends. The decreasing of the latter was significant (P=0.001) which means poor prognosis. CEA: carcinoembryonic antigen; CYFRA21-1: soluble fragment of cytokeratin-19; NSCLC: non-small cell lung cancer.

2.3. 术前术后CEA、CYFRA21-1的水平变化对NSCLC患者术后的生存影响的分析结果

CEA(HH)、CEA(HN)、CEA(NN)组患者5年生存率分别为36%、69%、78%,差异有统计学意义(P=0.001)。CYFRA21-1(HH)、CYFRA21-1(HN)、CYFRA21-1(NN)组患者5年生存率分别为33%、65%、88%,差异有统计学意义(P < 0.001)[注:CYFRA21-1(NH)组8例,统计学未能分析出5年生存率)(图 2)]。

2.

2

术后CEA、CYFRA21-1的水平变化对NSCLC患者术后的生存影响。A:和其它2组比较,CEA(HH)组患者的生存曲线下降最为明显,表示其预后最差(P=0.001)。B:和其他3组比较,CYFRA21-1(HH)组患者的生存曲线下降最为明显,表示其预后最差(P < 0.001)。注: CEA(NH)组仅1例,已删除。

Analysis of survival impact of preoperative and postoperative CEA or CYFRA 21-1 level variances on patients with NSCLC after surgery. A: Compared with the other two groups, the survival curve of the group of patients with high preoperative and postoperative CEA levels was significantly steepest (P=0.001) while declining, which means that its prognosis was worst; B: Compared with the other three groups, the survival curve of the group of patients with high preoperative and postoperative CYFRA21-1 levels was significantly steepest (P < 0.001) while declining, which means that its prognosis was worst. Note: CEA (NH) group was deleted since this group just contained 1 case.

2.4. 术前术后CEA联合术前术后CYFRA21-1的水平变化对NSCLC患者术后的生存影响的分析结果

术前术后CEA联合术前术后CYFRA21-1(HHHH)组、(NNHH)组、(NNNH)组、(NNNN)组患者5年生存率分别为17%、49%、79%、90%,差异有统计学意义(P < 0.001)(注:术前术后CEA联合术前术后CYFRA21-1中有1项正常3项升高即NHHH组3例,统计学效率低,合并于NNHH组)(图 3)。

3.

3

术前术后CEA联合术前术后CYFRA21-1的水平变化对NSCLC患者术后的生存影响和其它3组比较,术前术后CEA联合术前术后CYFRA21-1(HHHH)组患者的生存曲线下降最为明显,表示其预后最差(P < 0.001)。

Analysis of survival impact of preoperative and postoperative CEA and CYFRA 21-1 level variances on patients with NSCLC after surgery. Compared with the other three groups, the survival curve of the group of patients with high preoperative and postoperative CEA and CYFRA21-1 levels was significantly steepest (P < 0.001) while declining, which means that its prognosis was worst.

2.5. 影响NSCLC患者术后预后因素的单因素分析

性别(HR=4.699, 95%CI: 1.401-15.556)、pTNM分期(HR=1.739, 95%CI: 1.090-2.774)、CYFRA21-1(HR=1.016, 95%CI: 1.002-1.029)为影响OS的预后危险因素(表 2)。

2.

NSCLC患者术后预后影响因素的单因素分析结果

The results of univariate analysis of impacting factors of the prognosis for patients with NSCLC after surgery

Parameter OS
HR (95%CI) P
OS: overall survival.
Age 1.044 (0.474-2.302) 0.914
Gender 4.669 (1.401-15.556) 0.012
Operative procedures 1.270 (0.636-2.533) 0.498
Histology 1.033 (0.487-2.191) 0.932
pTNM 1.739 (1.090-2.774) 0.020
CEA 1.004 (1.000-1.009) 0.063
CYFRA21-1 1.016 (1.002-1.029) 0.021

2.6. 影响NSCLC患者术后预后因素的多因素分析

依据单因素结果(性别、pTNM分期、CYFRA21-1)和临床考虑有意义的因素(年龄)分别和重点研究的指标,即手术前后CEA各分组、CYFRA21-1各分组和手术前后CEA联合手术前后CYFRA21-1各分组入组多因素分析:男性(HR=0.240, 95%CI: 0.065-0.887)(HR=0.224, 95%CI: 0.066-0.904)、CEA(HH)(HR=4.128, 95%CI: 1.527-11.157)、CYFRA21-1(HH)(HR=6.090, 95%CI: 2.113-17.549)、CEACYFRA21-1(NNHH)(HR=8.335, 95%CI: 1.733-40.089)、CEACYFRA21-1(HHHH)(HR=43.159, 95%CI: 8.020-232.250)为影响OS的独立危险因素。表明男性的死亡风险高于女性,CEA(HH)、CYFRA21-1(HH)、CEACYFRA21-1(NNHH)和CEACYFRA21-1(HHHH)组的患者死亡风险高于各自分组中的患者,其中又以CEACYFRA21-1(HHHH)组的患者死亡风险最高,是CEACYFRA21-1(NNNN)组患者死亡风险的43.159倍(注:CYFRA21-1为控制变量)(表 3)。

3.

NSCLC患者术后预后影响因素的多因素分析结果

The results of multivariate analysis of impacting factors of the prognostic for patients with NSCLC after surgery

Parameter OS Parameter OS
HR (95%CI) P HR (95%CI) P
Age (≥65 vs < 65) 1.500 (0.627-3.590) 0.363 Age (≥65 vs < 65) 1.544 (0.640-3.727) 0.334
Gender (Male vs Female) 0.240 (0.065-0.887) 0.032 Gender (Male vs Female) 0.224 (0.066-0.904) 0.035
pTNM (Ⅱ vs Ⅰ) 0.690 (0.245-1.943) 0.483 pTNM (Ⅱ vs Ⅰ) 0.716 (0.253-2.032) 0.531
pTNM (Ⅲ vs Ⅰ) 1.960 (0.740-5.188) 0.175 pTNM (Ⅲ vs Ⅰ) 2.022 (0.768-5.323) 0.154
CEA (HH vs NN) 4.128 (1.527-11.157) 0.005 CEACYFRA21-1 (HHHH vs NNNN) 43.159 (8.020-232.250) < 0.001
CEA (HN vs NN) 1.403 (0.440-4.476) 0.567 CEACYFRA21-1 (NNHH vs NNNN) 8.335 (1.733-40.089) 0.008
CYFRA21-1 (HH vs NN) 6.090 (2.113-17.549) 0.001 CEACYFRA21-1 (NNNH vs NNNN) 3.605 (0.755-17.223) 0.108
CYFRA21-1 (HN vs NN) 2.107 (0.731-6.609) 0.167
CYFRA21-1 (NH vs NN) 2.220 (0.254-19.377) 0.471

3. 讨论

如何预测NSCLC患者术后哪些患者预后差,进而予以积极治疗,以提高术后生存率,是我们目前面临的重大难题。至今,许多生物学标志被证实可以判断术后NSCLC患者的预后,如k-ras突变、P53、erbB2/Neu、Bcl-2等[9-11],但这些生物学标志的结果需要通过手术获取标本而实现,付出的成本高、代价大。也有研究[12, 13]指出VPI、BVI、pT分期、肿瘤异质性可以预测NSCLC患者术后的预后情况。和上述指标比较,TMs是预测NSCLC患者术后预后的最佳指标,这是由于他们检测的操作方法简便、并且具有可重复性、准确性、成本低等优势[2, 3]

CEA,即癌胚抗原,最初发现于结肠癌,之后发现高表达于肺癌、食管癌等癌[14]。有报道[3]认为高龄、男性、VPI、pT2期等是引发术前CEA水平高的原因。相反,Wang等[2, 7]认为术前CEA水平高仅和肺癌的组织学类型有关。有报道[1]认为术后CEA水平升高受肺外疾病、手术不彻底影响。无论术前术后CEA水平升高的原因是什么,比较确切的是,CEA水平的升高传递出一个坏信息,即患者预后差。本研究图 1显示术前CEA(H)组患者的预后差,但差异无统计学意义。与本研究这一结论不同的是,Okada等[7]证实了术前CEA(H)是NSCLC患者术后预后的危险因素。进一步分组后分析,和CEA(NN)等组比较,CEA(HH)组患者的预后最差,并且是判断NSCLC患者术后预后的独立危险因素。这一结论和Okada等[7]各自研究的结论相一致。

此外,血清CEA水平的变化对预测晚期肺癌患者的疗效和预后都具有一定的价值。Arrieta等[15]的研究表明,对给予仅仅1种化疗方案,同时满足CEA水平大于10 ng/mL的晚期NSCLC患者,血清CEA的水平变化(升高或降低)可以预测患者的治疗反应。又如使用埃罗替尼治疗晚期肺癌之前,CEA、CYFRA21-1中1项或者2项水平升高预示着患者预后差[16]。CEA水平升高也存在益处,Jung等[17]研究指出使用EGFR-TKIs治疗的晚期NSCLC患者,治疗前CEA水平升高会带来良好的治疗效果,这可能由于高水平CEA和活化的EGFR突变之间存在某种联系[18]

CYFRA21-1是细胞角蛋白的可溶性片段,广泛分布在层状或鳞状上皮中[19]。术前CYFRA21-1水平升高与pT、N分期密切相关,T分期高及肿瘤越大时,CYFRA21-1水平越高[19],相同,N分期越高,患者CYFRA21-1阳性率也越高[20]。这表明早期肺癌患者CYFRA21-1阳性率低,因此他对早期肺癌的筛查作用微小[19, 21]。本研究中,154例患者术前CYFRA21-1阳性率为39.61%,高于Suzuki等[22]研究中的5.9%和Muley等[5]的21.2%,考虑这一差异和各研究中选取的样本不一有关,本研究的样本包含了术后病理为Ⅱ期、Ⅲ期的患者,故CYFRA21-1阳性率偏高。和对早期肺癌筛查的作用微小相反,CYFRA21-1水平变化对预测NSCLC患者预后的作用较大。Suzuki等[22]研究显示术前CYFRA21-1水平升高的患者早期死亡风险率高,Myley等[5]证实了术前CYFRA21-1水平升高是判断NSCLC患者术后预后的独立危险因素;本研究也证实了这两点。此外,本研究还特别指出:和CYFRA21-1(NN)等组对比,CYFRA21-1(HH)组患者的预后最差,差异有统计学意义,并且是判断NSCLC患者术后预后的独立危险因素。依据术前术后CEA的水平变化情况联合术前术后CYFRA21-1的水平变化情况进行分组进一步分析得出CEACYFRA21-1(HHHH)组和(NNHH)组是判断NSCLC患者术后预后的独立危险因素,所在分组中前者的预后最差,其死亡风险是CEACYFRA21-1(NNNN)组患者死亡风险的43.159倍。

一直以来,pTNM分期是肺癌患者术后判断预后和治疗的主要参考依据[21],本研究的多因素Cox风险比例分析中,pTNM分期为Ⅱ期(22.08%)、Ⅲ期(18.18%)的患者,分别以Ⅰ期(59.74%)患者对照分析,结果表明Ⅱ期、Ⅲ期患者的死亡风险相对于Ⅰ期患者的死亡风险无统计学意义,非判断预后的独立危险因素(P值均大于0.05)。相关研究[2, 16, 22]也未得出相应的pTNM分期为判断预后的独立风险因素。这和临床中pTNM分期对预后的显著作用相悖。我们考虑本研究出现这一结果和各分期组中样本比例差距较大有关。此外,我们尝试将Ⅱ期、Ⅲ期患者合并为偏晚期组,与Ⅰ期患者相比,差异有统计学意义(P=0.015 < 0.001)。考虑到pTNM分期并不是本文讨论之重点,我们仍按照Ⅱ期、Ⅲ期规范分组分析后做记录。与血清CEA、CYFRA21-1相比较,pTNM分期作为术后治疗的依据存在一定局限性[7],因为CEA、CYFRA21-1更能具体化和准确化NSCLC患者术后的预后情况。比如肺癌术后Ib期患者不推荐化疗,本研究术后Ib期患者共92例(59.74%),其中术前术后CEA或CYFRA21-1均升高的患者各占6例(13.04%),术前术后CEA和CYFRA21-1均升高的患者占2例(2.2%)。由这部分患者的预后结果看,予以积极的治疗和监测,改善生存率是必要的。虽然美国国立综合癌症网络(National Comprehensive Cancer Network, NCCN)不推荐对癌症患者诊疗时常规检查TMs[2],至今一些欧美国家对其重视度尚低[7];但是越来越多研究[1-3, 5-7, 14-22]报道了TMs可以预测NSCLC患者的治疗效果及预后。他们的水平变化有助于pTNM分期T分期内部进一步分层,也可能成为术后Ib期NSCLC患者实施辅助化疗的较可靠指征。

综上所述,血清CEA或CYFRA21-1在手术前及术后均高于正常,尤其是两者联合在手术前及术后均升高的NSCLC患者预后显著不良。手术前后血清CEA、CYFRA21-1的检测有助于NSCLC患者术后预后的判断。本研究也存在一定局限:一项回顾性研究;样本量偏少,按照病理类型做亚组等分析时统计学效率低。

Funding Statement

本研究受北京市自然科学基金项目(No.7102042)资助

Tis study was supported by the grant from Beijing Natural Science Foundation(to Yong CUI)(No.7102042)

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