吴琼 马海洋 张明明 王志武 王雪臣 崔泽军

[摘要] 目的 探討多因素联合对于肺癌骨转移的诊断价值。 方法 纳入2013年1月～2015年12月于唐山市人民医院放化疗科初治的126例肺癌患者，应用酶联免疫吸附试验法检测血清Ⅰ型胶原吡啶交联氨基末端肽（NTx）水平，同时检测血清碱性磷酸酶（ALP）水平，收集性别、年龄、体力状态评分（KPS）等一般临床信息。应用ECT结合CT、MRI诊断骨转移。以是否存在骨转移进行分组，应用ROC曲线判断NTx、ALP及KPS对于肺癌骨转移诊断价值，并确定最佳cutoff值，进一步采用Logistic回归模型分析骨转移相关诊断因素，多因素分析结果提示独立预测因子作为联合指标进一步应用ROC曲线分析。 结果 126例中骨转移的发生率为34.1%。分组后ROC曲线观察初治肺癌患者血清NTx和ALP水平及KPS评分等对于骨转移的诊断价值关系，确立NTx、ALP和KPS评分用于诊断骨转移的最佳cutoff值分别为21.5 nmol/L、94 U/L和80分，其ROC曲线下面积分别为0.792、0.641和0.644，敏感性和特异性分别为65.1%和84.3%，46.5%和81.9%，74.4%和44.6%，分类后多因素分析显示血清NTx，ALP水平以及KPS评分均为骨转移的独立预测因子（P < 0.05）。联合应用NTx、ALP和KPS评分三指标的ROC曲线下面积为0.861，其敏感性为74.4%，特异性为86.7%。较单一因素，联合指标的诊断效力明显提高。 结论 血清NTx和ALP水平以及KPS均为肺癌骨转移相关的独立诊断因子，联合应用NTx、ALP和KPS评分三指标的诊断效力明显提高，该结果尚需大样本多中心的研究来证实。

[关键词] 肺癌；骨转移瘤；生物标志物；Ⅰ型胶原吡啶交联氨基末端肽

[中图分类号] R734.2 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2018）06（a）-0055-04

[Abstract] Objective To investigate the diagnostic value of multi-factorial combination in bone metastasis of lung cancer. Methods From January 2013 to December 2015， 126 newly diagnosed lung cancer patients from Department of Chemoradiotherapy in Tangshan People′s Hospital were selected in this study. The serum levels of NTx and ALP were measured and the information of clinical characteristics such as sex， age and the Karnofsky's index of performance status （KPS） score were collected. The bone metastasis was diagnosed by ECT combined with CT and MRI. Patients were grouped according to the presence or absence of bone metastasis. ROC curves were used to examine the diagnostic value of NTx， ALP and KPS and determine the best cutoff value. The correlation between bone metastasis and aforementioned factors was analyzed by logistic regression analysis. The multi-factorial combination which was produced though Logistic regression analysis was valued by ROC test again. Results The rate of bone metastasis was 34.1%. After being grouped， ROC analysis indicated that the optimal cutoff value of NTx， ALP and KPS were 21.5 nmol/L， 94 U/L and 80. The areas under the ROC curve of NTx， ALP and KPS were 0.792， 0.641 and 0.644. The sensitivities were 65.1%， 46.5% and 74.4% and the specificities were 84.3%， 81.9% and 44.6% respectively. Univariate and multivariate analysis showed NTx， ALP and KPS were significantly correlated with bone metastasis（P < 0.05）. Further ROC test demonstrated that the multi-factorial combination got a better diagnostic result （area under the ROC curve 0.861， sensitivity 74.4% and specificities 86.7%）. Conclusion Serum NTx， Serum ALP and KPS were independent factors corrected with bone metastasis. Multi-factorial combination has a higher diagnostic result than single factor. Further multi-center studies with large sample should be conducted to confirm the result.

[Key words] Lung cancer； Bone metastasis； Biomarkers； Collagen Type Ⅰ collagen pyridinoline cross-linked N-telo peptides

肺癌骨转移发生率可达30%～60%[1]，骨转移患者常会出现骨相关不良事件，如骨痛、病理性骨折等，对患者预后和生活质量有较大影响[2-3]，早期诊断骨转移意义重大。临床首先通过骨显像筛查，之后利用骨X线、CT或MRI检查是否存在骨质破坏进而最终明确骨转移诊断[4-5]。虽然骨显像敏感性高，但因受局部炎症或骨折史等影响，其假阳性率高，特异性低[6]。而且，用于明确诊断的影像学检查，如CT、MRI和PET等存在价格昂贵、检查时间长、电离辐射等缺陷。因此，有必要寻找可常规应用的骨转移诊断标志物来代替影像检查或作为骨转移筛选工具。文献显示多种因素[7]，如Ⅰ型胶原吡啶交联氨基末端肽（NTx）[8]、碱性磷酸酶（ALP）[9]和体力状态评分（KPS）等与肺癌骨转移相关[10]。但目前尚无任何一种骨转移相关因素被广泛应用，原因可能是单一的因素对于骨转移的诊断准确性低。不同标志物包含不同角度信息，联合多种标志物可实现多角度信息充分利用，进而提高诊断精确性。本研究纳入肺癌病例，评估骨转移状态，检测骨代谢相关标志物NTx和ALP，纳入KPS等临床因素，探讨联合标志物在肺癌骨转移诊断中的意义。

1 资料与方法

1.1 入组标准

纳入2013年1月～2015年12月于唐山市人民医院放化疗科收治的初治肺癌患者，所有患者需经组织病理学或细胞学明确肺癌诊断，除外肝功能（包括谷丙转氨酶和谷草转氨酶）异常和肾功能不全（肾小球滤过率≤60 mL/min）的患者。

1.2 临床资料收集

记录患者一般临床信息，包括性别、年龄、病理类型、KPS等。

1.3 血清学指标检测

所有患者于入组第2天清晨空腹抽静脉血5 mL，置于EDTA抗凝管中，于室温下离心分离血浆（3000 r/min，10 min，离心半径14.6 cm），于-80℃保存。采用酶联免疫吸附试验法（ELISA）检测血浆中NTx水平。试剂均由上海中乔新舟生物科技有限公司提供，由美国Sciencell公司生产，聚体操作步骤严格按照说明书要求进行。采用IFCC推荐法检测ALP水平。

1.4 骨转移评估

全身骨显像被用来初步判断是否存在骨转移，当骨显像显示异常时，通过进一步的强化CT、MRI来确认是否存在骨质破坏，并最终诊断骨转移。

1.5 统计学方法

应用SPSS 19.0统计学软件进行数据分析，应用ROC曲线评价单一指标和联合指标诊断效力，合适的cutoff值通过ROC曲线分析确定，应用确定的cutoff值将计量资料进行分类，转化为计数资料，分组之后的计数资料的组间对比采用單变量Logistic回归进行分析，单变量分析P < 0.10的变量则进入多变量分析，以P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果

共126例患者纳入本研究，其中男101例，女25例，中位年龄为64岁。病理分型情况如下：腺癌68例，鳞癌33例，小细胞肺癌22例，其他类型3例。KPS 80分及以上者78例，不足80分者48例。经影像学评价，共有43例（34.1%）患者存在骨转移。NTx、ALP和KPS评分与骨转移有相关性（P < 0.05）。见表1。

血清NTx诊断骨转移最佳cutoff值为21.5 nmol/L，血清ALP的合适cutoff值为94.0 U/L，KPS的合适cutoff值为80分。为进一步提高诊断的准确性，联合检测NTx、ALP和KPS评分的诊断效应，较单一因素，联合指标的诊断效力明显提高。见图1、表2。

多因素分析显示NTx、ALP和KPS评分均为骨转移的独立相关因素（P < 0.05）。见表3。

3 讨论

本研究致力于寻找可以常规应用的肺癌骨转移的诊断标志物组合来代替影像学的检查或者作为骨转移的筛选工具。研究通过ROC曲线观察初治肺癌患者血清NTx和ALP水平及KPS评分等对于骨转移的诊断价值关系，确立NTx、ALP和KPS评分用于诊断骨转移的最佳cutoff值分别为21.5 nmol/L、94 U/L和80分，其ROC曲线下面积分别为0.792、0.641和0.640，敏感性和特异性分别为65.1%和84.3%，46.5%和81.9%，74.4%和44.6%，联合应用NTx、ALP和KPS评分三指标的ROC曲线下面积为0.861，其敏感性为74.4%，特异性为86.7%。较单一因素，联合指标的诊断效力明显提高。分类后多因素分析显示血清NTx，ALP水平以及KPS评分均为骨转移的独立预测因子（P < 0.05）。

恶性肿瘤的骨转移发生的病理机制为肿瘤细胞、成骨细胞和破骨细胞的三者互相作用，使骨形成与骨吸收之间的动态平衡遭到破坏；其具体可分为三种类型，即溶骨性骨转移、成骨性骨转移和混合性骨转移[11-12]。有研究表明Ⅰ型胶原在骨组织有机成分中占比可达90%，破骨细胞活性增加导致骨质吸收，骨胶原降解产生吡啶交联及其末端肽，包括NTx、ICTP及CTx，这些降解产物释放至血循环以原型经尿排泄，因此被认为是反映骨基质吸收、评价破坏骨细胞活动性的优质指标。NTx是其中一种含有独特氨基酸序列的Ⅰ型胶原N末端肽。目前已有多项研究提示血液和尿液中NTx对于恶性肿瘤骨转移的有诊断意义[13-16]。因为尿液中NTx易受到受到体内代谢情况的影响，血清NTx水平更容易评估。Huang等[16]通过Meta分析评价了多个骨的代谢标志物，比如TALP、BALP、ICTP和NTx，结果发现NTx是其中最有效的肺癌骨转移标志物之一。在Tamiya等[13]的研究中，NTx的用于骨转移诊断的准确性再次得到验证，同时该研究初步建立了血清NTx的最佳cutoff值，为22 nmol/L。本研究中，同样发现血清NTx是诊断肺癌骨转移的较理想标志物，并确认其最佳cutoff值为21.5 nmol/L，这与Tamiya等[13]的结果非常接近，这更证实了研究结果的可靠性。

NTx反映的是骨转移过程中的破骨细胞激活的组织蛋白酶K所导致的骨的重吸收程度，所以可以说NTx是骨转移溶骨性改变的特异性指标。相比之下，ALP在一定程度上也可反映骨的代谢水平，但与NTx不同，ALP为成骨细胞产生的糖蛋白，骨钙化时成骨细胞中的ALP作用产生磷酸，为沉积至胶原的羟基磷灰石提供无机磷酸盐离子，因此血循环中ALP升高可反映骨形成速度，常提示骨钙化作用减弱并停留在成骨细胞阶段[9]。本研究提示ALP同样可用来进行骨转移的筛查，但相比之下，其诊断灵敏性和特异性均不及NTx，这与之前其他的研究结果是相符的[17]。如前所述，ALP反映骨代谢角度不同于NTx，因此其对于联合指标诊断精确性的提高仍具有很大的贡献。

体力状态水平曾被显示与骨转移相关[10，13，18]。在Tamiya等[13]的研究中，共纳入166例患者，其中骨转移者73例，体力状态评分≤1者，其骨转移发生率为35%，而体力状态评分>1者，其骨转移发生率则为58.7%。在本研究中同样纳入了体力状态水平进行分析，结果同样显示体力状态与骨转移具有相关性，考虑原因，可能是发生骨转移的患者属于肿瘤晚期，肿瘤对于身体状态影响较大，从而导致存在骨转移这得体力状态不佳。

本研究的多因素分析显示NTx，ALP以及体力状态情况均为骨转移的独立影响因子，这提示三者在骨转移的诊断上均有各自独立的价值，因此推断联合这些独立因子进行骨转移的诊断可能提升诊断的敏感性和特异性，进一步的分析证实了上述结果，未来将继续完善并建立多指标的预测模型，使临床应用更加便捷。同时，这些标志物也被多项研究发现可用于骨转移灶治疗效果评价、疾病进展程度动态监测、骨相关不良事件的风险评估等[19-20]，这将是未来进一步完善的方向。

总之，本研究结果提示NTx是敏感性和特异性均较高的肺癌骨转移标志物，并确立NTx最佳cutoff值为21.5 nmol/L，多因素分析显示血清NTx、ALP水平以及体力状态均为骨转移的独立诊断因子，联合应用NTx、ALP和KPS评分三指标的诊断效力明显提高，该结果尚需大样本多中心的研究来证实。

[参考文献]

[1] Santini D，Barni S，Intagliata S，et al. Natural history of non-small-cell lung cancer with bone metastases [J]. Sci Rep，2015，5：18 670.

[2] Kong P，Yan J，Liu D，et al. Skeletal-related events and overall survival of patients with bone metastasis from nonsmall cell lung cancer - a retrospective analysis [J]. Medicine（Baltimore），2017，96（51）：e9327.

[3] Wang H，Zhang Y，Zhu H，et al. Risk factors for bone metastasis in completely resected non-small-cell lung cancer [J]. Future Oncol，2017，13（8）：695-704.

[4] Espinosa JC，Herrero FR，Martin EH，et al. Seom guidelines for the treatment of bone metastases from solid tumours [J]. Clin Transl Oncol，2012，14（7）：505-511.

[5] 魏強，程洁，田丛娜，等.磁共振全身弥散成像联合核素全身骨显像在骨转移瘤诊断中应用价值[J].中国医药导报，2016，13（10）：19-22.

[6] O'Sullivan GJ，Carty FL，Cronin CG. Imaging of bone metastasis：an update [J]. World J Radiol，2015，7（8）：202-211.

[7] D'Oronzo S，Brown J，Coleman R. The value of biomarkers in bone metastasis [J]. Eur J Cancer Care（Engl），2017. DOI：10.1111/ecc.12725.

[8] Liu B，Zhao Y，Yuan J，et al. Elevated n-telopeptide as a potential diagnostic marker for bone metastasis in lung cancer：a meta-analysis [J]. PLoS One，2017，12（11）：e0187860.

[9] Zhou Y，Yu QF，Peng AF，et al. The risk factors of bone metastases in patients with lung cancer [J]. Sci Rep，2017，7（1）：8970.

[10] Sun Y，Ai X，Shen S，et al. Detection and correlation analysis of serum cytokines in non-small-cell lung cancer patients with bone and non-bone metastases [J]. Patient Prefer Adherence，2015，9：1165-1169.

[11] Esposito M，Guise T，Kang Y. The biology of bone metastasis [J]. Cold Spring Harb Perspect Med 2017. DOI：10.1101/cshperspect.a031252.

[12] Luo Q，Xu Z，Wang L，et al. Progress in the research on the mechanism of bone metastasis in lung cancer [J]. Mol Clin Oncol，2016，5（2）：227-235.

[13] Tamiya M，Suzuki H，Kobayashi M，et al. Usefulness of the serum cross-linked n-telopeptide of type Ⅰ collagen as a marker of bone metastasis from lung cancer [J]. Med Oncol，2012，29（1）：215-218.

[14] 孙辉，陈晓霞，赵印敏，等. Ntx检测在肺癌骨转移中的诊断和判断疗效价值[J].中华胸心血管外科杂志，2013， 29（3）：172-173.

[15] Tamiya M，Tokunaga S，Okada H，et al. Evaluation of bone metastasis using serial measurements of serum n-telopeptides of type Ⅰ collagen in patients with lung cancer：a prospective study [J]. Anticancer Res，2015，35（7）：3987-3993.

[16] Huang J，Gu T，Ying J. A meta-analysis survey of appropriate bone turnover markers in the detection of bone metastasis in lung cancer [J]. Int J Clin Oncol，2017，22（6）：1015-1025.

[17] 劉志武，李莉，谭榜云，等.血清ODF和OCIF及Ca ALP水平在肺癌骨转移中临床研究[J].西部医学，2014， 26（2）：239-241.

[18] 阿米娜，曲海，韩记真，等.多学科团队模式护理干预对老年晚期肺癌伴骨转移患者治疗依从性，癌因性疲乏及焦虑抑郁的影响[J].中国医药导报，2017，14（25）：167-170.

[19] Charpidou A，Tsagouli S，Gkiozos I，et al. Bone metastases in patients with small cell lung carcinoma：rate of development，early versus late onset，modality of treatment，and their impact on survival. A single-institution retrospective cohort study [J]. Clin Exp Metastasis，2016， 33（5）：453-460.

[20] Aiba H，Kimura T，Yamagami T，et al. Prediction of skeletal-related events in patients with non-small cell lung cancer [J]. Support Care Cancer，2016，24（8）：3361-3367.