增强肝纤维化试验在慢性丙肝患者肝纤维化诊断中的准确性研究

增强肝纤维化试验在慢性丙肝患者肝纤维化诊断中的准确性 研究 摘要：目的：探讨增强肝纤维化(ELF)试验在慢性丙肝患者肝纤维化诊断中的准确性。方法：选 取2011年1月-2013年8月在我院 进行肝活组织检查的慢性丙型肝炎患者162例，对其临床资料 进行前瞻性研究。ELF 试验包括3项血清标志物的检测：透明质酸(HA)、基质金属蛋白酶组织抑 制物-1(TIMP-1)和型前胶原氨基端肽( PNP) 。采用 Metavir 评分系统将肝纤维化进行分期。 结果：在肝纤维化的诊断中，ELF7.72时，诊断显著肝纤维化（F2）的 ROC 曲线下面积 (AUROC)为0.94（95% CI：0.89-0.97），敏感性为93.0% ，特异性为83.0%；ELF 试验诊断显著肝纤 维化的敏感性和特异性分别为 93.3% 和81.0% 。在肝硬化的诊断中，ELF9.30时，诊断肝硬 化（F4）的 AUROC 为0.94（95% CI：0.88-0.96 ），敏感性 为93.0% ，特异性 为86.0% ；ELF 试验诊 断肝硬化的敏感性和特异性分别为 93.3% 和81.0% 。结论 ：ELF 试验是有效诊断慢性丙肝患者 肝纤维化的无创性检查方法，能 够准确的诊断肝纤维化分期和肝硬化。 关键词：增强肝纤维化试验；无创性检查；肝硬化；血清标志物 病毒性肝炎是肝硬化和肝癌最主要的原因，其中全球每年因丙型肝炎病毒(HCV)死亡达 350000人。慢性肝病可导致肝纤维化并进展为肝硬化，肝纤维化程度的准确评估对慢性肝病 患者的预后和治疗具有决定性作用。目前，肝纤维化诊断的金标准是肝穿刺组织病理学检查， 但该方法为有创性检查并可能产生并发症 2-3。因此，近期很多研究替代肝活检的诊断方法， 例如超声弹性成像技术或血清标志物检查 7,8。其中，增强肝纤维化(ELF)试验能够准确评估 肝纤维化及其进展 9,12-13，ELF 试验包括3项血清标志物的检测：透明质酸(HA)、基质金属蛋 白酶组织抑制物-1(TIMP-1)和型前胶原氨基端肽(PNP) 13-14。本研究旨在评估 ELF 试验 在慢性丙肝患者肝纤维化诊断中的准确性。 1 资料与方法 1.1 一般资料 选取2011年1月-2013年8月在我院进行肝活组织检查的慢性丙型肝炎患者162例，对其临 床资料进行前瞻性研究。其中男性104例，女性58例，平均年龄55.199.53岁。入选标准： 活检组织长度15mm 且6个汇管区。排除标准：抗病毒治疗史；腹水；慢性肾衰；伴慢性 HBV 或 HIV 感染；其他病因引起的慢性肝病（HBV，非酒精性脂肪肝，血色沉着病，Wilson 病，自身免疫性肝炎和 -1抗胰蛋白酶缺乏症） ；肝衰竭；酗酒（摄入乙醇30g/d） ；心衰； 妊娠；BMI30kg/m 2。慢性丙型肝炎的诊断标准：抗 HCV 阳性及 HCV-RNA 阳性至少持续6个月。 正常对照组67例：均为体检合格的健康志愿者，男性40例，女性27例，平均年龄 51.4310.24岁，肝、肾功能正常，腹部超声检查正常，血清 HBV、HCV 抗体阴性，无肝炎 病史、酗酒史及肝毒药物接触史。所有患者及志愿者均签署知情同意书。 1.2 肝活组织检查与 ELF 试验 在超声引导下进行肝穿刺活组织检查。组织标本由福尔马林固定，并用苏木精和伊红染 色。所有病理组织均由对患者病史不知情的病理专家作出病理诊断。采用 Metavir 评分系统 将肝纤维化分为5期：F0，无纤维化；F1，门脉周围纤维化，但无桥接纤维；F2，局灶性桥 接纤维化；F3，广泛桥接纤维化但未达肝硬化；F4，肝硬化。 ELF 试验在肝组织活检后两周内进行。采血前需禁酒 18-21，抽取患者血液0.3ml，采用 ADVIA Centaur 全自动免疫分析仪对血样中 HA、PIIINP 及 TIMP-1浓度进行检测，并利用以 下公式计算 ELF 评分：ELF=2.278+0.851lnHA+0.751lnPIIINP+0.394lnTIMP-1。ELF 评 分可对肝细胞外基质进行定性和定量分析，动态监测肝纤维化和纤维溶解活动。ELF 评分与 肝纤维化程度的关系：ELF9.8 45/162(27.8) 肝纤维化(活检) 不显著(F2) 42/162(25.9) 显著(F2) 120/162(74.1) 肝硬化(活检) 无(F4) 119/162(73.5) 有(F=4) 43/162(26.5) 肝纤维化(ELF 试验) 不显著(ELF7.7) 42/162(25.9) 显著(ELF7.7) 120/162(74.1) 肝硬化(ELF 试验) 无(ELF9.8) 117/162(72.2) 有(ELF9.8) 45/162(27.8) *：均为体检正常的健康志愿者；ELF：增强肝纤维化 图2 正常对照组与患者的 ELF 评分比较 Fig 2. ELF score concerning healthy controls compared to patients with liver fibrosis. 2.2 ELF 试验诊断肝纤维化和肝硬化的结果 在肝纤维化的诊断中，ELF7.72时，诊断显著肝纤维化（F2）的 AUROC 为0.94（95% CI：0.89-0.97） ，敏感性为93.0%，特异性为83.0%（图3） ；ELF 试验诊断显著肝纤维化的敏 感性和特异性分别为 93.3% 和81.0%（表3） 。在肝硬化的诊断中，ELF9.30时，诊断肝硬 化（F4）的 AUROC 为0.94（95% CI：0.88-0.96） ，敏感性为93.0%，特异性为86.0%（图4） ； ELF 试验诊断肝硬化的敏感性和特异性分别为 93.3% 和81.0%（表3） 。 另外，计算正常对照组的 AUROC 以区分肝纤维化患者。ELF7.35 时，F1 的 AUROC 为 0.96（95% CI：0.92-0.98） ，敏感性和特异性分别为 93.8% 和 85.1%（图 5） 。 图3 ELF 试验及 APRI 诊断显性肝纤维化(F2)的 ROC 曲线 Fig 3. Receiver operator characteristic (ROC) curves for ELF test and APRI in the diagnosis of significant fibrosis (F2) 表3 ELF 试验在肝纤维化(F2)及肝硬化(F4)诊断中的价值 Table3.Diagnostic values of ELF test forpredictingfibrosis(MetavirF2)andcirrhosis(F=4) AUROC 95%CI 截点 Se(%) Sp(%) PPV NPV LH+ 肝纤维化 0.94(P0.001) 0.89- 0.97 7.72 93.3 81.0 93.3 81.0 4.90 肝硬化 0.94(P0.001) 0.88- 0.96 9.30 79.1 90.8 75.6 92.3 9.55 ELF：增强肝纤维化；AUROC：ROC 曲线下面积；CI：可信区间；Se:敏感性；Sp:特异性；PPV：阳性预测值； NPV：阴性预测值；LH +：阳性似然比 图4 ELF 试验及 APRI 诊断显性肝硬化(F4)的 ROC 曲线 Fig. 4. Receiver operator characteristic (ROC) curves for ELF test and APRI in the diagnosis of cirrhosis (F=4). 表4 APRI 评分在肝纤维化(F2)及肝硬化(F4)诊断中的价值 Table4.Diagnostic values of APRI score for predicting fibrosis (MetavirF2)and cirrhosis(F=4) AUROC 95%CI 截点 Se(%) Sp(%) PPV NPV LH+ 肝纤维化0.84(P0.001) 0.78- 0.89 0.63 87.5 76.2 91.3 61.8 3.67 肝硬化0.89(P0.001) 0.83- 0.93 1.19 74.4 87.4 68.1 90.4 5.90 ELF：增强肝纤维化；AUROC：ROC 曲线下面积；CI：可信区间；Se:敏感性；Sp:特异性；PPV：阳性预测值； NPV：阴性预测值；LH +：阳性似然比 图5 ELF 试验及 APRI 从肝纤维化患者(F1)中区分正常受试者的 ROC 曲线 Fig. 5. Receiver operator characteristic (ROC) curves for ELF test and APRI score to distinguish healthy subjects (F=0) from patients with liver fibrosis (F1). 2.3 ELF 试验与 APRI 评分诊断肝纤维化与肝硬化的比较 采用 APRI（AST/血小板比例指数）诊断模型对患者数据资料进行评分，结果见表4。在 慢性丙肝患者中，APRI0.63 时，诊断显性肝纤维化敏感性为87.5%，特异性为76.2% ；APRI1.19 时，诊断显性肝纤维化敏感性为74.4% ，特异性为87.4%。ELF 试验的 AUROC 校正值与 APRI 评分见表5和表6。 表5 ELF 试验及 APRI 评分诊断显性肝纤维化的敏感性分析 Table5.Sensitivity analysis of observed and standardized AUROC of ELF test and APRI score for the diagnosis of advanced fibrosis, according to prevalence of fibrosis stages 显性肝纤维化 AUROC 观测值 不显著肝纤维 化的平均分期 F0-F1 显性肝纤维 化平均分期 F2-F3-F4 DANA 法评分 AUROC 校正值 ELF 试验 0.94 0.38 2.80 2.42 0.97 APRI 评分 0.84 0.38 2.80 2.42 0.87 ELF：增强肝纤维化；APRI：天冬氨酸转移酶与血小板比例指数；AUROC：ROC 曲线下面积；DANA：显性 (F24)与不显著(F01)肝纤维化平均分期之差 表6 ELF 试验及 APRI 评分诊断肝硬化的敏感性分析 Table6.Sensitivity analysis of observed and standardized AUROC of ELF test and APRI scoref or the diagnosis of cirrhosis according to prevalence of fibrosis stages 显性肝纤维化 AUROC 观测值 非肝硬化 平均分期 F0- F1-F2-F3 肝硬化的 平均分期 F4 DANA 法评分 AUROC 校正值 ELF 试验 0.94 1.12 2.80 2.42 0.97 APRI 评分 0.89 1.12 2.80 2.42 0.87 ELF：增强肝纤维化；APRI：天冬氨酸转移酶与血小板比例指数；AUROC：ROC 曲线下面积；DANA：肝硬化 (F4)与非肝硬化(F03)平均分期之差 3 讨论 本研究将 ELF 试验结果与肝活检结果对比以评估 ELF 试验诊断肝纤维化的准确性；血清 标志物诊断准确性以 AUROC 值表示，并计算其敏感性、特异性及预测值。研究结果表明， ELF 评分在男性（9.161.19）和女性（8.641.06）之间有显著差异（P0.01） 。因此，肝 纤维化血清标志物诊断应通过不同组别来比较其准确性。Lichtinghagen 等人 26研究表明， 年龄和性别对研究结果影响很大。此外，肝脏疾病的发病率及死亡率是影响结果的重要参数。 通过比较 ELF 与 APRI 评分发现，ELF 试验是比 APRI 评分更为可靠的诊断方法，但 ELF 不能有效的区分出健康受试者（图35） 。本研究中，ELF 评分为7.1011.03，ELF 试验在显 性肝纤维化(F2)诊断中的敏感性和特异性分别为93.3%和81.0% ( P0.001)，在肝硬化(F=4)诊 断中的敏感性和特异性分别为79.1和90.8（P 0.001） 。在慢性丙肝患者显性肝纤维化 的诊断中，ELF7.72时，敏感性和特异性分别为93.0%和83.3% ；ELF9.30时，敏感性和 特异性分别为93.0%和86.0%。与 ELF 试验相比，APRI 范围为0.18，APRI0.5时，诊断的敏 感性为81.0%，特异性为91.0% ；然而，APRI1.5时，诊断的敏感性和特异性分别为35.0% 和91.0% 27, 28 。通常，试验结果值域的一端敏感性高而特异性低，另一端则敏感性低而特 异性高，而在该值域中间范围敏感性和特异性均不高，形成无临床意义的“不定范围” 。由 于大部分血清标志物的分析结果在不定范围内，故不能得出准确的肝纤维化诊断。Parkes 等 28研究了10种血清标志物，发现其中65%不能诊断出显性肝纤维化。然而，不定范围内的肝 纤维化（如临床显性肝纤维化）诊断临界值仍可用于其它肝纤维化并发症（如肝硬化）的诊 断。例如，当0.5APRI1.5时，对显性肝纤维化的诊断无意义，但 APRI1.0在诊断 HCV 相关性肝硬化中的敏感性和特异性分别为89.0%和75.0% 27。本研究 APRI 评分结果显示，在 慢性丙肝患者显性肝纤维化的诊断中，APRI0.63时，敏感性为87.5%，特异性为 76.2%；APRI1.19时，诊断的敏感性为77.4%，特异性为87.4%，稍优于文献报道的结果 27。 血清标志物在肝纤维化诊断中的准确性受多因素影响。疾病的患病率决定了血清标志物 诊断中的预测值、敏感性、特异性。因此，某项试验可有较高的特异性，但如果基础患病率 较低，其 PPV 将较低（见表7） 。例如，APRI2.0时，诊断肝硬化的的特异性是91.0%，然而， 假设肝硬化的发病率为15.0%，则 PPV 为50.0%。因此，血清标志物诊断的准确性是随条件而 变化的，且研究可能存在肝穿刺活检的患者的选择偏倚。本研究中，肝纤维化与肝硬化的发 病率分别为74.1%和26.5%，明显高于社会人群发病率（分别为2.8%和0.3%）27。因此，在 社会群体中，诊断性血清标志物的 PPV 较低，但其 NPV 将明显高于临床试验（表7） 。本研究 中，ELF 试验诊断肝纤维化的 PPV 和 NPV 分别为93.3%和81.0%，诊断肝硬化的 PPV 和 NPV 分 别为75.6%和92.3%。 另外，AUROC 因肝纤维化各期的患病率不同而变化，表明无创性诊断模 型应用于其他群体时，疾病谱偏倚将对结果产生重要影响。若在某一患病人群中，肝纤维化 分期 F0和 F4占多数，则该诊断方法的敏感性和特异性将高于轻/中度肝纤维化（F12）患病 人群。同时，本研究提出了减小疾病谱偏倚的方法，如采用 DANA 法计算标准化 AUROC。 表7 诊断性血清标志物敏感性和特异性均为90%时的预测值 Table7. Predictive values of diagnostic biomarker with a sensitivity and specificity of 90%, depends on the underlying prevalence of disease 肝纤维化患病率(%) 阳性预测值(%) 阴性预测值(%) 10 50.0 98.8 20 69.2 97.3 30 79.4 95.5 40 85.7 93.1 综上所述，ELF 试验是有效诊断慢性丙肝患者肝纤维化的无创性检查方法，能够准确的 诊断肝纤维化分期和肝硬化。ELF 试验可与其它无创性检查方法相结合，进一步提高诊断肝 纤维化分期的准确性。 参考文献 1 Hatzakis A, Wait S, Bruix J, Buti M, Carballo M, Cavaleri M, et al. The state of hepatitis B and C in Europe: report from the hepatitis B and C summit conference. J Viral Hepat 2011;18:1-16. PMID: 21824223 2 Reiss G, Keeffe EB. Role of liver biopsy in the management of chronic liver disease: selective rather than routine. Rev Gastroenterol Disord 2005;5:195-205. PMID: 16369215 3 Crockett SD, Kaltenbach T, Keeffe EB. Do we still need a liver biopsy? Are the serum fibrosis tests ready for prime time? Clin Liver Dis 2006;10:513-534. PMID: 17162226 4 Dienstag JL. The role of liver biopsy in chronic hepatitis C. Hepatology 2002;36:S152-160. 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