似然比和受试者工作特征曲线在评价铁参数对铁缺乏症诊断中的应用
作者：陈波斌 林果为 倪赞明 王倩
单位：200040 上海医科大学附属华山医院血液科(陈波斌、林果为)，检验科(倪赞明)，临床流行病学培训中心(王倩)
关键词：贫血，缺铁性；似然参数；ROC曲线；诊断
中华医学杂志990206 【摘要】 目的 评价几种铁参数在铁缺乏症诊断中的价值。方法 连续性收集90例贫血病人(缺铁性贫血36例，慢性病贫血23例，慢性病伴缺铁性贫血31例)，做骨髓铁染色、血清转铁蛋白受体(sTfR)、血清铁蛋白(Serum ferritin, SF)、血清铁(Serum iron, SI)、总铁结合力(Total iron-binding capacity, TIBC)、转铁蛋白饱和度(Transferrin saturation, TS)等检查，应用似然比(LR)和受试者工作特征(ROC)曲线分析方法，以骨髓铁染色作为金标准对以上的铁参数诊断慢性病合并缺铁性贫血的价值进行分析。结果 在判断慢性病是否合并缺铁性贫血时SF在25～44 μg/L时的LR最大(5.8)，sTfR>50 nmol/L时的LR最大(6.0)；ROC曲线下面积以sTfR最大(0.84)，其他依次是sTfR/log SF(0.83)、SF(0.77)、sTfR/SF(0.74)、SI(0.72)、TIBC(0.68)。结论 认为ROC曲线与LR对科学评价铁参数诊断价值有重要的意义，研究结果对于临床诊断具有重要的参考价值。
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Likelihood ratio and ROC curve in evaluation of iron parameters for diagnosing iron deficiency CHEN Bobin, LIN Guowei, NI Zanming, et al. Department of hematology, Huashan Hospital, Shanghai Medical University, Shanghai 200040
【Abstract】 Objective To evaluate the value of iron parameters in diagnosing iron deficiency (ID).Methods Cross-sectional study was performed for diagnostic tests. Ninety consecutive patients with anemia including iron deficiency anemia without chronic diseases (36 cases), chronic diseases (54) were divided into chronic diseases without ID(ACD) (23 cases) and chronic diseases with ID(CDID) (31) by bone marrow iron staining. The exclusion criteria included hemolytic anemia, deficiency of Vitamin B12 or folic acid, blood transfusion, taking iron preparations within one month and hematological malignancies. By using absence of bone marrow iron as gold standard of ID, we compared the diagnostic powers in the diagnosis of iron deficiency for sTfR, serum iron, total iron binding capacity, serum ferritin (SF), transferrin saturation and the presence of hypochromic red cells by analyzing the likelihood ratio, the area under ROC(AUCROC).Results AUCROCfor sTfR in determining ID in groups IDA+CDID vs. ACD, IDA vs. ACD and CDID vs. ACD were 0.9 (95%CI:0.82～0.98), 0.96(0.9～0.99) and 0.84 (0.72～0.96) respectively, AUCROC for SF in above groups 0.87 (95%CI:0.77～0.87), 0.94(0.86～0.99) and 0.77(0.63～0.91) respectively. AUCROC for other iron parameters in determining iron deficiency in chronic diseases was lower than 70%.Conclusion ROC and LR are useful tools for evaluating iron parameters in diagnosing iron deficiency. TfR is a best parameter in determining iron deficiency in chronic diseases than SF and other iron parameters.
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【Key words】 Anemia, iron-deficiency Likelihood Ratio ROC curve Diagnosis
(Natl Med J China, 1999, 79:99-103)
受试者工作特征曲线(Receiver operator characteristic curve, ROC curve)是一种全面、准确评价诊断试验的非常有效的方法，可通过计算ROC曲线下面积(Area under the ROC curve, AUCROC)来判断试验的诊断效率。似然比(Likelihood ratio, LR)不受患病率影响，通过患病率和LR可计算出诊断对象的患病概率。我们利用这些方法对几种铁参数进行分析。
大部分贫血(70%～80%)是缺铁性贫血(IDA)和慢性病贫血(Anemia of chronic disease, ACD)。它是许多潜在疾病的一个症状，明确贫血的类型，有助于进一步诊断和治疗。传统的检查体内铁状况的实验室参数有血清铁(SI)、总铁结合力(TIBC)、转铁蛋白饱和度(TS)及血清铁蛋白(SF)等，这些参数在诊断单纯性缺铁时具有良好的价值，但对复合性缺铁的诊断仍然比较困难。近年来，血清可溶性转铁蛋白受体(soluble serum transferrin receptor, sTfR)逐渐被认识和应用于缺铁的诊断。我们应用AUCROC及LR对上述铁参数进行科学评价，以帮助临床医师正确应用各种铁参数，提高诊断水平。现将结果报道如下。
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对象与方法
一、研究对象
以骨髓铁染色可染铁消失作为诊断缺铁的金标准，将符合贫血诊断标准[1]的研究对象(均为连续样本)分为以下几组：
1.单纯IDA组：符合IDA的诊断标准[1]，骨髓铁染色可染铁消失，无慢性炎症、感染、恶性疾病存在，共36例，男性6例，女性30例。
2.具有慢性病的贫血患者共54例：其中恶性肿瘤16例(包括肝癌7例，胃癌6例，直肠癌1例，胰腺癌2例)；慢性炎症、结缔组织病30例(包括类风湿性关节20例，红斑性狼疮(SLE)7例，白塞氏病1例，皮肤结节性变应性血管炎1例，Still病1例)；慢性感染8例(包括慢性尿路感染3例，结核病4例，隐球菌性脑膜炎1例)。上述病例再按骨髓涂片铁染色分为：ACD和慢性病伴缺铁(Chronic disease with iron deficiency, CDID)。(1)ACD组：骨髓涂片有可染铁，同时合并慢性感染、结缔组织病、恶性肿瘤等慢性病存在者，共23例，男性9例，女性14例。(2)CDID组：骨髓中无可染铁，同时合并慢性病存在者；共31例，男性9例，女性22例。
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3.排除标准：(1)血液系统恶性肿瘤；(2)溶血性贫血、叶酸和/或维生素B12缺乏而引起的巨幼细胞性贫血；(3)在采取血标本前已经口服铁剂治疗或输血。
二、病例来源
所有病例来自上海医科大学附属华山医院、金山医院各科住院病人、血液科门诊及上海市光华医院类风湿专科门诊病人。
三、检查项目及测定方法
血清转铁蛋白受体(sTfR)测定：试剂盒由美国R&D System公司生产，用ELISA方法测定；血常规：采用血细胞自动分析仪法；血清铁(SI)和血清总铁结合力(TIBC)：采用双吡啶法；血清铁蛋白(SF)测定：放射免疫双抗体法(试剂盒由中国医学科学院放射医学研究所生产)。骨髓穿刺涂片铁染色：亚铁氰化钾染色。
四、资料分析
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1.三组间铁参数的比较用方差分析或Kruskal-Wallis检验；
2.利用ROC Analyzer(SV 0.9B)软件比较几种常用铁参数相应的ROC曲线下面积及P值(采取单侧检验)，比较铁参数的优劣；计算sTfR在各个区间段的似然比(Likelihood ratio, LR)。
结 果
一、三组贫血病例中各项铁参数测定结果
表1反映了90例贫血病人的机体铁参数的情况，除TIBC外，其它几种铁参数在三组贫血间差异均有显著意义(P<0.05)。血红蛋白(Hb)、红细胞平均体积(MCV)、SI、SF、等参数ACD组高于IDA组和CDID组，TIBC和sTfR的水平IDA组高于另外两组，差异均有显著意义(P<0.05)。
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表1 三组贫血病人各项铁参数的实验室检测结果(
±s) 检测项目
IDA(n=36)
CDID(n=31)
ACD(n=23)
Hb(g/L)
72±19(72)
81±19(81)
86±17(85)
MCV(fl)
68±18(68)
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85±21(83)
88±11(90)
MCHC
2.2±1.3(2.8)
2.9±0.9(3.1)
2.9±1.0(3.2)
SI(μmol/L)
7±5(6)
9±4(8)
13±8(12)
TIBC(μmol/L)
78±27(76)
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72±25(74)
63±13(65)*
TS(%)
13±15(8)
14±8(13)
21±13(20)
sTfR(nmol/L)
50±15(53)
36.6±19(33)
24±13(20)
SF(μg/L)
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8.3±1.3(8.8)
79.3±1.4(46.6)
208±1.7(423)△
sTfR/logSF
19.0±0.6(27.6)
6.6±0.7(7.6)
4.0±0.5(3.04)△
sTfR/SF
5.6±1.5(6.6)
0.4±1.6(0.5)
, http://www.100md.com 0.1±1.7(0.06)△
注：括号内为中位数，* 为P<0.05；△ 为几何均数±logs(中位数)
二、SF和sTfR测定值在三组贫血中的分布及阳性结果的LR
由表1可见，SF在单纯IDA时很低，而在慢性病存在时无论是否缺铁SF均很高，两者间差异有非常显著意义(χ2=19.69，P<0.01)。一般临床上将SF<14 μg/L作为单纯缺铁的临界值。在本研究的总的贫血病例中，在该临界值时判断缺铁的敏感度为0.44(95%CI：0.34～0.54)，特异度是0.91(0.85～0.97)，而准确度仅为0.59，在这个区段LR值最大(表2)。在合并炎症、慢性感染、肿瘤等疾病时，该临界值判断机体缺铁时的敏感度和准确度均较低，敏感度0.12(0.03～0.21)，准确度0.5，慢性病伴缺铁时的SF值远远高于诊断单纯缺铁性贫血时的标准(表1)。在慢性病合并贫血时，SF的数值分布比较弥散，因此，欲确定这种状态下的临界值非常困难，此时SF判断是否缺铁的水平在25～44 μg/L时的LR值最大(表2)，但此时的准确度只有0.63。在三组总的贫血病例中，根据ROC曲线推算出的SF判断缺铁的临界值为<100 μg/L，此时的特异度为0.80(0.72～0.88)，准确度0.78。sTfR在IDA组和慢性病伴缺铁组的水平均高于ACD组(表1)，无论在判断总的贫血病人还是慢性病伴贫血病人是否存在缺铁，均在sTfR>50 nmol/L时的LR值最大(表3)。根据ROC曲线确定缺铁的临界值，sTfR>26.5 nmol/L为判断总的贫血病例是否存在缺铁的临界值，此时的敏感度和准确度均为0.80(0.72～0.88)。
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表2 血清铁蛋白在各个区间的阳性LR值 SF(μg/L)
总的贫血病例
慢性病合并贫血
缺铁例数(%)
无缺铁例数(%)
LR
缺铁例数(%)
无缺铁例数(%)
LR
<14
23(46)
2(8.0)
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5.80
3(11.5)
2(8.0)
1.40
14～
6(12)
1(4.0)
3.00
3(11.5)
1(4.0)
2.90
25～
7(14)
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1(4.0)
3.50
6(23.0)
1(4.0)
5.80
45～
4( 8)
1(4.0)
2.00
4(15.5)
1(4.0)
3.80
≥100
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10(20)
20(80)
0.25
10(38.5)
20(80.0)
0.48
合计
50(100)
25(100)
26(100)
25(100)
表3 血清转铁蛋白受体在各个区段的阳性LR值 sTfR
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(nmol/L)
总的贫血病例
慢性病合并贫血
缺铁
例数(%)
无缺铁
例数(%)
LR
缺铁
例数(%)
无缺铁
例数(%)
LR
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<20
7(10.4)
12(52.3)
0.20
6(19.4)
12(52.3)
0.37
20～
13(19.4)
7(30.4)
0.64
9(29)
, http://www.100md.com 7(30.4)
0.95
31～
8(11.9)
2(8.7)
1.37
3(9.7)
2(8.7)
1.11
41～
8(11.9)
1(4.3)
2.77
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5(16.1)
1(4.3)
3.74
>50
31(46.4)
1(4.3)
10.80
8(25.8)
1(4.3)
6.00
合计
67(100)
23(100)
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31(100)
23(100)
三、各项铁参数ROC曲线下面积的计算及鉴别诊断的价值
由表4可见，三种贫血的血清铁和转铁蛋白饱和度的ROC曲线下面积均较小。TIBC在判断贫血人群是否存在缺铁时ROC曲线下面积在0.70以上(图1)，而在判断慢性病是否缺铁时只有0.68，在慢性病伴缺铁时，TIBC的值与正常范围有较多重叠(表1)。SF在判断总的贫血病人是否缺铁时，其ROC曲线下面积是0.87(图2)，在鉴别IDA和ACD时ROC曲线下面积是0.94，均较大，而在判断慢性病是否存在缺铁时只有0.77。MCV在鉴别IDA与ACD时ROC曲线下面积是0.89，而在判断IDA与慢性病伴缺铁时ROC曲线下面积较小。
注：S为ROC曲线下面积，SE为标准误，图2，3同
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图1 TIBC在三组病人中诊断缺铁的ROC曲线
图2 SF在三组贫血病人中诊断缺铁的ROC曲线
图3 sTfR在三组贫血病人中诊断缺铁的ROC曲线
由表4可见，sTfR在三组病例中判断是否缺铁的ROC曲线下面积较其它几种铁参数均大(图3)，能够很好地将IDA和ACD区别开来，即使在合并慢性感染、炎症、肿瘤时也能够较好地判断是否存在缺铁(此时的ROC曲线下面积为0.84)。比较sTfR和SF在鉴别ACD和慢性病伴缺铁时的ROC曲线下面积，发现sTfR比SF更能有效地区别慢性病是否存在缺铁，两者间差异有显著意义(P<0.05)。 表4 各种铁参数在诊断缺铁时的ROC曲线下面积 铁参数
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IDA+CDIDvs ACD
IDA vs ACD
CDID vs ACD
SF
0.87(0.05)
0.94(0.04)
0.77(0.07)
TS
0.68(0.08)
0.70(0.09)
0.66(0.09)
SI
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0.67(0.09)
0.73(0.09)
0.72(0.07)
TIBC
0.73(0.07)
0.72(0.09)
0.68(0.09)
MCV
0.72(0.06)
0.89(0.05)
0.57(0.09)
sTfR
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0.90(0.04)
0.96(0.03)
0.84(0.06)
sTfR/SF
0.87(0.05)
0.95(0.03)
0.74(0.07)
sTfR/log SF
0.85(0.04)
0.89(0.06)
0.83(0.06)
, http://www.100md.com 注：括号内为标准误
sTfR/SF比值在判断三组贫血病人是否缺铁的ROC曲线下面积与sTfR相比无明显增大(表4)。同样，sTfR/logSF比值的ROC曲线下面积也并没有比sTfR判断缺铁的ROC曲线下面积增大。
讨 论
利用敏感度和特异度对诊断试验进行评价，已为大多数临床工作者所熟悉，具有高敏感度和特异度的诊断试验是一种理想的诊断工具，实际上诊断试验的测定值常是连续数据，在患病人群和“正常”人群中的分布常互相重叠，不同的试验临界值具有不同的敏感度和特异度，敏感度升高，特异度下降，特异度升高，敏感度下降。因此，在评价诊断时仅仅描述试验的一对或几对敏感度和特异度远不能反映诊断试验的全貌。LR也是一种反映诊断试验真实性的一种指标，是可以同时反映敏感度和特异度的复合指标，即有病者得出某一试验结果的概率与无病者得出这一概率可能性的比值，避免了将试验结果简单地划分为正常和异常，可计算所有试验测定数值的LR，并且可从预先知道的验前概率(患病率)通过下述公式：验前比=验前概率/1-验前概率，验后比=验前比×LR，验后概率=验后比/1+验后比来估计患该疾病的概率。LR包含了试验的极大值和极小值的权重而不是靠一个临界值来简单地划分。应用LR的不便之处是它是比而不是率，需要进行换算。ROC曲线是一种全面评价一个或几个试验的诊断价值的良好工具，它以敏感度(真阳性率)为纵坐标，1-特异度(假阳性率)为横坐标，曲线是由坐标上无数对真阳性率和假阳性率构成。AUCROC越大，诊断的准确度越高，AUCROC越接近0.5，诊断的准确度越差[2]。
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ACD是仅次于IDA的一类贫血，如果能够排除IDA，则ACD的诊断相对较易[3]。目前很困难的是IDA与ACD的鉴别，在鉴别诊断中首先必须评价机体的铁状况，但在炎症状态下，一些常规的检查指标因受疾病本身的影响而难以反映真实情况。本研究通过计算AUCROC对几种常见的铁参数进行评价，并计算SF、sTfR的LR值。
SI在判断机体是否缺铁时的AUCROC较小，诊断价值有限，因为SI在同一个体的不同时间内测定变异很大。在炎症、感染、外伤等铁的供需发生急剧的变化时，也可导致SI的较大波动[4]。TS低于15%常常被看作是缺铁性红细胞生成，TIBC升高(>70 μmol/L)是单纯性缺铁的一个特征。本研究的资料显示在判断慢性病是否存在缺铁时，这两个铁参数的诊断价值不大，与以前的研究结果一致[5]。平均红细胞体积在IDA与ACD的鉴别诊断时有一定的鉴别价值，AUCROC较大，因为慢性病不伴缺铁时大多为正细胞正色素性贫血，这与形态学诊断相符。
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在三组总的贫血病例中，SF判断缺铁的AUCROC是0.87，具有较高的诊断价值，在鉴别IDA和ACD时AUCROC为0.94，有良好的鉴别能力。过去通过对于健康人群的普查确定诊断单纯IDA的临界值定为<14 μg/L，此时的敏感度和特异度均比较理想。但同一临界值在患病率不同的人由于贫血的轻重不同，敏感度和特异度会受到影响，虽然敏感度和特异度常常被看作试验的固有特征。LR比较稳定，不受患病率的影响，由患病率和LR可算出诊断对象的患病概率。铁参数在某区间的LR越大，则在该区间患病的可能性就越大。在计算SF各个区间的LR时发现，在三组总的贫血病人中，SF<14 μg/L时的LR最大(5.8)，而在慢性病人群判断是否存在缺铁，LR的值在25～44 μg/L时的LR最大(5.8)。由于急性时相反应，即使缺铁SF也升高，因此，同一区间LR的值两组人群间存在着差异。另一方面，当慢性病存在时，不同疾病或同一疾病不同病人SF的水平变化很大，虽然SF的测定可以为铁缺乏的诊断提供依据，但对于SF值的解释需要结合病人的病史资料，并应考虑可能影响SF水平的有关因素，临床判断有一定难度。
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sTfR在诊断缺铁时的AUCROC比其它几种血清铁参数大，在判断慢性病是否存在缺铁时sTfR AUCROC比SF大，具有更强的鉴别能力。无论在三组总的贫血病人中还是在慢性病人群，sTfR判断是否存在缺铁在>50 nmol/L时的LR值最大。测定sTfR的优越性体现在sTfR在生物学上具有良好的特异性，在排除溶血、巨幼红细胞性贫血等因素外，sTfR的升高提示缺铁[6]。正常男女之间sTfR的水平没有显著的差异也为临床应用提供了方便。
有些研究认为sTfR与SF呈负相关，当sTfR/SF的比值高时提示存在铁缺乏(无论是否有炎症存在)，而sTfR/SF的比值低时只提示炎症性贫血，计算sTfR/SF的比值更能敏感地反映机体的铁状况[7，8]。有研究对此有不同的看法，提出sTfR/logSF对判断缺铁有极好的诊断价值[4]。我们的资料发现，前两者对判断缺铁有良好的价值，但它们并不比单独的测定sTfR更优越(表4)，上述复合参数AUCROC并不比sTfR大。
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总之，利用LR和ROC曲线对几种常用的铁参数进行比较发现，sTfR的测定在诊断铁缺乏和明确贫血的类型很有帮助，而传统的检查如SI、TIBC、转铁蛋白饱和度等在诊断缺铁，尤其合并慢性病时的缺铁价值有限，sTfR对缺铁的诊断价值较大。利用ROC曲线能全面客观地判断几种铁参数的诊断价值，计算出SF和sTfR在各个区间的LR值，为临床应用带来方便。
参考文献
1 张之南，主编.血液病诊断及疗效标准.第2版.北京：北京科学技术出版社，1998：1-5，10-15.
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3 Baumann Kurer S, Seifert B, Michel B, et al. Prediction of iron deficiency in chronic inflammatory rheumatic disease anemia. Br J Haematol, 1995;91：820-826.
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5 Punnonen K, Irjala K, Rajamaki A. Serum transferrin receptor and its ratio to serum ferritin in the diagnosis of iron deficiency. Blood, 1997;89：1052-1057.
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7 Skikne BS, Flowers CH, Cook JD. Serum transferrin receptor: a quantitative measure of tissue iron deficiency. Blood, 1990;75：1870-1876.
8 Pettersson T, Kivivuori SM, Siimes MA. Is serum transferrin receptor useful for detecting iron-deficiency in anemic patients with chronic inflammatory diseases? Br J Rheumatol, 1994;33：740-774.
(收稿：1998-07-01 修回：1998-11-20), http://www.100md.com
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中华医学杂志990206 【摘要】 目的 评价几种铁参数在铁缺乏症诊断中的价值。方法 连续性收集90例贫血病人(缺铁性贫血36例，慢性病贫血23例，慢性病伴缺铁性贫血31例)，做骨髓铁染色、血清转铁蛋白受体(sTfR)、血清铁蛋白(Serum ferritin, SF)、血清铁(Serum iron, SI)、总铁结合力(Total iron-binding capacity, TIBC)、转铁蛋白饱和度(Transferrin saturation, TS)等检查，应用似然比(LR)和受试者工作特征(ROC)曲线分析方法，以骨髓铁染色作为金标准对以上的铁参数诊断慢性病合并缺铁性贫血的价值进行分析。结果 在判断慢性病是否合并缺铁性贫血时SF在25～44 μg/L时的LR最大(5.8)，sTfR>50 nmol/L时的LR最大(6.0)；ROC曲线下面积以sTfR最大(0.84)，其他依次是sTfR/log SF(0.83)、SF(0.77)、sTfR/SF(0.74)、SI(0.72)、TIBC(0.68)。结论 认为ROC曲线与LR对科学评价铁参数诊断价值有重要的意义，研究结果对于临床诊断具有重要的参考价值。
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Likelihood ratio and ROC curve in evaluation of iron parameters for diagnosing iron deficiency CHEN Bobin, LIN Guowei, NI Zanming, et al. Department of hematology, Huashan Hospital, Shanghai Medical University, Shanghai 200040
【Abstract】 Objective To evaluate the value of iron parameters in diagnosing iron deficiency (ID).Methods Cross-sectional study was performed for diagnostic tests. Ninety consecutive patients with anemia including iron deficiency anemia without chronic diseases (36 cases), chronic diseases (54) were divided into chronic diseases without ID(ACD) (23 cases) and chronic diseases with ID(CDID) (31) by bone marrow iron staining. The exclusion criteria included hemolytic anemia, deficiency of Vitamin B12 or folic acid, blood transfusion, taking iron preparations within one month and hematological malignancies. By using absence of bone marrow iron as gold standard of ID, we compared the diagnostic powers in the diagnosis of iron deficiency for sTfR, serum iron, total iron binding capacity, serum ferritin (SF), transferrin saturation and the presence of hypochromic red cells by analyzing the likelihood ratio, the area under ROC(AUCROC).Results AUCROCfor sTfR in determining ID in groups IDA+CDID vs. ACD, IDA vs. ACD and CDID vs. ACD were 0.9 (95%CI:0.82～0.98), 0.96(0.9～0.99) and 0.84 (0.72～0.96) respectively, AUCROC for SF in above groups 0.87 (95%CI:0.77～0.87), 0.94(0.86～0.99) and 0.77(0.63～0.91) respectively. AUCROC for other iron parameters in determining iron deficiency in chronic diseases was lower than 70%.Conclusion ROC and LR are useful tools for evaluating iron parameters in diagnosing iron deficiency. TfR is a best parameter in determining iron deficiency in chronic diseases than SF and other iron parameters.
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【Key words】 Anemia, iron-deficiency Likelihood Ratio ROC curve Diagnosis
(Natl Med J China, 1999, 79:99-103)
受试者工作特征曲线(Receiver operator characteristic curve, ROC curve)是一种全面、准确评价诊断试验的非常有效的方法，可通过计算ROC曲线下面积(Area under the ROC curve, AUCROC)来判断试验的诊断效率。似然比(Likelihood ratio, LR)不受患病率影响，通过患病率和LR可计算出诊断对象的患病概率。我们利用这些方法对几种铁参数进行分析。
大部分贫血(70%～80%)是缺铁性贫血(IDA)和慢性病贫血(Anemia of chronic disease, ACD)。它是许多潜在疾病的一个症状，明确贫血的类型，有助于进一步诊断和治疗。传统的检查体内铁状况的实验室参数有血清铁(SI)、总铁结合力(TIBC)、转铁蛋白饱和度(TS)及血清铁蛋白(SF)等，这些参数在诊断单纯性缺铁时具有良好的价值，但对复合性缺铁的诊断仍然比较困难。近年来，血清可溶性转铁蛋白受体(soluble serum transferrin receptor, sTfR)逐渐被认识和应用于缺铁的诊断。我们应用AUCROC及LR对上述铁参数进行科学评价，以帮助临床医师正确应用各种铁参数，提高诊断水平。现将结果报道如下。
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对象与方法
一、研究对象
以骨髓铁染色可染铁消失作为诊断缺铁的金标准，将符合贫血诊断标准[1]的研究对象(均为连续样本)分为以下几组：
1.单纯IDA组：符合IDA的诊断标准[1]，骨髓铁染色可染铁消失，无慢性炎症、感染、恶性疾病存在，共36例，男性6例，女性30例。
2.具有慢性病的贫血患者共54例：其中恶性肿瘤16例(包括肝癌7例，胃癌6例，直肠癌1例，胰腺癌2例)；慢性炎症、结缔组织病30例(包括类风湿性关节20例，红斑性狼疮(SLE)7例，白塞氏病1例，皮肤结节性变应性血管炎1例，Still病1例)；慢性感染8例(包括慢性尿路感染3例，结核病4例，隐球菌性脑膜炎1例)。上述病例再按骨髓涂片铁染色分为：ACD和慢性病伴缺铁(Chronic disease with iron deficiency, CDID)。(1)ACD组：骨髓涂片有可染铁，同时合并慢性感染、结缔组织病、恶性肿瘤等慢性病存在者，共23例，男性9例，女性14例。(2)CDID组：骨髓中无可染铁，同时合并慢性病存在者；共31例，男性9例，女性22例。
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3.排除标准：(1)血液系统恶性肿瘤；(2)溶血性贫血、叶酸和/或维生素B12缺乏而引起的巨幼细胞性贫血；(3)在采取血标本前已经口服铁剂治疗或输血。
二、病例来源
所有病例来自上海医科大学附属华山医院、金山医院各科住院病人、血液科门诊及上海市光华医院类风湿专科门诊病人。
三、检查项目及测定方法
血清转铁蛋白受体(sTfR)测定：试剂盒由美国R&D System公司生产，用ELISA方法测定；血常规：采用血细胞自动分析仪法；血清铁(SI)和血清总铁结合力(TIBC)：采用双吡啶法；血清铁蛋白(SF)测定：放射免疫双抗体法(试剂盒由中国医学科学院放射医学研究所生产)。骨髓穿刺涂片铁染色：亚铁氰化钾染色。
四、资料分析
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1.三组间铁参数的比较用方差分析或Kruskal-Wallis检验；
2.利用ROC Analyzer(SV 0.9B)软件比较几种常用铁参数相应的ROC曲线下面积及P值(采取单侧检验)，比较铁参数的优劣；计算sTfR在各个区间段的似然比(Likelihood ratio, LR)。
结 果
一、三组贫血病例中各项铁参数测定结果
表1反映了90例贫血病人的机体铁参数的情况，除TIBC外，其它几种铁参数在三组贫血间差异均有显著意义(P<0.05)。血红蛋白(Hb)、红细胞平均体积(MCV)、SI、SF、等参数ACD组高于IDA组和CDID组，TIBC和sTfR的水平IDA组高于另外两组，差异均有显著意义(P<0.05)。
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表1 三组贫血病人各项铁参数的实验室检测结果(
±s) 检测项目IDA(n=36)
CDID(n=31)
ACD(n=23)
Hb(g/L)
72±19(72)
81±19(81)
86±17(85)
MCV(fl)
68±18(68)
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85±21(83)
88±11(90)
MCHC
2.2±1.3(2.8)
2.9±0.9(3.1)
2.9±1.0(3.2)
SI(μmol/L)
7±5(6)
9±4(8)
13±8(12)
TIBC(μmol/L)
78±27(76)
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72±25(74)
63±13(65)*
TS(%)
13±15(8)
14±8(13)
21±13(20)
sTfR(nmol/L)
50±15(53)
36.6±19(33)
24±13(20)
SF(μg/L)
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8.3±1.3(8.8)
79.3±1.4(46.6)
208±1.7(423)△
sTfR/logSF
19.0±0.6(27.6)
6.6±0.7(7.6)
4.0±0.5(3.04)△
sTfR/SF
5.6±1.5(6.6)
0.4±1.6(0.5)
, http://www.100md.com 0.1±1.7(0.06)△
注：括号内为中位数，* 为P<0.05；△ 为几何均数±logs(中位数)
二、SF和sTfR测定值在三组贫血中的分布及阳性结果的LR
由表1可见，SF在单纯IDA时很低，而在慢性病存在时无论是否缺铁SF均很高，两者间差异有非常显著意义(χ2=19.69，P<0.01)。一般临床上将SF<14 μg/L作为单纯缺铁的临界值。在本研究的总的贫血病例中，在该临界值时判断缺铁的敏感度为0.44(95%CI：0.34～0.54)，特异度是0.91(0.85～0.97)，而准确度仅为0.59，在这个区段LR值最大(表2)。在合并炎症、慢性感染、肿瘤等疾病时，该临界值判断机体缺铁时的敏感度和准确度均较低，敏感度0.12(0.03～0.21)，准确度0.5，慢性病伴缺铁时的SF值远远高于诊断单纯缺铁性贫血时的标准(表1)。在慢性病合并贫血时，SF的数值分布比较弥散，因此，欲确定这种状态下的临界值非常困难，此时SF判断是否缺铁的水平在25～44 μg/L时的LR值最大(表2)，但此时的准确度只有0.63。在三组总的贫血病例中，根据ROC曲线推算出的SF判断缺铁的临界值为<100 μg/L，此时的特异度为0.80(0.72～0.88)，准确度0.78。sTfR在IDA组和慢性病伴缺铁组的水平均高于ACD组(表1)，无论在判断总的贫血病人还是慢性病伴贫血病人是否存在缺铁，均在sTfR>50 nmol/L时的LR值最大(表3)。根据ROC曲线确定缺铁的临界值，sTfR>26.5 nmol/L为判断总的贫血病例是否存在缺铁的临界值，此时的敏感度和准确度均为0.80(0.72～0.88)。
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表2 血清铁蛋白在各个区间的阳性LR值 SF(μg/L)
总的贫血病例
慢性病合并贫血
缺铁例数(%)
无缺铁例数(%)
LR
缺铁例数(%)
无缺铁例数(%)
LR
<14
23(46)
2(8.0)
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5.80
3(11.5)
2(8.0)
1.40
14～
6(12)
1(4.0)
3.00
3(11.5)
1(4.0)
2.90
25～
7(14)
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1(4.0)
3.50
6(23.0)
1(4.0)
5.80
45～
4( 8)
1(4.0)
2.00
4(15.5)
1(4.0)
3.80
≥100
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10(20)
20(80)
0.25
10(38.5)
20(80.0)
0.48
合计
50(100)
25(100)
26(100)
25(100)
表3 血清转铁蛋白受体在各个区段的阳性LR值 sTfR
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(nmol/L)
总的贫血病例
慢性病合并贫血
缺铁
例数(%)
无缺铁
例数(%)
LR
缺铁
例数(%)
无缺铁
例数(%)
LR
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<20
7(10.4)
12(52.3)
0.20
6(19.4)
12(52.3)
0.37
20～
13(19.4)
7(30.4)
0.64
9(29)
, http://www.100md.com 7(30.4)
0.95
31～
8(11.9)
2(8.7)
1.37
3(9.7)
2(8.7)
1.11
41～
8(11.9)
1(4.3)
2.77
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5(16.1)
1(4.3)
3.74
>50
31(46.4)
1(4.3)
10.80
8(25.8)
1(4.3)
6.00
合计
67(100)
23(100)
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31(100)
23(100)
三、各项铁参数ROC曲线下面积的计算及鉴别诊断的价值
由表4可见，三种贫血的血清铁和转铁蛋白饱和度的ROC曲线下面积均较小。TIBC在判断贫血人群是否存在缺铁时ROC曲线下面积在0.70以上(图1)，而在判断慢性病是否缺铁时只有0.68，在慢性病伴缺铁时，TIBC的值与正常范围有较多重叠(表1)。SF在判断总的贫血病人是否缺铁时，其ROC曲线下面积是0.87(图2)，在鉴别IDA和ACD时ROC曲线下面积是0.94，均较大，而在判断慢性病是否存在缺铁时只有0.77。MCV在鉴别IDA与ACD时ROC曲线下面积是0.89，而在判断IDA与慢性病伴缺铁时ROC曲线下面积较小。
注：S为ROC曲线下面积，SE为标准误，图2，3同
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图1 TIBC在三组病人中诊断缺铁的ROC曲线
图2 SF在三组贫血病人中诊断缺铁的ROC曲线
图3 sTfR在三组贫血病人中诊断缺铁的ROC曲线
由表4可见，sTfR在三组病例中判断是否缺铁的ROC曲线下面积较其它几种铁参数均大(图3)，能够很好地将IDA和ACD区别开来，即使在合并慢性感染、炎症、肿瘤时也能够较好地判断是否存在缺铁(此时的ROC曲线下面积为0.84)。比较sTfR和SF在鉴别ACD和慢性病伴缺铁时的ROC曲线下面积，发现sTfR比SF更能有效地区别慢性病是否存在缺铁，两者间差异有显著意义(P<0.05)。 表4 各种铁参数在诊断缺铁时的ROC曲线下面积 铁参数
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IDA+CDIDvs ACD
IDA vs ACD
CDID vs ACD
SF
0.87(0.05)
0.94(0.04)
0.77(0.07)
TS
0.68(0.08)
0.70(0.09)
0.66(0.09)
SI
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0.67(0.09)
0.73(0.09)
0.72(0.07)
TIBC
0.73(0.07)
0.72(0.09)
0.68(0.09)
MCV
0.72(0.06)
0.89(0.05)
0.57(0.09)
sTfR
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0.90(0.04)
0.96(0.03)
0.84(0.06)
sTfR/SF
0.87(0.05)
0.95(0.03)
0.74(0.07)
sTfR/log SF
0.85(0.04)
0.89(0.06)
0.83(0.06)
, http://www.100md.com 注：括号内为标准误
sTfR/SF比值在判断三组贫血病人是否缺铁的ROC曲线下面积与sTfR相比无明显增大(表4)。同样，sTfR/logSF比值的ROC曲线下面积也并没有比sTfR判断缺铁的ROC曲线下面积增大。
讨 论
利用敏感度和特异度对诊断试验进行评价，已为大多数临床工作者所熟悉，具有高敏感度和特异度的诊断试验是一种理想的诊断工具，实际上诊断试验的测定值常是连续数据，在患病人群和“正常”人群中的分布常互相重叠，不同的试验临界值具有不同的敏感度和特异度，敏感度升高，特异度下降，特异度升高，敏感度下降。因此，在评价诊断时仅仅描述试验的一对或几对敏感度和特异度远不能反映诊断试验的全貌。LR也是一种反映诊断试验真实性的一种指标，是可以同时反映敏感度和特异度的复合指标，即有病者得出某一试验结果的概率与无病者得出这一概率可能性的比值，避免了将试验结果简单地划分为正常和异常，可计算所有试验测定数值的LR，并且可从预先知道的验前概率(患病率)通过下述公式：验前比=验前概率/1-验前概率，验后比=验前比×LR，验后概率=验后比/1+验后比来估计患该疾病的概率。LR包含了试验的极大值和极小值的权重而不是靠一个临界值来简单地划分。应用LR的不便之处是它是比而不是率，需要进行换算。ROC曲线是一种全面评价一个或几个试验的诊断价值的良好工具，它以敏感度(真阳性率)为纵坐标，1-特异度(假阳性率)为横坐标，曲线是由坐标上无数对真阳性率和假阳性率构成。AUCROC越大，诊断的准确度越高，AUCROC越接近0.5，诊断的准确度越差[2]。
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ACD是仅次于IDA的一类贫血，如果能够排除IDA，则ACD的诊断相对较易[3]。目前很困难的是IDA与ACD的鉴别，在鉴别诊断中首先必须评价机体的铁状况，但在炎症状态下，一些常规的检查指标因受疾病本身的影响而难以反映真实情况。本研究通过计算AUCROC对几种常见的铁参数进行评价，并计算SF、sTfR的LR值。
SI在判断机体是否缺铁时的AUCROC较小，诊断价值有限，因为SI在同一个体的不同时间内测定变异很大。在炎症、感染、外伤等铁的供需发生急剧的变化时，也可导致SI的较大波动[4]。TS低于15%常常被看作是缺铁性红细胞生成，TIBC升高(>70 μmol/L)是单纯性缺铁的一个特征。本研究的资料显示在判断慢性病是否存在缺铁时，这两个铁参数的诊断价值不大，与以前的研究结果一致[5]。平均红细胞体积在IDA与ACD的鉴别诊断时有一定的鉴别价值，AUCROC较大，因为慢性病不伴缺铁时大多为正细胞正色素性贫血，这与形态学诊断相符。
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在三组总的贫血病例中，SF判断缺铁的AUCROC是0.87，具有较高的诊断价值，在鉴别IDA和ACD时AUCROC为0.94，有良好的鉴别能力。过去通过对于健康人群的普查确定诊断单纯IDA的临界值定为<14 μg/L，此时的敏感度和特异度均比较理想。但同一临界值在患病率不同的人由于贫血的轻重不同，敏感度和特异度会受到影响，虽然敏感度和特异度常常被看作试验的固有特征。LR比较稳定，不受患病率的影响，由患病率和LR可算出诊断对象的患病概率。铁参数在某区间的LR越大，则在该区间患病的可能性就越大。在计算SF各个区间的LR时发现，在三组总的贫血病人中，SF<14 μg/L时的LR最大(5.8)，而在慢性病人群判断是否存在缺铁，LR的值在25～44 μg/L时的LR最大(5.8)。由于急性时相反应，即使缺铁SF也升高，因此，同一区间LR的值两组人群间存在着差异。另一方面，当慢性病存在时，不同疾病或同一疾病不同病人SF的水平变化很大，虽然SF的测定可以为铁缺乏的诊断提供依据，但对于SF值的解释需要结合病人的病史资料，并应考虑可能影响SF水平的有关因素，临床判断有一定难度。
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sTfR在诊断缺铁时的AUCROC比其它几种血清铁参数大，在判断慢性病是否存在缺铁时sTfR AUCROC比SF大，具有更强的鉴别能力。无论在三组总的贫血病人中还是在慢性病人群，sTfR判断是否存在缺铁在>50 nmol/L时的LR值最大。测定sTfR的优越性体现在sTfR在生物学上具有良好的特异性，在排除溶血、巨幼红细胞性贫血等因素外，sTfR的升高提示缺铁[6]。正常男女之间sTfR的水平没有显著的差异也为临床应用提供了方便。
有些研究认为sTfR与SF呈负相关，当sTfR/SF的比值高时提示存在铁缺乏(无论是否有炎症存在)，而sTfR/SF的比值低时只提示炎症性贫血，计算sTfR/SF的比值更能敏感地反映机体的铁状况[7，8]。有研究对此有不同的看法，提出sTfR/logSF对判断缺铁有极好的诊断价值[4]。我们的资料发现，前两者对判断缺铁有良好的价值，但它们并不比单独的测定sTfR更优越(表4)，上述复合参数AUCROC并不比sTfR大。
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总之，利用LR和ROC曲线对几种常用的铁参数进行比较发现，sTfR的测定在诊断铁缺乏和明确贫血的类型很有帮助，而传统的检查如SI、TIBC、转铁蛋白饱和度等在诊断缺铁，尤其合并慢性病时的缺铁价值有限，sTfR对缺铁的诊断价值较大。利用ROC曲线能全面客观地判断几种铁参数的诊断价值，计算出SF和sTfR在各个区间的LR值，为临床应用带来方便。
参考文献
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(收稿：1998-07-01 修回：1998-11-20), http://www.100md.com