基于LASSO回歸的多發(fā)性骨髓瘤診斷模型的建立*

萬澤民，趙 婕，陳煒燁，吳曉賓，王云秀，柯培鋒，黃憲章△

1.廣東省中醫(yī)院檢驗醫(yī)學(xué)部，廣東廣州 510000；2.廣東省深圳市寶安區(qū)中心血站檢驗科，廣東深圳 518100

多發(fā)性骨髓瘤(MM)是一種惡性漿細胞增生性疾病[1]。典型的MM癥狀有血鈣增高、腎功能受損、貧血、溶骨性破壞,以及由于骨髓中單克隆漿細胞的積聚及M蛋白血癥導(dǎo)致的反復(fù)感染[2]。有研究表明，MM患者從第一個癥狀出現(xiàn)到尋求醫(yī)療幫助的時間是1～7個月，而從尋求醫(yī)療幫助到診斷為MM所需時間是2周至17個月。由于靶器官受影響的先后順序和輕重程度都有所不同，臨床癥狀多為復(fù)雜表現(xiàn)且不特異，患者初診就診科室常為臨床癥狀相對應(yīng)科室[3]，這一定程度導(dǎo)致誤診、漏診。MM好發(fā)于老年人[4]，且目前仍無法治愈[5]，及時診斷對后續(xù)的治療以及改善患者的生活質(zhì)量至關(guān)重要。在目前的診斷標準中，骨髓穿刺是重要手段，但骨髓活檢是一種痛苦的出血性的介入手術(shù)，會引起患者極大的焦慮[6]，且結(jié)果判讀帶有一定的主觀性，取材也對結(jié)果有極大的影響。張凱旋等[7]的研究顯示，血紅蛋白(Hb)、血小板計數(shù)(PLT)、血清肌酐(Cr)、β2-微球蛋白(β2-MG)、血鈣與MM的預(yù)后相關(guān)。劉瑩瑩等[8]的研究顯示，Hb、血清球蛋白(GLB)、血免疫球蛋白和校正血清鈣是MM患者腎臟損害的獨立危險因素。ZENG等[9]指出，較高的中性粒細胞計數(shù)與淋巴細胞計數(shù)比值(NLR)與較短的總生存期以及無進展生存期有關(guān)，提示預(yù)后不良。因此從眾多的無創(chuàng)性檢驗項目中找出與MM相關(guān)性高的指標，構(gòu)建MM診斷模型，為臨床MM的診療提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1一般資料 回顧性分析2015年至2022年1月在廣東省中醫(yī)院初診確診的MM患者96例(病例組)，其中男55例、女41例，年齡45～87歲、平均(63.40±9.99)歲。隨機抽取健康體檢人群85例(對照組)，其中男40例、女45例，年齡46～82歲、平均(60.74±9.06)歲。兩組年齡和性別差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，具有可比性。MM患者納入標準：(1)符合文獻[10]的診斷標準；(2)患者臨床資料完整。MM患者排除標準：已經(jīng)接受化療的患者。

1.2方法

1.2.1特定蛋白分析組合 采用西門子BN ProSpec?全自動蛋白分析儀檢測所有研究對象血清免疫球蛋白M(IgM)、血清免疫球蛋白G(IgG)、血清免疫球蛋白A(IgA)、血清β2-MG，檢測方法為免疫散射比濁法，所用試劑為西門子配套試劑。

1.2.2血清生化指標 采用羅氏Cobas c502以及Cobas c702檢測校正血清鈣、血清清蛋白(ALB)、血清GLB、清蛋白與球蛋白比值(A/G)、血清堿性磷酸酶(ALP)、血清Cr，所用試劑為羅氏配套試劑。校正血清鈣(mmol/L)=血清總鈣(mmol/L)-0.025×血清清蛋白水平(g/L)+1.0(mmol/L)。

1.2.3全血細胞計數(shù) 采用邁瑞CAL-8000全血分析儀BC6800檢測白細胞計數(shù)(WBC)、中性粒細胞計數(shù)(NEUT)、淋巴細胞計數(shù)(LYMT)、NLR、紅細胞計數(shù)(RBC)、Hb、PLT。

2 結(jié) 果

2.1兩組17項指標水平比較 結(jié)果顯示，IgM、IgA、β2-MG、校正血清鈣、ALB、GLB、A/G、Cr、NEUT、LYMT、NLR、RBC、Hb和PLT水平在兩組間比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，見表1。

表1 基本血液學(xué)檢查項目的比較[M(IQR)]

2.2LASSO回歸篩選結(jié)果 通過交叉驗證，λ=0.074時，使用LASSO回歸算法從以上14項差異有統(tǒng)計學(xué)意義的檢驗指標中篩選出具有非0系數(shù)的MM相關(guān)指標為IgM、ALB、Hb、NLR，對應(yīng)系數(shù)分別為-0.110、-0.012、-0.007、0.002。見圖1、2。

注：通過交叉驗證，篩選出最佳正則化參數(shù)λ為0.074。

注：當(dāng)λ=0.074時，所選擇的具有非零系數(shù)的變量有4個，即IgM、ALB、Hb、NLR，對應(yīng)系數(shù)分別為-0.110、-0.012、-0.007、0.002。

2.3MM診斷模型的構(gòu)建以及診斷價值評估 納入從LASSO回歸篩選出的具有非0系數(shù)的檢驗指標，構(gòu)建二元Logistic回歸方程。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：IgM對是否患MM差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(OR=0.013，95%CI：0.001～0.207，P=0.002)；NLR越大患MM風(fēng)險越高(OR=3.950，95%CI：1.682～9.274，P=0.002)；Hb對是否患MM差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(OR=0.935，95%CI：0.900～0.972，P=0.001)；ALB對MM的影響具有統(tǒng)計學(xué)意義(OR=0.787，95%CI：0.633～0.977，P=0.030)。最終模型為Y=18.008-4.329IgM+1.374NLR-0.067Hb-0.240ALB。Hosmer-Lemeshow檢驗中，P=0.180，說明本模型擬合效果良好。

診斷模型診斷MM的AUC為0.987，95%CI：0.973～1.000，靈敏度為96.9%，特異度為95.3%，cut-off值為-0.605。診斷模型中的4個指標NLR、IgM、ALB和Hb的診斷效能見圖3、4和表2。圖5是根據(jù)本診斷模型構(gòu)建的nomogram圖，能較為直觀地評估患者罹患MM的風(fēng)險。

圖3 診斷模型和NLR診斷MM的ROC曲線

圖4 Hb、ALB和IgM診斷MM的ROC曲線

注：nomogram圖能針對每例患者，根據(jù)每例患者的IgM、ALB、NLR、Hb檢驗結(jié)果，計算出患者個人發(fā)生MM的風(fēng)險。

表2 診斷模型與各檢測指標診斷MM的效能對比

3 討 論

MM是第二常見的血液惡性腫瘤，其引起的腎損傷、感染等并發(fā)癥仍然是導(dǎo)致患者死亡的常見原因[11]。盡管2014年以來，更多有效以及毒性小的治療藥物相繼出現(xiàn)[12]，新型藥物治療如蛋白酶抑制劑、單克隆抗體以及自體造血干細胞移植對延長MM患者的無進展生存期以及總生存期有顯著效果[2]，但MM目前仍無法治愈。MM的臨床表現(xiàn)個體差異較大，存在廣泛異質(zhì)性[13],早期診斷、規(guī)范評估、積極治療對于MM患者有重要意義[14]。本文構(gòu)建的MM診斷模型靈敏度、特異度都較高，為臨床提供一種及時識別可疑MM的方法，為診斷提供一定參考。

這些指標的檢測簡便易獲得，在基層醫(yī)院也能得到良好開展，相比有創(chuàng)的骨髓穿刺，本研究建立的MM診斷模型實用性強，易于被患者接受，減少患者身體以及心理負擔(dān)，避免不必要的骨髓穿刺。IgM、NLR、Hb和ALB這4個指標在常規(guī)體檢檢驗項目中也都基本囊括，臨床醫(yī)生可針對老年群體，結(jié)合相關(guān)的臨床表現(xiàn)以及其他檢測項目，對有罹患MM風(fēng)險的老年體檢人群進行早期發(fā)現(xiàn)。

本文處理數(shù)據(jù)的核心方法是LASSO回歸算法，其適用于處理高維數(shù)據(jù)或大量數(shù)據(jù)，可篩選與研究目的相關(guān)的特征性指變量[15]。運用LASSO回歸分析對17個相關(guān)實驗室指標進行篩選，最終得到4個特征性指標，具有一定的科學(xué)性以及客觀性。

MM患者的長期生存，與其免疫抑制減弱有關(guān)，骨髓源性抑制細胞(MDSC)能抑制T細胞的功能，MDSC由中性粒細胞和未成熟髓細胞組成，外周血中性粒細胞計數(shù)與淋巴細胞計數(shù)，即NLR能反映其功能，NLR曾被報道為實體腫瘤以及血液相關(guān)腫瘤的獨立預(yù)后標志物，NLR≥2與預(yù)后不良相關(guān)[16]。本研究中NLR是MM發(fā)生的促進因素，與先前的研究基本符合。

在大多數(shù)MM患者中，貧血表現(xiàn)為Hb水平在80～100 g/L，而約10%的MM患者Hb水平低于80 g/L[17]。惡性漿細胞高表達凋亡受體導(dǎo)致未成熟紅細胞凋亡以及TGF-β等腫瘤因子損害造血，造成MM患者貧血。

從圖5的nomogram圖中能看到，Hb水平的降低，會增加最終得分，提高患者患病風(fēng)險，Hb水平降低是MM的一個促進因素。

本研究也存在不足之處：納入的樣本量有限，因此未設(shè)立模型驗證組。未來將增大樣本量，納入不同地區(qū)不同人群的數(shù)據(jù)進行分析，并進一步對該診斷模型的診斷效能進行驗證。