利用游离前列腺特异抗原百分率提高鉴别前列腺癌与良性前列腺疾病的能力：前瞻性多中心临床试验
作者：蔡松良
单位：
关键词：
美国医学会杂志中文版990104Use of the Percentage of Free Prostate-Specific Antigen to Enhance Differentiation of Prostate Cancer From Benign Prostatic Disease
A Prospective Multicenter Clinical Trial
Anup Patel, MD; Jerome P. Richie, MD; Jean B. dekernion, MD; Patrick C. Walsh, MD; Peter T. Scardino, MD; Paul H. Lange, MD; Eric N. P. Subong, MS; Robert E. Parson, MS; Gail H. Gasior, BA; Kathleen G. Loveland, BS; Paula C. Southwick, PhD
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背景——血清游离前列腺特异性抗原 (f-PSA)百分率可提高血清PSA检测前列腺癌的特异性，但早期研究只提供了临床应用的初步界值。
目的——制订风险评估指标，确定受试男性f-PSA百分率异常的界值。
设计——使用Tandem PSA和f-PSA测定 (Hybritech Inc, San Diego, Calif)的前瞻性双盲研究。
参加者——7所大学的医学中心。
受检者——共773例年龄在50～75岁，触诊为良性前列腺腺体，PSA水平在4.0～10.0 ng/mL之间，组织学证实诊断的男性患者 (379例患前列腺癌，394例为良性前列腺疾病)。
主要观察指标——前列腺癌检测敏感性为95%的f-PSA百分率界值，以及个体患者发生前列腺癌的概率。
, 百拇医药
结果——可经两种途径使用f-PSA百分率：作为一个单一界值 (即，对f-PSA百分率≤25%的所有患者做活检)或对具体患者进行风险评估 (即，根据每例患者的癌症风险决定活检)。以25%作为f-PSA百分率界值可检出95%的前列腺癌患者，同时避免20%的不必要活检。在老年前列腺癌患者，f-PSA百分率常>25%，且通常很少受肿瘤级别和体积的影响。对具体患者而言，f-PSA百分率低常与患癌风险高 (8%～56%)相关。在多变量模型中，f-PSA百分率是前列腺癌的独立预测指标(优势比[OR]，3.2；95%可信区间[CI]，2.5～4.1；P<0.001)。对总PSA (t-PSA)值为4.0～10.0 ng/mL的患者，f-PSA百分率的作用明显优于年龄 (OR，1.2；95%CI，0.92～1.55)或t-PSA (OR，1.0；95%CI，0.92～1.11)。
结论——利用f-PSA百分率可减少正在接受前列腺癌评估患者的不必要活检，且很少丧失癌症检测的敏感性。对于PSA值在4.0～10.0 ng/mL，触诊良性的患者，不管年龄或前列腺大小，均建议用25%或更小的f-PSA作为界值。据我们所知，本研究是迄今在临床实践中，对应做f-PSA百分率检验人群评估f-PSA百分率作用的最大系列研究。
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血清PSA测定广泛用于早期检出前列腺癌1。PSA检测的局限性是，当PSA值在4.0～10.0 ng/mL时，相对缺乏特异性，只有25%的患者存在前列腺癌。大多数前列腺癌患者是PSA<10.0 ng/mL的早期病变，而PSA>10.0 ng/mL的患者多半为晚期病变1。因此，要想在可治愈阶段检出前列腺癌，就需要用较低的PSA界值进行筛选，这就导致许多不必要的活检。
PSA在血清中以多种形式存在，它主要与蛋白酶抑制物形成复合物。然而，另一种PSA即f-PSA不与这些蛋白结合2，3。测定血清PSA类型有助于区分前列腺癌和良性前列腺疾病4，5。由于未知的原因，前列腺癌患者血清f-PSA百分率比正常前列腺或前列腺良性疾病患者的为低。初步的迹象也表明f-PSA百分率较低可能与前列腺癌恶性度较高有关6-9。
已证实低f-PSA百分率可作为前列腺癌的指标10-16。但由于f-PSA百分率在一定程度上受患者年龄、前列腺大小和t-PSA水平的影响，故临床应用界值的选择很复杂10-12，16，17。
, 百拇医药
在本项研究，我们评估了f-PSA百分率提高PSA检出前列腺癌特异性的能力，提出了临床使用f-PSA百分率的指标，确定了f-PSA百分率与前列腺癌组织病理学特征的关系。
方法
研究设计
血清标本获自1994年7月到1996年12月七所大学医学中心符合研究入选标准的患者；91%的样本为前瞻性，9%来自血清库中近期评估患者的血清。患者年龄在50～75岁之间，取血前未因前列腺疾病而接受治疗。所有患者血清PSA浓度均在4.0～10.0 ng/mL之间，直肠指检 (DRE)均无前列腺癌表现 (表1、2)。患者均在B超引导下行6个区段的前列腺穿刺活检。因此，在f-PSA测定前已有组织学证实的诊断。在这个双盲研究中，病理学家不知道f-PSA百分率值，实验科研人员不知道诊断。该研究遵照各个审查委员会的要求进行。
表1 PSA和DRE检测前列腺癌的结果*
, 百拇医药
DRE结果
正常
74
9
2
提示癌症
11
3
1
*资料由Catalona等1提供(N=6630)。PSA：前列腺特异抗原；DRE：直肠指检
, 百拇医药
这组代表本研究临床试验人群
表2 目前的临床实践以及根据PSA和DRE结果诊断为癌癌患者的比例* DRE结果
正常
No
≈1
No
15
Yes
25
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Yes
>50
提示癌症
Yes
5
Yes
20
Yes
45
Yes
>75
*资料由Catalona等1，27和Keetch等21提供。PSA：前列腺特异抗原；DRE：直肠指检
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这组系本研究的临床试验人群，以20%的接受乳腺X线照相检查的女性癌症患者作为对照
患者基本经由前列腺癌筛选中心入选，但在别处筛选并建议至研究中心治疗的患者亦被入选。单独根据PSA水平增高而拟做活检的男性人群，代表了临床实践中应测定f-PSA的重要人群。
血清样本收集、贮存和测定
血清样本在采血后3小时内处理并冷冻。如果血清样本拟于采集后24小时内测定，则于2℃～8℃贮存。保存时间较长的样本，在分析前须于-70℃贮存18。PSA浓度用Tandem方法测定，f-PSA浓度用单克隆抗体定量测定 (Hybritech Inc, San Diego, Calif)19。与临床操作相同，用同一血清样本测定t-PSA和f-PSA浓度。t-PSA检验后将样本冰冻，在确认患者符合所有研究入选标准后才做f-PSA浓度测定。多次冷冻及解冻对t-PSA和f-PSA测定并无影响。在本文介绍的条件下，两种分析方法稳定18。统计学分析
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用非参数Wilcoxon检验比较组间中位数，用直线回归分析评估f-PSA百分率、PSA、年龄和前列腺体积的关系。f-PSA百分率用f-PSA浓度与t-PSA浓度之比乘以100计算。
用多变量logistic回归分析20即似然比χ2检验评估f-PSA百分率、年龄和PSA。优势比 (ORs)和95%可信区间用Wald方法由logistic回归方式求得。
将PSA和f-PSA百分率制出接受者操作特征 (receiver operating characteristic，ROC)曲线，以敏感性(1-特异性)对交点在图表上标示。我们确定了能检出90%和95%癌症 (敏感性)的f-PSA百分率界值，以及通过此界值可避免的相应的活检阴性百分率 (特异性)。ROC曲线下面积 (AUC)可计算f-PSA百分率和PSA，z检验用来测定差别。
研究样本的大小要求f-PSA百分率ROC曲线能计算出所有可能界值的95%CIs。因此，所有敏感性和特异性估计均应在5个百分点之内或更小，这就需要约400例癌症患者和400例良性前列腺疾病患者。
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然而，由于计算样本大小是为了做ROC曲线分析，前列腺癌与良性前列腺疾病患者50与50的比例不能用做风险评估分析 (阴性预测值)，与ROC曲线分析不同的是这种风险估计分析易受癌症发生率的影响。50：50的癌症概率将放大风险估计11，15，而25：75的概率则可提供准确的适合于将要接受这些检验的男性人群的风险估计。因为我们以前已证明，PSA 4.0～10.0 ng/mL且DRE结果正常的男性，阳性活检率为25%1，21，因此，将癌症与良性前列腺疾病患者的比例从50：50调整至25：75是必需的。用bootstrap (引导)方法22，23，对研究患者重复抽样，将癌症患者的比例从50%调整至25%。这个随机抽样过程重复1 000次。计算癌症概率中位数 (风险估计)和优势比。
结果
我们共入选773例经组织学证实诊断的男性患者 (379例前列腺癌，394例良性前列腺疾病)。年龄和PSA值前列腺癌与良性前列腺疾病组相似 (表3)。研究人群86%为白人，9%为美洲黑人，3%为拉丁美洲人，2%为亚洲人。
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表3 人口统计学和临床特征与诊断*
良性
(n=394)
癌症
(n=379)
合计
(n=773)
中位年龄，岁(范围)
64(50-75)
64(50-75)
64(50-75)
中位t-PSA，ng/mL(范围)
, 百拇医药
5.6(4-10)
5.9(4-10)
5.8(4-10)
中位f-PSA，%(范围)
18(4-52)
12(2-42)
15(2-52)
*PSA表示前列腺特异抗原
f-PSA值从0.2至5.0 ng/mL，f-PSA百分率从2%到52%。f-PSA百分率值中位数前列腺癌组 (12%)明显低于良性组 (18%) (P<0.001) (图1)。
, 百拇医药
图1 f-PSA百分率与诊断
在癌症组 (P=0.41)或良性组(P=0.84)，前瞻性样本与回顾性样本结果无显著差异。校正患者年龄，癌症患者(P＝0.11)或良性患者 (P＝0.17)的f-PSA值亦无差异。研究中心筛选的患者与别处筛选建议到研究中心治疗的患者无差异(P＝0.13)。有无症状不影响结果 (P＝0.12)。
对t-PSA在4.0～10.0 ng/mL之间的患者，f-PSA百分率 (AUC，0.72；95%CI，0.68～0.75)比t-PSA (AUC，0.53；95%CI，0.49～0.57)对癌症更有预测性 (P<0.001) (图2)。
图2 f-PSA百分率和t-PSA的ROC曲线。25%界值或更小的界值提供95%敏感性
, 百拇医药
和20%特异性(即可避免20%良性前列腺疾病患者的不必要活检)，AUC表示ROC曲线下面积
以25%和20%作为f-PSA百分率的界值，分别获得95%和90%敏感性，用这些界值 (即，只在f-PSA百分率≤这些界值时才做活检)可分别避免20%和29%良性前列腺疾病患者的活检。这些界值的计算、样本大小和95%CIs详见表4。
表4 f-PSA百分率界值、敏感性和特异性* f-PSA
界值，%
敏感性，%
(检出癌症数)
[95% CI]
特异性，%
, 百拇医药
(避免不必要活
检数)[95% CI]
≤22
90(341/379)[86-93]
29(115/394)[25-34]
≤25
95(358/379)[92-97]
20( 80/394)[16-24]
*PSA：前列腺特异抗原；CI：可信区间
研究显示，f-PSA百分率与PSA呈负相关 (r＝-0.14，P<0.001)，与年龄呈正相关关系 (r＝0.34，P<0.001)。尽管第一种相关性并不足以影响t-PSA 4.0～10.0 ng/mL的界值，然而后一种相关性则对选择界值有明显影响(表5，图3)。因为随着年龄的增加，界值有增大趋势，所以界值必须随着年龄向上调整，以保持在每个10年段的恒定的95%敏感性 (即年龄特异界值在每个10年段 [50～59岁，60～69岁，70～79岁]癌症漏诊率为5%)。单一界值 (25% f-PSA)亦可用于所有年龄阶段，在这种情况下，年龄在50～75岁之间的癌症患者5%被漏诊，较老患者 (中位年龄68岁)漏诊较多。25%的界值在50～59岁可检出98%的癌症，60～69岁为94%，70～75岁为90%。
, 百拇医药
图3 患者年龄和诊断与f-PSA百分率的关系。在年龄为50-59、60-69、70-75岁时，年龄特异界值分别为20%、26%、28%。然而，在所有年龄组建议用25% f-PSA的单一界值
表5 年龄对f-PSA百分率界值、敏感性和特异性的影响* 年龄范围，岁
f-PSA界值，%
敏感性，%(检出癌症数)
[95%CI]
特异性(避免不必要活检数)
[95%CI]
固定敏感性
50～59
, 百拇医药
≤20
95(105/110)[89%-98%]
22(21/95)[14%-32%]
60～69
≤26
95(189/199)[91%-97%]
15(31/209)[11%-21%]
70～75
≤28
95( 67/70)[86%-99%]
22(20/ 90)[14%-32%]
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固定界值
50～59
≤25
98(108/110)[93%-100%]
11(10/95)[ 6%-19%]
60～69
≤25
94(187/199)[89%-97%]
19(39/209)[14%-25%]
70～75
≤25
, 百拇医药 90( 63/ 70)[80%-96%]
34(31/ 90)[25%-45%]
*PSA：前列腺特异抗原；CI：可信区间
在379例前列腺癌症患者中，268例 (71%)施行了根治性前列腺切除术。χ2检验显示，f-PSA百分率增加时，病理表现良好 (Gleason评分<7，肿瘤局限于器官 [T1、T2期]，淋巴结转移试验阴性，肿瘤体积≤腺体的10%)的概率显著增加。当f-PSA百分率≤15%时，34%的患者病理表现良好；而当f-PSA百分率>25%时，70%的患者病理表现良好 (P<0.001)。因此，癌症患者f-PSA百分率值高于界值，有恶性程度较低的倾向。
在t-PSA 4.0～10.0 ng/mL的人群，f-PSA百分率为前列腺癌的独立预测指标 (f-PSA百分率下降10个百分点的OR为3.2；95%CI，2.5～4.1；P<0.001)，明显优于年龄 (OR，1.2；95%CI，0.92～1.55)或t-PSA (OR，1.0；95%CI，0.92～1.11)。
, 百拇医药
695例患者 (90%)有经直肠B超估计前列腺体积的资料。f-PSA百分率随体积增大而增加 (r＝0.55，P＝0.001)。用25% f-PSA界值，在体积分别为≤30cm3、31～50cm3和>50cm3时，敏感性分别为99%、93%和87%。
表6显示了根据PSA和f-PSA百分率进行穿刺活检检出前列腺癌的概率。表中PSA结果获自一个多中心研究，该工作对t-PSA值检出前列腺癌的效果进行了研究1，21；表中f-PSA百分率从本研究获得。从表中可见，PSA升高前列腺癌检出率高。对t-PSA 4.0～10.0 ng/mL之间的患者，f-PSA百分率能将患癌的风险进一步分类。
表6 PSA和f-PSA百分率与患癌概率的关系* PSA，ng/mL
患癌概
, 百拇医药
率，%
f-PSA，%
患癌概
率，%
0-2
≈1……
2-4
15……
4-10
25
0-10
56
, 百拇医药
10-15
28
15-20
20
20-25
16
>25
8
>10
>50……
*不考虑患者年龄，DRE正常的男性资料。由Catalana等和Keetch等提供PSA结果。
对PSA值在4.0～10.0ng/mL的男性，f-PSA百分率能进一步将风险分级
, 百拇医药
省略号表示资料不适用
图4在f-PSA百分率以及患者年龄的基础上显示了前列腺癌的概率。不管年龄如何，当f-PSA百分率为0%～10%时，癌症的风险均显著增加。f-PSA百分率增加时，癌症的风险降低 (例如 f-PSA百分率>25%时，癌症的概率为5%～9%)。年老患者的风险通常比年轻患者高。
图4 f-PSA百分率、年龄与患癌概率的关系(患者PSA为4.0～10.0ng/mL)
评论
据我们所知，这项7所大学医学中心的前瞻性研究是迄今为止在PSA轻度升度 (4.0～10.0 ng/mL)，DRE结果良性，经病理证实诊断人群进行的评估f-PSA百分率使用价值的最大的系列研究。
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在前列腺检测程序中，对DRE异常的患者 (不考虑PSA水平，15%患者可筛选出前列腺癌，表1)以及DRE正常但PSA水平>4.0 ng/mL的患者建议常规做前列腺活检。对于那些DRE正常且PSA水平在 4.0～10.0 ng/mL (灰色诊断区域)的患者，虽然t-PSA值可确定其癌症风险较高 (年龄>50岁的人群患癌概率为25%，普通人群只有4%)1，21，但是因为75%的患者活检阴性，所以需进一步提高其特异性。
目前的研究表明，在这组人群使用f-PSA百分率可提高PSA筛选的特异性并减少不必要的活检。应用25%或更小的界值 (即，对f-PSA百分率≤25%的患者行活检)可检出95%癌症，避免20%的良性前列腺疾病患者的活检。由于PSA值4.0～10.0 ng/mL的人大多数患良性前列腺疾病，这表明许多患者可避免不恰当的活检。随着PSA筛选的广泛应用，特异性增高是可喜的。最近的研究发现，前列腺检测程序的成本-效益方程对试验特异性的变化非常敏感，以致特异性轻度增高 (≈5%)即可使每例筛选患者的净花费明显减少 (≈50%)24。虽然t-PSA检测后仅9%的患者需行f-PSA百分率检验，但是它却占所有活检患者的35% (表1)。对前列腺癌筛选的争议，在一定程度上是因为特异性，缺乏治疗结果评估的长期研究亦与其有一定关系。然而，研究表明，在检测早期疾病方面，PSA检验已经出现转机，确诊时组织学证实为晚期癌症者已从原来的70%降至目前的30%25。1991～1995年美国前列腺癌死亡率下降，即为早期检出前列腺癌 (在1991年PSA筛选广泛使用前，通常通过TURP术)可降低死亡率提供第一个证据26。虽然医学机构将继续制定长期研究计划。但从近期看，筛选试验的改进的确可对患者的处理提供即期的利益。
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本研究患者数量大，为临床提供的f-PSA百分率界值可信。使用25%作为f-PSA界值，其敏感性为95% (95%CI，92%～97%)，特异性为20% (95%CI，16%～24%)。与此相反，既往文献报道的界值，因CIs较宽，只能作出初步评价。
f-PSA百分率之AUC (0.72)明显高于t-PSA (0.53)，这表明在t-PSA为4.0～10.0 ng/mL的患者，f-PSA百分率对癌症有较高的预测性。然而，在PSA水平0～50 ng/mL的患者，PSA检验的AUC达0.73，这是由于在PSA宽范围内检测时，PSA对癌症有较高的预测性1。这在一定程度上解释了某些在高PSA水平患者进行的早期研究未能发现f-PSA百分率有效性的原因。对于t-PSA值中度增高的患者f-PSA百分率是相当有效的，但是它不能显著增加PSA高浓度患者t-PSA检验的特异性。这些可以影响f-PSA百分率研究的因素，在Woodrum等的综述中已有详细讨论17。
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t-PSA增高时，f-PSA百分率下降。这种关系对PSA水平在4.0～10.0 ng/mL人群并无重大影响，但是超出该范围则可能影响界值。对此，近来一些研究已有提示16，27，28。
患者年龄增加时，f-PSA百分率亦增加。为此，应使用年龄特异的f-PSA百分率界值。但是，这种方法对年轻患者可致不能检出的前列腺癌患者增多。此外，在所有年龄组中，单一25% f-PSA界值在年轻患者的敏感性最高 (98%)，这些患者最可能从早期检出癌症中获益。漏诊大多发生在老年患者。临床上，这个结果是有利的，因为老年患者的生存(预期生存期少于10年)常常不受前列腺癌治疗的影响。由于这个原因，对年龄50～75岁患者，建议用单一界值 (25% f-PSA)。
其他研究也报道了f-PSA百分率与年龄的关系11，12，16，但也有一些仅由健康人组成的研究没有发现这种关系29。
, 百拇医药
f-PSA百分率与前列腺体积明显正相关。这种相关性有利于观察f-PSA百分率在多少时有助于鉴别前列腺癌与良性前列腺疾病。f-PSA百分率提供了腺体大小和t-PSA间相互关系的信息。如果PSA增加且在t-PSA中仅小部分为f-PSA，那么患者前列腺小但有癌的概率增加；若PSA增加但大部分为f-PSA，患者前列腺大但无癌的概率增加。因此，不管前列腺大小均建议将25% f-PSA作为单一界值。高于这个界值的患者不推荐活检，因这些患者患癌的风险最低，患良性前列腺疾病的概率最高。
因此，癌症的漏诊(发生于f-PSA百分率值>25%的患者)主要见于腺体较大的老年患者。这些患者亦有癌症较少进展的倾向。f-PSA百分率增加时病理发现良好的概率增加。前列腺癌的自然病程表明它生长缓慢；通过每年筛选、监测患者，在PSA水平增高或f-PSA百分率下降时再做活检是可能的30-32。
我们的研究证实了以往有关f-PSA百分率与不良病理特征或肿瘤侵袭性有关的报道6-9，14。与我们的研究不同，他们没有发现f-PSA百分率可以预测病理结果33，34，这或许是由于他们的研究人群PSA值范围较宽，样本较小，分级技术不同，或定量测定各异所致。
, 百拇医药
我们还试图通过f-PSA百分率 (表6)和患者年龄 (图4)估计患者发生可检出癌症的概率。低f-PSA百分率表明高风险，年老者风险高于年轻者。癌症的风险从f-PSA百分率>25%患者的8%到f-PSA百分率≤10%患者的56%。因此，可根据f-PSA百分率将患者分为低风险组与高风险组，以协助活检的确定。
使用这种风险估计方法，有可能真正增加癌症的检出 (敏感性)。假如f-PSA百分率提示高风险，既使患者已经历了1次结果阴性的活检，仍建议第2次活检 (约20%的癌症在第1次活检时漏诊)21。这样，那些原来可能漏诊的癌症将被检出。
我们的结果证实了早期的报道，这些报道展示了一种类似的与f-PSA、年龄和PSA有关的癌症风险度10，11，15，16。然而，初期研究中癌症患者所占的百分率常常较高 (39%～44%)10，16。在PSA为4.0～10.0 ng/mL的人群中没有校正到已知的25%的前列腺癌发生率，从而放大了风险估计。
, 百拇医药
本研究方案需要大约400例癌症患者、400例良性前列腺疾病患者，这样才能在ROC曲线分析中求得可靠的界值、敏感性和特异性。本研究50%的病例为癌症患者并不意味着试验人群不具代表性。因为癌症患者的入选较为困难，只能从25%的人群中挑选。可是，假如入选癌症患者限制在25%这个比例，要做年龄、t-PSA、前列腺体积等变量分析，数量就不够。每个疾病组入选近400例患者，就有可能用有效的统计学方法进行ROC曲线分析和风险估计分析。如果样本数量不够，则不能估计可信的界值。前列腺癌的比率可以通过bootstrap法下调。
我们采用Hybritech Tandem法进行f-PSA和t-PSA测定，两者作为前列腺癌监测的有效方法均获美国FDA批准。最近的研究表明，使用不同厂家的产品进行f-PSA和t-PSA测定，可使f-PSA百分率界值与临床结果不同35-37。使用不同的测定组合，同一血清样本的平均f-PSA百分率可增加2倍36。
我们的结论是，对于那些PSA值在4.0～10.0 ng/mL之间正在评估是否患前列腺癌的患者，f-PSA测定不但可减少不必要的活检，而且很少降低检出癌症的敏感性。这些结果适用于Hybritech Tandem测定法，但是可能不适用于其他产品。
蔡松良 译
JAMA 1998；279：1542～1547, http://www.100md.com
单位：
关键词：
美国医学会杂志中文版990104Use of the Percentage of Free Prostate-Specific Antigen to Enhance Differentiation of Prostate Cancer From Benign Prostatic Disease
A Prospective Multicenter Clinical Trial
Anup Patel, MD; Jerome P. Richie, MD; Jean B. dekernion, MD; Patrick C. Walsh, MD; Peter T. Scardino, MD; Paul H. Lange, MD; Eric N. P. Subong, MS; Robert E. Parson, MS; Gail H. Gasior, BA; Kathleen G. Loveland, BS; Paula C. Southwick, PhD
, http://www.100md.com
背景——血清游离前列腺特异性抗原 (f-PSA)百分率可提高血清PSA检测前列腺癌的特异性，但早期研究只提供了临床应用的初步界值。
目的——制订风险评估指标，确定受试男性f-PSA百分率异常的界值。
设计——使用Tandem PSA和f-PSA测定 (Hybritech Inc, San Diego, Calif)的前瞻性双盲研究。
参加者——7所大学的医学中心。
受检者——共773例年龄在50～75岁，触诊为良性前列腺腺体，PSA水平在4.0～10.0 ng/mL之间，组织学证实诊断的男性患者 (379例患前列腺癌，394例为良性前列腺疾病)。
主要观察指标——前列腺癌检测敏感性为95%的f-PSA百分率界值，以及个体患者发生前列腺癌的概率。
, 百拇医药
结果——可经两种途径使用f-PSA百分率：作为一个单一界值 (即，对f-PSA百分率≤25%的所有患者做活检)或对具体患者进行风险评估 (即，根据每例患者的癌症风险决定活检)。以25%作为f-PSA百分率界值可检出95%的前列腺癌患者，同时避免20%的不必要活检。在老年前列腺癌患者，f-PSA百分率常>25%，且通常很少受肿瘤级别和体积的影响。对具体患者而言，f-PSA百分率低常与患癌风险高 (8%～56%)相关。在多变量模型中，f-PSA百分率是前列腺癌的独立预测指标(优势比[OR]，3.2；95%可信区间[CI]，2.5～4.1；P<0.001)。对总PSA (t-PSA)值为4.0～10.0 ng/mL的患者，f-PSA百分率的作用明显优于年龄 (OR，1.2；95%CI，0.92～1.55)或t-PSA (OR，1.0；95%CI，0.92～1.11)。
结论——利用f-PSA百分率可减少正在接受前列腺癌评估患者的不必要活检，且很少丧失癌症检测的敏感性。对于PSA值在4.0～10.0 ng/mL，触诊良性的患者，不管年龄或前列腺大小，均建议用25%或更小的f-PSA作为界值。据我们所知，本研究是迄今在临床实践中，对应做f-PSA百分率检验人群评估f-PSA百分率作用的最大系列研究。
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血清PSA测定广泛用于早期检出前列腺癌1。PSA检测的局限性是，当PSA值在4.0～10.0 ng/mL时，相对缺乏特异性，只有25%的患者存在前列腺癌。大多数前列腺癌患者是PSA<10.0 ng/mL的早期病变，而PSA>10.0 ng/mL的患者多半为晚期病变1。因此，要想在可治愈阶段检出前列腺癌，就需要用较低的PSA界值进行筛选，这就导致许多不必要的活检。
PSA在血清中以多种形式存在，它主要与蛋白酶抑制物形成复合物。然而，另一种PSA即f-PSA不与这些蛋白结合2，3。测定血清PSA类型有助于区分前列腺癌和良性前列腺疾病4，5。由于未知的原因，前列腺癌患者血清f-PSA百分率比正常前列腺或前列腺良性疾病患者的为低。初步的迹象也表明f-PSA百分率较低可能与前列腺癌恶性度较高有关6-9。
已证实低f-PSA百分率可作为前列腺癌的指标10-16。但由于f-PSA百分率在一定程度上受患者年龄、前列腺大小和t-PSA水平的影响，故临床应用界值的选择很复杂10-12，16，17。
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在本项研究，我们评估了f-PSA百分率提高PSA检出前列腺癌特异性的能力，提出了临床使用f-PSA百分率的指标，确定了f-PSA百分率与前列腺癌组织病理学特征的关系。
方法
研究设计
血清标本获自1994年7月到1996年12月七所大学医学中心符合研究入选标准的患者；91%的样本为前瞻性，9%来自血清库中近期评估患者的血清。患者年龄在50～75岁之间，取血前未因前列腺疾病而接受治疗。所有患者血清PSA浓度均在4.0～10.0 ng/mL之间，直肠指检 (DRE)均无前列腺癌表现 (表1、2)。患者均在B超引导下行6个区段的前列腺穿刺活检。因此，在f-PSA测定前已有组织学证实的诊断。在这个双盲研究中，病理学家不知道f-PSA百分率值，实验科研人员不知道诊断。该研究遵照各个审查委员会的要求进行。
表1 PSA和DRE检测前列腺癌的结果*
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DRE结果
正常
74
9
2
提示癌症
11
3
1
*资料由Catalona等1提供(N=6630)。PSA：前列腺特异抗原；DRE：直肠指检
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这组代表本研究临床试验人群表2 目前的临床实践以及根据PSA和DRE结果诊断为癌癌患者的比例* DRE结果
正常
No
≈1
No
15
Yes
25
, http://www.100md.com
Yes
>50
提示癌症
Yes
5
Yes
20
Yes
45
Yes
>75
*资料由Catalona等1，27和Keetch等21提供。PSA：前列腺特异抗原；DRE：直肠指检
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这组系本研究的临床试验人群，以20%的接受乳腺X线照相检查的女性癌症患者作为对照患者基本经由前列腺癌筛选中心入选，但在别处筛选并建议至研究中心治疗的患者亦被入选。单独根据PSA水平增高而拟做活检的男性人群，代表了临床实践中应测定f-PSA的重要人群。
血清样本收集、贮存和测定
血清样本在采血后3小时内处理并冷冻。如果血清样本拟于采集后24小时内测定，则于2℃～8℃贮存。保存时间较长的样本，在分析前须于-70℃贮存18。PSA浓度用Tandem方法测定，f-PSA浓度用单克隆抗体定量测定 (Hybritech Inc, San Diego, Calif)19。与临床操作相同，用同一血清样本测定t-PSA和f-PSA浓度。t-PSA检验后将样本冰冻，在确认患者符合所有研究入选标准后才做f-PSA浓度测定。多次冷冻及解冻对t-PSA和f-PSA测定并无影响。在本文介绍的条件下，两种分析方法稳定18。统计学分析
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用非参数Wilcoxon检验比较组间中位数，用直线回归分析评估f-PSA百分率、PSA、年龄和前列腺体积的关系。f-PSA百分率用f-PSA浓度与t-PSA浓度之比乘以100计算。
用多变量logistic回归分析20即似然比χ2检验评估f-PSA百分率、年龄和PSA。优势比 (ORs)和95%可信区间用Wald方法由logistic回归方式求得。
将PSA和f-PSA百分率制出接受者操作特征 (receiver operating characteristic，ROC)曲线，以敏感性(1-特异性)对交点在图表上标示。我们确定了能检出90%和95%癌症 (敏感性)的f-PSA百分率界值，以及通过此界值可避免的相应的活检阴性百分率 (特异性)。ROC曲线下面积 (AUC)可计算f-PSA百分率和PSA，z检验用来测定差别。
研究样本的大小要求f-PSA百分率ROC曲线能计算出所有可能界值的95%CIs。因此，所有敏感性和特异性估计均应在5个百分点之内或更小，这就需要约400例癌症患者和400例良性前列腺疾病患者。
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然而，由于计算样本大小是为了做ROC曲线分析，前列腺癌与良性前列腺疾病患者50与50的比例不能用做风险评估分析 (阴性预测值)，与ROC曲线分析不同的是这种风险估计分析易受癌症发生率的影响。50：50的癌症概率将放大风险估计11，15，而25：75的概率则可提供准确的适合于将要接受这些检验的男性人群的风险估计。因为我们以前已证明，PSA 4.0～10.0 ng/mL且DRE结果正常的男性，阳性活检率为25%1，21，因此，将癌症与良性前列腺疾病患者的比例从50：50调整至25：75是必需的。用bootstrap (引导)方法22，23，对研究患者重复抽样，将癌症患者的比例从50%调整至25%。这个随机抽样过程重复1 000次。计算癌症概率中位数 (风险估计)和优势比。
结果
我们共入选773例经组织学证实诊断的男性患者 (379例前列腺癌，394例良性前列腺疾病)。年龄和PSA值前列腺癌与良性前列腺疾病组相似 (表3)。研究人群86%为白人，9%为美洲黑人，3%为拉丁美洲人，2%为亚洲人。
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表3 人口统计学和临床特征与诊断*
良性
(n=394)
癌症
(n=379)
合计
(n=773)
中位年龄，岁(范围)
64(50-75)
64(50-75)
64(50-75)
中位t-PSA，ng/mL(范围)
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5.6(4-10)
5.9(4-10)
5.8(4-10)
中位f-PSA，%(范围)
18(4-52)
12(2-42)
15(2-52)
*PSA表示前列腺特异抗原
f-PSA值从0.2至5.0 ng/mL，f-PSA百分率从2%到52%。f-PSA百分率值中位数前列腺癌组 (12%)明显低于良性组 (18%) (P<0.001) (图1)。
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图1 f-PSA百分率与诊断
在癌症组 (P=0.41)或良性组(P=0.84)，前瞻性样本与回顾性样本结果无显著差异。校正患者年龄，癌症患者(P＝0.11)或良性患者 (P＝0.17)的f-PSA值亦无差异。研究中心筛选的患者与别处筛选建议到研究中心治疗的患者无差异(P＝0.13)。有无症状不影响结果 (P＝0.12)。
对t-PSA在4.0～10.0 ng/mL之间的患者，f-PSA百分率 (AUC，0.72；95%CI，0.68～0.75)比t-PSA (AUC，0.53；95%CI，0.49～0.57)对癌症更有预测性 (P<0.001) (图2)。
图2 f-PSA百分率和t-PSA的ROC曲线。25%界值或更小的界值提供95%敏感性
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和20%特异性(即可避免20%良性前列腺疾病患者的不必要活检)，AUC表示ROC曲线下面积
以25%和20%作为f-PSA百分率的界值，分别获得95%和90%敏感性，用这些界值 (即，只在f-PSA百分率≤这些界值时才做活检)可分别避免20%和29%良性前列腺疾病患者的活检。这些界值的计算、样本大小和95%CIs详见表4。
表4 f-PSA百分率界值、敏感性和特异性* f-PSA
界值，%
敏感性，%
(检出癌症数)
[95% CI]
特异性，%
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(避免不必要活
检数)[95% CI]
≤22
90(341/379)[86-93]
29(115/394)[25-34]
≤25
95(358/379)[92-97]
20( 80/394)[16-24]
*PSA：前列腺特异抗原；CI：可信区间
研究显示，f-PSA百分率与PSA呈负相关 (r＝-0.14，P<0.001)，与年龄呈正相关关系 (r＝0.34，P<0.001)。尽管第一种相关性并不足以影响t-PSA 4.0～10.0 ng/mL的界值，然而后一种相关性则对选择界值有明显影响(表5，图3)。因为随着年龄的增加，界值有增大趋势，所以界值必须随着年龄向上调整，以保持在每个10年段的恒定的95%敏感性 (即年龄特异界值在每个10年段 [50～59岁，60～69岁，70～79岁]癌症漏诊率为5%)。单一界值 (25% f-PSA)亦可用于所有年龄阶段，在这种情况下，年龄在50～75岁之间的癌症患者5%被漏诊，较老患者 (中位年龄68岁)漏诊较多。25%的界值在50～59岁可检出98%的癌症，60～69岁为94%，70～75岁为90%。
, 百拇医药
图3 患者年龄和诊断与f-PSA百分率的关系。在年龄为50-59、60-69、70-75岁时，年龄特异界值分别为20%、26%、28%。然而，在所有年龄组建议用25% f-PSA的单一界值
表5 年龄对f-PSA百分率界值、敏感性和特异性的影响* 年龄范围，岁
f-PSA界值，%
敏感性，%(检出癌症数)
[95%CI]
特异性(避免不必要活检数)
[95%CI]
固定敏感性
50～59
, 百拇医药
≤20
95(105/110)[89%-98%]
22(21/95)[14%-32%]
60～69
≤26
95(189/199)[91%-97%]
15(31/209)[11%-21%]
70～75
≤28
95( 67/70)[86%-99%]
22(20/ 90)[14%-32%]
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固定界值
50～59
≤25
98(108/110)[93%-100%]
11(10/95)[ 6%-19%]
60～69
≤25
94(187/199)[89%-97%]
19(39/209)[14%-25%]
70～75
≤25
, 百拇医药 90( 63/ 70)[80%-96%]
34(31/ 90)[25%-45%]
*PSA：前列腺特异抗原；CI：可信区间
在379例前列腺癌症患者中，268例 (71%)施行了根治性前列腺切除术。χ2检验显示，f-PSA百分率增加时，病理表现良好 (Gleason评分<7，肿瘤局限于器官 [T1、T2期]，淋巴结转移试验阴性，肿瘤体积≤腺体的10%)的概率显著增加。当f-PSA百分率≤15%时，34%的患者病理表现良好；而当f-PSA百分率>25%时，70%的患者病理表现良好 (P<0.001)。因此，癌症患者f-PSA百分率值高于界值，有恶性程度较低的倾向。
在t-PSA 4.0～10.0 ng/mL的人群，f-PSA百分率为前列腺癌的独立预测指标 (f-PSA百分率下降10个百分点的OR为3.2；95%CI，2.5～4.1；P<0.001)，明显优于年龄 (OR，1.2；95%CI，0.92～1.55)或t-PSA (OR，1.0；95%CI，0.92～1.11)。
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695例患者 (90%)有经直肠B超估计前列腺体积的资料。f-PSA百分率随体积增大而增加 (r＝0.55，P＝0.001)。用25% f-PSA界值，在体积分别为≤30cm3、31～50cm3和>50cm3时，敏感性分别为99%、93%和87%。
表6显示了根据PSA和f-PSA百分率进行穿刺活检检出前列腺癌的概率。表中PSA结果获自一个多中心研究，该工作对t-PSA值检出前列腺癌的效果进行了研究1，21；表中f-PSA百分率从本研究获得。从表中可见，PSA升高前列腺癌检出率高。对t-PSA 4.0～10.0 ng/mL之间的患者，f-PSA百分率能将患癌的风险进一步分类。
表6 PSA和f-PSA百分率与患癌概率的关系* PSA，ng/mL
患癌概
, 百拇医药
率，%
f-PSA，%
患癌概
率，%
0-2
≈1…
…2-4
15……
4-10
25
0-10
56
, 百拇医药
10-15
28
15-20
20
20-25
16
>25
8
>10
>50……
*不考虑患者年龄，DRE正常的男性资料。由Catalana等和Keetch等提供PSA结果。
对PSA值在4.0～10.0ng/mL的男性，f-PSA百分率能进一步将风险分级
, 百拇医药
省略号表示资料不适用图4在f-PSA百分率以及患者年龄的基础上显示了前列腺癌的概率。不管年龄如何，当f-PSA百分率为0%～10%时，癌症的风险均显著增加。f-PSA百分率增加时，癌症的风险降低 (例如 f-PSA百分率>25%时，癌症的概率为5%～9%)。年老患者的风险通常比年轻患者高。
图4 f-PSA百分率、年龄与患癌概率的关系(患者PSA为4.0～10.0ng/mL)
评论
据我们所知，这项7所大学医学中心的前瞻性研究是迄今为止在PSA轻度升度 (4.0～10.0 ng/mL)，DRE结果良性，经病理证实诊断人群进行的评估f-PSA百分率使用价值的最大的系列研究。
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在前列腺检测程序中，对DRE异常的患者 (不考虑PSA水平，15%患者可筛选出前列腺癌，表1)以及DRE正常但PSA水平>4.0 ng/mL的患者建议常规做前列腺活检。对于那些DRE正常且PSA水平在 4.0～10.0 ng/mL (灰色诊断区域)的患者，虽然t-PSA值可确定其癌症风险较高 (年龄>50岁的人群患癌概率为25%，普通人群只有4%)1，21，但是因为75%的患者活检阴性，所以需进一步提高其特异性。
目前的研究表明，在这组人群使用f-PSA百分率可提高PSA筛选的特异性并减少不必要的活检。应用25%或更小的界值 (即，对f-PSA百分率≤25%的患者行活检)可检出95%癌症，避免20%的良性前列腺疾病患者的活检。由于PSA值4.0～10.0 ng/mL的人大多数患良性前列腺疾病，这表明许多患者可避免不恰当的活检。随着PSA筛选的广泛应用，特异性增高是可喜的。最近的研究发现，前列腺检测程序的成本-效益方程对试验特异性的变化非常敏感，以致特异性轻度增高 (≈5%)即可使每例筛选患者的净花费明显减少 (≈50%)24。虽然t-PSA检测后仅9%的患者需行f-PSA百分率检验，但是它却占所有活检患者的35% (表1)。对前列腺癌筛选的争议，在一定程度上是因为特异性，缺乏治疗结果评估的长期研究亦与其有一定关系。然而，研究表明，在检测早期疾病方面，PSA检验已经出现转机，确诊时组织学证实为晚期癌症者已从原来的70%降至目前的30%25。1991～1995年美国前列腺癌死亡率下降，即为早期检出前列腺癌 (在1991年PSA筛选广泛使用前，通常通过TURP术)可降低死亡率提供第一个证据26。虽然医学机构将继续制定长期研究计划。但从近期看，筛选试验的改进的确可对患者的处理提供即期的利益。
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本研究患者数量大，为临床提供的f-PSA百分率界值可信。使用25%作为f-PSA界值，其敏感性为95% (95%CI，92%～97%)，特异性为20% (95%CI，16%～24%)。与此相反，既往文献报道的界值，因CIs较宽，只能作出初步评价。
f-PSA百分率之AUC (0.72)明显高于t-PSA (0.53)，这表明在t-PSA为4.0～10.0 ng/mL的患者，f-PSA百分率对癌症有较高的预测性。然而，在PSA水平0～50 ng/mL的患者，PSA检验的AUC达0.73，这是由于在PSA宽范围内检测时，PSA对癌症有较高的预测性1。这在一定程度上解释了某些在高PSA水平患者进行的早期研究未能发现f-PSA百分率有效性的原因。对于t-PSA值中度增高的患者f-PSA百分率是相当有效的，但是它不能显著增加PSA高浓度患者t-PSA检验的特异性。这些可以影响f-PSA百分率研究的因素，在Woodrum等的综述中已有详细讨论17。
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t-PSA增高时，f-PSA百分率下降。这种关系对PSA水平在4.0～10.0 ng/mL人群并无重大影响，但是超出该范围则可能影响界值。对此，近来一些研究已有提示16，27，28。
患者年龄增加时，f-PSA百分率亦增加。为此，应使用年龄特异的f-PSA百分率界值。但是，这种方法对年轻患者可致不能检出的前列腺癌患者增多。此外，在所有年龄组中，单一25% f-PSA界值在年轻患者的敏感性最高 (98%)，这些患者最可能从早期检出癌症中获益。漏诊大多发生在老年患者。临床上，这个结果是有利的，因为老年患者的生存(预期生存期少于10年)常常不受前列腺癌治疗的影响。由于这个原因，对年龄50～75岁患者，建议用单一界值 (25% f-PSA)。
其他研究也报道了f-PSA百分率与年龄的关系11，12，16，但也有一些仅由健康人组成的研究没有发现这种关系29。
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f-PSA百分率与前列腺体积明显正相关。这种相关性有利于观察f-PSA百分率在多少时有助于鉴别前列腺癌与良性前列腺疾病。f-PSA百分率提供了腺体大小和t-PSA间相互关系的信息。如果PSA增加且在t-PSA中仅小部分为f-PSA，那么患者前列腺小但有癌的概率增加；若PSA增加但大部分为f-PSA，患者前列腺大但无癌的概率增加。因此，不管前列腺大小均建议将25% f-PSA作为单一界值。高于这个界值的患者不推荐活检，因这些患者患癌的风险最低，患良性前列腺疾病的概率最高。
因此，癌症的漏诊(发生于f-PSA百分率值>25%的患者)主要见于腺体较大的老年患者。这些患者亦有癌症较少进展的倾向。f-PSA百分率增加时病理发现良好的概率增加。前列腺癌的自然病程表明它生长缓慢；通过每年筛选、监测患者，在PSA水平增高或f-PSA百分率下降时再做活检是可能的30-32。
我们的研究证实了以往有关f-PSA百分率与不良病理特征或肿瘤侵袭性有关的报道6-9，14。与我们的研究不同，他们没有发现f-PSA百分率可以预测病理结果33，34，这或许是由于他们的研究人群PSA值范围较宽，样本较小，分级技术不同，或定量测定各异所致。
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我们还试图通过f-PSA百分率 (表6)和患者年龄 (图4)估计患者发生可检出癌症的概率。低f-PSA百分率表明高风险，年老者风险高于年轻者。癌症的风险从f-PSA百分率>25%患者的8%到f-PSA百分率≤10%患者的56%。因此，可根据f-PSA百分率将患者分为低风险组与高风险组，以协助活检的确定。
使用这种风险估计方法，有可能真正增加癌症的检出 (敏感性)。假如f-PSA百分率提示高风险，既使患者已经历了1次结果阴性的活检，仍建议第2次活检 (约20%的癌症在第1次活检时漏诊)21。这样，那些原来可能漏诊的癌症将被检出。
我们的结果证实了早期的报道，这些报道展示了一种类似的与f-PSA、年龄和PSA有关的癌症风险度10，11，15，16。然而，初期研究中癌症患者所占的百分率常常较高 (39%～44%)10，16。在PSA为4.0～10.0 ng/mL的人群中没有校正到已知的25%的前列腺癌发生率，从而放大了风险估计。
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本研究方案需要大约400例癌症患者、400例良性前列腺疾病患者，这样才能在ROC曲线分析中求得可靠的界值、敏感性和特异性。本研究50%的病例为癌症患者并不意味着试验人群不具代表性。因为癌症患者的入选较为困难，只能从25%的人群中挑选。可是，假如入选癌症患者限制在25%这个比例，要做年龄、t-PSA、前列腺体积等变量分析，数量就不够。每个疾病组入选近400例患者，就有可能用有效的统计学方法进行ROC曲线分析和风险估计分析。如果样本数量不够，则不能估计可信的界值。前列腺癌的比率可以通过bootstrap法下调。
我们采用Hybritech Tandem法进行f-PSA和t-PSA测定，两者作为前列腺癌监测的有效方法均获美国FDA批准。最近的研究表明，使用不同厂家的产品进行f-PSA和t-PSA测定，可使f-PSA百分率界值与临床结果不同35-37。使用不同的测定组合，同一血清样本的平均f-PSA百分率可增加2倍36。
我们的结论是，对于那些PSA值在4.0～10.0 ng/mL之间正在评估是否患前列腺癌的患者，f-PSA测定不但可减少不必要的活检，而且很少降低检出癌症的敏感性。这些结果适用于Hybritech Tandem测定法，但是可能不适用于其他产品。
蔡松良 译
JAMA 1998；279：1542～1547, http://www.100md.com