ROC曲线在评价铅中毒指标中的应用

摘要：目的　评价几种铅中毒指标筛选不同水平职业性铅接触的准确性。方法　连续性收集157名铅接触工人的血标本,同时测定血铅、红细胞游离原卟啉(FEP)、锌原卟啉(ZPP)、尿铅、尿δ-氨基酮戊酸(δ-ALA),以血铅≥40、≥60μg/dl的铅接触水平为金标准,用Receiver-Operating Characteristic (ROC受试者工作特征)曲线分析软件评价所测定指标筛选血铅≥40、≥60μg/dl职业性铅接触的价值,在ROC曲线上制定各测定指标筛选上述2个铅接触水平的最佳临界点,用EPINFOR统计软件比较筛选血铅≥40、≥60μg/dl的平行试验的敏感度。结果　筛选血铅≥40、≥60μg/dl的铅接触水平, ROC曲线下的面积(AUCROC)最大的是ZPP,其他依次为FEP、尿铅、尿δ-ALA;联合ZPP与FEP的平行试验的敏感度高于联合尿铅与尿δ-ALA的平行试验。结论　筛选血铅≥40、≥60μg/dl水平的职业性铅接触, ZPP的准确性最高,并且联合ZPP与FEP的平行试验的敏感度高于联合尿铅与尿δ-ALA的平行试验。

    国内外过去对铅中毒的实验室指标进行了许多评价工作,但大多采用的是敏感度、特异度这两个指标。当诊断试验的结果是连续性的定量数据时,敏感度、特异度只能反映某一临界点的诊断试验准确性,而诊断试验其余临界点的准确性不能反映。ROC曲线是将诊断试验的结果划分为若干个临界点,以每个临界点对应的敏感度为纵坐标, 1-特异度为横坐标作图得出的曲线, ROC曲线下的面积(AUCROC)综合了诊断试验许多临界点的敏感度、特异度,全面反映诊断试验的准确性。下面以Uδ-ALA筛选血铅≥40μg/dl的诊断试验为例,说明ROC曲线的优越性。将Uδ-ALA筛选血铅≥40μg/dl诊断试验的结果划分为6个临界点,计算每个临界点对应的敏感度和特异度,见表1。

表1　筛选血铅≥40μg/dl,Uδ-ALA取不同临界点对应的敏感度和特异度

常规方法是评价某一临界点诊断试验的敏感度和特异度,如Uδ-ALA≥30μmol/L时,其筛选血铅≥40μg/dl的敏感度是82·1%,特异度80·9%,而Uδ-ALA其余临界点的准确性未能反应。ROC曲线是以上述6个临界点对应的敏感度为纵坐标、1-特异度为横坐标作图得出的曲线,如图1。

    图1　筛选血铅≥40μg/dl, Uδ-ALA的ROC曲线图

    从图1可见,与常规方法比较, ROC曲线下的面积(AUC^ROC)综合了ROC曲线上许多临界点的敏感度、特异度,所以能全面反映诊断试验的准确性。

    本文用AUC^ROC评价各铅中毒指标筛选不同水平职业性铅接触的准确性。

实际工作中国内大多采用几个指标的联合试验,如联合Uδ-ALA与尿铅的平行试验以及联合FEP与ZPP的平行试验来筛选铅中毒。平行试验是同时做几个试验,只要有一个试验阳性即可认为有患病依据,平行试验提高敏感度。对于平行试验的评价,文献报道非常少。本文用ROC曲线分析方法对上述筛选职业性铅接触的平行试验的敏感度作了科学的评价。　　　　　　

1　材料和方法

    1·1　研究对象

职业性铅接触工人,近期连续接触铅超过1年。　　　　　　

1·2　检查项目及测定方法

    血铅:无焰原子吸收光谱法。尿铅:热消化-双硫腙比色法。血铅、尿铅标样来源于上海市测试技术研究所。ZPP:国产ZPP测定仪。FEP:乙酸乙酯-乙酸萃取法;荧光分光光度法。尿δ-ALA:乙酸乙酯萃取法。FEP、ZPP、尿δ-ALA标样来源于上海市劳动卫生职业病研究所。

    1·3　资料分析

    1·3·1　用ROC曲线分析软件(SV0·9B)比较各指标ROC曲线下的面积及P值(采取单侧检验)。

    1·3·2　根据文献选择各个指标筛选血铅≥40、≥60μg/dl, ROC曲线上的最佳临界点(即准确性最高的这一点),本研究人群中血铅≥40μg/dl的人数占总调查人数的比率是0·4,通过ROC曲线横坐标上0·4这点作平行于纵坐标的直线,该直线与坐标轴45°斜线相交点与纵坐标顶端相连,连线与ROC曲线相交点就是筛选血铅≥40μg/dl的最佳临界点,见图1。本研究人群中血铅≥60μg/dl的人数占总调查人数的比率是0·2,用同样方法确定各指标筛选血铅≥60μg/dl的最佳临界点。

    1·3·3　平行试验敏感度(sensitivity简称Se)的计算用EPINFOR统计软件计算并比较平行试验的敏感度。

2　结果

    2·1　筛选血铅≥40μg/dl的铅接触, ZPP、FEP、PbU、Uδ-ALA的AUCROC(见表2)从表2可见, ZPP的AUCROC明显大于Uδ-ALA、PbU (P<0·05),与FEP有差别,但差别无统计意义。说明筛选血铅≥40μg/dl的职业性铅接触, ZPP的准确性显著高于Uδ-ALA、尿铅。

表2　筛选血铅≥40μg/dl的职业性铅接触,FEP、ZPP、Uδ-ALA的AUC^ROC

    2·2　筛选血铅≥60μg/dl的铅接触,ZPP、FEP、PbU、Uδ-ALA的AUCROC(见表3)从表3可见,ZPP的AUCROC明显大于Uδ-ALA、FEP、PbU(P<0·05),说明筛选血铅≥60μg/dl的职业性铅接触,ZPP的准确性较FEP、Uδ-ALA、尿铅高。

表3　筛选血铅≥60μg/dl的职业性铅接触,各指标的AUC^ROC(95%CI)

    2·3　各指标筛选血铅≥40μg/dl的最佳临界点及对应的敏感度、特异度(见表4)从表4可见,筛选血铅≥40μg/dl的铅接触,尿铅的敏感度、特异度最低。

表4　各指标筛选血铅≥40μg/dl的最佳临界点及对应的敏感度、特异度

    2·4　筛选血铅≥40μg/dl的铅接触,平行试验的敏感度(见表5)从表5可见,筛选血铅≥40μg/dl的铅接触,联合ZPP、FEP平行试验的敏感度高于联合尿铅、尿δ-ALA的敏感度。

表5　筛选血铅≥40μg/dl的铅接触,平行试验的敏感度

    2·5　各指标筛选血铅≥60μg/dl的铅接触,ROC曲线上的最佳临界点及对应的敏感度、特异度(见表6)从表6可见,筛选血铅≥60μg/dl,尿铅的敏感度、特异度最低。

表6　各指标筛选血铅≥60μg/dl的最佳临界点及对应的敏感度、特异度

    2·6　筛选血铅≥60μg/dl的铅接触,平行试验的敏感度(见表7)从表7可见,筛选血铅≥60μg/dl的铅接触,联合ZPP和FEP平行试验的敏感度显著高于联合尿铅和尿δ-ALA的平行试验(P<0·05)。

表7　筛选血铅≥60μg/dl,平行试验的敏感度

3　讨论

    ROC曲线的分析中,金标准的选择是最为重要的,金标准选择不当,会造成结果的偏倚。文献一致认为,血铅是反映近期铅接触的敏感指标,并且血铅与其他指标的相关性较好,特别是70年代后期由于广泛使用了灵敏可靠的无焰原子吸收光谱法,并进行了严格质控,使血铅测定的灵敏度、精确度趋于稳定,国内外评价其他指标都以血铅为准,血铅可接受上限值为≥40μg/dl,铅中毒诊断下限值为≥60μg/dl,所以本研究以血铅≥40μg/dl、≥60μg/dl为金标准,评价其他铅中毒指标筛选这两个职业性铅接触水平的准确性。

    文献报道,男性血铅在10-70μg/dl,女性血铅在10-60μg/dl范围内FEP、ZPP与血铅成较好的直线相关。孙晋柏对职业性铅接触工人的研究结果表明,诊断铅吸收FEP的敏感度为15%,而诊断铅中毒时其敏感度为90·6%。本研究发现筛选血铅≥40、≥60μg/dl的职业性铅接触,ZPP的准确性都较高;而FEP筛选血铅≥60μg/dl职业性铅接触的准确性显著低于ZPP(P<0·05),筛选血铅≥40μg/dl职业性铅接触的准确性虽低于ZPP,但无统计学差异(P>0·05),这可能与样本量不够大有关。文献报道Uδ-ALA筛选低水平的职业性铅接触敏感度低,本文发现筛选血铅≥40、≥60μg/dl的职业性铅接触,Uδ-ALA的准确性均显著低于ZPP(P<0·05)。化学法测定空白尿铅,由于标本收集方便,被广泛用于铅中毒的筛选,本研究发现筛选血铅≥40、≥60μg/dl的职业性铅接触,化学法空白尿铅的准确性均显著低于ZPP(P<0·05),尤其是筛选血铅≥60μg/dl的职业性铅接触,其AUCROC值只有0·75±0·10(95%CI),说明化学法尿铅筛选不同水平职业性铅接触的价值较低。

    由于同时具有很高的敏感度和特异度的筛选试验不多,因此需要采用联合试验的方法提高敏感度和特异度,从而提高筛选效率。联合试验有两种:平行试验和系列试验,平行试验提高敏感度,系列试验提高特异度。国内筛选铅中毒较多使用的是尿铅和尿δ-ALA的平行试验或FEP和ZPP的平行试验。评价上述两种平行试验的文献较少,本研究发现,筛选不同水平的职业性铅接触,平行试验的敏感度较单个指标的敏感度都有了较大提高。尤其是尿铅,筛选血铅≥40μg/dl的职业性铅接触,敏感度只有72%,联合尿δ-ALA平行试验的敏感度提高到85%;筛选血铅≥60μg/dl的职业性铅接触,敏感度只有48%,联合尿δ-ALA平行试验的敏感度提高到68%。筛选血铅≥40μg/dl的铅接触水平,联合红细胞ZPP和FEP平行试验的敏感度比联合尿铅与尿δ-ALA的平行试验提高5%,其差别有一定临床价值,但无统计学意义,这与样本量不够大有关;筛选血铅≥60μg/dl水平的铅接触,联合ZPP与FEP平行试验的敏感度比联合尿铅与尿δ-ALA的平行试验提高14%(P<0·05),其差别既有统计学意义,又有临床意义。

    总之,几种铅中毒指标中,ZPP筛选血铅≥40、≥60μg/dl职业性铅接触的准确性最高;两种常用的平行试验中,联合ZPP与FEP的平行试验的敏感度较高,ZPP和FEP的测定方法也较简单,所以本文认为用联合ZPP与FEP的平行试验筛选不同水平的职业性铅接触更科学。