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目的回顾性分析首次复发的晚期非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)患者血清CEA表达水平和表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor,EGFR)基因突变及表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂(epidermal growth factor receptor tyrosine kinase inhibitor,EGFR-TKI)疗效之间的关系。方法收集2010-01-21-2014-06-30石河子大学第一附属医院治疗后首次复发并口服EGFR-TKI药物治疗的晚期NSCLC患者103例,ADx-ARMS法检测患者组织标本中EGFR 29种突变,电化学发光法检测血清CEA水平,分析血清CEA表达水平和EGFR基因突变及EGFR-TKI疗效之间的关系。结果 103例复发的晚期NSCLC患者中,EGFR总突变率为62.1%(64/103)。女性突变率显著高于男性,χ2=6.695,P=0.010。腺癌突变率高于鳞癌,χ2=4.615,P=0.032。非吸烟患者突变率显著高于吸烟患者,χ2=6.876,P=0.009。血清CEA≥5.0ng/mL时患者EGFR突变率显著高于<5.0ng/mL的患者,χ2=12.323,P<0.001。多变量Logistic分析发现,首次复发时血清CEA表达水平与EGFR基因突变正相关,P=0.001。当血清CEA<5ng/mL时,患者的疾病有效率为20.6%(7/34),疾病控制率为47.1%(16/34);血清CEA≥5ng/mL时,患者的疾病有效率为31.9%(22/69),疾病控制率为72.5%(50/69)。不同CEA水平患者经EGFR-TKI治疗后,疗效差异有统计学意义,z=-2.229,P=0.026。结论血清CEA表达水平是EGFR基因突变的独立预测因素,同时对难以获得组织的复发晚期NSCLC患者,其水平也可作为预测EGFR-TKI药物疗效的参考指标。