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目的探讨血清肿瘤标志物水平与晚期非小细胞肺癌患者靶向治疗有效性的关系。方法收集2012年5月至2014年10月收治的100例晚期非小细胞肺癌患者,对治疗前及治疗后的2个月后对CEA、CYFRA21-1、CA125值及疗效观察。结果 100例晚期非小细胞肺癌患者中,完全缓解0例,部分缓解45例,稳定病变33例,进展22例,有效率为45.0%(45/100)。与治疗前相比,部分缓解组患者的CEA、CA125及CYFRA21-1比较,差异有统计学意义(t=5.294、7.124、5.123,P<0.05);疾病稳定组及疾病进展组在CEA、CA125及CYFRA21-1方面比较,差异无统计学意义(t=0.234、0.213、0.622,0.523、0.245、0.883,P>0.05)。在100例患者中,完全缓解+部分缓解为有效组,疾病稳定组+疾病进展组为无效组。与治疗前相比,有效组患者治疗后在CEA、CA125及CYFRA21-1指标比较,差异有统计学意义(t=7.124、8.102、9.034,P<0.05)。结论指标的特异性及灵敏度均存在着局限性,CEA、CA125、Cyfra21-1指标检测对于非小细胞肺癌的水平变化,能够对疾病提供参考,具有重要的意义。