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目的检测晚期非小细胞肺癌患者化疗前后血清肿瘤标志物水平的改变。方法 52例接受化疗的晚期非小细胞肺癌患者列为观察组。另纳入同期健康体检者45例作为对照组。检测观察组治疗前后及对照组外周血前梯度同源蛋白2(AGR2)、可溶性白细胞介素-2受体(SIL-2R)及血清胸苷激酶1(TK1)水平。结果观察组患者疗效为完全缓解(1级)0例,部分缓解(2级)16例,稳定(3级)19例及进展(4级)17例。化疗后,观察组患者外周血AGR2、SIL-2R及TK1水平均较化疗前显著降低(P<0.05)。观察组患者化疗2周期后外周血AGR2、SIL-2R及TK1水平与化疗效果等级均呈现显著正相关(P<0.05)。结论血清AGR2、SIL-2R及血清TK1在晚期非小细胞肺癌化疗后显著降低,且下降水平与化疗效果相关。