目的探究血清黑色素瘤相关抗原A3（MAGEA3）、人附睾蛋白4（HE4）在肺癌患者辅助诊断中的应用价值。方法选择2021年1月至2024年1月康复大学青岛中心医院收治的134例肺癌患者作为研究对象（研究组），选取同期158例体检健康人群作为对照组。采用酶联免疫吸附试验测定血清MAGEA3、HE4水平。以研究组治疗前MAGEA3、HE4水平均数为中界值，将肺癌患者分别分为MAGEA3高水平组（≥58.69 pg/ml，n=66）和低水平组（<58.69 pg/ml，n=68）、HE4高水平组（≥125.04 pmol/L，n=69）和低水平组（<125.04 pmol/L，n=65）。采用受试者操作特征（ROC）曲线评估治疗前血清MAGEA3、HE4水平对肺癌的诊断效能。结果研究组治疗前血清MAGEA3、HE4水平分别为（58.69±16.14）pg/ml、（125.04±28.49）pmol/L，对照组分别为（43.52±14.83）pg/ml、（96.85±22.33）pmol/L，研究组MAGEA3、HE4水平均显著高于对照组，差异均有统计学意义（t=8.36，P<0.001；t=9.47，P<0.001）。研究组治疗后血清MAGEA3、HE4水平分别为（46.73±15.42）pg/ml、（113.26±24.73）pmol/L，治疗后血清MAGEA3、HE4水平均显著低于治疗前，差异均有统计学意义（t=16.07，P<0.001；t=9.27，P<0.001）。治疗前血清MAGEA3高水平组与低水平组肺癌患者的分化程度（χ²=6.20，P=0.013）、TNM分期（χ²=7.27，P=0.007）、淋巴结转移（χ²=7.07，P=0.008）差异均有统计学意义。治疗前血清HE4高水平组与低水平组肺癌患者的分化程度（χ²=4.93，P=0.026）、TNM分期（χ²=7.31，P=0.007）、淋巴结转移（χ²=9.85，P=0.002）差异均有统计学意义。ROC曲线分析显示，治疗前血清MAGEA3、HE4单独诊断肺癌的曲线下面积（AUC）分别为0.77（95%CI为0.72~0.83）、0.76（95%CI为0.70~0.81），二者联合诊断肺癌的AUC为0.87（95%CI为0.83~0.91），二者联合诊断肺癌的价值优于MAGEA3（Z=2.92，P=0.003）、HE4（Z=3.24，P=0.001）单独诊断。结论与健康人群相比，肺癌患者治疗前血清MAGEA3、HE4水平显著升高，且治疗后血清MAGEA3、HE4水平均显著低于治疗前，二者联合诊断肺癌的效能更优，可作为肺癌患者辅助诊断的工具。