術前血液炎性標記物與膠質瘤病理分級IDH1 基因表型的相關性研究

趙賽賽 趙保祥 王 錚 陸 冬 聶 耳 謝滿意 王 強 李中林

徐州醫科大學附屬醫院，江蘇 徐州221000

膠質瘤是神經上皮組織來源的腫瘤，是最常見的原發性顱內腫瘤［1］，其發病率約是神經元細胞瘤的100 倍，占成人原發性顱內腫瘤的50%～60%，成人發病率約為每年8/10萬。膠質瘤分為Ⅰ～Ⅳ級，Ⅰ、Ⅱ級為低級別膠質瘤（low-grade glioma，LGG），占膠質瘤的15%～25%，LGG 生長緩慢，中位生存期8～10 個月；Ⅲ、Ⅳ級為高級別膠質瘤（high-grade glioma，HGG），HGG患者預后差，中位生存期僅14個月，其中最具侵襲性和最常見的膠質瘤是膠質母細胞瘤，屬WHO Ⅳ級，年發病率約為3.5/10 萬［2］，其5年生存率更是＜10%，95%未經治療的患者生存期不超過3 個月。目前，膠質瘤主要依靠CT 及MRI 檢查獲得影像學診斷，最終需要通過腫瘤切除術或活檢術明確病理學診斷。然而，組織病理學檢查只能在術后進行，具有一定的滯后性，且容易造成神經、血管的損傷，CT 及MRI 雖然能在術前對膠質瘤的診斷和分期有一定程度的判斷，但其費用高昂且敏感性差。目前已有研究表明，外周血液炎性指標與許多惡性腫瘤的發生、發展關系密切，炎癥反應在腫瘤的發生、發展中起決定性作用［3］，其中中性粒細胞計數-淋巴細胞計數比、血小板計數-淋巴細胞計數比和單核細胞計數-淋巴細胞計數比是機體免疫狀態的重要指標，能較好地反映機體炎癥情況［4］，但目前少有關于神經膠質瘤患者炎癥指標變化的相關研究報道。本研究回顧性分析了徐州醫科大學附屬醫院465例神經膠質瘤患者的臨床及病理資料，進一步探討了術前外周血炎癥指標的變化與膠質瘤病理分級、IDH1基因表型的關系。

1 資料與方法

1.1 臨床資料收集徐州醫科大學附屬醫院2015-12—2020-09 手術治療的465 例膠質瘤患者的臨床資料（其中WHO Ⅰ級30 例，WHO Ⅱ級134 例，WHO Ⅲ級88例，WHO Ⅳ級213例）與同期徐州醫科大學附屬醫院體檢中心的450 例健康對照者。納入標準：（1）滿足WHO 2016 中樞神經系統腫瘤診斷的標準；（2）術后常規病理、免疫組化及基因檢測確診為神經膠質瘤；（3）術前常規進行了血液常規及血液生化檢查。排除標準：（1）術前進行過新輔助化療、放射治療或其他抗癌治療的患者；（2）同時合并其他腫瘤性疾病者；（3）存在其他非腫瘤性疾病，且處于炎癥活動期的患者；（4）感染性疾病、血液系統疾病、嚴重心臟疾病、嚴重肝腎功能紊亂、高血壓、糖尿病等重大器質性疾病患者。

1.2 研究方法從患者病歷中檢索人口統計學和臨床病理變量，包括年齡、性別、腫瘤分級、IDH基因表型等。術前1周內采血進行血常規和血生化檢查，所有檢測均由檢驗科的工作人員在采集后2 h 內進行。血常規檢查收集白細胞、中性粒細胞、淋巴細胞、單核細胞和血小板計數，生化檢查收集白蛋白水平。根據收集的術前各種血液炎癥指標的值計算得出：中性粒細胞-淋巴細胞比值（neutrophil to lymphocyte ratio，NLR）＝中性粒細胞計數/淋巴細胞計數，衍生中性粒細胞-淋巴細胞比值（derived neutrophil to lymphocyte ratio，dNLR）＝（白細胞計數中性粒細胞計數）/淋巴細胞計數，血小板-淋巴細胞比值（platelet to lymphocyte ratio，PLR）＝血小板計數/淋巴細胞計數，單核細胞-淋巴細胞比值（monocyte to lymphocyte ratio，MLR）＝單核細胞計數/淋巴細胞計數，預后營養指數（prognostic nutritional index，PNI）＝白蛋白計數（g/L）+總淋巴細胞計數×5。

1.3 統計學方法采用Graphpad Prim 8 和SPSS 25.0統計學軟件。首先采用K-S 檢驗所研究的變量是否符合正態分布，不服從正態分布以區間和中位數表示。采用Kruskal-Wallis 檢驗、Mann-WhitneyU進行組間對比和Spearman 相關分析評估NLR、dNLR、PLR、MLR和PNI與腫瘤分級的關系。通過受試者工作特性（ROC）曲線下面積（AUC）評估NLR、dNLR、PLR、MLR和PNI對膠質瘤病理分級的預測價值。以雙尾P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 臨床病理學資料術后病理檢查顯示，WHOⅠ級30 例，WHO Ⅱ級34 例，WHO Ⅲ級88 例，WHOⅣ級213 例。健康對照與各WHO 分級患者性別、年齡差異無統計學意義（P＞0.05），見表1。

表1 健康對照與膠質瘤患者的基本臨床資料比較Table 1 Comparison of basic clinical data between healthy controls and patients

2.2 術前炎癥指標的變化與膠質瘤病理分級的關系根據膠質瘤患者及健康對照的炎癥指標統計結果，將術前炎癥標記物分為健康組、WHO Ⅰ級、WHO Ⅱ級、WHO Ⅲ級、WHO Ⅳ級5組。Kruskal-Wallis檢驗顯示不同病理分級的膠質瘤患者術前NLR、dNLR、PLR 和MLR 的表達均存在顯著差異（P＜0.05）。Mann-WhitneyU進行組間對比顯示WHO Ⅳ級膠質瘤與Ⅰ～Ⅲ級膠質瘤的NLR 存在顯著差異（P＜0.05），健康組與Ⅱ～Ⅲ級膠質瘤患者的NLR 水平存在明顯差異（P＜0.05），然而Ⅰ～Ⅲ級膠質瘤患者中NLR 的成對比較并未見顯著差異（P=1.00）；對于dNLR，只有健康組、WHO Ⅰ級和WHO Ⅳ級患者存在顯著差異，其余組間對比未見明顯差異；亞組分析顯示健康組和Ⅱ～Ⅳ級膠質瘤患者的PLR也存在顯著差異（P＜0.05）；對于MLR，亞組分析顯示WHO Ⅳ級與健康組有明顯差異（P＜0.05）；組間對比顯示，健康組、低級別膠質瘤與高級別膠質瘤的PNI差異有統計學意（P＜0.05）。而Spearman相關性分析顯示神經膠質瘤患者術前NLR、dNLR、PLR、MLR與WHO分級均有明顯的正相關性（r分別為0.379、0.095、0.238、0.226，P＜0.01），而膠質瘤患者術前PNI 與病理分級有明顯的負相關性（r= 0.411，P＜0.01）。見表2、圖1。

表2 術前炎癥標記物與膠質瘤分級的相關性Table 2 Correlation between preoperative inflammation markers and glioma grade

圖1 術前NLR（A）、dNLR（B）、PLR（C）、MLR（D）、PNI（E）與膠質瘤病理分級的箱形圖，盒形和須形分別代表四分位數和全距，須后的數據點表示離群值Figure 1 Box plots of preoperative NLR （A）， dNLR （B）， PLR （C）， MLR （D）， and PNI （E） compared with glioma grade. The boxes and whiskers represent interquartile range and full range，respectively. The data points past the whiskers indicate outliers

2.3 術前炎癥指標與IDH1 基因突變的相關性根據患者術后病理及免疫組化結果，將NLR、dNLR、PLR、MLR、PNI 分為突變組和野生組。等級相關分析顯示，IDH1基因的突變與病理分級和NLR呈負相關（r分別為 3.53、 0.105，P＜0.05），而IDH1 基因的突變與PNI呈正相關（r=1.08，P＜0.05）。

2.4 術前炎癥指標對膠質瘤病理分級的診斷價值根據膠質瘤患者及健康對照的炎癥相關指標統計的結果繪制受試者工作特性曲線（ROC 曲線），與健康對照相比，膠質母細胞瘤患者NLR 的受試者工作特性曲線下面積（AUC）為0.816（95%CI0.764～0.848），dNLR 為0.588（95%CI0.537～0.640），PLR為0.673（95%CI0.624～0.773），MLR 為0.682（95%CI0.633～0.731），術前血液炎癥指標對膠質母細胞瘤的預測價值顯著高于Ⅰ～Ⅲ級膠質瘤患者。見圖2。

圖2 術前炎癥標志物對膠質瘤病理分級的預測價值與健康對照相比，通過ROC曲線分析評估NLR、dNLR、PLR、MLR和PNI在WHO Ⅰ級膠質瘤患者中的預測價值（A），在WHO Ⅱ級膠質瘤患者中的預測價值（B），在WHO Ⅲ級膠質瘤患者中的預測價值（C），在WHO Ⅳ級膠質瘤患者中的預測價值（D）Figure 2 The predictive value of preoperative inflammation markers on the pathological grade of glioma. The predictive value of NLR， dNLR， PLR， MLR， and PNI was evaluated by ROC analysis in patients with healthy controls tested against patients with glioma Grade Ⅰ（A），glioma Grade Ⅱ（B），glioma Grade Ⅲ（C） and glioma Grade Ⅳ（D）

3 討論

膠質瘤是神經系統最常見的惡性腫瘤，目前主要依靠手術取病理組織和免疫組化進行確診，因此病理檢查具有滯后性，不能指導疾病的早期診斷及治療［5-6］。近年來，隨著人們對腫瘤發生、發展相關機制的認識與研究，腫瘤炎癥微環境成為重要的研究方向，炎癥細胞及炎癥因子可以導致腫瘤微環境的改變，從而對腫瘤細胞的免疫應答產生重要影響。在腫瘤的微環境中，炎癥細胞及其產生的各類炎癥因子的持續存在會導致DNA 氧化損傷、修復異常和腫瘤免疫異常等，從而使細胞的代謝紊亂，最終將會導致惡性腫瘤的發生和發展［7-9］。而NLR、dNLR、PLR、MLR、PNI是反映機體免疫狀態的重要指標［10-11］，NLR 可以反映全身的免疫狀態，NLR 的升高表明中性粒細胞計數的相對升高和（或）淋巴細胞計數的相對減少，而淋巴細胞又在人體抗腫瘤反應中扮演重要角色，所以，NLR增高往往反映機體抗腫瘤免疫反應的減弱，從加快了腫瘤的惡性進展［12］。

IDH 基因分為野生型與突變型，正常組織中為野生型，其生理作用是在三羧酸循環中催化異檸檬酸氧化脫羧生成α-酮戊二酸和二氧化碳。IDH基因主要包括IDH1、IDH2、IDH3 亞型，其中以IDH1 突變最為常見［13］。多項研究表明［14-18］，合并IDH1 基因突變的膠質瘤患者相對于野生型膠質瘤患者有更好的臨床結局和預后。因此，檢測IDH 基因是否突變對膠質瘤的診斷及預后判斷有重要意義。膠質瘤在生長過程中會產生缺氧或者壞死的微環境，此時由于缺氧環境的刺激，反應性產生更多HIF-1α，HIF-1α有促進炎癥介質產生的生理功能，這些炎癥介質可以吸引更多的免疫細胞，導致抗腫瘤免疫反應減弱，使腫瘤獲得持續生長、侵襲和生成血管的能力。臨床研究發現IDH1 的突變會引起HIF-1α 水平的下調，從而使膠質瘤預后較好［19-21］。然而，IDH1突變可能是通過2-羥基戊二酸、CpG 島甲基化等多個途徑引起HIF-1α 改變，其具體機制還存在爭議，尚有待更多的臨床研究證實［22］。

目前已有文獻報道，膠質瘤患者術前NLR、MLR、PLR與膠質瘤惡性程度有關，且術前NLR是影響膠質瘤患者預后的獨立危險因素［23-25］。本研究顯示，不同病理分級的膠質瘤患者術前NLR、dNLR、PLR 和MLR 的表達存在顯著差異。膠質瘤患者NLR、PLR、MLR 與WHO 分級均呈正相關，而膠質瘤患者術前PNI與病理分級有明顯的負相關性。IDH1突變與PNI 呈正相關，與病理分級、NLR 均呈負相關。術前炎癥指標對膠質母細胞瘤的預測價值顯著高于Ⅰ～Ⅲ級膠質瘤患者。然而，本次研究也存在一些缺陷。首先，樣本中低級別膠質瘤的病例數較少，特別是WHO Ⅰ級的病例數較少，所以仍需大規模的研究證實。其次，本研究中觀察到的IDH 是否發生突變與炎癥指標的相關性較低，可能與樣本量不足有關。另外，本研究中觀察到的高NLR、dNLR、PLR和MLR以及低PNI可能是非特異性炎癥反應所致。因此，在對膠質瘤病理分級的預測價值上存在一定的不確定性。

外周血炎癥指標已被證實與肺癌、胃癌、宮頸癌、肝癌、結直腸癌等惡性腫瘤密切相關［26-30］，但現階段卻少有炎癥指標與中樞神經系統腫瘤的相關研究。本研究證實了中樞神經系統腫瘤與術前炎癥指標也存在密切關系，作為CT、MRI 等影像學的補充，可在術前對膠質瘤的病理分級、嚴重程度、治療及預后有一定的了解。本次研究證實了術前NLR、dNLR、PLR 值與膠質瘤級別呈正相關，而MLR、PNI值與膠質瘤級別呈負相關。同時，NLR 為臨床較容易獲得的炎癥指標，術前對膠質瘤病理分級的預測及IDH1基因是否存在突變，特別是對膠質母細胞瘤的診斷有一定的參考價值，從而能在術前對疾病的嚴重程度、治療及預后有一定程度的預判。