基于術(shù)前實(shí)驗(yàn)室參數(shù)的諾模圖預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌的研究

倪紅元，楊滇宇，李 冬

同濟(jì)大學(xué)附屬同濟(jì)醫(yī)院/上海市同濟(jì)醫(yī)院檢驗(yàn)科，上海 200065

在世界范圍內(nèi)，結(jié)直腸癌(CRC)是癌癥患者發(fā)病和死亡的主要原因之一，在診斷時(shí)，大約21%的患者出現(xiàn)轉(zhuǎn)移，超過50%的CRC患者在疾病過程中發(fā)生轉(zhuǎn)移[1-2]。轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌(mCRC)患者的總生存期在過去20年中有了顯著改善，在一項(xiàng)隨機(jī)臨床試驗(yàn)中，中位總生存期為30個(gè)月或更長(zhǎng)[3]。總生存期持續(xù)時(shí)間的增加是由于一線治療的改善，以及通過各種檢測(cè)手段(如生物標(biāo)志物)更準(zhǔn)確并及早地識(shí)別mCRC，這些檢測(cè)手段有助于優(yōu)化治療分配，從而改善患者預(yù)后。

目前篩查CRC的方法很多，主要包括糞便常規(guī)檢查、結(jié)腸鏡檢查、結(jié)腸成像術(shù)、計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)、鋇灌腸雙對(duì)比造影檢查[4]。然而，這些方法大多敏感性有限或特異性不高，且具有侵入性使患者遭受痛苦。 腫瘤標(biāo)志物檢測(cè)是重要的臨床診斷CRC的手段之一，具有無創(chuàng)、快速、簡(jiǎn)單、可重復(fù)性好的特點(diǎn)，在臨床上對(duì)CRC的早期診斷、治療和預(yù)后起著重要作用。CRC的診斷標(biāo)志物包括癌胚抗原(CEA)、糖類抗原19-9(CA19-9)、糖類抗原242(CA242)、糖類抗原72-4(CA72-4)和糖類抗原50(CA50)[5]。此外，CRC患者的一些常規(guī)實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)也可能存在明顯的異常，如CRC患者凝血異常、貧血等，這些指標(biāo)與癌癥轉(zhuǎn)移、分期和預(yù)后相關(guān)。在這些CRC的潛在標(biāo)志物中，采用多個(gè)標(biāo)志物的聯(lián)合診斷而不是采用單一標(biāo)志物被證明是更具有發(fā)展前景的方法，其更有益于患者的臨床管理。本研究中，本課題組回顧性分析了CRC患者的一些實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)，以確定與轉(zhuǎn)移相關(guān)的潛在因素。并且，本課題組開發(fā)并內(nèi)部驗(yàn)證了一種諾模圖用于術(shù)前對(duì)患者CRC轉(zhuǎn)移進(jìn)行預(yù)測(cè)，以促進(jìn)充分的術(shù)前評(píng)估和準(zhǔn)確的臨床決策，以進(jìn)行個(gè)體化治療。

1 資料與方法

1.1一般資料 回顧性分析2014年7月至2018年4月同濟(jì)大學(xué)附屬同濟(jì)醫(yī)院初診為CRC患者的病例資料。排除標(biāo)準(zhǔn)：血液病患者；入院前3個(gè)月進(jìn)行過輸血治療者；血液標(biāo)本檢測(cè)和手術(shù)前接受過放化療者；臨床及病理資料不完整者。最終106例患者納入本研究，其中男66例、女40例，年齡17～93歲、中位年齡65歲。根據(jù)美國(guó)癌癥聯(lián)合會(huì)(AJCC)發(fā)布的第八版癌癥分期手冊(cè)[6-7]，將患者分為轉(zhuǎn)移組52例(49.1%)，未轉(zhuǎn)移組54例(50.9%)。

1.2方法

1.2.1儀器與試劑 XN9000全自動(dòng)血細(xì)胞分析儀(日本希森美康公司)；原裝配套試劑和高、低兩個(gè)濃度水平的質(zhì)控品(日本希森美康公司)。羅氏E601電化學(xué)發(fā)光免疫分析儀(德國(guó)羅氏公司)，羅氏糖類抗原檢測(cè)試劑盒及羅氏糖類抗原定標(biāo)液(德國(guó)羅氏公司)，質(zhì)控品為Bio-Rad公司的Lyphochek Tumor Marker Control。

1.2.2標(biāo)本采集和檢測(cè) 采集研究對(duì)象清晨空腹靜脈血于含抗凝劑(EDTA-K2)的真空采血管和促凝真空采血管。血常規(guī)采用XN9000全自動(dòng)血細(xì)胞分析儀(日本希森美康公司)檢測(cè)，腫瘤標(biāo)志物采用羅氏E601電化學(xué)發(fā)光免疫分析儀(德國(guó)羅氏公司)檢測(cè)，檢測(cè)前均確定儀器在控。

1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS19.0統(tǒng)計(jì)軟件包分析，使用二元Logistic回歸分析比較mCRC和非mCRC患者的實(shí)驗(yàn)室參數(shù)，并對(duì)有差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的變量(P<0.05)進(jìn)行多元Logistic回歸分析，從而得到獨(dú)立的預(yù)測(cè)因子。使用R軟件中的“rms”庫(3.4.3版；http://www.Rproject.org)建立基于獨(dú)立預(yù)測(cè)因子的諾模圖。采用一致性指數(shù)(C-指數(shù))和受試者工作特征(ROC)曲線下面積(AUC)評(píng)價(jià)諾模圖的診斷效能。通過決策曲線分析(DCA)確定閾值概率范圍，并對(duì)諾模圖進(jìn)行臨床驗(yàn)證。

2 結(jié) 果

2.1CRC患者的一般臨床資料 本研究共納入106例新診斷的CRC患者。中位年齡為65歲(年齡17～93歲)。男性患者占比較高(男性62.3%，女性37.7%)。52例(49.1%)最終確診為mCRC。相關(guān)實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)：血紅蛋白(Hb)、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化比值(INR)、活化部分凝血活酶時(shí)間(APTT)、凝血酶時(shí)間(TT)、纖維蛋白原(FBG)的檢測(cè)結(jié)果見表1。

表1 患者的實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果

2.2mCRC的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子 對(duì)所有參數(shù)進(jìn)行單因素分析，結(jié)果顯示CEA、CA19-9、CA242、CA50、Hb、INR與CRC是否轉(zhuǎn)移有關(guān)(P<0.05)；其他參數(shù)，包括年齡、性別、CA72-4、APTT、TT、FBG等參數(shù)與CRC是否轉(zhuǎn)移不相關(guān)(P>0.05)。多元分析中，采用Logistic回歸方法對(duì)單變量分析中的所有重要參數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，只有CA242(P=0.044)、Hb(P=0.034)和INR(P=0.013)對(duì)mCRC有獨(dú)立預(yù)測(cè)作用。見表2。因此，選擇這些預(yù)測(cè)因子建立了該模型。

表2 術(shù)前各參數(shù)用于預(yù)測(cè)CRC是否轉(zhuǎn)移的單因素和多因素分析

續(xù)表2 術(shù)前各參數(shù)用于預(yù)測(cè)CRC是否轉(zhuǎn)移的單因素和多因素分析

2.3預(yù)測(cè)諾模圖的建立 所選預(yù)測(cè)值的諾模圖如圖1所示。每個(gè)變量在分值表上都有一個(gè)分?jǐn)?shù)。通過將每個(gè)變量的得分相加，并以總分為參考，可以畫一條直線來預(yù)測(cè)CRC患者的轉(zhuǎn)移概率。

圖1 所選預(yù)測(cè)值的諾模圖

2.4諾模圖的性能 經(jīng)內(nèi)部驗(yàn)證，預(yù)測(cè)概率和實(shí)際概率之間的校準(zhǔn)圖顯示出良好的一致性，見圖2A。此外，當(dāng)使用諾模圖得出的總分作為預(yù)測(cè)因子進(jìn)行ROC曲線分析時(shí)，預(yù)測(cè)mCRC的諾模圖AUC為0.731(95%CI:0.637～0.826),見圖2B。諾模圖的決策曲線分析(DCA)如圖2C所示。DCA的結(jié)果表明，當(dāng)患者的閾值概率大于10%時(shí)，諾模圖預(yù)測(cè)mCRC的能力在臨床上是有效的。例如，如果患者的閾值概率為40%，那么決定是否進(jìn)行臨床干預(yù)的凈收益為0.198。

注：A為預(yù)測(cè)概率和實(shí)際概率之間的校準(zhǔn)圖；B為使用諾模圖得出的總分作為預(yù)測(cè)因子進(jìn)行ROC曲線分析；C為諾模圖的DCA。

3 討 論

CRC的早期診斷和轉(zhuǎn)移監(jiān)測(cè)一直是臨床研究的難點(diǎn)。隨著基因突變篩查、脫落細(xì)胞DNA(cfDNA)、循環(huán)腫瘤細(xì)胞(CTCs)等新檢測(cè)方法的發(fā)展，mCRC的診斷能力不斷提高[8-9]。然而，由于方法學(xué)和實(shí)驗(yàn)室條件的限制，這些方法尚未廣泛應(yīng)用于臨床。目前，CRC的臨床診斷仍依賴傳統(tǒng)的腫瘤標(biāo)志物和CT等工具，無法準(zhǔn)確的判斷是否轉(zhuǎn)移。有研究發(fā)現(xiàn)[10]，術(shù)前CT或磁共振成像(MRI)臨床診斷為非轉(zhuǎn)移性側(cè)淋巴結(jié)癌的患者中，有7.4%的患者在行LLN病理解剖時(shí)發(fā)現(xiàn)有轉(zhuǎn)移。因此，一些研究開發(fā)了放射組學(xué)諾模圖預(yù)測(cè)CRC的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移[11]。諾模圖是一種簡(jiǎn)單直觀的統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)模型，可以產(chǎn)生預(yù)測(cè)事件的數(shù)值概率。因此被廣泛用作預(yù)測(cè)疾病預(yù)后的實(shí)用模型[12]，由于它們的簡(jiǎn)單性和圖形表示，也有研究發(fā)現(xiàn)[13]其可以用于預(yù)測(cè)癌癥轉(zhuǎn)移。在諾模圖中，每個(gè)變量根據(jù)其權(quán)重分配不同的點(diǎn)，并顯示在刻度的頂部。所有選定變量的總分產(chǎn)生事件概率的數(shù)值預(yù)測(cè)，以最低標(biāo)度顯示。這是第一項(xiàng)根據(jù)術(shù)前實(shí)驗(yàn)室參數(shù)制定諾模圖用于術(shù)前預(yù)測(cè)mCRC的研究。

在本研究中，首先通過單因素和多因素回歸分析回顧性地確定了轉(zhuǎn)移性CRC的一些術(shù)前實(shí)驗(yàn)室參數(shù)。本研究結(jié)果顯示，CRC患者CA242、Hb和INR是CRC轉(zhuǎn)移的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子,基于這3個(gè)參數(shù)，本課題組建立了mCRC的術(shù)前諾模圖，并采用ROC曲線驗(yàn)證了預(yù)測(cè)模型的準(zhǔn)確性可信。DCA結(jié)果表明，諾模圖在預(yù)測(cè)CRC轉(zhuǎn)移方面效果良好，并可根據(jù)其閾值概率來預(yù)測(cè)其臨床凈效益。

CRC的治療策略基于精確的術(shù)前分期，這意味著不同的治療方案和不良預(yù)后。腫瘤標(biāo)志物的檢測(cè)是臨床實(shí)驗(yàn)室癌癥診斷中最常用的方法。預(yù)測(cè)標(biāo)志物的大規(guī)模臨床評(píng)估正在進(jìn)行中，包括確定分期、轉(zhuǎn)移和治療反應(yīng)。先前的研究表明[14]，一些腫瘤標(biāo)志物與CRC的分期、轉(zhuǎn)移和預(yù)后相關(guān)。本研究結(jié)果顯示：CEA、CA19-9、CA242和CA50在轉(zhuǎn)移性CRC和非轉(zhuǎn)移性CRC之間有顯著差異。多因素分析顯示，CA242是術(shù)前預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)移性CRC的獨(dú)立因素，提示CA242可能是一個(gè)更好的預(yù)測(cè)因子。這也與先前的研究一致，LEVY等[15]報(bào)告CA242在術(shù)前分期方面似乎比CA19-9和CEA更敏感，尤其是在比較CRC早期診斷和轉(zhuǎn)移階段方面。此外，本研究還表明，Hb和INR是mCRC的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子。貧血是各種癌癥的常見不良反應(yīng)，貧血的術(shù)前管理已經(jīng)被強(qiáng)調(diào)為一個(gè)特別關(guān)注的領(lǐng)域，這在CRC手術(shù)中尤其重要。貧血的早期診斷非常重要，因?yàn)槿绻恢委煟瑥脑\斷到手術(shù)，Hb水平會(huì)繼續(xù)下降，而且術(shù)前貧血與異基因紅細(xì)胞輸血(ARBT)需求增加有關(guān)。此外，本研究的諾模圖顯示：INR對(duì)mCRC術(shù)前預(yù)測(cè)的貢獻(xiàn)最大。以前的一項(xiàng)研究報(bào)告稱，在95%的轉(zhuǎn)移性癌癥中，近一半的患者有一些凝血參數(shù)異常[16]。研究發(fā)現(xiàn)[17]，在CRC中，PT水平與腫瘤大小相關(guān)；而D-二聚體和INR值與CRC的疾病分期相關(guān)。根據(jù)美國(guó)臨床腫瘤學(xué)會(huì)2014年臨床實(shí)踐指南更新，接受重大腫瘤手術(shù)的患者應(yīng)接受預(yù)防性治療，治療應(yīng)在術(shù)前開始，術(shù)后至少持續(xù)7～10 d。對(duì)于那些有高危特征的腹部或盆腔手術(shù)患者，應(yīng)考慮將術(shù)后預(yù)防延長(zhǎng)至4周。此外，有研究表明[18]，在同時(shí)使用口服抗凝藥物(如華法林和瑞格拉非尼)的晚期CRC患者中，應(yīng)定期監(jiān)測(cè)INR。

本研究也存在一些需要注意的局限性。本研究為回顧性研究，可能存在選擇偏倚。其次，由于患者數(shù)量有限，無法建立外部驗(yàn)證隊(duì)列。最后，只收集了可用的實(shí)驗(yàn)室參數(shù)。應(yīng)增加更多的臨床預(yù)測(cè)因子以改善模型的性能，包括CRP、ESR等炎癥因子或一些新興的分子標(biāo)記，以及基因突變，包括RAS突變和BRAF突變，也應(yīng)該被引入。當(dāng)然，該預(yù)測(cè)模型仍需要由多中心和大規(guī)模人群進(jìn)行外部驗(yàn)證。總之，本研究提出了一個(gè)基于實(shí)驗(yàn)室參數(shù)的諾模圖，該諾模圖在計(jì)算mCRC術(shù)前預(yù)測(cè)的有效性時(shí)得到了內(nèi)部驗(yàn)證。基于這些標(biāo)志物的模型對(duì)mCRC的診斷和預(yù)后預(yù)測(cè)也具有重要的臨床意義。