進展期胃癌新輔助化療前后身體成分變化與化療療效的關系探討*

周文星 王晴晴 張曉靜 翁湧 陳周 馬玉濱

胃癌是全球第五大惡性腫瘤，位居腫瘤相關死亡的第4 位。位居中國常見惡性腫瘤第2 位，癌癥相關死亡原因第2 位。據統計，2018 年全球胃癌的新發病例數超過100 萬例，其中死亡病例預估約783 000例[1]，死亡率約78.3%。每年大多數新診斷的胃癌主要位于亞洲和南美洲等國家和地區[2]，雖然近幾年胃癌發生率較前有所降低，但中國患者的死亡率（84.5%）和5 年患病率（27.6/100 000 例）仍高于大多數發達國家，尤其國內西北地區經濟及醫療水平相對落后，胃癌發生率及死亡率更高[3]。

身體成分通常包括肌肉、皮下脂肪與內臟脂肪，可以反映全身肌肉與脂肪組織的分布情況[4]，其無法通過測量體質量或是計算體質量指數（BMI）達成。在BMI 及各身體成分中，僅骨骼肌密度（skeletal muscle density，SMD）與骨骼肌體質量指數（skeletal muscle index，SMI）是進展期胃癌患者總生存期（overall survival，OS）與無進展生存期（progression free-survival，PFS）的獨立預后因素。在接受根治性切除術的胃癌患者中，肌少癥可以獨立預測OS 與從手術切除至局部復發的時間（disease free-survival，DFS）。醫學影像中顯示新輔助化療后腫瘤大小變化的療效評估在臨床腫瘤的評估和治療中相當重要。因此，精確可靠的病變量化對于臨床腫瘤學的反應評估至關重要。如何建立一個簡單、有效的工具用于新輔助化療療效的實時判斷及預后分層逐漸成為目前研究的熱點。本研究旨在開發一項新的放射組學評分，以預測對新輔助化療的治療療效并研究其在生存分層中的功效，利用回顧性分析以及一個外部驗證隊列，分析身體成分在胃癌新輔助化療中的價值，同時以外部數據進行驗證。

1 材料與方法

1.1 臨床資料

回顧性分析2012 年1 月至2018 年12 月于青海大學附屬醫院行新輔助化療以及手術治療的局部進展期胃癌患者的一般資料、臨床病理資料及影像學資料，截取患者新輔助治療前后第三腰椎水平節段各身體成分的CT 影像，根據影像學各身體成分灰度值差異運用sliceOmatic 5.0 軟件計算各成分面積變化。納入標準：1）年齡18～80 歲；2）原發性胃惡性腫瘤并且病理證實為腺癌，臨床分期為cT2-4NxM0；3）既往6 個月內未接受過放（化）療或其他抗腫瘤治療；4）化療前、后的影像資料齊全。排除標準：1）既往或合并有其他臟器的惡性腫瘤；2）術前與術中檢查發現轉移證據；3）既往接受過胃切除術或內鏡黏膜下剝離術；4）伴有糖尿病、高血壓等其他疾病且控制不佳者；5）術前檢查合并有其他惡性腫瘤或既往有惡性腫瘤史。按照上述標準，共納入170 例患者，為盡可能降低選擇偏移，因福建醫科大學附屬協和醫院醫師的手術方式及步驟與本院基本相近，化療方案基本相同，故按照相同標準選取該院2012 年1 月至2018 年12 月共213 例患者作為外部驗證。

1.2 方法

1.2.1 治療方案 所有患者至少接受2 個周期的新輔助化療。所有化療方案均以氟類藥物為基礎，包括替吉奧、吉西他濱、氟尿嘧啶與奧沙利鉑、紫杉醇、多西他賽等的組合[5-6]。化療方案：奧沙利鉑+氟尿嘧啶方案：奧沙利鉑85 mg/m2靜脈滴注第1 天，亞葉酸鈣400 mg/m2靜脈滴注第1 天，氟尿嘧啶400 mg/m2靜脈推注第1 天，然后2 400～3 600 mg/（m2·d）持續靜脈滴注46 h，每14 d 重復。SOX 方案：奧沙利鉑130 mg/m2靜脈滴注第1 天，替吉奧40 mg/m2口服1天2 次，d1～14，每21 d 重復。DOF 方案：多西他賽50 mg/m2靜脈滴注第1 天、奧沙利鉑85 mg/m2靜脈滴注第1 天，氟尿嘧啶1 200 mg/m2，d1～2，每14 d重復。

1.2.2 影像資料獲取方法 所有患者每6～8 周復查腹部CT 增強+三維重建1 次，并與基線對照，必要時檢查PET/CT、胸部CT 或胃鏡。所有CT 檢查結果由經驗豐富的影像科醫生根據RECIST 1.1 標準評價影像學反應。在新輔助化療完成的3 周后，所有患者均接受了胃切除術。根據第14 版日本《胃癌處理規約》選擇胃切除范圍并進行胃周圍淋巴結的清掃[7]，每個切除的標本均經過病理科醫師進行大體切片和組織學檢查，采用2016 年第8 版國際抗癌聯盟（UICC）分期標準進行TNM 分期，根據Becker 腫瘤退縮分級（TRG）標準評估原發腫瘤的病理學反應。

1.2.3 影像資料處理方法 鑒于L3 椎體截面的身體成分信息能夠較好地反映全身脂肪與肌肉的分布情況，本研究選擇此解剖部位的CT 圖像進行分析[8]。研究者事先接受集中培訓，包括如何準確地獲取L3 椎體水平的CT 圖像、如何準確地分割并計算不同身體組分特征。在對患者的任何信息均不知情的前提下，利用sliceOmatic 5.0（TomoVision）軟件對170 例患者新輔助化療前、后的CT 資料進行分析（化療前與化療后選取的截面保持盡可能一致）[9]。所有身體成分均根據身高的平方進行標準化，依次得到皮下脂肪指數（單位：cm2/m2）、內臟脂肪指數（單位：cm2/m2）、SMD（單位：Hu）及SMI（單位：cm2/m2），從而計算出肌肉指數變化值及肌肉密度變化值，即化療后與化療前的骨骼肌體質量指數之差及肌肉密度之差（ΔSMI、ΔSMD）。利用sliceOmatic 5.0 軟件處理后身體成分比例（圖1）。

圖1 局部進展期胃癌患者身體成分比例圖

1.2.4 隨訪 所有患者隨訪方式包括電話隨訪、門診復查和信件隨訪。前2 年，每3 個月隨訪1 次，第3～5 年，每6 月隨訪1 次，以后每年隨訪1 次。另外，建議患者每年行1 次內鏡檢查。

1.3 統計學分析

采用SPSS 22.0 軟件進行統計學分析。使用χ2檢驗、t檢驗或非配對t檢驗比較分類或連續資料之間的關系。繪制生存曲線圖，生存率的比較采用Logrank 檢驗。應用Pearson 相關系數研究不同因素間的線性關系。應用Logistic 模型分析病理緩解程度的獨立預測因素。使用Logistic 回歸對影響生存的因素進行單因素和多因素分析，確定復發后生存的獨立預后因素。以P＜0.05 為差異具有統計學意義。

2 結果

2.1 一般資料

本研究入組人群的基線特征見表1。其中，男性139 例（81.8%），女性31 例（18.2%），平均年齡（56±8.7）歲。

首次診斷時青海大學附屬醫院141 例（82.9%）患者評估為cT4 期，福建醫科大學協和醫院168 例（78.9%）患者評估為cT4 期；青海、福建兩院的患者一般資料相比較僅在Lauren 分型及ypT 分期上存在差異（P＜0.05）。中位新輔助化療時間為83（69～104）天。在完成新輔助化療后，160 例（94.1%）患者進行R0 切除，術后病理顯示腫瘤緩解程度超過50% 共84 例（49.4%），20 例（11.8%）患者的術后病理顯示腫瘤緩解程度超過90%。148 例患者（87.0%）接受術后輔助化療（表1）。

表1 患者一般資料比較

2.2 新輔助化療前后的身體成分特征

在接受新輔助化療前，本研究患者的SMI 平均值±標準差為（47.70±8.14）cm2/m2，在新輔助化療完成后，SMI 平均值±標準差為（48.25±8.02）cm2/m2。新輔助化療前后SMI 差異具有統計學意義（P=0.023）。其余身體各成分在新輔助化療前后的變化均無顯著性差異（均P＞0.001），新輔助化療前后的身體成分特征比較見表2。

2.3 新輔助治療前后患者各身體成分的變化與病理緩解程度間的關系

根據病理緩解程度（≥50%vs.＜50%）對身體成分模式進一步分析。結果顯示，病理緩解程度不同的患者在新輔助化療前皮下脂肪指數、新輔助化療后皮下脂肪指數、皮下脂肪指數變化值、新輔助化療前內臟脂肪指數、新輔助化療后內臟脂肪指數、內臟脂肪指數變化值、新輔助化療后SMD 及ΔSMD 均無顯著性差異（P＞0.05）；新輔助化療前SMD 上發現差異，說明病理緩解程度≥50%患者在新輔助化療前SMD 與病理緩解程度＜50% 患者相比顯著較高（P=0.048，P＜0.05）。病理緩解程度≥50%患者的ΔSMI、新輔助化療前SMD、新輔助化療后SMD 與病理緩解程度＜50%患者相比顯著較高，差異存在統計學意義（平均值：1.7vs.-0.6，P＜0.001；46.6vs.41.3，P＜0.001；45.8vs.41.9，P=0.001）。因此，本研究認為新輔助化療前后的ΔSMI 以及新輔助化療前SMD 與病理緩解程度間存在密切聯系；這一指標與其他身體成分模式及臨床特征間未發現顯著的相關性（表2）。腫瘤病理緩解程度不同的患者在累積生存上差異具有統計學意義（P＜0.05），病理緩解程度≥50%患者的累積生存率高于病理緩解程度＜50%患者（圖2）。

圖2 腫瘤病理緩解程度不同的患者遠期生存曲線

表2 新輔助化療前后的身體成分特征比較

2.4 身體成分預測病理緩解的多因素Logistics 分析

鑒于影像學反應是目前臨床上用于評估病理學緩解的最常用標準，采用多因素Logistic 回歸模型研究新輔助化療前后ΔSMI 與影像學反應對于病理學緩解的預測價值。結果顯示，新輔助化療前后ΔSMI能夠獨立預測病理學緩解（OR=1.308，P＜0.001），而且新輔助化療前SMD 與病理緩解密切相關（OR=1.131，P=0.001，表3）。

表3 預測病理緩解的多因素Logistics 分析

2.5 ΔSMI 對于術后遠期結局的預測

根據約登指數計算的臨界值SMD 為43.7，而ΔSMI 為1.2。在生存分析中，本研究排除了34 例隨訪時間不足12 個月的患者。ΔSMI≥1.2 與ΔSMI＜1.2在近期術后并發癥方面無顯著性差異（P＞0.05）。ΔSMI不同的患者在遠期生存方面存在顯著性差異（P＜0.05），ΔSMI≥1.2 的患者累積生存率高于ΔSMI＜1.2 的患者（圖3）；當腫瘤病理緩解程度≥50%的患者肌肉容積變化程度不同時，患者在遠期生存上表現出顯著性差異（P＜0.05），表明腫瘤病理緩解程度≥50%的患者中ΔSMI≥1.2 患者的累積生存率高于ΔSMI＜1.2 的患者（圖4）。ΔSMI≥1.2 的患者其OS 顯著優于ΔSMI ＜1.2 的患者（P＜0.05）。單因素分析后，性別、Lauren 分型、ypTNM 分期、術后化療與ΔSMI 均是OS 的預測因素（OR＞1.000）；OS 經過多因素分析后，僅ΔSMI（OR=1.744，95%CI ：0.950～3.313；P=0.072）與ypTNM 分期是獨立預后因素，說明ΔSMI≥1.2 可以獨立預測較好的總生存期（表4）。

表4 患者總體生存的單因素與多因素分析

圖3 肌肉容積變化程度不同的患者遠期生存曲線

圖4 腫瘤病理緩解程度≥50%的患者與肌肉容積變化程度不同的患者遠期生存曲線

3 討論

全球胃癌患者總生存率約為總發病例數的25%[10]，因早期胃癌臨床癥狀較為隱匿，大部分患者在確診時已是中晚期，即便在接受D2 根治性胃切除術及輔助化療等綜合治療后，5 年生存率也僅為20%～30%[11]。全球的總體生存率統計數據同樣較差[12]，預后不容樂觀[13-14]。總生存率低的原因考慮與多因素相關，主要表現在發現腫瘤時間較晚、腫瘤內異質性高和化療耐藥性等[15-16]。目前新輔助化療逐漸進入臨床，已成為局部進展期胃癌患者綜合治療中不可或缺的一部分。已有研究證實，新輔助化療確實能夠有效的使腫瘤降期、提高R0 切除率并且帶來生存的獲益[17-19]。

本研究根據局部進展期胃癌患者新輔助化療前后通過一種新型影像學模式測量患者身體成分的變化，來預測患者化療病理緩解程度與術后近遠期療效，同時使用外部數據進行外部驗證。結果顯示，ΔSMI 是腫瘤組織學反應的一個重要的預測因素。病理緩解程度≥50%的患者其ΔSMI 顯著高于病理緩解程度＜50%患者；同時，ΔSMI 較高的患者其術后并發癥發生率更低并且擁有顯著更長的OS。接受化療和其他全身性惡性腫瘤治療的患者中，肌肉質量降低與治療相關毒性增加有關。一般而言，肌肉質量損失主要由促炎細胞因子介導，包括 IL-6、IL-10 和 TNF-α。國際上于2008 年首次提出了化療引起的肌肉萎縮的概念。而本研究證實ΔSMI 較高的患者其術后并發癥發生率更低并且擁有顯著更長的OS。食管癌與胃癌患者新輔助治療期間的肌肉、脂肪組織的減少與不良的術后結局密切相關。本研究發現，ypTNM 分期、術后化療與ΔSMI 均是OS 的預測因素（OR 均＞1.000），間接證實ΔSMI 可以作為獨立預測新輔助化療療效的指標。在預測病理緩解程度是否超過50%方面，病理緩解程度≥50%患者的肌肉指數變化值與病理緩解程度＜50%的患者相比顯著較高，差異具有統計學意義（P＜0.001）。同樣，ΔSMI ≥1.2 的患者其OS 顯著優于ΔSMI＜1.2 的患者，獨立于病理分期以及組織學反應；最后結合福建科大學附屬協和醫院所提供的數據結果加以驗證，兩者結果具有一致性。本研究提出了一個新影像學指標（ΔSMI），用于準確預測腫瘤的組織學反應。新輔助化療后，腫瘤進展或復發的患者，再次系統檢查及活檢易于診斷，然而相對于活檢陰性或腫瘤完全緩解的患者傳統檢查方法無法檢出，亟需一種無創且可行的方法。ΔSMI 有望成為評估化療療效、決定患者手術時機、延長患者總生存期的一個簡便、客觀、有效、無創的指標。

本研究尚存在一些不足：1）本研究為回顧性研究，存在一定的選擇偏倚。外部驗證隊列可以較好的減少此部分偏倚；2）缺少患者在新輔助化療期間的化療不良反應以及營養支持治療的詳細信息，對于結果可能存在潛在影響；3）納入的患者絕大部分僅接受新輔助化療，少數患者接受了放療或者免疫（靶向）治療，研究結論是否可以推廣至此部分人群仍需要未來進一步研究。缺乏上述結果的干預措施，是本研究的明顯局限性。未來研究的方向應包括前瞻性的康復前干預，營養給予和運動，以減輕接受新輔助化療的患者的肌肉質量損失。

致謝：感謝福建醫科大學附屬協和醫院協助提供患者基本資料詳細數據與最終結果數據用以外部驗證。