直肠癌新辅助治疗后病理完全缓解的预测进展

邹雨恒 刘健博 汪晓东 李立

美国国立综合癌症网络（national comprehensive cancer network，NCCN）报道，新辅助治疗可使局部进展期直肠癌（local advanced rectal cancer，LARC）中8%～35%的患者达到病理完全缓解（pathologic complete response，pCR）［1］。精准预测pCR能为下一步个性化治疗及获得更好的治疗效果提供依据。本文就此展开对既往研究报道的回顾和总结。

一、病理特征

（一）基因/分子特征

就目前多项研究从分子/基因机制对新辅助治疗后pCR进行预测来看，影响pCR的因素是多样的，他们可能共同对pCR进行调节。有几项研究从miRNA与pCR的关系进行了研究：Du等［2］通过基因芯片发现pCR组和非pCR组相比，手术标本中36种miRNA表达水平上调，5种miRNA表达水平下降。其中，miR-548c-5p、miR-548d-5p和miR-663a与pCR显著相关，对于其可能的机理分析为miRNA通过调节干细胞多能性和泛素介导的蛋白酶解发挥作用，还可能调节与直肠癌相关的基因，包括白细胞介素（IL）-6信号转导子（IL6ST）、细胞周期检查点激酶2（CHEK 2）、Ki-67，通过调节细胞凋亡进而提高pCR率。Kheirelseid等［3］的研究认为新辅助放化疗前失调的miR-16和下降的miR-153降低了pCR，联合miR-16、miR-153和miR-590-5p对pCR进行预测中位准确度100%。现阶段尽管有对于miRNA为基础的pCR预测研究，但是都还停留在尝试阶段，样本量小，未对机制机理提出更有价值的结论，还需要进一步深入研究。

除了miRNA，还有部分研究从影响细胞增殖、衰老的表达产物，利用新辅助治疗前活检标本的免疫组织化学染色对pCR进行预测。Martinez-Useros等［4］从p38-MAPK信号通路发现DEK与磷酸化的p38表达相关（P=0.027），高表达的DEK具有预测pCR的潜在价值（P=0.023）。Peng等［5］从线粒体凋亡途径提供了另一种预测pCR的思路，表达水平高的APAF-1可作为pCR的预测因子（OR=5.291，95%CI：1.342～13.699；P=0.014）。还有研究从表皮生长因子受体家族及配体探究其与pCR的关系，Kundel等［6］的研究纳入47例患者，发现免疫组织化学标本中表皮生长因子受体增长1个百分点时，pCR增加3.9%，可作为连续性指标对pCR进行预测，但Yu等［7］的研究表明作为预测因子的应该是血管内皮生长因子（OR=1.77，95%CI：1.10～2.85；P=0.001），而不是表皮生长因子受体（OR=1.27，95%CI：0.94～1.71；P=0.11）。

在基因突变/多态性的研究上，一项研究探究了单核苷酸多样性对5-氟尿嘧啶（5-Fluorouracil，5-Fu）代谢的影响，5-Fu靶向的腺苷酸合酶（thymidylate synthase，TS）由2R/3R基因控制，等位基因3R的第二个重复单位可能突变为3G基因或3C基因，当至少含有一个3G基因，就更可能实现pCR［8］。KRAS基因突变分析也得到了广泛的报道，但是否进行靶向治疗及靶向治疗的方案会影响pCR。在不进行靶向治疗时KRAS突变意味着更难实现pCR（OR=0.34，95%CI：0.17～0.66，P=0.002），尤其是G12V和G13D突变［9］；在mFOLFOX6的基础上，KRAS野生型使用西妥昔单抗，KRAS突变型使用贝伐珠单抗的pCR率差异无统计学意义（P=0.336）［10］。也有研究显示在使用西妥昔单抗、卡培他滨和局部放疗的情况下KRAS突变与pCR无关（P=1.000）［11］。基因多态性对pCR的研究还包括：Sebio等［12］纳入84位患者的研究表明编码双调蛋白（AREG）基因中的rs11942466 C＞A可作为pCR的预测因子（OR=0.26，95%CI：0.06～0.79；P=0.0149）， 而研究中选择的表皮生长因子和表皮生长因子受体的单核苷酸多样性位点均未能预测pCR（P＞0.05）。

（二）血液相关指标

1.血红蛋白（hemoglobin，Hb）

Hb水平和血液中的含氧量有关，有一种推测为肿瘤组织含氧量充分是肿瘤组织氧合的重要因素进而可影响肿瘤对放疗的反应，故有很多研究探究了Hb对pCR的预测能力，但不同研究显示Hb对pCR的预测存在矛盾，Hb对pCR的预测能力及预测模式还需要更多探讨。

在一项将Hb作为连续变量的分析表明，Hb≥ 140 g/L（P=0.03）和 150 g/L（P=0.03）均可作为pCR的预测因子［13］。一个单中心的研究表明，术前Hb水平在pCR和非pCR中有显著不同（13.68 g/dL vs.13.20 g/dL，P=0.04），但不具有 相 关 性（P=0.271）［14］。Krauthamer等［15］的研究中，以12 g/dL作为临界值与pCR无关，无论是临床Ⅱ期还是临床III期（P＞0.05）。

但一项数据量大的回顾性研究表明，手术前贫血（男性Hb＜7 mmol/L，女性Hb＜6.5 mmol/L）的患者更可能实现pCR（OR=1.28，95%CI：1.04～1.57；P=0.019）［16］，机理尚不清楚，一个可能的推测为贫血导致瘤内缺氧和肿瘤对电离辐射的抵抗力降低，但尚无实验证实。

2.中性粒-淋巴细胞比例（neutrophillymphocyte ratio，NLR）

高NLR是全身炎症反应综合征的标志，但NLR对pCR的预测价值有限，无论是在治疗前还是治疗后：Runau等［14］的研究表明，pCR和非pCR的患者之间NLR值有差异（4.352 vs.5.241，P=0.001），但不能作为pCR的预测因子（OR=1.067，95%CI=0.914～1.246；P=0.410）。将NLR从1.8～4.2每0.2为间隔作为临界值的研究中，所有临界值都不能预测pCR（P＞0.05）［13］。对临床分期为III期的局部直肠癌患者NLR＜5可作为pCR的预测因子（OR=2.54，95%CI：1.52～4.18；P=0.04），但在临床分期为II期的患者中无预测能力（OR=1.12，95%CI：0.86～2.83；P=0.49）［15］。仅有一项研究表明NLR≤4.564可预测pCR（OR=4.564，95%CI：1.226～16.993；P=0.024）［17］。但可以确定的是，低NLR和更好的肿瘤反应有关［13-14，18］。

3.肿瘤标记物

癌胚抗原（carcinoembryonic antigen，CEA）是与细胞黏附密切相关的糖蛋白，作为广谱肿瘤标志物，虽然不能作为诊断某种恶行肿瘤的特异性指标，但临床上常使用该指标进行恶性肿瘤的鉴别诊断，病情监测，并且CEA值获取方便。

在用CEA对pCR预测的多项回顾性研究中，较低CEA水平与pCR有关。可参考新辅助治疗前、后的CEA进行pCR的预测。

CEA的临界标准尚未确定，新辅助治疗前CEA＜5 ng/mL可作为pCR的预测因子：Lee等［19］的研究结果为（OR=2.921，95%CI：1.365～6.253；P=0.006），Wallin等［20］的研究结果为（OR=0.90，95%CI：0.81～1.00；P=0.04）。Li等［21］的研究认为CEA≤3.35 ng/mL可预测pCR（OR=1.427，95%CI：1.192～1.709，P ＜ 0.001，AUC=0.785）。

另有研究表明新辅助治疗后的CEA是pCR的预测因子：CEA≤2 ng/mL可作为pCR的预测因子（OR=1.579，95%CI：1.026～2.432；P=0.038）［17］。Kalady等［22］的研究中pCR患者和非pCR患者的CEA出现统计学上显著不同（2.1 ng/mL vs.3.0 ng/mL，P=0.03），但差异小于1 ng/mL，在临床上预测pCR的价值有限，以2.5 ng/mL为临界值不具有预测能力（OR=0.58，95%CI：0.25～1.35；P=0.21）。

在一组研究中，对pCR具有预测价值的是新辅助治疗前后的CEA的变化值，治疗开始前7天内和治疗开始后每2周进行测量，将实际的CEA降低水平与理论值（认为CEA变化规律服从经典指数动力学格式）进行曲线模拟，0.9＜R2≤1可预测pCR：训练组：OR=8.30，95%CI：1.56～44.17，P= 0.013，AUC=0.73；验证组：OR=5.22，95%CI：1.02～26.60，P=0.047，AUC=0.69［23］。

值得注意的是，在考虑到吸烟因素时，低CEA仅与不吸烟者的pCR显著相关（不吸烟pCR组CEA=2.9 ng/mL，95%CI=2.0～3.8 ng/mL vs.不吸烟非pCR组CEA=8.3 ng/mL，95%CI=5.8～10.7 ng/mL，P=0.022；吸烟 pCR组CEA=7.0 ng/mL，95%CI=1.9～12.0 ng/mL，吸烟非pCR组CEA=14.8 ng/mL，95%CI=8.9～20.6 ng/mL，P=0.31）［15］，鉴于吸烟对肿瘤放化疗有负面影响，吸烟者的CEA水平较高［24］，吸烟者的CEA水平与pCR无关。其他的几项研究发现，治疗前或治疗后CEA不能用于预测pCR［23，25］，但这些研究都未考虑患者吸烟与否。总体来说，较低的CEA水平和更好的肿瘤缓解有关，但临界值的选择仍存在争议，并需要结合患者是否吸烟的背景来进行考虑。

另外Song等［26］的研究提示新辅助治疗前后CA19-9之比＜1.28可作为缓解的预测因子（r=0.38，OR=1.463，95%CI：1.001～2.137；P=0.049）。未见其他肿瘤标志物（CA125，CA153等）的报道。

（三）影像学特征

1.缘距（distance of tumor from the anal verge，DTAV）

多项研究表明，DTAV可作为pCR的预测因子，但临界值尚未确定且存在多种预测模式，不同预测模式的预测结果可能出现矛盾。一项将DTAV作为连续变量的研究认为DTAV越大，越可能实现pCR，其优势比为DTAV每cm增加1.046倍pCR［14］。与之矛盾的是，Ren等［25］和Peng等［17］的研究以5 cm为标准来区分高位癌和低位癌，并提示低位癌虽然不能作为pCR的预测因子（P＞0.05），但与更高的pCR相关（P=0.024；P=0.044）。另一项以5 cm为标准的研究表明DTAV与pCR之间无关（P=0.464）［27］。从4 cm开始，每2 cm进行DTAV分割的研究指出DTAV＜4 cm或＞8 cm，更难实现 pCR（P=0.008）［28］。

2.肿瘤长度（tumor length，TL）

TL越小越可能实现pCR，TL≤3 cm可作为pCR的预测因子（P＜0.05）［29］。另一项研究也表示TL≤5 cm可作为pCR的预测因子（P=0.035）［30］。

（四）临床TNM分期（clinical TNM，cTNM）

一般认为，cTNM分期更低与更好的预后相关，因此多项回顾性研究就cTNM分期对pCR的预测进行探索。部分研究由于样本数目小，数据分析进行了组间合并，而合并方式不同可能会对研究结果带来影响。

cT分期越高，表明原发肿瘤侵入深度更深，肿瘤的大小可能会影响其对放化疗的敏感性。从逻辑上认为较低的cT分期与更高的pCR有关，但未具体到某一分期对pCR的影响为多少。按cT0-2与cT3-4分组和按cT1-3与cT4分组的研究都认为cT可作为pCR的预测因子（P=0.043，P=0.031）［17，27］。但一项数据量大且未将cT进行合并的研究表明cT分期与pCR无关（P=0.15）［16］。

cN分期表示区域淋巴结是否转移，通常认为较低的cN分期与更好的病理反应有关，但预测pCR价值有限。Peng等［17］的研究将新辅助后cN1-2进行合并与cN0进行比较，cN分期可作为pCR的预测因子（P=0.003）。但按cN0，cN+分组的研究和以cN0-1与cN2分组的研究均认为cN分期不能作为pCR的预测因子（P=0.886；P=0.084）［27，30］。

cM对pCR的预测很少，这与大多数研究在纳入研究对象时排除了远端转移的患者有关。根据已有的研究，出现远端转移，认为不容易实现pCR（P=0.00）［16］。

二、评估手段

通过MRI、肠镜、PET-CT、直肠内超声等评估手段和影像学特征直接对pCR进行估计或通过影像学参数预测pCR。

1.MRI

MRI对pCR的预测可通过定性与定量分析：Griethuysen等［31］在新辅助治疗前通过MRI形态学评估可预测pCR。类似的，Napoletano等［32］的研究通过新辅助治疗后传统MRI的定性评估对pCR的预测结果为：敏感性为80%，特异性为50%，总体诊断能力为71.40%，结合MRI扩散加权影像的定性评估进一步提高了预测能力：敏感性为100%，特异性为67%，总体诊断能力为90.40%。

从MRI扩散加权影像中得到的表观弥散系数（apparent diffusion coeffient，ADC）的定量分析也可预测pCR。对新辅助治疗后ADC的直方图分析（将病灶各部位的ADC值统计为直方图）显示，获得pCR的患者ADC更低，ADC直方图中第25个百分数（临界值为1.39×10-3mm2/s）对pCR的预测效果最好（AUC=0.796，P＜0.001，敏感性为56.3%，特异性为91.4%），但实现pCR的患者和未实现pCR的患者在新辅助治疗前ADC无显著差别［33］。以整个病灶部位的新辅助治疗前中后的ADC平均值为预测因子的预测能力有限，治疗前临界值ADC=0.81×10-3mm2/s时，敏感性为53.8%，特异性为66.7%，AUC=0.62；治疗中临界值ADC=1.05×10-3mm2/s时，敏感性为69.2%，特异性为 66.7%，AUC=0.66［34］。

2.PET-CT

有研究评估了PET-CT预测pCR的能力，最大标准化摄取值（maximum standardized uptake value，SUVmax）及以肝脏为参照指标的SUVmax是常见的预测因子。SUVmax能够反应肿瘤细胞的活性和肿瘤的恶性程度，其临界值尚无标准。在新辅助治疗后，获得pCR的患者表现出更低的SUVmax和以肝脏为参照指标的SUVmax［35-36］。几项研究都表明SUVmax是预测pCR的重要因素，Koo等［35］的研究表示在临界值SUVmax≤2.5时可作为pCR的预测因子，敏感性为68.3%，特异性为87.7%，AUC=0.864；Park等［36］的研究认为SUVmax具有预测价值（当临界值SUVmax=4.36时，敏感性为100%，特异性为53.5%，准确度为52.5%，AUC=0.744），但其预测价值小于以肝脏为参照指标的SUVmax（以肝脏为参照指标的SUVmax≤1.41作为pCR的预测因子，敏感性为88.2%，特异性为64.8%，准确度为68.2%，AUC=0.826）。

3.肠镜

van der Sande等［37］的研究中，由三位医师独立通过新辅助治疗后8～12周的肠镜检查预测是否达到pCR的AUC分别是0.84（95%CI=0.77～0.90），0.80（95%CI=0.73～0.87），和 0.84（95%CI=0.78～0.91），敏感性分别为72%，90%和74%，特异性分别为83%，61%和85%。Kawai等［38］的研究中患者在新辅助治疗后3～8周接受肠镜检查，肠镜特征可作为pCR的预测因子：扁平的边缘肿胀（敏感性为69.1%，特异性为73.9%，准确度为69.7%，P=0.025，OR=3.39）和活检标本中无肿瘤细胞残留（敏感性为65.0%，特异性为78.3%，准确度为66.4%，P=0.004，OR=4.61）。

4.直肠内超声

Liu等［39］的研究表明新辅助治疗后6～7周的直肠内超声预测pCR的敏感性为25.00%，特异性为93.90%，准确性为85.11%，约登指数为0.19。Li等［40］的研究认为新辅助治疗6～8周后和新辅助治疗开始2周在直肠内超声获得的肿瘤最大厚度之比与pCR相关（r=-0.347，P=0.026），预测能力还有待提高。

三、新辅助治疗方案

1.化疗方案

关于化疗方案（基于5-Fu的化疗方案）的研究很少，虽然多篇研究中均涉及多种方案，但并未探究其对新辅助治疗效果的影响。根据已有研究，在都进行长程放疗的情况下，化疗方案的差异对pCR有影响：一项三期的随机对照实验比较了进行5个周期的de Gramont（亚叶酸钙400 mg/m2静脉滴注后氟尿嘧啶400 mg/m2静脉滴注，氟尿嘧啶2.4 g/m2连续静脉滴注48 h）和mFOLFOX（de Gramont基础上每个周期第一天加入奥沙利铂85 mg/m2静脉滴注）pCR率的差异，前组pCR率 为14.0%， 后 组 为27.5%，OR=0.428，95%CI：0.237～0.776；P=0.005［41］。该研究中心的回顾性队列研究表明de Gramont/卡培他滨和mFOLFOX影响了pCR率，后者可作为pCR的预测因子（P=0.000）［25］。

2.放疗剂量/时间

在都进行长程放疗和同步化疗的背景下，几项研究都认为随着放射剂量的增加，新辅助治疗后的pCR率明显提高，其中Hall等［42］、Al-Sukhni等［43］的研究均提示放疗剂量可作为pCR的预测因子（P＜0.05）。在这几项研究中，每次放射剂量为1.8 Gy～2.0 Gy，根据总的放射剂量进行分组，Hall等和Al-Sukhni等的研究均以45.0 Gy和50.4 Gy作为分界值［42-43］。但在 Wiltshire等［44］研究中三组患者接受的放射剂量分别为40 Gy、46 Gy和50 Gy，pCR率分别为15%、23%和33%，差异无统计学意义（P=0.07）。

但长程放化疗和短程放化疗对pCR的影响未见明显差异：Bujko等［45］的随机研究将短程放疗加巩固化疗（放疗剂量25 Gy，5次，5 Gy/次和3周期FOLFOX4）和长程放化疗（放疗剂量50.4 Gy，28次，1.8 Gy/次，第一周和第五周不接受放疗时静脉滴注5-Fu 325 mg/m2/d、亚叶酸钙20 mg/m2/d，每周第一天奥沙利铂静脉滴注50 mg/m2）对pCR的影响进行了比较，结果表明二者在pCR上无统计学意义（16% vs.12%，P=0.17）。Lee等［46］的研究也表明接受长程或短程放化疗患者的pCR差异无统计学意义（13.3% vs.8.0%，P=0.10）。

3.单纯放疗与放化疗的比较

将单纯的放疗与放化疗进行对比的研究认为化疗药物的缺乏，可能导致放疗敏感性降低，进而更难实现pCR：Hoendervangers等［47］将单纯的短程放疗和延迟手术（放疗剂量25 Gy，5次，5 Gy/次，短程放疗结束后与手术间隔时间超过4周）与长程放化疗（放疗剂量45 Gy～50 Gy，25次，1.8 Gy～2 Gy/次，5周，同时加卡培他滨，每日2次，825 mg/m2）进行了比较，后者更易实现pCR（pCR率：6.4% vs.16.2%，P＜0.001）。

4.新辅助放化疗后与手术间隔时间

通过对目前已有对新辅助放化疗研究的回顾，新辅助放化疗和手术时间间隔长短具有预测pCR的价值。在长程放化疗中以时间间隙≥7周：Peng 等［17］（OR=1.795，95%CI：1.151～2.801；P=0.010） 和 Choi等［48］（OR=0.139，95% CI：0.022～0.877；P=0.036）和 Zeng 等［49］（OR=2.588，95%CI：1.484～4.512；P=0.001）的回顾性研究表示可作为pCR的预测因子［17，22，49］，但时间过长，对pCR的提高并无帮助，12周以上并未显著提高pCR率［22］，一项随机对照试验显示长程放化疗下7周和11周的pCR率无差异（15.0% vs.17.4%，P=0.5983）［50］。另一项研究中，新辅助长程/短程放化疗和手术时间间隔6～7周pCR率可达到峰值，但未表现出显著的统计学意义（P=0.09）［46］。综合已有研究，可以肯定的是，间隔时间7周左右可提高pCR率，可作为pCR的预测因子。

考虑到放疗带来的毒性，单纯进行新辅助化疗的患者新辅助化疗与手术之间的间隔会缩短［28］，但该研究中并未探讨新辅助化疗与手术之间的间隔对pCR的影响，且对此的讨论很少，但新辅助放化疗与手术间隔时间对pCR的预测会对新辅助化疗与手术间隔时间对pCR的预测带来一些启示。

四、结论

对于多数可能预测pCR的因子，根据现有研究确定其预测价值或者判断预测方向是很困难的，相比较而言，患者特征中CEA，TL及新辅助治疗方案的相关参数预测价值较为稳定且更有价值，但临界值的选择仍存在争议。MRI，PET/CT，肠镜，直肠内超声是pCR的重要预测手段。基因分子学特征方面的预测很有潜力，但仍需进一步更大的前瞻性研究，明确更有预测价值的指示物。总体来说，需要进一步的多中心前瞻性的研究，明确目前可能的预测因子的预测价值及方向，和发现其他指标是否也有预测pCR的潜力。建立多因素的pCR的预测模型对提高pCR的预测精度也是必要的。