术前血液炎性标记物与胶质瘤病理分级IDH1 基因表型的相关性研究

赵赛赛 赵保祥 王 铮 陆 冬 聂 耳 谢满意 王 强 李中林

徐州医科大学附属医院，江苏 徐州221000

胶质瘤是神经上皮组织来源的肿瘤，是最常见的原发性颅内肿瘤［1］，其发病率约是神经元细胞瘤的100 倍，占成人原发性颅内肿瘤的50%～60%，成人发病率约为每年8/10万。胶质瘤分为Ⅰ～Ⅳ级，Ⅰ、Ⅱ级为低级别胶质瘤（low-grade glioma，LGG），占胶质瘤的15%～25%，LGG 生长缓慢，中位生存期8～10 个月；Ⅲ、Ⅳ级为高级别胶质瘤（high-grade glioma，HGG），HGG患者预后差，中位生存期仅14个月，其中最具侵袭性和最常见的胶质瘤是胶质母细胞瘤，属WHO Ⅳ级，年发病率约为3.5/10 万［2］，其5年生存率更是＜10%，95%未经治疗的患者生存期不超过3 个月。目前，胶质瘤主要依靠CT 及MRI 检查获得影像学诊断，最终需要通过肿瘤切除术或活检术明确病理学诊断。然而，组织病理学检查只能在术后进行，具有一定的滞后性，且容易造成神经、血管的损伤，CT 及MRI 虽然能在术前对胶质瘤的诊断和分期有一定程度的判断，但其费用高昂且敏感性差。目前已有研究表明，外周血液炎性指标与许多恶性肿瘤的发生、发展关系密切，炎症反应在肿瘤的发生、发展中起决定性作用［3］，其中中性粒细胞计数-淋巴细胞计数比、血小板计数-淋巴细胞计数比和单核细胞计数-淋巴细胞计数比是机体免疫状态的重要指标，能较好地反映机体炎症情况［4］，但目前少有关于神经胶质瘤患者炎症指标变化的相关研究报道。本研究回顾性分析了徐州医科大学附属医院465例神经胶质瘤患者的临床及病理资料，进一步探讨了术前外周血炎症指标的变化与胶质瘤病理分级、IDH1基因表型的关系。

1 资料与方法

1.1 临床资料收集徐州医科大学附属医院2015-12—2020-09 手术治疗的465 例胶质瘤患者的临床资料（其中WHO Ⅰ级30 例，WHO Ⅱ级134 例，WHO Ⅲ级88例，WHO Ⅳ级213例）与同期徐州医科大学附属医院体检中心的450 例健康对照者。纳入标准：（1）满足WHO 2016 中枢神经系统肿瘤诊断的标准；（2）术后常规病理、免疫组化及基因检测确诊为神经胶质瘤；（3）术前常规进行了血液常规及血液生化检查。排除标准：（1）术前进行过新辅助化疗、放射治疗或其他抗癌治疗的患者；（2）同时合并其他肿瘤性疾病者；（3）存在其他非肿瘤性疾病，且处于炎症活动期的患者；（4）感染性疾病、血液系统疾病、严重心脏疾病、严重肝肾功能紊乱、高血压、糖尿病等重大器质性疾病患者。

1.2 研究方法从患者病历中检索人口统计学和临床病理变量，包括年龄、性别、肿瘤分级、IDH基因表型等。术前1周内采血进行血常规和血生化检查，所有检测均由检验科的工作人员在采集后2 h 内进行。血常规检查收集白细胞、中性粒细胞、淋巴细胞、单核细胞和血小板计数，生化检查收集白蛋白水平。根据收集的术前各种血液炎症指标的值计算得出：中性粒细胞-淋巴细胞比值（neutrophil to lymphocyte ratio，NLR）＝中性粒细胞计数/淋巴细胞计数，衍生中性粒细胞-淋巴细胞比值（derived neutrophil to lymphocyte ratio，dNLR）＝（白细胞计数中性粒细胞计数）/淋巴细胞计数，血小板-淋巴细胞比值（platelet to lymphocyte ratio，PLR）＝血小板计数/淋巴细胞计数，单核细胞-淋巴细胞比值（monocyte to lymphocyte ratio，MLR）＝单核细胞计数/淋巴细胞计数，预后营养指数（prognostic nutritional index，PNI）＝白蛋白计数（g/L）+总淋巴细胞计数×5。

1.3 统计学方法采用Graphpad Prim 8 和SPSS 25.0统计学软件。首先采用K-S 检验所研究的变量是否符合正态分布，不服从正态分布以区间和中位数表示。采用Kruskal-Wallis 检验、Mann-WhitneyU进行组间对比和Spearman 相关分析评估NLR、dNLR、PLR、MLR和PNI与肿瘤分级的关系。通过受试者工作特性（ROC）曲线下面积（AUC）评估NLR、dNLR、PLR、MLR和PNI对胶质瘤病理分级的预测价值。以双尾P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 临床病理学资料术后病理检查显示，WHOⅠ级30 例，WHO Ⅱ级34 例，WHO Ⅲ级88 例，WHOⅣ级213 例。健康对照与各WHO 分级患者性别、年龄差异无统计学意义（P＞0.05），见表1。

表1 健康对照与胶质瘤患者的基本临床资料比较Table 1 Comparison of basic clinical data between healthy controls and patients

2.2 术前炎症指标的变化与胶质瘤病理分级的关系根据胶质瘤患者及健康对照的炎症指标统计结果，将术前炎症标记物分为健康组、WHO Ⅰ级、WHO Ⅱ级、WHO Ⅲ级、WHO Ⅳ级5组。Kruskal-Wallis检验显示不同病理分级的胶质瘤患者术前NLR、dNLR、PLR 和MLR 的表达均存在显著差异（P＜0.05）。Mann-WhitneyU进行组间对比显示WHO Ⅳ级胶质瘤与Ⅰ～Ⅲ级胶质瘤的NLR 存在显著差异（P＜0.05），健康组与Ⅱ～Ⅲ级胶质瘤患者的NLR 水平存在明显差异（P＜0.05），然而Ⅰ～Ⅲ级胶质瘤患者中NLR 的成对比较并未见显著差异（P=1.00）；对于dNLR，只有健康组、WHO Ⅰ级和WHO Ⅳ级患者存在显著差异，其余组间对比未见明显差异；亚组分析显示健康组和Ⅱ～Ⅳ级胶质瘤患者的PLR也存在显著差异（P＜0.05）；对于MLR，亚组分析显示WHO Ⅳ级与健康组有明显差异（P＜0.05）；组间对比显示，健康组、低级别胶质瘤与高级别胶质瘤的PNI差异有统计学意（P＜0.05）。而Spearman相关性分析显示神经胶质瘤患者术前NLR、dNLR、PLR、MLR与WHO分级均有明显的正相关性（r分别为0.379、0.095、0.238、0.226，P＜0.01），而胶质瘤患者术前PNI 与病理分级有明显的负相关性（r= 0.411，P＜0.01）。见表2、图1。

表2 术前炎症标记物与胶质瘤分级的相关性Table 2 Correlation between preoperative inflammation markers and glioma grade

图1 术前NLR（A）、dNLR（B）、PLR（C）、MLR（D）、PNI（E）与胶质瘤病理分级的箱形图，盒形和须形分别代表四分位数和全距，须后的数据点表示离群值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 术前炎症指标与IDH1 基因突变的相关性根据患者术后病理及免疫组化结果，将NLR、dNLR、PLR、MLR、PNI 分为突变组和野生组。等级相关分析显示，IDH1基因的突变与病理分级和NLR呈负相关（r分别为 3.53、 0.105，P＜0.05），而IDH1 基因的突变与PNI呈正相关（r=1.08，P＜0.05）。

2.4 术前炎症指标对胶质瘤病理分级的诊断价值根据胶质瘤患者及健康对照的炎症相关指标统计的结果绘制受试者工作特性曲线（ROC 曲线），与健康对照相比，胶质母细胞瘤患者NLR 的受试者工作特性曲线下面积（AUC）为0.816（95%CI0.764～0.848），dNLR 为0.588（95%CI0.537～0.640），PLR为0.673（95%CI0.624～0.773），MLR 为0.682（95%CI0.633～0.731），术前血液炎症指标对胶质母细胞瘤的预测价值显著高于Ⅰ～Ⅲ级胶质瘤患者。见图2。

图2 术前炎症标志物对胶质瘤病理分级的预测价值与健康对照相比，通过ROC曲线分析评估NLR、dNLR、PLR、MLR和PNI在WHO Ⅰ级胶质瘤患者中的预测价值（A），在WHO Ⅱ级胶质瘤患者中的预测价值（B），在WHO Ⅲ级胶质瘤患者中的预测价值（C），在WHO Ⅳ级胶质瘤患者中的预测价值（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 讨论

胶质瘤是神经系统最常见的恶性肿瘤，目前主要依靠手术取病理组织和免疫组化进行确诊，因此病理检查具有滞后性，不能指导疾病的早期诊断及治疗［5-6］。近年来，随着人们对肿瘤发生、发展相关机制的认识与研究，肿瘤炎症微环境成为重要的研究方向，炎症细胞及炎症因子可以导致肿瘤微环境的改变，从而对肿瘤细胞的免疫应答产生重要影响。在肿瘤的微环境中，炎症细胞及其产生的各类炎症因子的持续存在会导致DNA 氧化损伤、修复异常和肿瘤免疫异常等，从而使细胞的代谢紊乱，最终将会导致恶性肿瘤的发生和发展［7-9］。而NLR、dNLR、PLR、MLR、PNI是反映机体免疫状态的重要指标［10-11］，NLR 可以反映全身的免疫状态，NLR 的升高表明中性粒细胞计数的相对升高和（或）淋巴细胞计数的相对减少，而淋巴细胞又在人体抗肿瘤反应中扮演重要角色，所以，NLR增高往往反映机体抗肿瘤免疫反应的减弱，从加快了肿瘤的恶性进展［12］。

IDH 基因分为野生型与突变型，正常组织中为野生型，其生理作用是在三羧酸循环中催化异柠檬酸氧化脱羧生成α-酮戊二酸和二氧化碳。IDH基因主要包括IDH1、IDH2、IDH3 亚型，其中以IDH1 突变最为常见［13］。多项研究表明［14-18］，合并IDH1 基因突变的胶质瘤患者相对于野生型胶质瘤患者有更好的临床结局和预后。因此，检测IDH 基因是否突变对胶质瘤的诊断及预后判断有重要意义。胶质瘤在生长过程中会产生缺氧或者坏死的微环境，此时由于缺氧环境的刺激，反应性产生更多HIF-1α，HIF-1α有促进炎症介质产生的生理功能，这些炎症介质可以吸引更多的免疫细胞，导致抗肿瘤免疫反应减弱，使肿瘤获得持续生长、侵袭和生成血管的能力。临床研究发现IDH1 的突变会引起HIF-1α 水平的下调，从而使胶质瘤预后较好［19-21］。然而，IDH1突变可能是通过2-羟基戊二酸、CpG 岛甲基化等多个途径引起HIF-1α 改变，其具体机制还存在争议，尚有待更多的临床研究证实［22］。

目前已有文献报道，胶质瘤患者术前NLR、MLR、PLR与胶质瘤恶性程度有关，且术前NLR是影响胶质瘤患者预后的独立危险因素［23-25］。本研究显示，不同病理分级的胶质瘤患者术前NLR、dNLR、PLR 和MLR 的表达存在显著差异。胶质瘤患者NLR、PLR、MLR 与WHO 分级均呈正相关，而胶质瘤患者术前PNI与病理分级有明显的负相关性。IDH1突变与PNI 呈正相关，与病理分级、NLR 均呈负相关。术前炎症指标对胶质母细胞瘤的预测价值显著高于Ⅰ～Ⅲ级胶质瘤患者。然而，本次研究也存在一些缺陷。首先，样本中低级别胶质瘤的病例数较少，特别是WHO Ⅰ级的病例数较少，所以仍需大规模的研究证实。其次，本研究中观察到的IDH 是否发生突变与炎症指标的相关性较低，可能与样本量不足有关。另外，本研究中观察到的高NLR、dNLR、PLR和MLR以及低PNI可能是非特异性炎症反应所致。因此，在对胶质瘤病理分级的预测价值上存在一定的不确定性。

外周血炎症指标已被证实与肺癌、胃癌、宫颈癌、肝癌、结直肠癌等恶性肿瘤密切相关［26-30］，但现阶段却少有炎症指标与中枢神经系统肿瘤的相关研究。本研究证实了中枢神经系统肿瘤与术前炎症指标也存在密切关系，作为CT、MRI 等影像学的补充，可在术前对胶质瘤的病理分级、严重程度、治疗及预后有一定的了解。本次研究证实了术前NLR、dNLR、PLR 值与胶质瘤级别呈正相关，而MLR、PNI值与胶质瘤级别呈负相关。同时，NLR 为临床较容易获得的炎症指标，术前对胶质瘤病理分级的预测及IDH1基因是否存在突变，特别是对胶质母细胞瘤的诊断有一定的参考价值，从而能在术前对疾病的严重程度、治疗及预后有一定程度的预判。