直肠癌淋巴结转移风险列线图的构建及验证

刘 宇 刘自桃 黄勇山 邹飞龙 吴昌蕾 朱正明

直肠癌是一种常见的消化道恶性疾病，其发生率呈逐年上升的趋势，据统计在中国癌症的发生率中排名第3位，病死率排名第5位。淋巴结转移在直肠癌的治疗过程中一直扮演着一个关键的角色。近年来，直肠癌的治疗效果有很大的提升，这主要依赖于术中区域淋巴结清扫的进一步完善。在临床实践中，术前确定淋巴结的组织学状态为准确的手术计划提供了依据，不仅保证了淋巴结解剖的质量和数量，而且避免了可疑淋巴结的遗漏。此外，术前转移性淋巴结的判断对直肠癌患者是否行新辅助化疗有指导作用。因此，准确的术前检测淋巴结转移对于直肠癌患者制定有效的个体化治疗计划至关重要。

目前常用的检查如计算机断层扫描(computed tomography,CT)、磁共振(magnetic resonance imaging,MRI)及经直肠超声(endorectal ultrasound,ERUS)等影像学方法对于直肠癌浸润深度的判断较为准确，但是对于有淋巴结转移的判断目前仍缺乏统一的影像学标准。既往临床常使用“淋巴结直径>10mm”作为诊断标准来评估淋巴结的良恶性，据统计该诊断准确率仅为54%。因此，仅仅依靠淋巴结大小来评估淋巴结转移受到一定限制。一项包含123项关于直肠癌影像学N分期研究的Meta分析显示，ERUS、CT、MRI对直肠癌淋巴结分期诊断性能均较低，不能作为淋巴结转移的可靠评价指标。因此，可以制定一个淋巴结转移的预测模型来为直肠癌患者制定更好的术前治疗计划。

研究表明，术前血清肿瘤标志物CEA及CA199水平在诸多消化道恶性肿瘤患者中升高较为明显，常常作为于消化道恶行肿瘤的监测指标。同时，炎症在各种癌症的发生、发展过程中也起着至关重要的作用。系统性炎症反应指数(systemic immune inflammation index,SII)是反映机体炎性反应状态的指标，预后营养指数(prognostic nutrition index,PNI)是反映患者营养状况的检测指标，有相关研究表明两者均与多种恶性肿瘤预后密切相关。癌细胞还能合成和分泌额外的内源性纤维蛋白原(fibrinogen,Fib)，Fib可以进一步促进肿瘤细胞的增殖、转移以及抑制肿瘤细胞的凋亡。而营养不良是癌症患者普遍存在的一个重要问题，并且可能导致一些临床后果，如生活质量下降，对放化疗的耐受能力降低等。因此，一些反映营养状况的新的生物学标志物越来越多地被用于预测癌症的进展和预后。本研究回顾性分析2020 年3月～2021年3月在南昌大学第二附属医院胃肠外科行手术切除的242例直肠癌患者的临床资料，旨在探讨术前循环血清肿瘤标志物、炎症标志物水平以及影像表现等与直肠癌患者术前淋巴结转移的相关性，找出直肠癌淋巴结转移的危险因素并构建列线图风险评估模型，给临床诊疗制订一个精确的方案提供参考。

对象与方法

1.研究对象：收集南昌大学第二附属医院2020年3月～2021年3月行手术切除的242例直肠癌患者的临床资料。其中男性140例,女性102例，患者年龄为22～92 岁。男性和女性发生淋巴结转移例数(转移率)分别为72例(51.4%)、52 例(51%)；242例直肠癌患者中伴有淋巴结转移的例数为122例，转移率为50.4%。纳入标准:①首次诊断为原发性直肠癌并接受根治性手术；②影像判断无远处转移，且不合并其他部位的恶性肿瘤;③术前有完善的检查资料；④未行新辅助放化疗。排除标准:①未行直肠癌根治术者；②除直肠癌外合并有其他部位肿瘤患者；③有急、慢性感染或血液系统性疾病患者；④术后病理报告为直肠其他性质的肿瘤，如恶性淋巴瘤、神经内分泌肿瘤等。

2.资料收集：收集患者术前血常规、小生化、纤维蛋白原、血清肿瘤标志物，肿瘤直径、影像淋巴结大小(影像结果提示未见淋巴结肿大者记为0)、肿瘤据肛门距离、是否有肠腔狭窄(依据肠镜报告提示是否有肠腔狭窄)及T分期(T分期参照美国癌症联合委员会第8版结直肠癌分期体系)等资料，同时收集每位患者的性别、年龄。根据检查资料分别计算出SII(中性粒细胞计数×血小板计数/淋巴细胞计数)、PNI(白蛋白值+5×淋巴细胞总数)、NLR(中性粒细胞计数/淋巴细胞计数)、PLR(血小板计数/淋巴细胞计数)、FAR(FIB/白蛋白值)以及FPR(FIB/前白蛋白值)的值。

3.统计学方法：应用SPSS 26.0统计学软件对数据进行统计分析，计数资料以例数(百分比)(%)表示。采用检验及两独立样本检验比较性别、年龄、肿瘤据肛门距离、肠腔狭窄、肿瘤直径、SIZE、T分期、SII、PNI、NLR、PLR、FAR、FPR、CEA和CA199水平与直肠癌淋巴结转移转移状态的相关性，以=0.05为检验标准。根据最佳截断值将有意义的连续变量分为两组，利用多因素回归分析得出淋巴结转移的独立危险因素，将各独立危险因素引入R软件(R4.1.2)，应用rms程序包构建预测直肠癌淋巴结转移的列线图模型，并用Bootstrap重抽样法进行内部验证，计算预测模型的C指数。

结 果

1.单因素分析结果：直肠癌淋巴结转移与肿瘤直径、T分期、肠腔狭窄、NLR、PLR、FAR、FPR、SII、CEA、CA199及SIZE相关(均<0.05)；与性别、年龄、有无贫血、PNI及肿瘤据肛门距离无明显相关(均>0.05，表1)。

2.多因素分析结果： CEA>4.37U/ml(OR=4.154、<0.01)、CA199>27.75U/ml(OR=2.59、=0.011)、SII>543.2(OR=2.330、=0.01)、SIZE>4.75mm(OR=2.904、=0.002)、T分期(OR=5.703、=0.036)、T分期(OR=6.121、=0.026)、T分期(OR=41.270、<0.01)是直肠癌患者发生淋巴结转移的独立危险因素(<0.05，表2)。

3.列线图预测模型的构建：将多因素分析得出的独立危险因素纳入R软件(R4.1.2)，用软件中的rms程序包构建列线图预测模型，把各因素对应的积分相加，总分所对应预测概率即为淋巴结转移发生的风险值(图1)。

4.各个独立危险因素及预测模型对淋巴结转移状态的预测效果比较：用ROC曲线分别对5个独立危险因素及列线图预测模型的预测作用进行效能评估，结果显示：联合所有独立危险因素的预测模型ROC曲线下面积为0.853 (95% CI：0.806～0.901)，敏感度为71.3%，特异性为85.0%；T分期、CEA、CA199、SII及淋巴结大小的ROC曲线下面积和95% CI分别为0.713 (95% CI：0.657～0.770)、0.704(95% CI：0.649～0.759)、0.659(95% CI：0.603～0.714)、0.628(95% CI：0.567～0.689)、0.669(95% CI：0.610～0.728)(图2)。相对于任意单个的独立危险因素预测指标，预测模型的预测效能明显更优(图3)。

5.列线图预测模型效果分析：用Bootstrap重抽样法(B=1000)对该预测模型进行内部验证，计算预测模型的C-index为0.853(95%CI：0.806～0.900)，表明该列线图模型预测淋巴结转移发生风险的区分度与一致性良好(图3)。

讨 论

已有研究证实，肿瘤细胞的侵袭和转移能力除了和它们本身的特性相关，还和它们所处的微环境密切相关。其在促进肿瘤细胞逃避宿主反应，促进肿瘤生长、侵袭和转移都发挥着重要的作用，对炎性细胞和肿瘤之间关系的进一步了解更有助于肿瘤的预防和治疗。因此临床上可以利用炎症标志物来作为恶性肿瘤患者的检测指标，中性粒细胞通过分泌细胞因子和趋化因子，抑制急性和慢性炎症来促进肿瘤的生长、发展和转移。淋巴细胞通过分泌细胞因子和介导有效的细胞免疫，在控制肿瘤生长和发展中发挥重要作用。血小板不仅在凝血过程中发挥作用，它还释通过放腺嘌呤核苷酸促进循环肿瘤细胞的上皮间质转化。SII作为以三者为基础的炎性指标被证实与肾细胞癌和去势难治性前列腺癌等多种恶性肿瘤转移相关。本研究亦发现，高SII相对低SII的直肠癌患者淋巴结转移率更高，SII最佳截断点为543.2。

CEA是一类最初在结肠癌和胚胎细胞中提取的酸性糖蛋白,部分蛋白质结构与免疫球蛋白相似,具有人类胚胎细胞抗原特异,它的升高与许多恶性肿瘤如结直肠癌、胃癌有关;CA199为唾液酸化的黏蛋白型糖类肿瘤相关抗原,在消化系统恶性肿瘤中水平升高较为明显，常作为胰腺及胃、结直肠肿瘤的诊断和监测指标。目前，临床中用于术前评估直肠癌的影像学检查方法主要有ERUS、CT及MRI，它们对直肠癌N分期诊断的准确率都较低，单独用淋巴结横径来评估肿大淋巴结的良恶性的准确效能受到限制。不可否认的是，淋巴结大小是判断淋巴结良恶性的一个重要参数，同时这对技术人员的水平要求相对较低，因此可以把影像淋巴结大小作为淋巴结转移预测模型中一个重要的参数。有研究发现，直肠的黏膜层不包含淋巴管结构，所以当癌肿仅仅局限于黏膜层时并不会导致淋巴结的转移；从黏膜下层到浆膜层，淋巴管分布逐渐密集，随着癌肿浸润深度逐渐增加，其发生淋巴结转移的概率逐渐增大。本研究结果表明，随着T分期增加，淋巴结转移概率随之增大，与该观点相符。

因此，本研究将术前T分期、CEA、CA199、SII和SIZE组合用来评估直肠癌患者术前有无淋巴结转移。其结果表明结合5项独立危险因素所构建的列线图风险预测模型的AUC、敏感度和特异性均高于任一独立危险因素，预测模型的AUC、敏感度和特异性分别为0.853、71.3和85.0%。综上所述，T分期、CEA>4.37U/ml、CA199>27.75U/ml、SII>543.2、SIZE>4.75mm是直肠癌淋巴结转移的独立危险因素；该列线图预测模型可以较为简便且准确地评估直肠癌患者术前淋巴结转移的风险，给直肠癌患者的精准治疗提供一定帮助。

此项研究也存在一定的局限性：(1)本研究是单中心的回顾性研究,研究对象存在一定的选择偏倚，可能不具有普遍适用性。(2)本研究所纳入的样本量不够大。(3)本研究缺乏外部验证，在之后的临床工作中仍需要不断地完善。