基于经直肠超声造影参数的Logistic回归模型评估局部进展期直肠癌新辅助放化疗疗效的临床价值

廖中凡 罗 源 敬基刚 杨 音 闫静文 彭玉兰 庄 华

局部进展期直肠癌（locally advanced rectal cancer，LARC）是指临床分期为Ⅱ期（T3-4N0M0）或Ⅲ期（T1-4N1-2M0）的直肠癌，约占直肠癌的50%，其标准的治疗方案是术前新辅助放化疗（neoadjuvant chemoradiotherapy，NCRT）联合全直肠系膜切除术。NCRT后，肿瘤会出现退缩性改变［1］。通过观察治疗后癌巢内残余肿瘤细胞和纤维化占比，可获得病理指标肿瘤退缩分级（pathological tumor regression grade，pTRG），该指标广泛用于评估直肠癌NCRT 的疗效，与患者预后密切相关。因此，术前准确预测pTRG，对于临床制定适合患者的个体化治疗方案具有重要意义。影像学作为无创或低创的检查手段，是术前预测TRG的主要手段。Patel等［2］首次提出了磁共振肿瘤退缩分级（magnetic resonance tumor regression grade，mrTRG），并表明mrTRG是NCRT后总体生存期和无病生存期的独立预测因素。但研究［3-4］表明pTRG 与mrTRG 的一致 性 较 低（Kappa为0.25~0.36），mrTRG 不 能 代 替pTRG。有研究［5-6］将mrTRG 改进为二分类变量后，其预测效能有所提升，但仍不足以对直肠癌患者的治疗反应进行准确评估。经直肠超声（transrectal ultrasound，TRUS）可清晰显示NCRT 后直肠癌的形态、大小，并可通过超声造影（contrast-enhanced ultrasound，CEUS）评估其血流灌注情况。本研究旨在探讨基于经直肠CEUS 参数的Logistic 回归模型评估LARC 患者NCRT疗效的临床价值，以期为肿瘤的疗效监测提供更准确的手段。

资料与方法

一、研究对象

选取2020 年1 月至2022 年8 月于我院接受NCRT后并行全直肠系膜切除术的LARC 患者96 例，根据第7 版美国癌症联合委员会（AJCC）pTRG 分级标准［7］将其分为反应良好组（pTRG 0、1 级）34 例和反应不佳组（pTRG 2、3级）62例。反应良好组中，男24例，女10例，年龄39~73岁，平均（42.59±10.45）岁；pTRG 0级12例，pTRG 1 级22 例。反应不佳组中，男50 例，女12 例，年龄36~75 岁，平均（38.74±9.58）岁；pTRG 2 级51 例，pTRG 3 级11 例。纳入标准：①患者均经病理确诊有单发的直肠癌病灶；②术前均接受NCRT；③NCRT 前后均行TRUS 检查；④NCRT 后均接受全直肠系膜切除术治疗并获得明确的病理结果；⑤临床资料、病理资料均完整。排除标准：①肠腔狭窄，TRUS 检查时探查受限，不能全面评估者；②发生远处转移或合并其他脏器的恶性肿瘤者；③NCRT 后的超声检查间隔时间超过10 周［8］；④超声图像质量欠佳。本研究经我院医学伦理委员会批准，所有患者均签署知情同意书。

二、仪器与方法

1.TRUS 及CEUS 检查：使用BK 5000 彩色多普勒超声诊断仪，E14CL4b（9048）双平面经直肠超声探头，频率4~14 MHz。检查前嘱患者尽量排空肠道，取左侧卧位，嘱其深呼吸，放松肛管，缓慢经肛门旋转置入探头，先行常规超声对直肠及肛管进行全面扫查，确定肿瘤位置后，于肿瘤最大切面测量其长径、厚径、肿瘤下缘距白线距离，以及肿瘤内主要动脉的收缩期峰值血流速度（PSV）、阻力指数（RI）；然后切换至CEUS 模式，经患者肘正中静脉团注2.4 ml 配置好的SonoVue混悬液（意大利Bracco 公司），观察约1 min，选取造影剂达峰时的图像对肿瘤进行超声造影不均匀增强程度分级（contrast-enhanced ultrasound inhomogeneity grade，CEUS-IG），分级标准［9］：Ⅰ级，病灶呈不均匀增强，增强分布极不均匀，可出现无增强区域；Ⅱ级，病灶呈欠均匀增强，可出现大片低增强区域；Ⅲ级，病灶呈较均匀增强，可出现分层增强或小片状低增强区域；Ⅳ级，病灶呈均匀性增强，各部分增强程度及分布基本无差异。CEUS-IG治疗后Ⅰ、Ⅱ级提示治疗后肿瘤灌注出现明显异质性，预示反应良好；Ⅲ、Ⅳ级提示肿瘤整体灌注与治疗前比较无变化或变化小，预示反应不佳；CEUS-IG 降级预示反应良好，未降级预示反应不佳［10］。计算治疗后肿瘤长径、厚径、肿瘤下缘距白线距离、PSV、RI变化率，各参数变化率计算公式为：变化率=（治疗前参数-治疗后参数）/治疗前参数×100%。以上操作均由同一具有5年以上胃肠道超声检查经验的超声医师完成。

2.临床资料收集：收集患者年龄、性别，以及治疗前后癌胚抗原（CEA）、糖类抗原199（CA199）水平，并计算CEA、CA199变化率，变化率计算公式同上。

三、统计学处理

应用SPSS 26.0统计软件，符合正态分布的计量资料以±s表示，两组比较采用独立样本t检验；不符合正态分布的计量资料以M（IQR）表示，两组比较采用Mann-WhitneyU检验。计数资料以频数或率表示，两组比较采用χ2检验。应用Logistic 回归分析筛选LARC 患者NCRT 疗效的独立影响因素，并建立Logistic 回归模型；应用Hosmer-Lemeshow 检验评估该模型的拟合优度。绘制受试者工作特征（ROC）曲线分析Logistic 回归模型及单一参数预测LARC 患者NCRT疗效的诊断效能；AUC 比较采用Delong 检验。P<0.05为差异有统计学意义。

结 果

一、两组临床资料比较

两组性别比、年龄、CEA治疗前、CA199治疗前、CEA治疗后、CA199治疗后、CEA 变化率、CA199 变化率比较差异均无统计学意义。见表1。

表1 两组临床资料比较

二、两组TRUS参数和CEUS参数比较

两组肿瘤长径变化率、PSV变化率、CEUS-IG治疗后、CEUS-IG降级占比比较差异均有统计学意义（均P<0.05）；其余参数比较差异均无统计学意义。见表2，3 和图1，2。

图1 反应良好组（男，59岁，pTRG 0级）NCRT前、后TRUS及CEUS图

图2 反应不佳组（男，36岁，pTRG 3级）NCRT前、后TRUS及CEUS图

表2 两组TRUS参数比较

表3 两组CEUS参数比较 例

三、Logistic回归分析及预测模型建立

将上述差异有统计学意义的肿瘤长径变化率、PSV 变化率、CEUS-IG治疗后、CEUS-IG 降级纳入Logistic回归分析，结果显示，PSV变化率、CEUS-IG治疗后、CEUSIG 降级均为预测LARC 患者NCRT 疗效的独立影响因素（OR=6.95、15.69、4.62，均P<0.05）；建立Logistic回归模型，Hosmer-Lemeshow 检验显示该模型的拟合效果良好（χ2=13.803，P=0.087）。见表4。

表4 Logistic回归分析

四、ROC曲线分析预测NCRT反应良好的诊断效能

ROC 曲线分析显示，Logistic 回归模型预测NCRT反应良好的特异度、准确率和AUC 均最高；且CEUSIG治疗后预测NCRT 反应良好的AUC 高于长径变化率，Logistic回归模型的AUC高于单一参数，差异均有统计学意义（均P<0.05）。见表5和图3。

图3 Logistic 回归模型及单一参数预测LARC 患者NCRT 反应良好的ROC曲线图

表5 Logistic回归模型及单一参数预测LARC患者NCRT反应良好的诊断效能

讨 论

LARC 的标准治疗方案为NCRT 联合全直肠系膜切除术，NCRT 可减小肿瘤体积并降低肿瘤分期，提高对直肠癌的局部控制率和患者生存率。LARC 患者接受NCRT后肿瘤会产生退缩性改变，其中pTRG是评估NCRT 疗效的重要病理指标。研究［11］表明，若能在术前对pTRG进行准确预测，可对病理完全缓解（pCR）的患者采取“观察并等待”的策略，避免手术带来的并发症和永久性造瘘，有助于提高患者的生存质量，为患者制定个体化的治疗方案，实现精准医疗。既往研究［12-13］对血清CEA、CA199 能否准确评估NCRT 疗效仍存在分歧，本研究结果显示，反应良好组与反应不佳组血清CEA治疗前、CEA治疗后、CEA 变化率、CA199治疗前、CA199治疗后、CA199 变化率比较差异均无统计学意义，与Kalady 等［13］研究结论相似，表明血清CEA、CA199预测NCRT 疗效的价值有限。影像学是术前预测pTRG 的主要方法。TRUS 及CEUS 可对接受NCRT 后的LARC 进行实时观察，显示肿瘤的大小及血流灌注，对NCRT 的疗效评估有重要的应用价值。本研究旨在探讨基于经直肠CEUS 参数的Logistic 回归模型评估LARC患者NCRT疗效的临床价值。

陈丽梅等［14］研究表明pCR 患者NCRT 后肿瘤长径、厚径均较治疗前显著减小（均P<0.05）；金鑫等［15］研究表明，pCR 与非pCR 组治疗后肿瘤长径、厚径、长径变化率、厚径变化率与pTRG 显著相关（r=0.336、-0.407、0.403、-0.435，均P<0.05）。本研究结果显示，NCRT 治疗后长径变化率>26.0%时，预测其疗效的准确率为63.5%，AUC 为0.633，表明长径变化率可对NCRT 疗效进行预测，与上述研究结论一致。但本研究两组肿瘤长径治疗前、长径治疗后、厚径治疗前、厚径治疗后及厚径变化率比较差异均无统计学意义，与既往研究［14-15］结果不一致，分析原因可能与样本量较小和测量仪器不同有关。接受NCR 后，反应良好的肿瘤内血供会受到破坏，超声血流参数会出现相应改变，本研究结果显示PSV 变化率截断值为22.5%时，预测LARC 患者NCRT 反应良好的准确率为68.8%，AUC 为0.708，与既往研究［16-17］结果相似。CEUS 相较于彩色多普勒超声的优势在于能反映肿瘤整体的血流灌注，已有研究［18］将CEUS 用于预测NCRT 后的肿瘤T 分期，但暂未见研究将其应用于预测pTRG。本研究依据pTRG 将接受NCRT 后行全直肠系膜切除术的LARC 患者分为反应良好组与反应不佳组，采用CEUS-IG 对LARC 的血流灌注进行整体评价，将CEUS-IGⅠ、Ⅱ级判定为肿瘤内血供丰富，预示反应不佳，CEUS-IGⅢ、Ⅳ级判定肿瘤内血供匮乏，预示反应良好；比较治疗前后CEUS 图像，治疗后CEUS-IG 若较治疗前发生降级，则预示肿瘤内血供减少，预示反应良好，否则预示反应不佳；研究 结 果 显 示，CEUS-IG治疗后和CEUS-IG 降 级 预 测LARC 患者NCRT 反应良好的准确率和AUC 分别为83.3%、71.9% 和0.810、0.736，且CEUS-IG治疗后预 测LARC 患者NCRT 反应良好的AUC 高于长径变化率（P<0.05），表明CEUS对NCRT 疗效的评估优于常规超声的径线测量方法。

为进一步探究TRUS参数和CEUS参数评估NCRT疗效的价值，本研究将两组比较差异有统计学意义的超声参数纳入Logistic 回归分析，结果显示PSV 变化率、CEUS-IG治疗后、CEUS-IG降级均为预测NCRT反应良好的独立影响因素（OR=6.95、15.69、4.62，均P<0.05），表明治疗后CEUS-IGⅠ、Ⅱ级及PSV 降低、CEUS-IG 降级均与NCRT 疗效显著相关。据此建立Logistic 回归模型，其预测LARC 患者NCRT 反应良好的灵敏度、特异度、准确率分别为73.5%、94.1%、84.4%；AUC 最高，为0.917，与单一参数比较差异均有统计学意义（均P<0.05），表明Logistic 回归模型可联合多参数准确评估NCRT 疗效，且优于单一参数，有助于为LARC 患者制定治疗方案提供参考。

本研究的局限性：①为回顾性的单中心研究、样本量较小，尚需多中心、大样本量的前瞻性研究进一步验证；②超声参数的获取或评价均由同一操作者进行，可能使结果出现主观偏倚；③未考虑不同治疗方案对研究结果的影响。

综上所述，基于经直肠CEUS 参数的Logistic 回归模型可准确评估LARC 患者NCRT 疗效，为临床实现直肠癌精准治疗提供参考。