食管鳞癌患者同步放化疗期间发生严重淋巴细胞减少的影响因素分析及预测模型建立

张玲，高威，吴田磊，施锐，陈冉，胡丽丽，荣枫

安徽医科大学附属六安医院 六安市人民医院肿瘤放疗科，安徽六安237000

食管鳞癌（ESCC）是消化系统常见的恶性肿瘤［1-2］，大多数患者就诊时处于局部晚期［3］。局部晚期ESCC 患者的标准治疗是同步放化疗（ CCRT）［4］，但CCRT 在杀灭肿瘤的同时也会损害宿主免疫系统，进而影响疗效及患者生存。淋巴细胞是免疫系统中重要组成部分，CCRT 期间发生严重绝对淋巴细胞计数（ALC）减少与多种癌症［5-7］的无进展生存期和总生存期相关，且在ESCC 患者中，CCRT 期间发生严重ALC减少的发生率高达59%［8］。

研究［8-11］显示，年龄、吸烟、分期、组织学、肿瘤位置、放射剂量、化疗方案与严重ALC 减少相关，由于淋巴细胞对放疗辐射高度敏感，故在诸多导致严重ALC 减少的影响因素中，辐射最关键［12］。JIN 等［13］建立了循环免疫细胞剂量（ EDIC）模型以量化辐射对循环（肺、心脏等大血管）淋巴细胞的影响。此后多项研究［14-17］证实，较高的EDIC 与肺癌放疗期间发生的严重ALC减少显著相关。骨髓是生成淋巴细胞的主要场所，且对辐射非常敏感［18］，因此ESCC 患者CCRT期间严重ALC减少的发生可能与椎体、胸骨骨髓所接受的辐射剂量有关，但既往ESCC 患者CCRT期间发生严重ALC风险的预测研究中未能纳入相关指标，且缺少相关预测模型。本研究综合临床基线资料、放化疗方案、放疗剂量学参数，筛选出ESCC患者CCRT期间发生严重ALC减少的影响因素，建立预测模型并进行效能验证，为临床识别ESCC 患者CCRT期间发生严重ALC减少高危人群提供参考。

1 资料与方法

1.1 临床资料 回顾性分析2016 年1 月—2022 年8 月在安徽医科大学附属六安医院接受CCRT 治疗的ESCC 患者的病例资料。纳入标准：①根据第8版AJCC/TNM 食管癌分期系统及经活检病理证实的Ⅰ～ⅣA 期ESCC 患者； ②接受根治性同步放化疗，放射剂量50～60 Gy； ③在CCRT 期间进行≥5 次的血常规检查。排除标准：①CCRT 前手术治疗； ②未完成放疗疗程； ③合并其他恶性肿瘤； ④排除合并血液系统疾病或自身免疫病。入选的患者根据 CCRT期间及完成后1 周内的ALC 计数是否≥3 级（根据CTCAE 5.0）ALC 减少［19］，分为发生严重ALC 减少组（CCRT 后ALC＜0.5×109/L），共计178 例；未发生严重ALC 减少组（CCRT 后ALC≥0.5×109/L），共计108例。本研究经院内伦理委员会审核并批准通过（2022LL（研）011）。

1.2 ESCC 患者CCRT 期间发生严重ALC 减少影响因素分析 收集患者的下述资料：①临床基线资料，包括年龄、性别、肿瘤分期、肿瘤病灶长径、有无吸烟史、饮酒史、美国东部肿瘤协作组（ECOG）评分、卡氏（KPS）评分、平均身体质量指数（BMI）；治疗前ALC；有无诱导化疗。②同步化疗方案及放疗剂量学参数：化疗方案为含铂类/非铂类化疗药物。患者均采用调强放射治疗。放疗剂量学参数为放射剂量、照射次数、计划靶体积（PTV）、平均肺剂量（MLD）、平均心脏剂量（MHD）、平均身体剂量（MBD）、平均椎体剂量（MVD）和平均胸骨剂量（MSD）、循环免疫细胞估计剂量（EDIC）。根据JIN等［15-16］建立的EDIC模型，通过使用循环血池的剂量作为替代来估计循环血液中的免疫细胞的辐射剂量。EDIC 计算为MHD、MLD、MBD 和照射次数（n）的函数［14］，公式如下：EDIC = 0.12 × MLD + 0.08 ×采用R Studio 4.3.1软件进行数据处理，以CCRT期间是否发生≥3级ALC减少作为结局变量，根据收集的纳入患者基线资料及治疗相关特征作为因变量，采用单因素Logistic 回归分析ESCC 患者CCRT 期间发生严重ALC 减少的影响因素，将单因素筛选出的影响因素进一步行多因素Logistic 回归分析，筛选ESCC 患者CCRT期间发生严重ALC减少的独立影响因素。

1.3 ESCC 患者在CCRT 期间发生严重ALC 减少的预测模型建立和效能验证 基于二元Logistic回归分析建立ESCC 患者CCRT 期间发生严重ALC 减少的临床预测模型，以列线图形式表示（列线图模型）。采用受试者工作特征（ROC）曲线评估列线图模型的区分度；采用Bootstrap 法对列线图模型进行内部验证，计算该列线图模型的一致性指数（C-index），Hosmer-Lemeshow 拟合优度检验列线图模型对CCRT 期间发生严重ALC 减少的预测概率与实际发生概率的一致性；校准曲线评估列线图模型的校准度；决策分析（DCA）曲线评估列线图模型的临床适用性。以P＜0. 05为差异有统计学意义。

2 结果

ESCC 患者在CCRT 期间每周ALC 呈现逐渐下降的趋势（见图1）。治疗前ALC 中位数为1.30×109/L（0.27～6.90×109/L），从第1～6 周分别降至0.90×109/L，0.70×109/L、0.55×109/L、0.46×109/L、0.38×109/L、0.36×109/L，在CCRT 期间，共有178 例患者（62.2%）发生严重ALC减少。

2.1 ESCC 患者CCRT 期间发生严重ALC 减少的影响因素 ESCC 患者CCRT 期间发生严重ALC 减少患者中，男135 例、女43 例，年龄72 （66， 78）岁，肿瘤位置位于上段32例、中段118例、下段28例，肿瘤临床分期中Ⅰ/Ⅱ期25例、Ⅲ/Ⅳ期153例，肿瘤病灶长径5 （4， 6）cm，ECOG 评分0 分41 例、1 分137 例，KPS 评分≥80 分164 例、＜80 分14 例，BMI 为18.95（17.50， 21.50）kg/m2，有吸烟史86 例、无吸烟史92例，有饮酒史78 例、无饮酒史100 例，68 例进行过诱导化疗、110 例未进行诱导化疗，同步化疗方案中含铂类64 例、不含铂类114 例，放疗剂量＞50 Gy 者87例、50 Gy者91例，PTV为625（357.00， 851.75）cm3，治疗前ALC 为1.15 （0.90， 1.58）×109/L、EDIC 为（8.20 ± 1.57）Gy、MVD 为（22.07 ± 4.45）Gy、MSD为21.12 （16.27， 26.89）Gy。ESCC 患者CCRT 期间未发生严重ALC减少的患者中，男87例、女21例，年龄74 （67， 79） 岁，肿瘤位置位于上段22 例、中段66例、下段20例，肿瘤临床分期中Ⅰ/Ⅱ期23例、Ⅲ/Ⅳ期85 例，肿瘤病灶长径4 （3， 5）cm，ECOG 评分0 分16 例、1 分92 例，KPS 评分≥80 分98 例、＜80 分10 例，BMI 21.3 （19.38， 23.33）kg/m2，有吸烟史45 例、无吸烟史65例，有饮酒史39例、无饮酒史69例，42例进行过诱导化疗、66例未进行诱导化疗，同步化疗方案中含铂类40例、不含铂类68例，放疗剂量＞50 Gy者55例、50 Gy者53例，PTV为548（365.00， 688.50） cm3，治疗前ALC 为1.56（1.17，1.84）×109/L、EDIC 为（6.92 ± 1.61）Gy、MVD 为（20.3 ± 4.42）Gy、MSD 为19.99 （13.91， 26.00）Gy。两者肿瘤病灶长径、BMI、EDIC、治疗前ALC、MVD比较，P＜0.005。

Logistic 回归分析结果显示，高BMI、治疗前ALC、EDIC、MVD 是ESCC 患者CCRT 期间发生严重ALC减少的独立影响因素（P均＜0. 05），见表1。

表1 ESCC患者CCRT期间发生严重ALC减少多因素Logistic回归分析结果

2.2 列线图模型构建结果及效能验证 基于二分类 Logistic 回归分析构建公式：Z= 0.537×EDIC+0.076×MVD－0.887×治疗前ALC－0.187×BMI－0.027。通过 R Studio 4.3.1软件绘制列线图见图2。

图2 ESCC患者CCRT期间发生严重ALC减少风险的列线图模型

列线图模型预测ESCC患者CCRT期间发生严重ALC减少的AUC为0.799（95%CI0.748～0.850），ROC见图3。经内部验证后的C-index 为0.789，Hosmer-Lemeshow拟合优度检验示列线图模型的预测概率与实际发生概率之间的预测偏差比较，χ2=7.060，P=0.530。绘制校正曲线获得了接近45°的理想曲线，见图4。DCA曲线表明列线图模型在预测发生严重ALC减少概率在0.25～0.90概率范围内具有较好的临床适用性。

图3 列线图模型预测ESCC患者CCRT期间发生严重ALC减少的ROC

图4 列线图模型的校准曲线

3 讨论

CCRT 期间发生严重ALC 减少在ESCC 患者中很常见，且与预后密切相关，既往研究表明，患者的一般特征、肿瘤特征、治疗的特征均可用于严重ALC减少的预测［8-11］，但特定的剂量学参数和发生严重ALC 减少风险之间的关系尚未在ESCC 患者中进行广泛研究，因此筛选并验证更多严重ALC 的预测因子对于预防或降低并发症非常有帮助。

研究［10，20-21］表明，治疗前ALC减少是放疗期间导致多种癌症患者发生严重ALC 减少的重要预测因子。本研究亦显示，治疗前ALC 是ESCC 患者CCRT期间发生严重ALC 减少的独立影响因素，治疗前ALC 越小，导致治疗期间发生严重ALC 减少的可能性越大，因此对于治疗前ALC 计数低于正常范围的患者，应当更加慎重选择患者的化疗方案，从而保护患者的免疫系统，改善预后。

由于受到食管肿瘤局部的梗阻以及肿瘤细胞代谢异常引起的全身反应影响，食管癌患者常出现营养不良。研究［22］表明，治疗前低BMI 的食管癌患者总生存期更差。van ROSSUM 等［10］研究发现，当PTV＞500 cm3，低BMI 患者具有更高的淋巴细胞消耗。本研究亦表明BMI 是发生严重ALC 减少的重要预测因子，其原因可能是低BMI 的患者在CCRT 期间淋巴细胞消耗增加，免疫系统损伤，导致患者的生存预后更差。

循环淋巴细胞对于放射高度敏感。有研究显示，杀死50%淋巴细胞所需的剂量（D50）低至1 Gy，D90 接近2 Gy［12］。ESCC 好发于胸中段且接近富血供器官，在胸部放疗期间，循环免疫细胞所接受的辐射剂量大、且在辐射区域驻留时间长，所以在放疗期间，循环淋巴细胞接受辐射剂量显著增大，从而导致严重淋巴细胞减少。这也解释了结果中淋巴细胞动力学所展示的ALC 在CCRT 期间持续下降，考虑系放射剂量的累积效应导致淋巴细胞的持续减少。多项研究［15，16，23］表明，EDIC 是经放射治疗的肺癌患者严重ALC 减少、OS、PFS 的独立预测因子，本研究亦表明EDIC 与CCRT 期间的严重淋巴细胞减少密切相关，总之，EDIC 增加，即淋巴细胞过高的辐射剂量，会导致严重的ALC 减少和较差临床结局。在EDIC 模型中，淋巴细胞仅存在于模型中包括的器官中，未考虑辐射对骨髓中淋巴干细胞的影响，目前已有研究证明椎体所受辐射剂量与胰腺癌、食管癌和肺癌放射治疗期间严重ALC 减少相关［24-26］，本研究对EDIC模型进行补充，纳入了椎体及胸骨骨髓辐射剂量，并发现MVD 与CCRT 期间发生严重ALC 减少显著相关。骨髓微血管暴露于电离辐射后，导致骨髓的血液供应中断及其他正常生理功能也受到负面影响［18］。累积辐射剂量破坏骨髓微血管的稳态，改变造血状态并引起急性放射性骨髓损伤［27］。此外，有研究［27］认为，在ESCC 患者中，辐射超过20 Gy 的胸骨骨髓体积大小可以明显影响外周血淋巴细胞计数，但本研究未发现MSD 与严重ALC 减少相关，这可能是由于样本差异所致。

在治疗方面，尽管放疗和化疗都对免疫系统有长期的负面影响，但化疗主要影响中性粒细胞减少［28］，局部放疗可能在严重ALC 减少的病因中起主要作用。CAMPIAN 等［29］分析在非小细胞肺癌患者中，新辅助化疗后ALC 无明显变化，而在添加放疗后2 个月，50%的患者的ALC 小于0.50×109/L。我们的研究支持这一观点，有无诱导化疗、同期化疗的类型（含铂类与不含铂类）与严重ALC 减少无显著相关性。

目前关于食管癌CCRT 期间发生严重ALC 减少的预测模型中，有研究认为较高的年龄、与较大的PTV、放疗方式以及较低的基线ALC 对严重ALC 减少具有预测性［10］，虽本研究纳入的相关预测因素与上述研究类似，但本研究考虑了辐射对循环血液中淋巴细胞以及椎体及胸骨骨髓的影响，更加全面地考虑辐射对严重ALC 减少的影响，且该模型的AUC为0.799，并通过决策曲线表明该模型有一定的临床适用性。

本研究建立的预测模型可在治疗前识别CCRT期间发生严重ALC减少高风险患者，鉴于BMI、治疗前ALC、EDIC 、MVD 是独立影响因素，其中EDIC、MVD 是治疗前可供评价的计划参数，可以通过以下方面进一步优化：（1）采用先进的放射治疗技术，例如质子放疗，其剂量测定优势已被证明能够显著降低特定器官（如心脏、肺、骨髓）的放射剂量，降低ALC 减少的可能性；（2）使用大分割方法，如体部立体定向放疗，可缩短放疗疗程，减少放射输送时间；（3）优化放射计划以减少EDIC 及MVD，从而减少循环血液中淋巴细胞及骨髓暴露。有研究［30］表明，EDIC 降低至7.11 Gy 以下，MVD 控制在≤28.94 Gy，有利于避免ESCC 患者CCRT 期间严重ALC 减少的发生。除了上述对放疗方案的改变和优化，在神经胶质瘤患者中已证明一种可行的方法，在治疗前收集淋巴细胞，并在放射治疗完成后进行再输注，可以预防或恢复治疗相关的淋巴细胞减少症［31］；其次目前正在进行前瞻性研究的另一种方法（NCT 01368107）是在治疗相关淋巴细胞减少症患者中使用外源性细胞因子白细胞介素7 刺激淋巴细胞增殖［32］；除此之外，患者营养状况的提高有可能减少或避免CCRT 后严重ALC 减少的发生，但这需要前瞻性实验进行进一步验证。

总之，治疗前ALC、BMI、MVD 和EDIC 是ESCC患者CCRT 期间发生严重ALC 减少的独立影响因素，综合这些因素构建的列线图具有良好的预测性能，在治疗前能够准确评估每例患者发生严重ALC减少的风险，有效及准确的风险识别为全面管理患者的不良反应，提高耐受度，改善免疫功能，甚至延长生存建立了基础。但本研究研究仍有以下局限性：由于我们的研究结果来自单一机构，因此不可避免地会受到选择偏倚的影响；我们不能解释治疗期间可能潜在影响严重ALC 减少的所有因素，例如激素、集落刺激因子的使用和感染的发生；随访时间短，未进行生存分析。