肺癌家系腫瘤風(fēng)險度病例對照研究與預(yù)測模型

林歡 鐘文昭 楊學(xué)寧 嚴紅虹 吳一龍

大多數(shù)人類腫瘤和環(huán)境因素相關(guān)，但同樣暴露于特定致癌物，卻僅部分人群發(fā)病。另外，某些腫瘤也有明顯的家族聚集現(xiàn)象?？梢?，除環(huán)境因素外，遺傳背景尤其是基因的多態(tài)性差異也是重要的決定因素。來自冰島等地的研究揭示，家族聚集可表現(xiàn)為不同類型腫瘤的聚集，提示存在共同的遺傳因素。例如，雌激素相關(guān)基因可能和經(jīng)產(chǎn)婦患乳腺癌與肺癌風(fēng)險性增加存在交叉聯(lián)系[1-4]。瑞典的研究[5]揭示，吸煙可能導(dǎo)致胰腺癌與肺癌的家族聚集，而胰腺癌與乳腺癌的家族聚集可能與BRCA2的遺傳變異有關(guān)。本文通過對單位時間內(nèi)的肺癌患者連續(xù)性收集調(diào)查資料，進行大樣本量遺傳流行病學(xué)調(diào)查，對肺癌患者的腫瘤家族聚集性進行研究，并建立肺癌風(fēng)險度預(yù)測模型，期望有助于高危人群的篩選和早期發(fā)現(xiàn)。

圖 1 病例組和對照組年齡分布圖Fig 1 The distribution of age in case arm and control arm

1 材料與方法

1.1 病例選擇 連續(xù)性收集2009年10月-2010年12月于廣東省肺癌研究所病理學(xué)確診的肺癌患者，并以其作為先證者，其所在家系確定為先證者家系，其一級親屬（被調(diào)查者的父母、子女及同胞）為家系成員。因肺癌先證者的子女發(fā)病率極低，與大部分年齡未到發(fā)病高峰期有關(guān)，且絕大部分子女為先證者和配偶對照組的共同子女，因此統(tǒng)計時將子女從一級親屬范圍剔除。

1.2 對照選擇 對照組為肺癌先證者的配偶家系，納入研究的配偶無腫瘤史，與肺癌家系成員之間不存在任何血緣關(guān)系。由同一調(diào)查員采用相應(yīng)調(diào)查表記錄對照家系成員的一般情況及家系資料，另一調(diào)查員進行復(fù)核。

1.3 材料收集 由調(diào)查員對初治的肺癌患者進行面訪，在先證者本人或其親屬簽定知情同意書后，應(yīng)用統(tǒng)一的調(diào)查表，對肺癌先證者及其配偶進行調(diào)查。調(diào)查表內(nèi)容包括性別、年齡分組、吸煙指數(shù)、肺部既往疾病史、居住環(huán)境、職業(yè)接觸、一級親屬腫瘤家族史和親屬的情況等。由最了解情況者作為問訊對象，提高可靠性。為了減少回憶偏倚，我們盡可能增加了樣本量，同時又讓調(diào)查對象對一些不確定情況通過電話咨詢的方式進行證實。

1.4 統(tǒng)計分析 用EpiData 3.1軟件建立數(shù)據(jù)庫，應(yīng)用SPSS 17.0對先證者及其家系資料和對照資料進行統(tǒng)計學(xué)分析。分類資料的比較采用卡方檢驗，如不滿足卡方檢驗條件者采用Fisher Exact檢驗；計量資料的比較采用兩獨立樣本t檢驗。所有統(tǒng)計均采用雙側(cè)檢驗，檢驗水準(zhǔn)為0.05。Crude OR通過卡方檢驗計算得出，Adjusted OR通過Logistic回歸分析得到。Logistic逐步回歸模型對因素的篩選條件為進入標(biāo)準(zhǔn)P＜0.05，剔除標(biāo)準(zhǔn)為P＞0.10。

表 1 臨床流行病學(xué)資料比較Tab 1 Comparison of epidemiology data

2 結(jié)果

2.1 均衡性檢驗 先證者及對照組的籍貫屬于中國東部沿海的25個省或直轄市，廣東省內(nèi)患者來自廣東省21個地級市。兩者家系在年齡、地區(qū)、居住環(huán)境和一級親屬人數(shù)的比較，無統(tǒng)計學(xué)差異（表1）。先證者的肺癌分期采用UICC的TNM2009分期，其中I期患者96例，II期患者63例，III期患者157例，IV期患者317例。

2.2 先證者與配偶年齡分布 由圖1可見，先證者由52歲開始迅速上升，56歲左右達高峰，至80歲后迅速下降，大致呈單峰分布。而配偶的年齡分布大致與之匹配。

2.3 一級親屬患癌風(fēng)險 由表2、表3可見，肺癌患者一級親屬的患癌風(fēng)險性明顯高于對照組。家系患癌個數(shù)分別為0、1和≥2三組，有統(tǒng)計學(xué)差異，發(fā)病年齡分層分析顯示晚發(fā)肺癌差異較早發(fā)肺癌明顯，但早發(fā)肺癌樣本量相對較少。

2.4 肺癌風(fēng)險度的判別預(yù)測模型 為控制混雜因素，提高預(yù)測準(zhǔn)確率，建立以性別（女、男）[6]、吸煙指數(shù)（0、＜400和≥400）[7]、肺部既往疾病史（無、有）[8]、生活接觸史（無、有）[9]、職業(yè)接觸史（無、有）[10]等公認的危險因素和本研究證實的一級親屬患癌個數(shù)（0、1、≥2），年齡分組（＜50歲、≥50歲）[11]等肺癌風(fēng)險度影響因素為自變量（各變量的取值以第一種情況為0，余各情況依次遞增），是否為先證者為因變量建立二分類Logistic前進法逐步回歸模型。最終保留在模型中的自變量為性別、吸煙指數(shù)、肺部既往疾病史、職業(yè)接觸史和一級親屬患癌個數(shù)（表4）。

表 2 先證者一級親屬患癌風(fēng)險性Tab 2 Risk of cancer in first-degree relatives of proband

表 3 先證者的一級親屬患癌風(fēng)險性（以年齡分層）Tab 3 Risk of cancer in first-degree relatives of Proband stratified by age

根據(jù)表4得到回歸函數(shù)logit(P)=-0.867+0.464*性別+0.135*吸煙指數(shù)1+1.545*吸煙指數(shù)2+1.689*肺部既往疾病史+0.470*職業(yè)接觸+0.436*一級親屬患癌個數(shù)1+0.957*一級親屬患癌個數(shù)2。

①模型用于預(yù)測：由于病例對照研究的非條件Logistic回歸得不到常數(shù)項a′的估計值，不能直接用于預(yù)測，需要對常數(shù)項進行校正，即：

其中n1和n0分別為病例和對照的樣本含量，q1和q0為特定人群中發(fā)病和不發(fā)病的先驗概率。以《中國腫瘤登記地區(qū)2006年腫瘤發(fā)病和死亡資料分析》中肺癌發(fā)病率49.7/10萬用于常數(shù)項的校正[12]，然后再用調(diào)整后的α作為Logistic回歸方程的常數(shù)項計算預(yù)測的肺癌發(fā)病概率（表5）。

由表5可見，模型將本研究的病例組和對照組分為58個亞組，并列出與普通人群肺癌發(fā)病率比較得到的相對風(fēng)險度。根據(jù)第四版流行病學(xué)教科書關(guān)于暴露與疾病聯(lián)系強度的描述，RR在1.0-1.1為無聯(lián)系，RR在1.2-1.4代表聯(lián)系強度為弱，RR為1.5-2.9代表聯(lián)系強度為中等，RR為3.0-9.0代表聯(lián)系強度為強，RR≥10代表聯(lián)系強度為很強。表5中風(fēng)險度為普通人群10倍以上的群體共13個亞組，該人群主要為重度吸煙的吸煙人群，在性別、肺部既往疾病史、職業(yè)接觸史和一級親屬腫瘤家族史中具備至少兩個以上陽性。

②模型用于判別以驗證正確率（表6）：根據(jù)估計概率進行判別歸類，第一類為非肺癌（對照），第二類為肺癌（病例）。如果估計概率＜0.5，則將其判定為第一類；如果估計概率＞0.5，則將其判定為第二類；如果=0.5，暫不歸類。最后將結(jié)果與實際情況對照，得到模型的正確率。

③風(fēng)險度為普通人群10倍以上的群體預(yù)測正確率（表7，表8） 由表7和表8可見，在該群體應(yīng)用本預(yù)測模型的正確率達到了88.1%，有良好的應(yīng)用價值。

表 4 預(yù)測模型的二分類Logistic回歸分析模型Tab 4 A binary Logistic regression analysis of forecasting model

3 討論

吸煙是目前肺癌最重要的危險因素。其它的危險因素包括二手煙、生活接觸、職業(yè)暴露、HPV等病毒感染、空氣污染和結(jié)核等?；蛞赘行栽谀贻p肺癌中起到尤其重要的意義。

腫瘤二次打擊學(xué)說主要適用于有遺傳傾向的腫瘤，如視網(wǎng)膜母細胞瘤等，對應(yīng)的臨床特點為：早年發(fā)病、病灶雙側(cè)或多發(fā)和家族聚集傾向，其中家族史是最明顯的臨床特征。Xu等[13]收集了1,561例肺癌先證者的12,817例一級親屬的資料進行分析，提示孟德爾衰減模型和共顯性模型均能容納肺癌的病因解釋，而當(dāng)把發(fā)病年齡分布納入模型時，則發(fā)現(xiàn)多基因和環(huán)境因子的交互作用模型更符合總體人群的肺癌發(fā)病分布。

本研究為單位時間內(nèi)連續(xù)收集病例的大樣本量病例對照研究，地域分布均衡，具有人群普遍性。Ziogas等[14]研究表明，以人口登記為基礎(chǔ)的研究其家族史假陽性率較高，以臨床患者為基礎(chǔ)的研究比較可靠。本研究的調(diào)查對象為臨床患者，風(fēng)險比為控制性別、年齡分組、肺部既往疾病史、吸煙指數(shù)、居住環(huán)境、職業(yè)接觸得到的調(diào)整OR，因此，與以人群為基礎(chǔ)的研究比較可信度較高。

美國肺癌遺傳流行病學(xué)聯(lián)盟2004年首次定位了和肺癌家系關(guān)聯(lián)的區(qū)域——染色體6q23-25，并發(fā)現(xiàn)隨著家系中癌癥成員的增加，易感基因與6號染色體上的遺傳標(biāo)記的連鎖相關(guān)性也增強[15]。本文發(fā)現(xiàn)在調(diào)整性別、年齡分組、肺部既往疾病史、吸煙指數(shù)、生活接觸和職業(yè)接觸后，肺癌患者一級親屬的患癌風(fēng)險性明顯高于對照組，且家系患癌個數(shù)為1和≥2的兩個亞組均有統(tǒng)計學(xué)差異（OR=1.55, P=0.005; OR=2.65, P=0.002），結(jié)論與前述類似。這提示隨著家系中腫瘤患者的增加，體現(xiàn)的腫瘤遺傳易感性強度有增加的趨勢，這也是將家系中一級親屬患癌個數(shù)列為腫瘤風(fēng)險度因素之一的依據(jù)。另外，發(fā)病年齡分層分析顯示晚發(fā)肺癌差異較早發(fā)肺癌明顯，除早發(fā)肺癌例數(shù)相對較少的因素外，也可能與肺癌由低腫瘤易感性的遺傳多態(tài)性決定有關(guān)。

表 5 研究對象的肺癌發(fā)病概率預(yù)測及相對風(fēng)險度Tab 5 Prediction of lung cancer morbidity and relative risk in the study objects

日本有一項大規(guī)模的前瞻性隊列研究JPHC研究[16]表明所有癌癥家族史與肺癌發(fā)病風(fēng)險增加無關(guān)。作為前瞻性研究，其與本研究肺癌先證者一級親屬患癌風(fēng)險性有高度統(tǒng)計學(xué)意義的結(jié)論相反。從肺癌與其它腫瘤的家族聚集現(xiàn)象證明有共同遺傳因素影響的眾多研究，以及肺癌發(fā)病的理論推斷，肺癌先證者的腫瘤家族史對肺癌風(fēng)險性的提高應(yīng)有影響，但影響低于肺癌家族史。分析該研究的隨訪，發(fā)現(xiàn)該隊列研究入組132,972受試者，年齡40歲-69歲，隨訪102,255例，隨訪13年發(fā)現(xiàn)791例新發(fā)肺癌。在基線記錄資料后，追蹤新發(fā)肺癌患者資料而未更新腫瘤家族史資料。而本研究以臨床患者為目標(biāo)人群，即時記錄對應(yīng)的腫瘤家族史，目的性和時效性強。因此，JPHC研究的樣本量基數(shù)大，腫瘤家族史資料未更新，可能導(dǎo)致關(guān)聯(lián)關(guān)系被掩蓋。

表 6 預(yù)測模型效果檢驗Tab 6 Classification tablea of forecasting model

表 8 預(yù)測模型中風(fēng)險度為普通人群十倍以上的群體效果檢測Tab 8 Classification tablea of people whose degree of risk are more than ten times to the Chinese population in the forecasting model

表 7 風(fēng)險度為普通人群十倍以上的群體預(yù)測情況Tab 7 Prediction of people whose degree of risk are more than ten times to the Chinese population

早期肺癌篩查國際行動計劃（International Early Lung Cancer Action Program, I-ELCAP）此前的研究數(shù)據(jù)[17]表明，每年進行低劑量CT篩查可檢查出I期肺癌，I期肺癌患者若立即進行手術(shù)切除腫瘤，其10年生存率可達92%，而所有未治療的I期患者將在5年內(nèi)死亡。該研究表明低劑量CT篩查可增加早期肺癌的診斷率，從而使患者獲得較好的生存結(jié)果。但該篩查的假陽性率一直被詬病。美國國立衛(wèi)生研究院（National Institutes of Health,NIH）一項大樣本、長期隨機臨床研究[18]表明，對高危人群（吸煙或曾經(jīng)吸煙達每年30包以上，年齡55歲-74歲）進行低劑量CT掃描篩查肺癌的假陽性率較高，常常因“錯誤預(yù)警”導(dǎo)致不必要的檢查、活檢和手術(shù)。因此，建立肺癌風(fēng)險度模型，綜合評估肺癌發(fā)病的各個危險因素，找到真正的肺癌高危人群，是性價比最高的途徑。

本文針對吸煙指數(shù)、性別、年齡分組、一級親屬患癌個數(shù)、肺部既往疾病史、生活接觸史和職業(yè)接觸史，建立回歸模型，賦值后得到各亞組肺癌發(fā)病概率與人群相比的風(fēng)險度在0.38-63.08的結(jié)論，準(zhǔn)確率為70.2%。這可能是因為在低風(fēng)險的群體，暴露因素和疾病聯(lián)系的強度不大從而影響了預(yù)測效率。而在聯(lián)系強度為很強、風(fēng)險度為普通人群10倍以上的群體，應(yīng)用本模型的預(yù)測準(zhǔn)確率為88.1%。特點為：有肺部既往疾病史的重度吸煙人群，加上男性、職業(yè)暴露和一級親屬腫瘤家族史三項中的任一項；有肺部既往疾病史或重度吸煙的人群中，有職業(yè)暴露的男性且一級親屬有不少于兩位腫瘤患者。因此，建議風(fēng)險度為人群10倍以上的高危人群可每年進行低劑量CT篩查，可望提高篩查效能。但因病例組和對照組為配偶關(guān)系，生活環(huán)境基本相同，所以生活接觸史未保留在模型中，應(yīng)用時應(yīng)結(jié)合本因素綜合考慮。