兒童骨肉瘤預(yù)后因素及列線圖的構(gòu)建

易鵬，徐雄峰，姚佳煒，邱波

骨肉瘤是兒童和年輕人中最常見的原發(fā)性惡性骨腫瘤，當(dāng)前治療策略包括新輔助化療、手術(shù)切除原發(fā)性腫瘤及轉(zhuǎn)移灶，并在手術(shù)后增加輔助化療[1]。在過去30年中，盡管各種大型臨床試驗(yàn)通過改變化療藥物或調(diào)整化療劑量來改善預(yù)后，骨肉瘤的存活率依然不佳[2-4]，局部性骨肉瘤患者5年生存率能達(dá)到65%～70%[5]，而轉(zhuǎn)移性骨肉瘤(最常見于肺實(shí)質(zhì)和骨骼遠(yuǎn)端)患者的生存率很低，僅為19%～30%[6-7]。因此，快速且準(zhǔn)確的預(yù)后評(píng)估對(duì)兒童骨肉瘤患者的治療、隨訪均具有重要意義。到目前為止，已報(bào)道的具有預(yù)后意義的因素包括性別、年齡、腫瘤部位、大小、臨床分期及對(duì)術(shù)前化療的反應(yīng)等[8]，也有研究報(bào)道骨肉瘤患者的婚姻狀況、社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況與生存預(yù)后相關(guān)[9-10]，但是仍沒有一個(gè)系統(tǒng)完善的評(píng)價(jià)體系來綜合納入這些因素。近年來，很多研究開發(fā)出統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)模型來針對(duì)常見癌癥類型進(jìn)行預(yù)后評(píng)估，列線圖(Nomogram)能整合臨床中多種預(yù)后危險(xiǎn)因素，創(chuàng)建出一個(gè)簡(jiǎn)單的統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)圖，生成臨床事件的數(shù)值概率，將結(jié)果可視化地展示出來[11]。本研究旨在評(píng)估兒童骨肉瘤患者常見的風(fēng)險(xiǎn)因素與生存預(yù)后之間的關(guān)系，并開發(fā)出可在診斷時(shí)使用的骨肉瘤患者預(yù)后評(píng)分Nomogram圖，報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源 本研究數(shù)據(jù)來源于由NCI’s Office of Cancer Genomics和Cancer Therapy Evaluation Program管理的TARGET數(shù)據(jù)庫(kù)(https://ocg.cancer.gov/programs/TARGET)。TARGET數(shù)據(jù)庫(kù)采用了全面的分子表征技術(shù)，以確定驅(qū)動(dòng)兒童難治癌癥起始和進(jìn)展的遺傳變化。TARGET將生成的數(shù)據(jù)提供給研究團(tuán)體，旨在確定治療目標(biāo)和預(yù)后指標(biāo)，從而可以開發(fā)和應(yīng)用新穎且更有效的治療策略。本研究數(shù)據(jù)為TARGET數(shù)據(jù)庫(kù)骨肉瘤項(xiàng)目，數(shù)據(jù)記錄中包括患者的生存狀態(tài)、生存時(shí)間、性別、年齡、人種、原發(fā)腫瘤部位、方位及手術(shù)方式、轉(zhuǎn)移部位、術(shù)前化療后組織壞死率等，獲取所有病理學(xué)診斷為骨肉瘤的臨床數(shù)據(jù)共214例，去除含有缺失數(shù)據(jù)的病例，共101例患者被納入本研究，其中73例(72.3%)被隨機(jī)分為建模組，28例(27.7%)則被分為驗(yàn)證組。

1.2 觀察指標(biāo)

1.2.1 生存狀態(tài)及生存時(shí)間：以疾病確診至最后隨訪的日期記作總體生存時(shí)間，以天為單位。

1.2.2 可能影響骨肉瘤患者生存預(yù)后的相關(guān)因素：人口學(xué)特征，如性別、年齡、種族、人種；病情特點(diǎn)，原發(fā)腫瘤部位、遠(yuǎn)近及方位，轉(zhuǎn)移部位；治療情況，手術(shù)方式、術(shù)前化療后組織壞死率。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 使用R軟件 3.6.2版本進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，安裝并加載“caret、rms、foreign、survival”等軟件包，將所有納入研究的病例隨機(jī)分為建模組和驗(yàn)證組，采用單因素回歸分析對(duì)所有可能影響骨肉瘤患者生存預(yù)后的因素進(jìn)行篩選，找出相關(guān)因素(P<0.1)，多因素Cox比例風(fēng)險(xiǎn)回歸模型分析用于確定建模組數(shù)據(jù)的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，根據(jù)相關(guān)因素構(gòu)建Nomogram圖，采用一致性指數(shù)和校準(zhǔn)圖在建模組和驗(yàn)證組中進(jìn)行內(nèi)部驗(yàn)證與外部驗(yàn)證，評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)模型的準(zhǔn)確性。一致性指數(shù)即C指數(shù)的范圍在0.5～1.0之間，C指數(shù)越大，代表Nomogram 圖預(yù)測(cè)價(jià)值越高。理想的校正曲線中，預(yù)測(cè)值與真實(shí)值一致性良好，曲線越靠近45°理想曲線。以P<0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 單因素回歸分析 對(duì)所有可能影響兒童骨肉瘤患者的預(yù)后因素分別進(jìn)行單因素回歸分析，結(jié)果顯示，除年齡、原發(fā)腫瘤位置及方位外，性別、人種(黑人或美籍非裔，美洲印地安人或阿拉斯加原住民)、原發(fā)腫瘤部位(上肢，下肢)、手術(shù)方式(截肢，保肢)、轉(zhuǎn)移部位及術(shù)前化療后組織壞死率均與骨肉瘤患者的生存預(yù)后有關(guān)(P<0.1)，見表1。

表1 影響兒童骨肉瘤預(yù)后的單因素回歸分析

2.2 多因素回歸分析 根據(jù)單因素分析結(jié)果，進(jìn)一步進(jìn)行多因素Cox比例風(fēng)險(xiǎn)回歸分析，納入因素包括性別、人種、轉(zhuǎn)移部位、原發(fā)腫瘤部位、手術(shù)方式及術(shù)前化療后組織壞死率。 患者的性別、術(shù)前化療后組織壞死率是影響生存預(yù)后的獨(dú)立危險(xiǎn)因素(P<0.05)。男性與女性的風(fēng)險(xiǎn)比為2.941(P=0.024)；術(shù)前化療后組織壞死率≥90%與壞死率<90%的風(fēng)險(xiǎn)比為0.203(P=0.002)，見表2。

表2 影響兒童骨肉瘤預(yù)后的多因素Cox比例風(fēng)險(xiǎn)回歸分析

2.3 構(gòu)建兒童骨肉瘤患者生存預(yù)后的Nomogram圖將基于Cox回歸分析的相關(guān)因素納入Nomogram圖中，包括患者的性別、人種、轉(zhuǎn)移部位、原發(fā)腫瘤部位、手術(shù)方式及術(shù)前化療后組織壞死率(P<0.1)，其可對(duì)兒童骨肉瘤患者的3年及5年總生存率作出預(yù)測(cè)，見圖1。

2.4 Nomogram 圖的驗(yàn)證 建模組的C指數(shù)為0.768(95%CI0.721～0.815)，驗(yàn)證組為0.727(95%CI0.648～0.806)，C指數(shù)值顯著高于：美國(guó)癌癥聯(lián)合委員會(huì)(AJCC)第七版(0.65)、第六版(0.65)[12]。3年和5年總生存率的校準(zhǔn)圖顯示預(yù)測(cè)值與真實(shí)值一致性良好，2組的校正圖均接近理想的 45°曲線，見圖2。

3 討 論

本研究通過對(duì)兒童骨肉瘤患者的臨床數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，旨在尋找影響患者生存預(yù)后的危險(xiǎn)因素，并構(gòu)建具有良好預(yù)測(cè)價(jià)值的Nomogram圖，單因素回歸分析結(jié)果顯示，患者的性別、人種、原發(fā)腫瘤部位、手術(shù)方式、轉(zhuǎn)移部位及術(shù)前化療后組織壞死率為生存率的影響因素。其中，性別、術(shù)前化療后組織壞死率是影響兒童骨肉瘤患者生存預(yù)后的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，人種與手術(shù)方式在多因素 Cox 比例風(fēng)險(xiǎn)回歸分析結(jié)果中無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。(1) 性別：本研究將患者的性別與生存時(shí)間、生存狀態(tài)進(jìn)行單因素回歸分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)性別與預(yù)后相關(guān)(P=0.057)，多因素分析結(jié)果進(jìn)一步表明性別為影響預(yù)后的獨(dú)立危險(xiǎn)因素(HR=2.941，95%CI=1.151～7.511，P=0.024)。與以往許多研究結(jié)果均一致，Xing等[13]的研究表示，在年齡較小的骨肉瘤患者中，女性患者的預(yù)后更好；Whelan等[14]對(duì)1 067例局部肢端性骨肉瘤患者進(jìn)行隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)，結(jié)果顯示女性的5年總生存率為61%，而男性為53%。另外，Lim等[15]在一項(xiàng)關(guān)于骨肉瘤患者并發(fā)骨質(zhì)疏松癥的研究中發(fā)現(xiàn)，骨肉瘤患者在長(zhǎng)期生存期中，男性患兒比女性有更高的骨質(zhì)疏松癥患病率，這或許是男性患兒預(yù)后不良的原因之一。(2)轉(zhuǎn)移部位：關(guān)于腫瘤轉(zhuǎn)移及轉(zhuǎn)移部位對(duì)骨肉瘤患者生存預(yù)后的影響，國(guó)內(nèi)外觀點(diǎn)一致，即發(fā)生轉(zhuǎn)移，則預(yù)后越差[16-18]。骨肉瘤作為一種最常見的影響兒童、青少年的惡性骨腫瘤，有15%～20%的患者在就診時(shí)具有臨床可檢測(cè)的轉(zhuǎn)移灶。肺部是最常見的轉(zhuǎn)移部位，占比超過85%。單因素和多因素回歸分析結(jié)果分別顯示，肺轉(zhuǎn)移HR分別為2.888(P<0.001)和2.620(P=0.055),與以往研究結(jié)果一致[8]，而骨轉(zhuǎn)移分析結(jié)果無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，可能因病例數(shù)量過少，實(shí)際上發(fā)生孤立性骨轉(zhuǎn)移的患者非常少見，因?yàn)楣寝D(zhuǎn)移通常是多轉(zhuǎn)移性疾病的表現(xiàn)。所謂的多中心或多灶性骨肉瘤是一種特殊且罕見的疾病，其特征是在診斷時(shí)多個(gè)骨骼病變同時(shí)或順序發(fā)生，而沒有肺或其他內(nèi)臟受累，文獻(xiàn)報(bào)道發(fā)病率為1%～4%[16]。(3)原發(fā)腫瘤部位：過去研究在將腫瘤的解剖位置作為預(yù)后因素來考慮時(shí)，大多將其分為軸向(骨盆、脊柱和肋骨)或四肢(上、下肢的長(zhǎng)骨和短骨)，且結(jié)果均提示軸向部位的骨肉瘤預(yù)后較四肢差，可能因軸向部位的腫瘤比四肢更容易轉(zhuǎn)移[19-20]。本研究中軸向部位骨肉瘤病例數(shù)據(jù)過少，單因素分析與多因素分析均顯示軸向或四肢部位發(fā)生骨肉瘤的風(fēng)險(xiǎn)比差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，因此將四肢分為上肢與下肢進(jìn)行研究，單因素分析結(jié)果顯示，上肢部位骨肉瘤預(yù)后較下肢差(HR=0.439，95%CI0.247～0.781，P=0.005)。多因素分析再次證實(shí)了該結(jié)果(HR=0.231，95%CI0.049～1.100，P=0.066)。過去少有關(guān)于上、下肢在骨肉瘤患者預(yù)后中的研究，該差異是否有意義且能對(duì)預(yù)后作出指導(dǎo)值得進(jìn)一步研究。(4)術(shù)前化療后組織壞死率：?jiǎn)我蛩胤治鼋Y(jié)果顯示，化療后組織壞死率<90%的患者生存率明顯大于組織壞死率≥90%的患者，多因素分析結(jié)果進(jìn)一步表明，化療后組織壞死率為影響預(yù)后的獨(dú)立危險(xiǎn)因素(HR=0.203，95%CI0.074～0.554，P=0.002)，組織壞死率是腫瘤對(duì)于術(shù)前化療的組織學(xué)反應(yīng)，國(guó)內(nèi)外大量研究報(bào)道認(rèn)為其是骨肉瘤患者最重要的預(yù)后因素[21-23]，在過去的40年中，骨肉瘤患者的生存結(jié)果有了顯著改善，在很大程度上是由于術(shù)前化療的引入，它可以治療可能發(fā)生的微小轉(zhuǎn)移并確保腫瘤縮小，從而促進(jìn)了腫瘤的手術(shù)切除[24]。雖然近年來關(guān)于骨肉瘤患者生存預(yù)后的研究越來越深入，確定的預(yù)后因素越來越多，但腫瘤組織學(xué)反應(yīng)仍然是評(píng)價(jià)骨肉瘤患者治療及預(yù)后的重要指標(biāo)。

然而，本研究存在一定的局限性，首先，本研究數(shù)據(jù)來源于兒童腫瘤數(shù)據(jù)庫(kù)(TARGET數(shù)據(jù)庫(kù))，病例信息均來自青少年與兒童患者，將年齡作單因素分析時(shí)分為了未成年組(<18歲)和成年組(≥18歲)，風(fēng)險(xiǎn)比差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。因此該Nomogram 圖的應(yīng)用僅限于兒童骨肉瘤患者。其次，輔助化療治療骨肉瘤的價(jià)值已得到公認(rèn)，化療方案無疑對(duì)骨肉瘤患者的預(yù)后有重要作用，但TARGET數(shù)據(jù)庫(kù)未提供患者化療情況，因此該因素未被納入研究。

綜上所述，本研究構(gòu)建的Nomogram 圖雖存在一定的局限性，但基本納入了大多數(shù)對(duì)骨肉瘤患者預(yù)后具有重要意義的風(fēng)險(xiǎn)因素，且在建模組與驗(yàn)證組中一致性指數(shù)均較高，校正曲線一致性良好。可為臨床提供可視化的預(yù)測(cè)工具，幫助臨床醫(yī)師快速、準(zhǔn)確地對(duì)兒童骨肉瘤患者的生存預(yù)后作出評(píng)估，從而更好地指導(dǎo)后續(xù)治療。

利益沖突：所有作者聲明無利益沖突

作者貢獻(xiàn)聲明

易鵬：提出研究思路，實(shí)施研究過程，論文撰寫；徐雄峰：資料搜集整理，論文修改；姚佳煒：進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析；邱波：設(shè)計(jì)研究方案，分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，論文審核