基于超聲聯(lián)合血清學(xué)指標(biāo)的列線圖模型早期預(yù)測(cè)乳腺癌術(shù)后化療患者心臟毒性風(fēng)險(xiǎn)

李英華 郭 強(qiáng) 蔣金全 曾 軍 崔文婷 劉 怡 笪應(yīng)芬

蒽環(huán)類化療藥物在發(fā)揮高效抗腫瘤作用的同時(shí)也帶來了較嚴(yán)重的心臟毒性?；熕幬镆鸬男呐K毒性具有進(jìn)展性和不可逆性，因此早期監(jiān)測(cè)和調(diào)整化療方案能夠減少心臟毒性事件發(fā)生［1］。已有指南［2］將左室射血分?jǐn)?shù)（LVEF）減少超過10%作為診斷化療相關(guān)心臟毒性的截?cái)嘀?。但?shí)際上LVEF用于早期診斷心臟毒性常不敏感，化療藥物導(dǎo)致的左室舒張功能受損、左室順應(yīng)性減低及僵硬度增加往往早于LVEF變化［3-4］。目前有研究［5-7］基于組織多普勒、心肌MRI、三維超聲心動(dòng)圖、血清學(xué)指標(biāo)檢測(cè)等檢查手段提出了多項(xiàng)用于監(jiān)測(cè)心臟毒性的指標(biāo)，如心肌做功指數(shù)、心肌細(xì)胞外容積、左房容積、N末端B型利鈉肽前體（NT-proBNP）等。然而這些檢測(cè)方法由于準(zhǔn)確性有限或難以大范圍普及等原因均存在一定的局限性。為探索一種能夠及早發(fā)現(xiàn)心臟毒性發(fā)生的方法，本研究擬基于常規(guī)超聲心動(dòng)圖及血清學(xué)檢測(cè)指標(biāo)建立列線圖預(yù)測(cè)模型，旨在早期預(yù)測(cè)乳腺癌患者化療期間出現(xiàn)心臟毒性的風(fēng)險(xiǎn)。

資料與方法

一、研究對(duì)象

選取2017年8月至2019年8月在我院乳腺外科經(jīng)術(shù)后病理確診為乳腺癌，且在我院接受蒽環(huán)類藥物化療的女性患者148例，年齡25～65歲，平均（47.83±7.29）歲；病理類型均為浸潤性導(dǎo)管癌。納入標(biāo)準(zhǔn)：①25歲以上女性乳腺癌患者；②同期未接受放射治療；③患者化療前常規(guī)心臟超聲及心功能評(píng)價(jià)未見異常，且預(yù)計(jì)其生存期＞24個(gè)月；④東部腫瘤協(xié)作組（ECOG）評(píng)分≤2分；⑤臨床資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：①既往有其他腫瘤病史或接受過其他抗腫瘤治療；②既往有高血壓病及糖尿病等病史；③患有胸廓及脊柱畸形、呼吸系統(tǒng)疾病等影響超聲圖像質(zhì)量者。本研究經(jīng)我院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有患者均簽署知情同意書。

二、儀器與方法

1.超聲心動(dòng)圖檢查：使用GE Vivid E 95、E 9彩色多普勒超聲診斷儀，M5SC相控陣探頭，頻率1.4～4.6 MHz?；颊呷∽髠?cè)臥位，平靜呼吸。獲取胸骨旁左室長軸標(biāo)準(zhǔn)切面M型超聲心動(dòng)圖像，測(cè)量左室舒張期內(nèi)徑（LVDd）、左室收縮期內(nèi)徑（LVDs）、左房內(nèi)徑（LAd）。調(diào)整探頭，獲取標(biāo)準(zhǔn)心尖四腔心切面和兩腔心切面，記錄二尖瓣舒張?jiān)缤砥诜逯盗魉俦戎担‥/A）、雙平面Simpson法記錄LVEF、E與二尖瓣環(huán)側(cè)壁組織運(yùn)動(dòng)速度（e’）比值、左室短軸縮短率（LVFS）。在常規(guī)超聲心動(dòng)圖的基礎(chǔ)上連接心電圖，連續(xù)采集左室心尖四腔心、兩腔心和三腔心切面至少3個(gè)心動(dòng)周期的動(dòng)態(tài)圖像，通過二維斑點(diǎn)追蹤（2D-STI）及EchoPAC工作站對(duì)患者心內(nèi)膜進(jìn)行描記，獲得左室收縮期整體縱向峰值應(yīng)變（GLS）及應(yīng)變率（GLSR）。以上操作均由兩名具有10年以上工作經(jīng)驗(yàn)的超聲醫(yī)師共同協(xié)商完成。

2.血清學(xué)指標(biāo)測(cè)定：患者抽取空腹肘靜脈血于4℃下按10 000 r/min離心5 min，取上清液用于檢測(cè)。采用西門子ADVIA Centaur CP全自動(dòng)化學(xué)發(fā)光免疫分析儀及配套試劑檢測(cè)肌酸激酶（CK）、肌酸激酶同工酶（CK-MB）、B型利鈉肽（BNP）、高敏感性心肌肌鈣蛋白I（hs-cTnI）、NT-proBNP水平。檢測(cè)流程嚴(yán)格按照儀器及試劑盒說明書。

3.治療方案：所有患者在我院行乳腺癌根治術(shù)，術(shù)后2周開始接受以蒽環(huán)類藥物為主的聯(lián)合化療方案。其中蒽環(huán)類藥物（鹽酸多柔比星，輝瑞制藥有限公司，國藥準(zhǔn)字：H20000496）用藥劑量為50 mg/m2，每次化療間隔21 d，均完成4個(gè)化療周期。根據(jù)以往文獻(xiàn)［7-8］報(bào)道，接受化療的患者血清學(xué)指標(biāo)及影像學(xué)指標(biāo)多于化療第3周期開始出現(xiàn)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的差異。因此本研究記錄化療前及化療第3周期后的血清學(xué)及超聲心動(dòng)圖指標(biāo)，計(jì)算化療前后的差值（ΔCK、ΔCK-MB、ΔBNP、Δhs-cTnI、ΔNT-proBNP、ΔLVEF、ΔLAd、ΔLVDd、ΔLVDs、ΔLVFS、ΔE/e’、ΔE/A、ΔGLS、ΔGLSR），并進(jìn)行分析，以預(yù)測(cè)潛在的心臟毒性。

4.隨訪：在4個(gè)周期化療全部結(jié)束后，所有患者每隔3個(gè)月進(jìn)行一次門診隨訪，共隨訪1年。隨訪時(shí)，使用超聲心動(dòng)圖檢測(cè)患者LVEF，終點(diǎn)事件定義為隨訪期間發(fā)現(xiàn)ΔLVEF＞10%（ΔLVEF=化療前LVEF-化療后LVEF），則納入毒性組，若患者隨訪結(jié)束時(shí)仍然ΔLVEF≤10%則納入無毒性組。分析兩組的基線資料、血清學(xué)指標(biāo)、常規(guī)超聲心動(dòng)圖及2D-STI指標(biāo)的差異。

三、統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

結(jié) 果

直至隨訪結(jié)束，148例患者中共失訪2例，其中128例至隨訪結(jié)束仍然未發(fā)生終點(diǎn)事件，平均LVEF為（62.72±4.29）%，納入無毒性組；18例出現(xiàn)終點(diǎn)事件，平均LVEF為（55.25±5.83）%，納入毒性組。Kaplan-Meier生存曲線顯示，隨著時(shí)間延長，全體患者中ΔLVEF＞10%的出現(xiàn)例數(shù)增多，在隨訪的第6個(gè)月和9個(gè)月發(fā)生心臟毒性的例數(shù)增長較為明顯，其總體出現(xiàn)心臟毒性的概率為12.3%。見圖1。

圖1 患者心臟毒性發(fā)生情況（Kaplan-Meier法）

一、兩組患者基線資料、血清學(xué)指標(biāo)、超聲心動(dòng)圖指標(biāo)比較

毒性組患者除年齡水平明顯高于非毒性組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.048）外，其余資料比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。化療前兩組患者血清學(xué)及超聲心動(dòng)圖指標(biāo)比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義?；煹?周期后，兩組ΔNT-proBNP、Δhs-cTnI、ΔGLS比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）。見表1～3和圖2。

圖2 無毒性組和毒性組患者2D-STI圖像

表1 無毒性組與毒性組患者基線資料比較（±s）

表1 無毒性組與毒性組患者基線資料比較（±s）

1 mm Hg=0.133 kPa

組別無毒性組（128）毒性組（18）t值P值體質(zhì)量指數(shù)（kg/m2）1.53±0.20 1.56±0.14 0.368 0.719體表面積（m2）58.41±9.69 57.70±11.33-0.285 0.776心率（次/min）78.22±5.06 76.94±6.56-0.966 0.559年齡（歲）45.18±7.44 48.85±6.45 1.994 0.048體質(zhì)量（kg）20.30±2.95 21.32±1.31 2.533 0.162收縮壓（mm Hg）120.10±16.23 123.90±12.05 0.955 0.371舒張壓（mm Hg）76.76±4.70 74.90±5.44-1.539 0.105

二、提示早期心臟毒性的潛在指標(biāo)分析

表2 無毒性組與毒性組患者化療前血清學(xué)及超聲心動(dòng)圖指標(biāo)比較（±s）

表2 無毒性組與毒性組患者化療前血清學(xué)及超聲心動(dòng)圖指標(biāo)比較（±s）

CK：肌酸激酶；CK-MB：肌酸激酶同工酶；BNP：B型利鈉肽；hs-cTnI：高敏感性心肌肌鈣蛋白I；NT-proBNP：N末端B型利鈉肽前體；LVEF：左室射血分?jǐn)?shù)；LAd：左房內(nèi)徑；LVDd：左室舒張期內(nèi)徑；LVFS：左室短軸縮短率；E/e’：二尖瓣舒張?jiān)缙诜逯盗魉倥c二尖瓣環(huán)側(cè)壁組織運(yùn)動(dòng)速度比值；E/A：二尖瓣舒張?jiān)纭⑼砥诜逯盗魉俦戎?；GLS：整體縱向峰值應(yīng)變；GLSR：整體縱向峰值應(yīng)變率

血清學(xué)指標(biāo)超聲心動(dòng)圖指標(biāo)組別E/e’6.56±0.84 6.60±0.77 E/A 1.51±0.57 1.45±0.32 CK-MB（U/L）11.95±2.09 12.26±1.90 GLS（%）-21.52±1.45-21.18±1.49 GLSR（s-1）-1.39±0.21-1.38±0.20 BNP（ρg/ml）49.58±29.89 53.68±29.37 CK（U/L）38.95±4.56 40.48±4.35 hs-c TnI（ρg/ml）11.22±2.32 10.97±3.13 NT-proBNP（ng/ml）25.85±2.12 24.54±3.15 LVEF（%）66.15±6.21 64.37±4.94 LAd（mm）3.33±0.61 3.24±0.43 LVDd（mm）4.86±0.71 4.59±0.85 LVDs（mm）25.34±5.48 25.34±5.99 LVFS（%）33.71±3.68 36.39±3.86無毒性組毒性組

表3 無毒性組與毒性組患者化療前與化療3周期血清學(xué)及超聲心動(dòng)圖指標(biāo)差值比較（±s）

表3 無毒性組與毒性組患者化療前與化療3周期血清學(xué)及超聲心動(dòng)圖指標(biāo)差值比較（±s）

與無毒性組比較，*P＜0.05。ΔCK：肌酸激酶差值；ΔCK-MB：肌酸激酶同工酶差值；ΔBNP：B型利鈉肽差值；Δhs-cTnI：高敏感性心肌肌鈣蛋白I差值；ΔNT-proBNP：N末端B型利鈉肽前體差值；ΔLVEF：左室射血分?jǐn)?shù)差值；ΔLAd：左房內(nèi)徑差值；ΔLVDd：左室舒張期內(nèi)徑差值；ΔLVFS：左室短軸縮短率差值；ΔE/e’：二尖瓣舒張?jiān)缙诜逯盗魉倥c二尖瓣環(huán)側(cè)壁組織運(yùn)動(dòng)速度比值差值；ΔE/A：二尖瓣舒張?jiān)?、晚期峰值流速比值差值；ΔGLS：整體縱向峰值應(yīng)變差值；ΔGLSR：整體縱向峰值應(yīng)變率差值

血清學(xué)指標(biāo)超聲心動(dòng)圖指標(biāo)組別ΔCK-MB（U/L）2.17±0.73 2.42±1.09 ΔE/e’0.56±0.99 0.35±1.02 ΔE/A 0.33±0.57 0.28±0.43 ΔGLS（%）1.70±1.52 3.41±2.02*ΔBNP（ρg/ml）7.38±3.24 8.02±3.21 Δhs-c TnI（ρg/ml）19.55±17.95 24.28±50.90*ΔNT-proBNP（ng/ml）53.38±15.64 98.56±22.61*ΔLVEF（%）1.20±0.30 1.23±0.50 ΔLAd（mm）0.09±0.45 0.22±0.37 ΔLVDd（mm）0.44±0.58 0.03±0.07 ΔLVDs（mm）0.13±0.41 1.54±0.67 ΔLVFS（%）2.88±1.79 2.43±1.44 ΔGLSR（s-1）0.15±0.09 0.19±0.09無毒性組毒性組ΔCK（U/L）3.21±1.42 3.64±2.13

通過單因素COX回歸分析發(fā)現(xiàn)，年齡、ΔNT-proBNP、Δhs-cTnI、ΔGLR 4項(xiàng)指標(biāo)是篩選早期心臟毒性的潛在指標(biāo)（P＜0.1）。對(duì)以上潛在指標(biāo)進(jìn)行進(jìn)一步的多因素COX回歸分析發(fā)現(xiàn)，Δhs-cTnI、ΔNTproBNP和ΔGLS可獨(dú)立提示接受化療的乳腺癌患者出現(xiàn)心臟毒性的風(fēng)險(xiǎn)。見表4。

表4 提示患者發(fā)生心臟毒性風(fēng)險(xiǎn)的潛在指標(biāo)

三、列線圖預(yù)測(cè)模型的建立與評(píng)價(jià)

基于多因素分析結(jié)果建立用于預(yù)測(cè)心臟毒性風(fēng)險(xiǎn)的列線圖，見圖3。將各指標(biāo)在圖中對(duì)應(yīng)的軸上找到對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，然后通過該點(diǎn)做垂直于橫軸的直線，該直線在評(píng)分標(biāo)尺上的交點(diǎn)讀數(shù)即為該指標(biāo)的分?jǐn)?shù)。將各指標(biāo)的分?jǐn)?shù)相加即為總分，按照同樣的方法，總分在風(fēng)險(xiǎn)值上的交點(diǎn)讀數(shù)即為該患者發(fā) 生心臟毒性的概率。列線圖的C-index為0.904，顯示出良好的辨別力（＞0.75），且校準(zhǔn)測(cè)試表明無明顯的偏離（χ2=8.170，P=0.417，Hosmer-Lemeshow檢驗(yàn)）。

圖3 提示患者發(fā)生心臟毒性風(fēng)險(xiǎn)的列線圖

四、ROC曲線分析

ROC曲線分析顯示，列線圖預(yù)測(cè)心臟毒性的曲線下面積（0.904）顯著高于ΔGLS、ΔNT-proBNP及ΔhscTnI單獨(dú)診斷的曲線下面積（0.864、0.709、0.704），差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）。見圖4。

圖4 ΔGLS、Δhs-cTnI、ΔNT-proBNP及列線圖預(yù)測(cè)早期心臟毒性風(fēng)險(xiǎn)的ROC曲線圖

討 論

化療藥物導(dǎo)致的心臟毒性嚴(yán)重影響乳腺癌患者的預(yù)后。早期的心臟毒性往往是可逆的，及早對(duì)心臟毒性進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，采取干預(yù)措施對(duì)于減輕心臟損傷有重要意義。心內(nèi)膜活檢是目前評(píng)估化療藥物所致心臟毒性敏感性和特異性最高的方法，但由于其為有創(chuàng)檢查，臨床應(yīng)用率低［9］。血清心肌標(biāo)志物雖敏感性較高，但特異性不高，診斷價(jià)值有限。組織多普勒雖然較常規(guī)超聲心動(dòng)圖更敏感，但其存在角度依賴性，重復(fù)性欠佳，能否進(jìn)一步應(yīng)用于臨床診斷心臟毒性仍需進(jìn)一步探究。三維超聲心動(dòng)圖、三維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)等盡管能克服以上缺點(diǎn)，但其在各級(jí)醫(yī)院普及程度不高，臨床推廣價(jià)值有限。2D-STI是一項(xiàng)能夠量化心肌功能的技術(shù)，無角度依賴性、可重復(fù)性好被廣泛應(yīng)用于心臟功能的評(píng)估。本研究采用ΔGLS評(píng)估早期心臟功能改變，并聯(lián)合Δhs-cTnI、ΔNT-proBNP的列線圖預(yù)測(cè)接受化療的乳腺癌患者發(fā)生心臟毒性風(fēng)險(xiǎn)，以期及早發(fā)現(xiàn)并干預(yù)化療藥物導(dǎo)致的心臟損傷。

早期化療藥物導(dǎo)致的心肌損傷輕微，由于心臟強(qiáng)大的代償機(jī)制，往往難以檢測(cè)出心臟受損后產(chǎn)生的細(xì)微差異。為了能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)這些變化，早期預(yù)測(cè)化療藥物導(dǎo)致的心臟毒性，根據(jù)患者發(fā)生心臟毒性的概率及時(shí)調(diào)整化療方案，本研究通過多因素COX回歸分析結(jié)果顯示ΔNT-proBNP、Δhs-cTnI及ΔGLS是提示患者早期出現(xiàn)心臟毒性的獨(dú)立風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)。而臨床其他常用的評(píng)估心臟功能指標(biāo)均非獨(dú)立風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，難以用于早期心臟毒性的診斷，這亦反映出目前臨床早期評(píng)估心臟毒性具有困難性。

多因素分析結(jié)果提示化療第3個(gè)周期后ΔNTproBNP、Δhs-cTnI水平升高可以作為預(yù)測(cè)心臟毒性的有效指標(biāo)。與BNP相比，NT-proBNP半衰期更長，穩(wěn)定性更好，敏感性更高，更適合于臨床應(yīng)用［10］。Kara等［11］研究表明，NT-proBNP在發(fā)現(xiàn)無癥狀性左室功能異常，以及診斷輕微的收縮或舒張期心力衰竭方面，較常規(guī)超聲學(xué)指標(biāo)更有優(yōu)勢(shì)。hs-cTnI在預(yù)測(cè)接受蒽環(huán)類藥物化療的乳腺癌患者心臟毒性中也具有較高價(jià)值［12-13］。Cardinale等［14］以80 ng/L作為hs-cTnI檢測(cè)閾值，經(jīng)過為期3年的隨訪發(fā)現(xiàn)，接受化療期間hs-cTnI升高的患者中心力衰竭等心臟毒性癥狀發(fā)生率為44%，而hs-cTnI未明顯升高的患者中，發(fā)生率僅為0.1%。這也提醒臨床醫(yī)師在化療期間需密切關(guān)注患者血清NT-proBNP、hs-cTnI，對(duì)于保護(hù)患者的心臟功能，以及提高患者預(yù)后有的重要指導(dǎo)意義。

本研究使用2D-STI技術(shù)對(duì)左室心肌進(jìn)行定量分析，發(fā)現(xiàn)化療第3周期毒性組患者ΔGLS值較無毒性組顯著下降（P＜0.05）。歐洲心臟病學(xué)會(huì)在2016版指南中推薦，將ΔGLS＞15%作為提示化療所致心臟毒性的指標(biāo)［15］。目前多推薦將GLS≥-19%作為正常的截?cái)嘀担?6］。本研究認(rèn)為，患者本身可能存在基礎(chǔ)的心血管系統(tǒng)疾病，對(duì)GLS會(huì)造成一定影響。若僅依靠GLS≥-19%作為正常的截?cái)嘀祦眍A(yù)測(cè)患者是否會(huì)發(fā)生心臟毒性并不準(zhǔn)確。通過對(duì)比化療前后GLS下降幅度，以患者自身為參照不受基礎(chǔ)疾病的影響，預(yù)測(cè)蒽環(huán)類藥物所致心臟毒性更準(zhǔn)確，更適合于臨床應(yīng)用。

本研究基于統(tǒng)計(jì)分析所得獨(dú)立風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，首次構(gòu)建預(yù)測(cè)化療藥物所致心臟毒性風(fēng)險(xiǎn)的列線圖，其預(yù)測(cè)早期心臟毒性風(fēng)險(xiǎn)的準(zhǔn)確性出色（C-index=0.904），且與實(shí)際發(fā)生情況一致性較好。Chang等［17］和Florescu等［18］使用分層斑點(diǎn)追蹤技術(shù)發(fā)現(xiàn)患者最早于化療的第3周期發(fā)現(xiàn)心內(nèi)膜縱向應(yīng)變發(fā)生明顯改變，敏感性和特異性均較高，可以作為預(yù)測(cè)早期心臟毒性的指標(biāo)。同樣是在化療的第3周期，F(xiàn)atima等［19］通過99mTC多門控掃描測(cè)量發(fā)現(xiàn)，ΔLVEF為5%即可提示患者發(fā)生心臟毒性。盡管以上方法均可在化療早期發(fā)現(xiàn)心臟毒性，但是由于技術(shù)要求高，在基層醫(yī)院無法開展，且對(duì)于患者而言重復(fù)檢查價(jià)格昂貴，以上方法均未作為首選或常規(guī)檢查方案。Dranitsaris等［20］根據(jù)患者累積化療周期數(shù)、患者年齡和體質(zhì)量等資料建立了評(píng)估發(fā)生心臟毒性風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測(cè)模型，ROC的曲線下面積為0.84。相較傳統(tǒng)預(yù)測(cè)模型，列線圖可以聯(lián)合多個(gè)臨床上常用且易于開展的常規(guī)檢查指標(biāo)，量化為心臟毒性發(fā)生率，為臨床醫(yī)師提供簡易且較準(zhǔn)確的診斷工具。如當(dāng)患者Δhs-cTnI為50ρg/ml、ΔNT-proBNP為70 ng/ml、ΔGLS為6%時(shí)，列線圖的總分約為150分，提示該患者發(fā)生心臟毒性的概率約40%。臨床醫(yī)師可以據(jù)此選擇適當(dāng)?shù)闹委煼绞?，有助于臨床及早干預(yù)、及時(shí)調(diào)整治療方案，避免或降低不可逆性心臟損傷的可能性。

綜上所述，ΔGLS聯(lián)合ΔNT-proBNP及Δhs-cTnI繪制的列線圖有助于早期評(píng)估使用化療藥物患者發(fā)生心臟毒性的風(fēng)險(xiǎn)，有望幫助臨床及時(shí)準(zhǔn)確診斷及干預(yù)化療藥物所致的可逆性心臟損傷。后期尚需前瞻性、大樣本、多中心研究對(duì)列線圖的準(zhǔn)確性和可靠性進(jìn)一步驗(yàn)證。