無MYCN基因擴(kuò)增的兒童神經(jīng)母細(xì)胞瘤預(yù)后列線圖構(gòu)建*

王園芝，田 野，趙睿婷，袁恒杰△

(1.天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院藥劑科 300052；2.天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院神經(jīng)外科 300052；3.天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院空港醫(yī)院藥劑科 300308)

神經(jīng)母細(xì)胞瘤是兒童最常見的顱外實(shí)體腫瘤，占所有兒童腫瘤的8%～10%[1]。其源于原始神經(jīng)嵴細(xì)胞，具有顯著的臨床異質(zhì)性[2-3]。一部分患兒未經(jīng)治療腫瘤即可自發(fā)消散，而約一半的患兒即使經(jīng)過高強(qiáng)度的治療，長期生存仍然很差，5年總體生存率(OS)僅50%[4-5]。因此準(zhǔn)確的預(yù)后預(yù)測在神經(jīng)母細(xì)胞瘤中至關(guān)重要。

目前，MYCN擴(kuò)增已成為神經(jīng)母細(xì)胞瘤最重要的分子預(yù)后標(biāo)志物[6]，并用于危險(xiǎn)度分層系統(tǒng)中[7]。不論任何年齡段及分期其均與預(yù)后不良密切相關(guān)。盡管關(guān)于MYCN基因擴(kuò)增的研究日漸成熟，可實(shí)際只有約18%的神經(jīng)母細(xì)胞瘤患兒診斷時(shí)可以檢測出MYCN擴(kuò)增[8]。即使在預(yù)后最差的高危組中也只有35%～40%的患兒伴隨著MYCN擴(kuò)增[4,9-10]，提示絕大多數(shù)患兒僅依靠MYCN擴(kuò)增無法區(qū)分預(yù)后。大部分無MYCN基因擴(kuò)增的神經(jīng)母細(xì)胞瘤具有很強(qiáng)的異質(zhì)性，然而針對這類神經(jīng)母細(xì)胞瘤的臨床預(yù)后研究卻很少見[11]。因此對無MYCN基因擴(kuò)增的神經(jīng)母細(xì)胞瘤進(jìn)行預(yù)后預(yù)測可以為更多的患兒提供準(zhǔn)確、細(xì)致的預(yù)后信息。

列線圖是一種以圖形工具形式對預(yù)后因子進(jìn)行賦分的預(yù)測模型，由于其準(zhǔn)確、客觀而被廣泛用于臨床決策[12-14]。TARGET數(shù)據(jù)庫是兒童腫瘤的重要數(shù)據(jù)庫，收錄了大量腫瘤的臨床及基因組信息，神經(jīng)母細(xì)胞瘤是其中的重要項(xiàng)目之一[15]。本研究基于TARGET數(shù)據(jù)庫，通過最小絕對值選擇與收縮算子 (least absolute shrinkage and selection operator,LASSO)回歸、單因素及多因素COX回歸，分析篩選無MYCN基因擴(kuò)增的神經(jīng)母細(xì)胞瘤患兒的獨(dú)立預(yù)后因子，構(gòu)建了預(yù)測3、5年OS的列線圖預(yù)后模型，在進(jìn)行區(qū)分度及一致性評估后，列線圖可以準(zhǔn)確預(yù)測患兒預(yù)后，旨在為臨床提供重要參考依據(jù)。

1 資料與方法

1.1一般資料

回顧性分析TARGET數(shù)據(jù)庫(https://ocg.cancer.gov/)[16]，共納入1986-2012年確診為神經(jīng)母細(xì)胞瘤的1 119例患兒。排除MYCN基因擴(kuò)增或未知的病例326例，隨訪信息缺失2例，DNA倍性未知65例，組織學(xué)分類未知48例，腫瘤分級未知64例，有絲分裂核破裂指數(shù)(mitosis-karyorrhexis index,MKI)未知17例，診斷分類未知1例，最終納入596例，將整體病例按照7∶3隨機(jī)分為建模組(420例)和驗(yàn)證組(176例)。

1.2方法

收集患兒臨床信息包括年齡、性別、種族、國際神經(jīng)母細(xì)胞瘤分期系統(tǒng)(INSS)分期[分為1、2、3、4s期和4期][8]、DNA倍性(二倍體和超二倍體)、組織學(xué)分類(預(yù)后良好型和預(yù)后不良型)、腫瘤分級(分化中和差/廠內(nèi)人未分化)、MKI(低/中和高)[17]、診斷類別(節(jié)細(xì)胞神經(jīng)母細(xì)胞瘤和神經(jīng)母細(xì)胞瘤)和美國兒童腫瘤協(xié)作組(children’s oncology group,COG)危險(xiǎn)度分組(低危組、中危組和高危組)。研究終點(diǎn)為OS，定義為從診斷時(shí)到死亡或末次隨訪的時(shí)間間隔。

1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

2 結(jié) 果

2.1一般資料

596例患兒隨訪時(shí)間為60.6(0.3，173.9)個(gè)月，3、5年OS分別為82.6%、73.1%[95%可信區(qū)間(95%CI)：79.5%～85.7%、69.4%～76.8%)]，見圖1A。兩組患兒一般資料比較見表1。

表1 兩組患兒一般資料比較[n(%)]

續(xù)表1 兩組患兒一般資料比較[n(%)]

2.2預(yù)后因子篩選

LASSO回歸篩選出3個(gè)潛在的預(yù)后因子，分別為年齡、INSS分期和DNA倍性，見圖2。單因素COX比例風(fēng)險(xiǎn)回歸分析及生存曲線繪制顯示三者均與預(yù)后相關(guān)，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.000 1)，見圖1 B～D。多因素COX比例風(fēng)險(xiǎn)回歸分析最終確定年齡、INSS分期、DNA倍性為兒童無MYCN基因擴(kuò)增神經(jīng)母細(xì)胞瘤的獨(dú)立預(yù)后因子，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，見表2。

A：596例患兒整體生存曲線；B：不同年齡建模組患兒生存曲線；C：不同INSS分期建模組患兒生存曲線；D：不同DNA倍性建模組患兒生存曲線。

A：LASSO系數(shù)分布篩選變量；B：LASSO回歸交叉驗(yàn)證最佳系數(shù)。

表2 單因素及多因素COX回歸分析(n=420)

2.3列線圖模型的構(gòu)建及使用

基于年齡、INSS分期、DNA倍性構(gòu)建了預(yù)測無MYCN基因擴(kuò)增神經(jīng)母細(xì)胞瘤患兒3、5年OS的列線圖，見圖3A。列線圖通過對每個(gè)預(yù)后因子進(jìn)行賦分，最后通過總分?jǐn)?shù)預(yù)測預(yù)后，年齡小于1.5歲和大于或等于1.5歲分別為23、72分，INSS分期1、2、3、4s期和4期分別為23、100分，DNA倍性的二倍體和超二倍體分別為23、0分。假如一患兒分期為INSS 4期(100分)，DNA倍性為二倍體(23分)，年齡大于或等于1.5歲(72分)，其總分?jǐn)?shù)為100+23+72=195分。根據(jù)列線圖模型，預(yù)測該患兒3、5年OS分別為66.2%和45.3%，見圖3B。

A：列線圖；B：列線圖使用示意圖。

2.4列線圖預(yù)測模型的驗(yàn)證

列線圖模型的區(qū)分度評估顯示C指數(shù)在建模組和驗(yàn)證組中分別為0.755 (95%CI：0.716～0.794)和0.732 (95%CI：0.672～0.792)。ROC顯示列線圖在預(yù)測建模組3、5年OS的曲線下面積(AUC)分別為0.780和0.806，驗(yàn)證組3、5年OS的AUC分別為0.756和0.777，見圖4A、B。隨后分別在建模組和驗(yàn)證組繪制了3、5年OS的校準(zhǔn)曲線，結(jié)果顯示無論在建模組還是驗(yàn)證組，預(yù)測曲線與理想曲線關(guān)系緊密，見圖4C、D。

A：列線圖在預(yù)測建模組3、5年OS的ROC曲線；B：列線圖在預(yù)測驗(yàn)證組3、5年OS的ROC曲線；C：列線圖在預(yù)測建模組3、5年OS的校準(zhǔn)曲線；D：列線圖在預(yù)測驗(yàn)證組3、5年OS的校準(zhǔn)曲線。

COG危險(xiǎn)度分組在建模組和驗(yàn)證組的C指數(shù)分別為0.709 (95%CI：0.675～0.743)和0.702 (95%CI：0.652～0.753)。ROC曲線顯示COG危險(xiǎn)度分組在預(yù)測建模組3、5年OS的AUC分別為0.716和0.762，驗(yàn)證組3、5年OS的AUC分別為0.719和0.763，見圖5A、B。組織學(xué)分類在建模組和驗(yàn)證組的C指數(shù)分別為0.674 (95%CI：0.634～0.714)和0.666 (95%CI：0.610～0.721)。ROC曲線顯示組織學(xué)分類在預(yù)測建模組3、5年OS的AUC分別為0.662和0.727，驗(yàn)證組3、5年OS的AUC也為0.674和0.725，見圖5C、D。

A：COG危險(xiǎn)度分層在預(yù)測建模組3、5年OS的ROC曲線；B：COG危險(xiǎn)度分層在預(yù)測驗(yàn)證組3、5年OS的ROC曲線；C：組織學(xué)分類在預(yù)測建模組3、5年OS的ROC曲線；B：組織學(xué)分類在預(yù)測驗(yàn)證組3、5年OS的ROC曲線。

3 討 論

神經(jīng)母細(xì)胞瘤是兒童常見的顱外實(shí)體腫瘤，隨著風(fēng)險(xiǎn)分類和治療分層的演進(jìn)，預(yù)后也不斷提升[18]。在大多數(shù)預(yù)后多元回歸分析中MYCN擴(kuò)增均與預(yù)后不良相關(guān)[18-19]。無MYCN基因擴(kuò)增的患兒所占比例較高且預(yù)后異質(zhì)性較高，更加需要準(zhǔn)確的預(yù)后預(yù)測[11]。本研究基于TARGET數(shù)據(jù)庫，通過LASSO回歸、單因素及多因素COX比例風(fēng)險(xiǎn)回歸分析明確年齡、DNA倍性、INSS分期為獨(dú)立的預(yù)后因子?；谶@些預(yù)后因子構(gòu)建的列線圖模型，經(jīng)過區(qū)分度及一致性驗(yàn)證后相較COG危險(xiǎn)度分組及組織學(xué)分類可以更準(zhǔn)確地預(yù)測患兒3、5年OS，為臨床提供了重要參考依據(jù)。

診斷時(shí)年齡在神經(jīng)母細(xì)胞瘤中的預(yù)后價(jià)值已被廣泛驗(yàn)證。多項(xiàng)研究表明年齡是決定預(yù)后的首要因素，年齡小于18個(gè)月的患兒即使伴隨骨髓轉(zhuǎn)移依然預(yù)后良好，嬰兒尤其是新生兒的局部腫瘤經(jīng)常會自發(fā)消退[1]。而且，年齡無論在無MYCN基因擴(kuò)增還是在INSS 4期患兒中均具有顯著的預(yù)后預(yù)測價(jià)值[11,19]。有研究表明年齡是無MYCN基因擴(kuò)增3期患兒最重要的預(yù)后因子，年齡大于或等于18個(gè)月患兒與小于18個(gè)月患兒5年無事件生存率分別為77%和89%[17]。本研究結(jié)果與既往研究結(jié)果一致，年齡是無MYCN基因擴(kuò)增的神經(jīng)母細(xì)胞瘤患兒的重要預(yù)后因子，年齡小于18個(gè)月患兒預(yù)后顯著優(yōu)于大于或等于18個(gè)月患兒，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.000 1)，提示無MYCN基因擴(kuò)增神經(jīng)母細(xì)胞瘤的異質(zhì)性。腫瘤細(xì)胞倍體(DNA指數(shù))也是神經(jīng)母細(xì)胞瘤強(qiáng)有力的預(yù)后標(biāo)志物，特別是對于幼小的轉(zhuǎn)移性患兒。超二倍體與神經(jīng)母細(xì)胞瘤良好的疾病特征相關(guān)，其更常見于低分期組和無MYCN基因擴(kuò)增腫瘤中，近二倍體腫瘤則更具攻擊性[20]。本研究結(jié)果也顯示DNA倍性是無MYCN基因擴(kuò)增的神經(jīng)母細(xì)胞瘤的獨(dú)立預(yù)后因子，二倍體組和超二倍體組預(yù)后比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.000 1)。

INSS是一種外科病理分期系統(tǒng)，其根據(jù)腫瘤范圍、手術(shù)切除及轉(zhuǎn)移分為5種不同的分期。有研究表明1、2、3、4s期患兒預(yù)后在各期之間并無顯著差異[17]，因此本研究將患兒分為4期組和非4期組。與既往研究結(jié)果一致，INSS分期4期患兒預(yù)后顯著差于其他期患兒，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.000 1)[21]。手術(shù)切除范圍是INSS分期重要的因子，由于不同機(jī)構(gòu)的手術(shù)方法不同，局限性神經(jīng)母細(xì)胞瘤的INSS分期差異很大?；谟跋駥W(xué)定義的危險(xiǎn)因子的國際神經(jīng)母細(xì)胞瘤危險(xiǎn)度研究組分期系統(tǒng)(international neuroblastoma risk group staging system,INRGSS)，不受局部淋巴結(jié)受累及手術(shù)的影響，已經(jīng)在逐步在替代INSS[8]。雖然TARGET數(shù)據(jù)庫并未記錄INRGSS分期信息，但根據(jù)分期定義INSS分期4期相當(dāng)于INRGSS M期，INSS 1、2、3、4s期可以映射到INRGS L1、L2、MS期[8,19]。因此本研究將患兒分為INSS 4期組和非4期組，即使隨著分期的演進(jìn)，也可以根據(jù)映射繼續(xù)使用。

本研究也有不足之處，基于國外公共數(shù)據(jù)庫，時(shí)間跨度長，治療方案的不斷演進(jìn)可能會一定程度影響模型的有效性。此外，本研究納入的人種復(fù)雜，在特定人種中的使用仍需進(jìn)一步驗(yàn)證。最后，受限于回顧性研究，一些基因組相關(guān)的預(yù)后因子包括TERT重排、ATRX突變等并未納入研究。

綜上所述，年齡、INSS分期、DNA倍性是無MYCN基因擴(kuò)增的神經(jīng)母細(xì)胞瘤獨(dú)立的預(yù)后因子，基于這些預(yù)后因子構(gòu)建的列線圖預(yù)后模型顯示出良好區(qū)分度及一致性，為臨床工作提供重要的參考信息。