基于炎癥指標和腫瘤標志物的肺癌治療前遠處轉移預測模型的構建和驗證

顏 晰，牛英豪，郭秀娟，馮軍花，李 燕，張金艷△

1.河北醫(yī)科大學第四醫(yī)院檢驗科，河北石家莊 050011；2.河北醫(yī)科大學第一醫(yī)院臨床生物樣本庫，河北石家莊 050031

肺癌是世界范圍內(nèi)最常見的惡性腫瘤[1]，其侵襲性強，易發(fā)生遠處轉移，導致病死率居高不下[2-3]。研究表明，肺癌患者在診斷階段的轉移率達75%，盡早識別轉移對肺癌患者臨床治療方案的選擇及改善預后具有重要意義[4]。目前，臨床評估實體腫瘤轉移通常依賴于CT、MRI和PET-CT等影像學技術，但這些項目價格昂貴且不能頻繁檢查，在一定程度上限制了其應用。此外，基因檢測、液體活檢等有很大應用前景，但檢測技術要求較高，且這方面的研究主要集中于肺癌與對照之間的差異或與臨床病理特征的關系，而對于肺癌轉移方面的研究較少?；谘簶吮镜纳飿酥疚餀z測作為一種無創(chuàng)、快速的檢查手段，已廣泛用于腫瘤的診斷及療效評估[5-6]。有研究發(fā)現(xiàn)，炎癥可通過多種機制促進腫瘤的發(fā)生和轉移，是目前癌癥治療研究的靶點和熱點[7-9]。本研究通過對肺癌患者臨床資料、外周血炎癥因子及腫瘤標志物進行對比分析，建立多項指標聯(lián)合預測模型，探討其在肺癌發(fā)生遠處轉移中的應用價值，以期為肺癌的臨床診療提供一定依據(jù)。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取2019年3月至2021年5月確診為肺癌的初治患者231例為研究對象，其中河北醫(yī)科大學第四醫(yī)院收治的133例肺癌患者作為研究組，河北醫(yī)科大學第一醫(yī)院收治的98例肺癌患者作為驗證組。納入標準：所有患者經(jīng)組織病理學或細胞學檢查診斷為肺癌，無其他惡性腫瘤病史，且未接受過抗腫瘤治療。排除標準：既往診斷為肺癌且已接受過肺癌相關藥物或手術治療者；發(fā)生嚴重感染，或使用免疫抑制劑等藥物者；有其他系統(tǒng)惡性腫瘤史者；病歷信息不完整者。根據(jù)美國癌癥聯(lián)合委員會第8版指南明確患者是否發(fā)生遠處轉移，將研究組患者分為轉移組和未轉移組。轉移組為在首次就診期間確診為肺癌且已有遠處轉移的患者，包括腦轉移、骨轉移、肝轉移、腎轉移、多發(fā)轉移等；未轉移組為在首次就診期間確診為肺癌但未發(fā)現(xiàn)遠處轉移的患者。研究組和驗證組性別、年齡、病理類型、臨床分期比較，差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，具有可比性，見表1。本研究經(jīng)河北醫(yī)科大學第四醫(yī)院和河北醫(yī)科大學第一醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會批準，所有研究對象均知情同意。

1.2方法

1.2.1標本采集 所有患者在接受治療前空腹采集靜脈血約2 mL，注入含乙二胺四乙酸二鉀(EDTA-K2)的抗凝管中，用于血常規(guī)檢測，約4 mL注入生化促凝管中，靜置凝固后，以4 000 r/min離心10 min，用于腫瘤標志物及細胞因子檢測。

表1 研究組與驗證組肺癌臨床、病理特征比較[n(%)]

1.2.2檢測方法 采用美國貝克曼庫爾特公司LH750全自動血細胞分析儀進行血常規(guī)分析并計算中性粒細胞/淋巴細胞比值(NLR)(NLR=外周血中性粒細胞計數(shù)/淋巴細胞計數(shù))；采用德國羅氏公司Cobase 602全自動電化學發(fā)光分析儀及相應配套試劑(電化學發(fā)光法)檢測血清癌胚抗原(CEA)、細胞角蛋白19片段(CYFRA21-1)、神經(jīng)元特異性烯醇化酶(NSE)、胃泌素釋放肽前體(ProGRP)、鱗狀細胞癌抗原(SCC)水平；采用美國貝克曼庫爾特公司Navios流式細胞儀和青島瑞斯凱爾生物科技有限公司細胞因子試劑盒檢測白細胞介素(IL)-1β、IL-6和IL-8水平。所有檢測嚴格按照標準操作規(guī)程及相應試劑說明書執(zhí)行，檢測儀器狀態(tài)穩(wěn)定，室內(nèi)質控在控。各項檢測結果參考區(qū)間按照衛(wèi)生行業(yè)標準或試劑盒說明書執(zhí)行。

1.3統(tǒng)計學處理 采用SPSS25.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計分析。呈非正態(tài)分布的計量資料以M(P25,P75)表示，組間比較采用兩獨立樣本Mann-WhitneyU檢驗；計數(shù)資料以例數(shù)或百分率表示，組間比較采用χ2檢驗；將兩組比較差異有統(tǒng)計學意義的指標納入多因素Logistic回歸分析，篩選出肺癌遠處轉移的獨立危險因子建立聯(lián)合預測模型，并分別繪制各指標及預測模型的受試者工作特征(ROC)曲線，以Youden指數(shù)最大時的閾值作為最佳截斷值，計算相應靈敏度、特異度、準確率，分析檢測指標及模型對肺癌發(fā)生轉移的預測價值，最后在驗證組中驗證模型效能。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結 果

2.1轉移組和未轉移組基線資料和實驗室檢查指標比較 轉移組與未轉移組年齡分布比較，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；轉移組與未轉移組性別、病理類型分布比較，差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。轉移組NLR、IL-8、CEA、NSE及CYFRA21-1水平均明顯高于未轉移組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；而未轉移組與轉移組IL-1β、IL-6、ProGRP及SCC水平比較，差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。見表2。

2.2肺癌遠處轉移的危險因素分析 將患者年齡、NLR、IL-8、CEA、NSE、CYFRA21-1納入多因素Logistic回歸分析，結果顯示，IL-8、CYFRA21-1水平升高是肺癌發(fā)生遠處轉移的獨立危險因素(P<0.05)。見表3。

表2 轉移組和未轉移組基線資料和實驗室檢查指標比較[n(%)或M(P25,P75)]

組別n實驗室指標NLRIL-1β(pg/mL)IL-6(pg/mL)IL-8(pg/mL)CEA(ng/mL)轉移組344.09(3.02,6.64)0.78(0.00,3.10)8.86(2.35,19.93)57.37(38.11,111.59)8.63(5.07,48.94)未轉移組993.02(2.14,4.16)0.54(0.00,6.00)4.20(2.08,14.68)26.20(12.42,49.16)3.55(2.24,7.25)χ2/Z—3.092—0.464—1.197—4.529—3.923P0.0020.6430.231<0.001<0.001

組別n實驗室指標ProGRP(pg/mL)NSE(ng/mL)CYFRA21-1(ng/mL)SCC(μg/L)轉移組3449.82(40.43,64.99)17.83(14.04,25.41)7.31(4.09,14.99)0.80(0.50,1.10)未轉移組9945.59(36.29,60.23)14.95(13.11,19.30)2.79(2.07,5.17)0.80(0.60,1.10)χ2/Z—1.073—2.202—4.286—0.557P0.2830.028<0.0010.578

表3 肺癌遠處轉移的多因素Logistic回歸分析

2.3肺癌遠處轉移預測模型的建立及驗證 將研究組IL-8、CYFRA21-1兩個變量納入二元Logistic回歸方程，建立肺癌遠處轉移回歸模型，Logit(P)=-2.217+0.008XIL-8+0.081XCYFRA21-1，Hosmer-Lemeshow統(tǒng)計量為14.371，P=0.073，認為此模型擬合優(yōu)度較高。此外，分別以IL-8、CYFRA21-1及二者聯(lián)合模型預測肺癌遠處轉移的概率值繪制ROC曲線，以Youden指數(shù)最大時的閾值作為最佳截斷值，計算相應靈敏度、特異度、準確率。研究組IL-8、CYFRA21-1的最佳截斷值分別為30.76 pg/mL和4.00 ng/mL，單項指標及二者聯(lián)合的預測模型對肺癌遠處轉移均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，且AUC均在0.70以上，診斷價值較高，在驗證組中觀察到了與研究組相似的結果；IL-8、CYFRA21-1聯(lián)合模型在研究組和驗證組中的AUC分別為0.820和0.744，準確率分別為78.9%和72.4%，均高于IL-8、CYFRA21-1單項檢測，見表4及圖1、2。

表4 血清IL-8、CYFRA21-1及二者聯(lián)合檢測預測肺癌遠處轉移的效能

圖1 研究組血清IL-8、CYFRA21-1單獨及聯(lián)合檢測預測肺癌遠處轉移的ROC曲線

圖2 驗證組血清IL-8、CYFRA21-1單獨及聯(lián)合檢測預測肺癌遠處轉移的ROC曲線

3 討 論

近年來，不斷發(fā)展的綜合治療方式使肺癌治療效果明顯提升，但其生存率依然很低，復發(fā)和轉移增加了肺癌患者的死亡風險[10]。因此，探索肺癌發(fā)生遠處轉移的影響因素及預測模型對改善肺癌預后至關重要。本研究通過分析炎癥、腫瘤相關實驗室檢查結果，進一步發(fā)掘炎癥指標和腫瘤標志物對肺癌遠處轉移的預測價值。本研究比較了轉移組與未轉移組患者的基線資料和實驗室檢查指標，結果發(fā)現(xiàn)兩組患者年齡分布存在明顯差異，轉移組85.3%的患者年齡>60歲，而未轉移組>60歲患者比例僅為53.5%，但多因素Logistic回歸分析結果顯示年齡并不是發(fā)生遠處轉移的獨立危險因素，這可能與本研究樣本量較小有關，因此在將來的研究中應擴大樣本量，并進行多中心研究進一步探討。未轉移組與轉移組的性別、病理類型比較，差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，因此在后續(xù)研究中統(tǒng)一分析所有肺癌病例，并未區(qū)分病理類型。

腫瘤標志物檢測是用于肺癌患者早期診斷、治療監(jiān)測及預后評估的一種簡單、快速而經(jīng)濟的方法[11-12]。研究發(fā)現(xiàn)，CEA是一種非特異性的腫瘤相關抗原，在多種類型腫瘤中均有表達[13]。CYFRA21-1、SCC被認為可以作為NSCLC診斷和預后判斷的指標[14]，而NSE被認為可以作為SCLC診斷和預后判斷的指標[15]，ProGRP是近年來發(fā)現(xiàn)的一種新的SCLC腫瘤標志物[16]。本研究比較了轉移組與未轉移組腫瘤標志物水平，發(fā)現(xiàn)轉移組血清CEA、NSE及CYFRA21-1水平均明顯高于未轉移組(P<0.05)，而ProGRP在未轉移組與轉移組間比較，差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。進一步多因素Logistic回歸分析結果顯示，CYFRA21-1水平升高是肺癌遠處轉移的獨立危險因素(P<0.05)，這與TANG等[17]研究一致。有研究證實，炎癥因子和腫瘤標志物聯(lián)合檢測在胰腺癌、結直腸癌輔助診斷及預后評估中有較高價值[18-19]。因此，本研究同時分析了炎癥相關指標對肺癌遠處轉移的預測價值。

IL-6、IL-8和IL-1β是IL家族中具有廣泛生物學活性的炎癥相關細胞因子，參與了包括肺癌在內(nèi)的多種腫瘤的發(fā)生和轉移。CHENG等[20]發(fā)現(xiàn)，腫瘤細胞通過自分泌IL-6激活IL-6/JAK2/STAT3信號，增強上皮間質轉化(EMT)和細胞運動性，從而促進癌細胞的惡性轉化。CURY等[21]在肺癌中觀察到IL-8的高表達與預后較差有關。LILIS等[22]在小鼠模型中發(fā)現(xiàn)肥大細胞分泌的IL-1β可能誘導KRAS，導致突變肺腺癌的發(fā)生。此外，NLR作為常用的炎癥指標，在腫瘤診斷及預后中的作用逐漸突顯[23-24]，但主要集中于肺癌預后評估的研究，對于肺癌轉移方面的研究較少。本研究結果顯示，轉移組NLR、IL-8水平明顯高于未轉移組，IL-8水平升高是預測肺癌發(fā)生遠處轉移的獨立危險因素。有研究指出，多項標志物聯(lián)合檢測比單項檢測的預測效能更高[25]，因此本研究進一步對具有獨立預測意義的CYFRA21-1、IL-8及二者聯(lián)合預測模型進行ROC曲線分析，發(fā)現(xiàn)研究組中CYFRA21-1與IL-8聯(lián)合檢測預測肺癌遠處轉移的AUC為0.820，高于IL-8、CYFRA21-1單項檢測，且其預測肺癌遠處轉移的準確率與單項檢測相比，均有明顯提高，這一結果在驗證組中(AUC=0.744)已得到驗證，說明此模型預測肺癌遠處轉移具有一定可靠性。

綜上所述，IL-8和CYFRA21-1水平升高是肺癌遠處轉移的獨立危險因素，二者聯(lián)合檢測具有良好的預測肺癌遠處轉移的能力，是評估肺癌遠處轉移有效、可靠的方法，對臨床評估肺癌預后具有一定指導價值。然而，由于本研究樣本量相對較少，研究結果可能具有一定局限性，并且沒有將不同肺癌轉移部位的患者分別進行研究，未來需要進行多中心大樣本量的隊列研究，提高預測模型的普適性。