基于經(jīng)直腸超聲造影參數(shù)的Logistic回歸模型評(píng)估局部進(jìn)展期直腸癌新輔助放化療療效的臨床價(jià)值

廖中凡 羅 源 敬基剛 楊 音 閆靜文 彭玉蘭 莊 華

局部進(jìn)展期直腸癌（locally advanced rectal cancer，LARC）是指臨床分期為Ⅱ期（T3-4N0M0）或Ⅲ期（T1-4N1-2M0）的直腸癌，約占直腸癌的50%，其標(biāo)準(zhǔn)的治療方案是術(shù)前新輔助放化療（neoadjuvant chemoradiotherapy，NCRT）聯(lián)合全直腸系膜切除術(shù)。NCRT后，腫瘤會(huì)出現(xiàn)退縮性改變［1］。通過觀察治療后癌巢內(nèi)殘余腫瘤細(xì)胞和纖維化占比，可獲得病理指標(biāo)腫瘤退縮分級(jí)（pathological tumor regression grade，pTRG），該指標(biāo)廣泛用于評(píng)估直腸癌NCRT 的療效，與患者預(yù)后密切相關(guān)。因此，術(shù)前準(zhǔn)確預(yù)測(cè)pTRG，對(duì)于臨床制定適合患者的個(gè)體化治療方案具有重要意義。影像學(xué)作為無創(chuàng)或低創(chuàng)的檢查手段，是術(shù)前預(yù)測(cè)TRG的主要手段。Patel等［2］首次提出了磁共振腫瘤退縮分級(jí)（magnetic resonance tumor regression grade，mrTRG），并表明mrTRG是NCRT后總體生存期和無病生存期的獨(dú)立預(yù)測(cè)因素。但研究［3-4］表明pTRG 與mrTRG 的一致 性 較 低（Kappa為0.25~0.36），mrTRG 不 能 代 替pTRG。有研究［5-6］將mrTRG 改進(jìn)為二分類變量后，其預(yù)測(cè)效能有所提升，但仍不足以對(duì)直腸癌患者的治療反應(yīng)進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估。經(jīng)直腸超聲（transrectal ultrasound，TRUS）可清晰顯示NCRT 后直腸癌的形態(tài)、大小，并可通過超聲造影（contrast-enhanced ultrasound，CEUS）評(píng)估其血流灌注情況。本研究旨在探討基于經(jīng)直腸CEUS 參數(shù)的Logistic 回歸模型評(píng)估LARC 患者NCRT療效的臨床價(jià)值，以期為腫瘤的療效監(jiān)測(cè)提供更準(zhǔn)確的手段。

資料與方法

一、研究對(duì)象

選取2020 年1 月至2022 年8 月于我院接受NCRT后并行全直腸系膜切除術(shù)的LARC 患者96 例，根據(jù)第7 版美國癌癥聯(lián)合委員會(huì)（AJCC）pTRG 分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)［7］將其分為反應(yīng)良好組（pTRG 0、1 級(jí)）34 例和反應(yīng)不佳組（pTRG 2、3級(jí)）62例。反應(yīng)良好組中，男24例，女10例，年齡39~73歲，平均（42.59±10.45）歲；pTRG 0級(jí)12例，pTRG 1 級(jí)22 例。反應(yīng)不佳組中，男50 例，女12 例，年齡36~75 歲，平均（38.74±9.58）歲；pTRG 2 級(jí)51 例，pTRG 3 級(jí)11 例。納入標(biāo)準(zhǔn)：①患者均經(jīng)病理確診有單發(fā)的直腸癌病灶；②術(shù)前均接受NCRT；③NCRT 前后均行TRUS 檢查；④NCRT 后均接受全直腸系膜切除術(shù)治療并獲得明確的病理結(jié)果；⑤臨床資料、病理資料均完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：①腸腔狹窄，TRUS 檢查時(shí)探查受限，不能全面評(píng)估者；②發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移或合并其他臟器的惡性腫瘤者；③NCRT 后的超聲檢查間隔時(shí)間超過10 周［8］；④超聲圖像質(zhì)量欠佳。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.TRUS 及CEUS 檢查：使用BK 5000 彩色多普勒超聲診斷儀，E14CL4b（9048）雙平面經(jīng)直腸超聲探頭，頻率4~14 MHz。檢查前囑患者盡量排空腸道，取左側(cè)臥位，囑其深呼吸，放松肛管，緩慢經(jīng)肛門旋轉(zhuǎn)置入探頭，先行常規(guī)超聲對(duì)直腸及肛管進(jìn)行全面掃查，確定腫瘤位置后，于腫瘤最大切面測(cè)量其長徑、厚徑、腫瘤下緣距白線距離，以及腫瘤內(nèi)主要?jiǎng)用}的收縮期峰值血流速度（PSV）、阻力指數(shù)（RI）；然后切換至CEUS 模式，經(jīng)患者肘正中靜脈團(tuán)注2.4 ml 配置好的SonoVue混懸液（意大利Bracco 公司），觀察約1 min，選取造影劑達(dá)峰時(shí)的圖像對(duì)腫瘤進(jìn)行超聲造影不均勻增強(qiáng)程度分級(jí)（contrast-enhanced ultrasound inhomogeneity grade，CEUS-IG），分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)［9］：Ⅰ級(jí)，病灶呈不均勻增強(qiáng)，增強(qiáng)分布極不均勻，可出現(xiàn)無增強(qiáng)區(qū)域；Ⅱ級(jí)，病灶呈欠均勻增強(qiáng)，可出現(xiàn)大片低增強(qiáng)區(qū)域；Ⅲ級(jí)，病灶呈較均勻增強(qiáng)，可出現(xiàn)分層增強(qiáng)或小片狀低增強(qiáng)區(qū)域；Ⅳ級(jí)，病灶呈均勻性增強(qiáng)，各部分增強(qiáng)程度及分布基本無差異。CEUS-IG治療后Ⅰ、Ⅱ級(jí)提示治療后腫瘤灌注出現(xiàn)明顯異質(zhì)性，預(yù)示反應(yīng)良好；Ⅲ、Ⅳ級(jí)提示腫瘤整體灌注與治療前比較無變化或變化小，預(yù)示反應(yīng)不佳；CEUS-IG 降級(jí)預(yù)示反應(yīng)良好，未降級(jí)預(yù)示反應(yīng)不佳［10］。計(jì)算治療后腫瘤長徑、厚徑、腫瘤下緣距白線距離、PSV、RI變化率，各參數(shù)變化率計(jì)算公式為：變化率=（治療前參數(shù)-治療后參數(shù)）/治療前參數(shù)×100%。以上操作均由同一具有5年以上胃腸道超聲檢查經(jīng)驗(yàn)的超聲醫(yī)師完成。

2.臨床資料收集：收集患者年齡、性別，以及治療前后癌胚抗原（CEA）、糖類抗原199（CA199）水平，并計(jì)算CEA、CA199變化率，變化率計(jì)算公式同上。

三、統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

應(yīng)用SPSS 26.0統(tǒng)計(jì)軟件，符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以±s表示，兩組比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；不符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以M（IQR）表示，兩組比較采用Mann-WhitneyU檢驗(yàn)。計(jì)數(shù)資料以頻數(shù)或率表示，兩組比較采用χ2檢驗(yàn)。應(yīng)用Logistic 回歸分析篩選LARC 患者NCRT 療效的獨(dú)立影響因素，并建立Logistic 回歸模型；應(yīng)用Hosmer-Lemeshow 檢驗(yàn)評(píng)估該模型的擬合優(yōu)度。繪制受試者工作特征（ROC）曲線分析Logistic 回歸模型及單一參數(shù)預(yù)測(cè)LARC 患者NCRT療效的診斷效能；AUC 比較采用Delong 檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

一、兩組臨床資料比較

兩組性別比、年齡、CEA治療前、CA199治療前、CEA治療后、CA199治療后、CEA 變化率、CA199 變化率比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。見表1。

表1 兩組臨床資料比較

二、兩組TRUS參數(shù)和CEUS參數(shù)比較

兩組腫瘤長徑變化率、PSV變化率、CEUS-IG治療后、CEUS-IG降級(jí)占比比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P<0.05）；其余參數(shù)比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。見表2，3 和圖1，2。

圖1 反應(yīng)良好組（男，59歲，pTRG 0級(jí)）NCRT前、后TRUS及CEUS圖

圖2 反應(yīng)不佳組（男，36歲，pTRG 3級(jí)）NCRT前、后TRUS及CEUS圖

表2 兩組TRUS參數(shù)比較

表3 兩組CEUS參數(shù)比較 例

三、Logistic回歸分析及預(yù)測(cè)模型建立

將上述差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的腫瘤長徑變化率、PSV 變化率、CEUS-IG治療后、CEUS-IG 降級(jí)納入Logistic回歸分析，結(jié)果顯示，PSV變化率、CEUS-IG治療后、CEUSIG 降級(jí)均為預(yù)測(cè)LARC 患者NCRT 療效的獨(dú)立影響因素（OR=6.95、15.69、4.62，均P<0.05）；建立Logistic回歸模型，Hosmer-Lemeshow 檢驗(yàn)顯示該模型的擬合效果良好（χ2=13.803，P=0.087）。見表4。

表4 Logistic回歸分析

四、ROC曲線分析預(yù)測(cè)NCRT反應(yīng)良好的診斷效能

ROC 曲線分析顯示，Logistic 回歸模型預(yù)測(cè)NCRT反應(yīng)良好的特異度、準(zhǔn)確率和AUC 均最高；且CEUSIG治療后預(yù)測(cè)NCRT 反應(yīng)良好的AUC 高于長徑變化率，Logistic回歸模型的AUC高于單一參數(shù)，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P<0.05）。見表5和圖3。

圖3 Logistic 回歸模型及單一參數(shù)預(yù)測(cè)LARC 患者NCRT 反應(yīng)良好的ROC曲線圖

表5 Logistic回歸模型及單一參數(shù)預(yù)測(cè)LARC患者NCRT反應(yīng)良好的診斷效能

討 論

LARC 的標(biāo)準(zhǔn)治療方案為NCRT 聯(lián)合全直腸系膜切除術(shù)，NCRT 可減小腫瘤體積并降低腫瘤分期，提高對(duì)直腸癌的局部控制率和患者生存率。LARC 患者接受NCRT后腫瘤會(huì)產(chǎn)生退縮性改變，其中pTRG是評(píng)估NCRT 療效的重要病理指標(biāo)。研究［11］表明，若能在術(shù)前對(duì)pTRG進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，可對(duì)病理完全緩解（pCR）的患者采取“觀察并等待”的策略，避免手術(shù)帶來的并發(fā)癥和永久性造瘺，有助于提高患者的生存質(zhì)量，為患者制定個(gè)體化的治療方案，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)醫(yī)療。既往研究［12-13］對(duì)血清CEA、CA199 能否準(zhǔn)確評(píng)估NCRT 療效仍存在分歧，本研究結(jié)果顯示，反應(yīng)良好組與反應(yīng)不佳組血清CEA治療前、CEA治療后、CEA 變化率、CA199治療前、CA199治療后、CA199 變化率比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，與Kalady 等［13］研究結(jié)論相似，表明血清CEA、CA199預(yù)測(cè)NCRT 療效的價(jià)值有限。影像學(xué)是術(shù)前預(yù)測(cè)pTRG 的主要方法。TRUS 及CEUS 可對(duì)接受NCRT 后的LARC 進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察，顯示腫瘤的大小及血流灌注，對(duì)NCRT 的療效評(píng)估有重要的應(yīng)用價(jià)值。本研究旨在探討基于經(jīng)直腸CEUS 參數(shù)的Logistic 回歸模型評(píng)估LARC患者NCRT療效的臨床價(jià)值。

陳麗梅等［14］研究表明pCR 患者NCRT 后腫瘤長徑、厚徑均較治療前顯著減?。ň鵓<0.05）；金鑫等［15］研究表明，pCR 與非pCR 組治療后腫瘤長徑、厚徑、長徑變化率、厚徑變化率與pTRG 顯著相關(guān)（r=0.336、-0.407、0.403、-0.435，均P<0.05）。本研究結(jié)果顯示，NCRT 治療后長徑變化率>26.0%時(shí)，預(yù)測(cè)其療效的準(zhǔn)確率為63.5%，AUC 為0.633，表明長徑變化率可對(duì)NCRT 療效進(jìn)行預(yù)測(cè)，與上述研究結(jié)論一致。但本研究?jī)山M腫瘤長徑治療前、長徑治療后、厚徑治療前、厚徑治療后及厚徑變化率比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，與既往研究［14-15］結(jié)果不一致，分析原因可能與樣本量較小和測(cè)量?jī)x器不同有關(guān)。接受NCR 后，反應(yīng)良好的腫瘤內(nèi)血供會(huì)受到破壞，超聲血流參數(shù)會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)改變，本研究結(jié)果顯示PSV 變化率截?cái)嘀禐?2.5%時(shí)，預(yù)測(cè)LARC 患者NCRT 反應(yīng)良好的準(zhǔn)確率為68.8%，AUC 為0.708，與既往研究［16-17］結(jié)果相似。CEUS 相較于彩色多普勒超聲的優(yōu)勢(shì)在于能反映腫瘤整體的血流灌注，已有研究［18］將CEUS 用于預(yù)測(cè)NCRT 后的腫瘤T 分期，但暫未見研究將其應(yīng)用于預(yù)測(cè)pTRG。本研究依據(jù)pTRG 將接受NCRT 后行全直腸系膜切除術(shù)的LARC 患者分為反應(yīng)良好組與反應(yīng)不佳組，采用CEUS-IG 對(duì)LARC 的血流灌注進(jìn)行整體評(píng)價(jià)，將CEUS-IGⅠ、Ⅱ級(jí)判定為腫瘤內(nèi)血供豐富，預(yù)示反應(yīng)不佳，CEUS-IGⅢ、Ⅳ級(jí)判定腫瘤內(nèi)血供匱乏，預(yù)示反應(yīng)良好；比較治療前后CEUS 圖像，治療后CEUS-IG 若較治療前發(fā)生降級(jí)，則預(yù)示腫瘤內(nèi)血供減少，預(yù)示反應(yīng)良好，否則預(yù)示反應(yīng)不佳；研究 結(jié) 果 顯 示，CEUS-IG治療后和CEUS-IG 降 級(jí) 預(yù) 測(cè)LARC 患者NCRT 反應(yīng)良好的準(zhǔn)確率和AUC 分別為83.3%、71.9% 和0.810、0.736，且CEUS-IG治療后預(yù) 測(cè)LARC 患者NCRT 反應(yīng)良好的AUC 高于長徑變化率（P<0.05），表明CEUS對(duì)NCRT 療效的評(píng)估優(yōu)于常規(guī)超聲的徑線測(cè)量方法。

為進(jìn)一步探究TRUS參數(shù)和CEUS參數(shù)評(píng)估NCRT療效的價(jià)值，本研究將兩組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的超聲參數(shù)納入Logistic 回歸分析，結(jié)果顯示PSV 變化率、CEUS-IG治療后、CEUS-IG降級(jí)均為預(yù)測(cè)NCRT反應(yīng)良好的獨(dú)立影響因素（OR=6.95、15.69、4.62，均P<0.05），表明治療后CEUS-IGⅠ、Ⅱ級(jí)及PSV 降低、CEUS-IG 降級(jí)均與NCRT 療效顯著相關(guān)。據(jù)此建立Logistic 回歸模型，其預(yù)測(cè)LARC 患者NCRT 反應(yīng)良好的靈敏度、特異度、準(zhǔn)確率分別為73.5%、94.1%、84.4%；AUC 最高，為0.917，與單一參數(shù)比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P<0.05），表明Logistic 回歸模型可聯(lián)合多參數(shù)準(zhǔn)確評(píng)估NCRT 療效，且優(yōu)于單一參數(shù)，有助于為LARC 患者制定治療方案提供參考。

本研究的局限性：①為回顧性的單中心研究、樣本量較小，尚需多中心、大樣本量的前瞻性研究進(jìn)一步驗(yàn)證；②超聲參數(shù)的獲取或評(píng)價(jià)均由同一操作者進(jìn)行，可能使結(jié)果出現(xiàn)主觀偏倚；③未考慮不同治療方案對(duì)研究結(jié)果的影響。

綜上所述，基于經(jīng)直腸CEUS 參數(shù)的Logistic 回歸模型可準(zhǔn)確評(píng)估LARC 患者NCRT 療效，為臨床實(shí)現(xiàn)直腸癌精準(zhǔn)治療提供參考。