潘輝，張亞雷，肖大凱，郭志華，張晉昕，何嘉曦

510120 廣州，廣州醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院 轉(zhuǎn)化醫(yī)學實驗室(潘輝、肖大凱)，胸外科(潘輝、張亞雷、郭志華、何嘉曦)； 510080 廣州，中山大學 公共衛(wèi)生學院(張晉昕)

小細胞肺癌(small cell lung cancer, SCLC)是肺癌的一種病理亞型，其惡性程度高，極具侵襲性，且臨床預后不佳。據(jù)統(tǒng)計，全球每年約有34 000例新增SCLC病例[1]，在肺癌患者中的構成比約為13%～20%[2]。SCLC患者的預后不理想，局限期患者的5年生存率為20%，而廣泛期患者的3年生存率僅有10%～15%[3-4]。

早期的一些研究表明單純放射治療比手術治療有優(yōu)勢，放療能有效延長SCLC患者的總生存期[5]。最新的研究則發(fā)現(xiàn)，外科手術治療后無需放療，患者同樣能獲得較好的總生存期[6]。這些研究結(jié)果都提示,對于SCLC患者，應該改變以往的治療策略，并重視外科切除的治療方式。

臨床分期是影響SCLC患者預后的重要因素。針對小細胞肺癌，臨床上常用的分期系統(tǒng)包括美國退伍軍人醫(yī)院的肺研究組分期系統(tǒng)(Veterans Administration Lung Study Group, VALSG)、國際肺癌研究聯(lián)盟分期系統(tǒng)(International Association for the study of Lung Cancer, IASLC)和美國癌癥聯(lián)合委員會(AJCC)的TNM分期系統(tǒng)。各分期方法各有優(yōu)勢，但對腫瘤特點均未綜合利用各因素信息[7-11]。

為了證實手術治療對各分期小細胞肺癌患者的預后作用，我們通過分析美國國立癌癥研究所大型腫瘤登記注冊數(shù)據(jù)庫“監(jiān)測、流行病學和結(jié)果數(shù)據(jù)庫”(Surveillance, Epidemiology, and End Result database, SEER)中的小細胞肺癌大樣本數(shù)據(jù)，探索影響術后患者預后的因素，構建手術治療后SCLC患者的生存預測模型，并以列線圖(Nomogram)的形式呈現(xiàn)，用于為腫瘤醫(yī)生和患者提供可信的預測信息。該模型擬考慮的因素包括患者腫瘤大小、腫瘤浸潤范圍、淋巴結(jié)清掃數(shù)量、陽性淋巴結(jié)數(shù)量、手術方式等。最后與TNM分期系統(tǒng)、VALSG分期系統(tǒng)和IASLC分期系統(tǒng)進行比較。

1 資料與方法

1.1 患者選擇和數(shù)據(jù)收集

本研究基于SEER數(shù)據(jù)庫的SCLC患者臨床數(shù)據(jù)。美國國立癌癥研究所建立的SEER數(shù)據(jù)庫是世界公認的腫瘤患者隨訪數(shù)據(jù)權威來源之一，記錄了美國部分州縣40年來腫瘤患者的相關信息，為臨床研究提供了可靠的數(shù)據(jù)支持[12]。通過SEER*Stat軟件檢索SEER數(shù)據(jù)庫中2004至2012年病理診斷為SCLC的患者。

入選標準：1、數(shù)據(jù)庫中病理診斷為SCLC患者為研究人群(ICD-O-3惡性腫瘤形態(tài)學編碼為8041-8045)，病理類型包括SCLC、燕麥細胞癌、梭形細胞、中間細胞和混合性細胞；2、腫瘤部位：肺葉及支氣管(SEER數(shù)據(jù)的部位編碼為340-349)；3、2004年至2012年間接受手術治療的患者。排除標準：1、死亡證明或尸檢證實為SCLC的病例除外；2、隨訪信息不完整。本研究提取的臨床數(shù)據(jù)包括：確診時的年齡、性別、種族、腫瘤部位、手術方式、腫瘤大小、腫瘤侵犯范圍、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況、淋巴結(jié)清掃數(shù)量、放射性治療的順序、病理分化類型、遠處轉(zhuǎn)移情況、生存時間和生存狀況。

1.2 統(tǒng)計分析

本研究使用統(tǒng)計軟件SPSS 22.0、GraphPad Prism 5和R version 3.5.0軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。對入選病例進行生存分析：采用Kaplan-Meier法計算生存率和中位生存時間并繪制生存曲線，采用Log-rank檢驗方法比較手術組與非手術組的生存率差異。兩組的協(xié)變量差異性的比較，定性資料采用卡方檢驗，定量資料采用t檢驗或者t’檢驗。

基于Cox比例風險模型，使用R軟件構建小細胞肺癌手術患者生存預測模型?；诔喑匦畔蕜t(AIC)，使用向后逐步回歸法篩選模型的變量。模型評價采用一致性指數(shù)(C-index)。采用自抽樣方法(Bootstrap)對模型進行內(nèi)部驗證，以降低模型的過度擬合。使用了R語言里“rcorrp.cens”程序包和“Himsc”程序包比較本研究的預測模型與其它分期系統(tǒng)預測準確性差異是否具有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié) 果

2.1 手術切除治療對小細胞肺癌患者的效用

依據(jù)制定的SEER數(shù)據(jù)檢索策略，2004年至2012年間，符合入選條件的SCLC患者45 226例，接受手術治療的患者867例。為了探索不同臨床分期手術治療對SCLC患者的治療效用，將患者分為手術組和非手術組，并用Kaplan-Meier法繪制兩組的生存曲線。如圖1所示，手術組患者的總生存期要明顯優(yōu)于非手術組。這種現(xiàn)象不僅僅出現(xiàn)在無轉(zhuǎn)移的患者上，即使患者出現(xiàn)遠端轉(zhuǎn)移，手術治療仍能顯示出其治療優(yōu)勢。而且，無論是VSLSG還是IASLC分期系統(tǒng)，手術治療對局限期和廣泛期的患者都能延長患者的總生存期。

圖1 不同分期小細胞肺癌患者手術治療與否總生存期的比較

Figure 1. Overall Survival of Operative and Non-Operative SCLC Patients in Different Groups

a.SurvivalofSCLCpatientswithoutmetastasis;b.SurvivalofSCLCpatientswithmetastasis;c.SurvivalofLD-VALSGSCLCpatients;d.SurvivalofED-VALSGSCLCpatients;e.SurvivalofLD-IASLCSCLCpatients;f.SurvivalofED-IASLCSCLCpatients.

2.2 手術患者的臨床特點及生存狀況

根據(jù)制定的排除標準，從SEER數(shù)據(jù)庫中共篩選出手術患者867名進行分析。其中457例患者為女性，410例為男性，患者的中位年齡為67歲(34～90歲)，腫瘤平均大小為(3.06±2.12)cm，平均檢測淋巴結(jié)(6.45±7.65)枚。研究人群中，以白種人為主(91.3%)。手術治療方面，不同的根治性切除方式均有涉及，包括消融、亞肺葉切除、肺葉切除、全肺切除和其它術式。352例患者接受聯(lián)合放射治療。手術治療SCLC患者的中位生存期為26個月(1～108個月)?；颊?年生存率為73.5%，3年生存率為41.2%，5年生存率為31.1%?；颊吲R床病理特征見表1。單因素和多因素分析顯示，患者的年齡、性別、腫瘤大小、淋巴結(jié)清掃數(shù)量、手術方式、放療情況、淋巴結(jié)侵犯情況、病理分化程度和遠處轉(zhuǎn)移情況是獨立的預后影響因素(表2)。

表1 手術小細胞肺癌患者臨床病理特征

Table 1. Characteristics of Postoperative Small Cell Lung Cancer Patients

Characteristics (SEER Code)Cohort(N=867)NProportion (%)Sex Male41047.3 Female45752.7Race White79291.3 Black 54 6.2 Other 21 2.4Histology Small cell carcinoma, NOS (8041)67077.3 Oat cell carcinoma (8042) 26 3.0 Small cell carcinoma, fusiform cell (8043)2 0.2 Small cell carcinoma, intermediate cell (8044)8 0.9 Combined small cell carcinoma (8045)16118.6Surgery Ablation 31 3.6 Sub-lobectomy30935.6 Lobectomy46253.3 Pneumonectomy 39 4.5 Surgery, NOS 26 3.0Radiation No51559.4 Yes35240.6Tumor extension E146053.1 E224728.5 E3 39 4.5 E412113.9T stage (AJCC 7th) T1a24928.7 T1b12914.9

SEER: Surveillance, Epidemiology, and End Result database; VALSG: Veterans Administration Lung Study Group; IASLC: International Association for the study of Lung Cancer.

表2 手術小細胞肺癌患者單因素、多因素生存分析及模型變量篩選結(jié)果

Table 2. Univariate and Multivariate Analysis of Overall Survival of Small Cell Lung Cancer Patients and Variables Selected in Model 1

VariablesUnivariate analysisMultivariate analysisAICHR95%CIPHR95%CIPP Age1.031.02-1.03<0.0011.04 1.03-1.05<0.001<0.001Tumor size (cm)1.021.01-1.02<0.0011.02 1.01-1.02<0.001<0.001No. of lymph node examination0.970.95-0.98<0.0010.98 0.97-1.000.047 0.039Sex0.042 Male1 —1 — Female0.810.68-0.960.0140.820.68-0.980.031 Race 0.456 0.518no selected White1—1— Black0.900.62-1.310.5680.79 0.53-1.190.262 Other1.160.69-1.930.5830.920.54-1.570.754 Histology 0.003 0.319 no selected Small cell carcinoma, NOS1—1— Oat cell carcinoma0.900.55-1.470.6750.800.49-1.320.385 Small cell carcinoma, fusiform cell0.660.09-4.700.6780.890.12-6.420.905 Small cell carcinoma, intermediate cell1.100.45-2.650.8392.310.92-5.790.074 Combined small cell carcinoma0.960.77-1.210.7281.10 0.87-1.410.420 Surgery<0.001 0.005 selected Ablation1—1—reference Sub-lobectomy0.750.49-1.140.1771.33 0.85-2.090.207 0.199 Lobectomy0.410.27-0.63<0.0010.86 0.53-1.400.544 0.600 Pneumonectomy0.660.37-1.170.1541.090.58-2.040.797 0.581 Surgery, NOS1.240.69-2.210.4851.23 0.68-2.250.495 0.454Radiation No1——reference Yes0.960.81-1.150.6500.67 0.54-0.82<0.001<0.001Tumor extension<0.0010.102 no selected E11 —1 — E21.511.23-1.84<0.0011.20 0.97-1.480.099 E32.061.36-3.110.0011.58 1.01-2.480.045 E42.131.67-2.70<0.0011.290.96-1.730.094 Lymph node involvement <0.001<0.001 N01—1—reference N11.501.19-1.900.0012.00 1.55-2.59<0.001<0.001 N21.991.63-2.44<0.0011.951.53-2.47<0.001<0.001 N33.792.42-5.96<0.0011.86 1.13-3.050.015 0.005Site0.0100.823 no selected Main bronchus1 —1 — Upper lobe0.560.39-0.800.0020.99 0.65-1.520.968 Middle lobe0.610.38-0.970.0371.10 0.65-1.870.717 Lower lobe0.600.41-0.880.0101.03 0.66-1.600.903 Overlapping lesion0.600.26-1.350.2170.65 0.28-1.520.323 Lung, NOS1.060.59-1.900.8550.81 0.43-1.540.523 Grade 0.019 0.024 Well; Grade Ⅰ1—1—0.231 Moderate; Grade Ⅱ2.390.70-8.170.1630.26 0.08-0.830.023 referencePoor; Grade Ⅲ2.910.93-9.110.0670.520.31-0.860.012 0.050 Undifferentiated; anaplastic; Grade Ⅳ2.970.95-9.330.0620.90 0.72-1.130.351 0.052 Unknown3.711.18-11.590.0240.90 0.72-1.120.342 0.020Metastasis <0.001 <0.001 M01—1—reference M1a1.350.72-2.530.3520.870.45-1.670.669 0.554 M1b2.862.29-3.58<0.0012.061.57-2.70<0.001<0.001

AIC: Akaike information criterion.

2.3 主要研究對象的預后預測列線圖

依照赤池信息準則(AIC)，使用R軟件的stepAIC程序包，以逐步選取法選取出共變量進行構建Cox比例風險模型。Nomogram 模型以前面構建的Cox 風險比例模型為基礎，以圖形樣式展示個體3年和5年整體存活率，如圖2所示。預測模型一致性指數(shù)為0.706，95%置信區(qū)間為0.681至0.731。

圖2 小細胞肺癌手術患者生存預測列線圖

Figure 2. Prediction of Overall Survival of Postoperative Small Cell Lung Cancer patients

2.4 基于不同分期系統(tǒng)構建小細胞肺癌手術患者的生存預測模型及比較

臨床上普遍使用的小細胞肺癌分期系統(tǒng)分別是VALSG、IASLC和AJCC第7版TNM分期系統(tǒng)?；谝陨系姆制谙到y(tǒng)，同時加入患者的年齡、性別、手術方式、放射治療情況、腫瘤分化和淋巴結(jié)清掃數(shù)目等協(xié)變量。例如AJCC的模型，我們在以上協(xié)變量基礎上加入T分期、N分期和M分期作為模型的預測因子。而Nomogram模型，則選擇腫瘤大小、腫瘤浸潤程度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況和遠端轉(zhuǎn)移情況。同樣VALSG模型和IASLC模型，則添加“局限期”或“廣泛期”，代替腫瘤、淋巴結(jié)和遠端轉(zhuǎn)移的狀況。

使用一致性指數(shù)(C-index)比較各種模型的預測準確性，Nomogram模型表現(xiàn)最佳，一致性指數(shù)為0.706，而AJCC模型、IASLC模型和VALSG模型的一致性指數(shù)分別為0.700，0.667和0.665。我們使用R語言中“rcorrp.cens”程序包比較各個模型的一致性指數(shù)差異是否有統(tǒng)計學意義。結(jié)果顯示出Nomogram模型和AJCC模型較其余兩個模型具有更好的分辨度，而且Nomogram模型是這四個模型中預測效能最佳的。另外，我們還用似然比(Likelihood Ratio)比較各個模型的優(yōu)劣，同樣Nomogram模型顯示出最佳的預測效能(表3)。

表3 各Cox回歸模型的一致性指數(shù)與相互比較

Table 3. C-indexes and Comparison of Cox Models

ModelC-indexSDSE95% CINomogram0.7060.0260.0130.681-0.731AJCC 7th0.7000.0250.0130.676-0.725IASLC0.6670.0260.0130.641-0.692VALSG0.6650.0260.0130.640-0.691Models(rcorrp.cens)Z value in Method1Z value in Method 2P value in method 1P value in method 2Model 1 vs Model 210.42710.174<0.001**<0.001**Model 1 vs Model 39.2814.199<0.001**<0.001**Model 1 vs Model 49.4904.395<0.001**<0.001**Model 2 vs Model 36.8218.294<0.001**<0.001**Model 2 vs Model 46.7538.263<0.001**<0.001**Model 3 vs Model 40.2931.121>0.05>0.05Models(Likelihood Ratio)Log-likeli-hood of first modelLog-likeli-hood of se-cond modelChi-squareP value Model 1 vs Model 2-3016.7-3030.728.03<0.001**Model 1 vs Model 3-3016.7-3067.9102.39<0.001**Model 1 vs Model 4-3016.7-3068.9104.25<0.001**Model 2 vs Model 3-3030.7-3067.974.36<0.001**Model 2 vs Model 4-3030.7-3068.976.49<0.001**Model 3 vs Model 4-3067.9-3068.92.13>0.05

AJCC: American Joint Committee on Cancer; IASLC: International Association for the study of Lung Cancer; VALSG: Veterans Administration Lung Study Group.

*Model 1, Nomogram model；Model 2，AJCC model；Model 3, IASLC model；Model 4, VALSG model

2.5 Nomogram模型的校正和驗證

為了減少C-index 出現(xiàn)過度擬合(over-fitting)的現(xiàn)象，將對一致性指數(shù)進行校正。本研究采用Bootstrap的統(tǒng)計技術，由資料中病例進行重抽樣(Resampling)用以估計統(tǒng)計量的分配。經(jīng)過校正后，模型的C-index為0.71。校正后，模型仍能表現(xiàn)出不錯的預測效能。另外一個評價Nomogram模型的方法是標準曲線(Calibration Cure)。標準曲線是比較Nomogram 預測結(jié)果與Kaplan-Meier法結(jié)果的一致性。如果兩者比較的結(jié)果越接近，結(jié)果越一致，標準曲線越靠近對角線。本研究中繪出了SCLC手術患者3年和5年的標準曲線。如圖3所示，標準曲線比較靠近對角線，預示著Nomogram模型預測結(jié)果與Kaplan-Meier法預測結(jié)果一致性高。

圖3 預測模型標準曲線

Figure 3. The 3-Year and 5-Year Calibration Curves

3 討 論

SCLC是肺癌中惡性程度最高的病理亞型，以放化療治療為主。最新研究結(jié)果都提示，針對小細胞肺癌患者，應該改變以往的治療策略，并重視外科切除的治療方式[13]。通過纖支鏡或穿刺活檢等方法，早期發(fā)現(xiàn)部分SCLC，對患者施以根治性手術。本研究基于SEER腫瘤臨床數(shù)據(jù)庫，這是一個覆蓋了美國28%人口的大型臨床數(shù)據(jù)庫。通過對入選數(shù)據(jù)分析，手術治療能很好地延長早期SCLC患者的生存時間。對于中晚期患者，慎重地選擇手術治療這一手段仍然有效。

1957年，美國退伍軍人醫(yī)院的肺研究組(Veterans Administration Lung Study Group, VALSG)訂立了SCLC的分期標準。1992年，國際肺癌聯(lián)盟(IASLC)的分期系統(tǒng)對邊緣模糊的描述進行細化和修正。然而，無論是哪個版本的分期系統(tǒng)，都沒有很好地闡明腫瘤本身、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和遠傳轉(zhuǎn)移的作用。雖然美國肺癌聯(lián)合委員會(AJCC)的TNM分期系統(tǒng)則對腫瘤、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和遠端轉(zhuǎn)移的信息考慮得更為詳細，然而在侵犯性腫瘤中，腫瘤大小的重要性沒有得到很好的驗證。以往關于非小細胞肺癌的研究已經(jīng)證實和報道腫瘤大小是一個至關重要的預后影響因素，但是腫瘤大小與SCLC的預后的研究則鮮有報道。VALSG分期和IASLC分期系統(tǒng)都考慮了腫瘤的部位和侵犯范圍，但也沒有利用到腫瘤大小這一重要的信息。恰恰相反，AJCC第7版分期系統(tǒng)對于早期的患者加入了腫瘤大小的信息，但是對于晚期患者，則輕視了腫瘤大小的重要性。

近年來，Nomogram模型已經(jīng)廣泛應用多種實體腫瘤的預后預測，因為模型包含了更多的預測因素，因此比傳統(tǒng)的分期模型預測精度更高[14]。因此，針對手術治療的SCLC人群，我們充分考慮了患者的腫瘤特點，并加入其它重要的臨床特點構建了Nomogram生存預測模型。本研究中，我們將腫瘤大小進行單因素和多因素分析，都顯示此變量為獨立的預后預測因子。因此我們在構建Nomogram模型時將腫瘤大小以連續(xù)變量(既往以分類變量形式分析)的形式加入模型中。模型同時也納入了淋巴結(jié)清掃的信息。淋巴結(jié)清掃指的是在患者接受手術根治性治療時移除的淋巴結(jié)總數(shù)。進行單因素分析時，我們發(fā)現(xiàn)此因素與患者生存存在很強聯(lián)系(HR=0.966，P<0.05)，而且清掃淋巴結(jié)的個數(shù)越多，對患者的生存越有利。Liang等[15]發(fā)表一篇關于非小細胞肺癌的Nomogram生存預測模型，研究結(jié)果顯示淋巴結(jié)清掃數(shù)量是一個重要的預測因子并被納入模型中。該文章的結(jié)果同樣進一步支持了我們的觀點。用一致性指數(shù)大小比較各模型的效能，Nomogram優(yōu)于AJCC模型(0.706vs0.700)，IASLC模型優(yōu)于VALSG模型(0.667vs0.665)，各模型間一致性指數(shù)差異具有統(tǒng)計學意義。

由于本研究的Nomogram模型是基于SEER數(shù)據(jù)庫構建，因此存在不可否認的缺陷。首先，雖然SEER數(shù)據(jù)庫內(nèi)收集了美國國內(nèi)多個醫(yī)學中心的患者臨床數(shù)據(jù)，但是許多關鍵的臨床信息，如患者的化療方案，實驗室檢測數(shù)據(jù)都沒有記錄。這些臨床信息很多被證實與SCLC患者的預后相關，如果能增加這些信息，勢必可進一步提升模型的精確度；第二，Nomogram模型的驗證使用了Bootstrap方法，這是內(nèi)部驗證的方法。如果有其他來源的數(shù)據(jù)對模型進行外部驗證，能更好地證實模型的可信度；第三，SEER數(shù)據(jù)庫主要收集的是西方人群的特點，對于模型的普適性還需要進一步驗證。除此之外，患者如果擁有理想的身體條件往往傾向選擇手術治療，而身體條件差的患者可能會拒絕手術而選擇放化療。因此，在評估手術治療是否能提升患者的總生存期存在偏倚。

總的來說，本研究表明了無論是早期還是晚期SCLC患者，手術治療都能延長患者生存期。另外，我們綜合了腫瘤大小、腫瘤侵犯范圍等多個臨床預測因子構建了SCLC手術患者的生存預測模型，模型的預測精度優(yōu)于傳統(tǒng)的分期系統(tǒng)。鑒于SEER數(shù)據(jù)庫臨床數(shù)據(jù)的不足，我們需采集中國患者的臨床信息來驗證模型的普適性，另外可增加患者的化療方案、實驗室檢驗數(shù)據(jù)乃至基因突變的信息，進一步探索預測可靠性更高的模型。

作者聲明：本文第一作者對于研究和撰寫的論文出現(xiàn)的不端行為承擔相應責任；

利益沖突：本文全部作者均認同文章無相關利益沖突；

學術不端：本文在初審、返修及出版前均通過中國知網(wǎng)(CNKI)科技期刊學術不端文獻檢測系統(tǒng)學術不端檢測；

同行評議：經(jīng)同行專家雙盲外審，達到刊發(fā)要求。