徐鈺瑩，張文麗，楊宇飛＊＊，易丹輝＊＊

（1.北京中醫(yī)藥大學(xué)西苑臨床醫(yī)學(xué)院 北京 100091；2.中國中醫(yī)科學(xué)院西苑醫(yī)院 北京 100091；3.北京中國人民大學(xué)統(tǒng)計學(xué)院 北京 100872）

晚期結(jié)直腸癌是威脅人類生命健康的主要惡性腫瘤之一，目前尚不能治愈。2019年國家癌癥中心發(fā)布的最新一期全國癌癥統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2015年結(jié)直腸癌的發(fā)病率為9.88% ，位居全部惡性腫瘤發(fā)病率的第3位,死亡率為8% 位居第5位[1]。近20年，結(jié)直腸癌的發(fā)病率和死亡率在以美國為代表的發(fā)達(dá)國家持續(xù)下降[2,3]，而我國卻逐年上升[1]。美國SEER 數(shù)據(jù)庫一項連續(xù)21年（1988-2008）共收集77490 例晚期結(jié)直腸癌的注冊數(shù)據(jù)顯示：真實世界晚期結(jié)直腸癌的中位生存期（OS）最長達(dá)14個月[4]，雖然隨著靶向及免疫治療的發(fā)展，晚期結(jié)直腸癌的生存期不斷被延長,但基于基因分型的靶向及免疫治療的適用人群有限，對人群質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)要求比較高，副作用比較大，仍有大部分患者無法接受或者耐受長期標(biāo)準(zhǔn)西醫(yī)治療。中醫(yī)藥是我國的瑰寶，具有辨證論治、因人制宜、效價比高、應(yīng)用方便等特點，擅長治療復(fù)雜疾病，在改善晚期腫瘤患者癥狀、延長生存期方面獨具特色[5-8]。然而就臨床經(jīng)驗來看，不同的患者在同樣的中醫(yī)藥治療下，常常會出現(xiàn)不同的預(yù)后。如能在治療開始之前，就預(yù)先對患者進(jìn)行療效預(yù)測，判斷患者的優(yōu)劣勢人群屬性，將能為晚期結(jié)直腸癌的中醫(yī)藥治療提供新的思路及方法。近10 年來我科針對晚期結(jié)直腸癌優(yōu)勢人群特征做了大量研究，基于既往研究基礎(chǔ)，我們依托于首都衛(wèi)生發(fā)展科研專項項目，納入120例晚期結(jié)直腸癌患者信息作為訓(xùn)練集，建立中醫(yī)干預(yù)治療療效預(yù)測模型進(jìn)行中醫(yī)藥治療晚期結(jié)直腸癌的療效預(yù)測即中醫(yī)優(yōu)劣勢人群預(yù)測。

1 材料與方法

1.1 診斷標(biāo)準(zhǔn)

結(jié)直腸癌診斷標(biāo)準(zhǔn)參照《WHO消化系統(tǒng)腫瘤病理學(xué)和遺傳學(xué)》[9]；分期標(biāo)準(zhǔn)參照美國國家綜合癌癥治療網(wǎng)絡(luò)（National Comprehensive Cancer Network，NCCN）臨床指南結(jié)腸癌、直腸癌TNM 分期[10]。中醫(yī)辨證分型標(biāo)準(zhǔn)參照《中醫(yī)臨床診療術(shù)語—證候部分》[11]、《中藥新藥臨床研究指導(dǎo)原則》[12]。

1.2 篩選與分組標(biāo)準(zhǔn)

納入標(biāo)準(zhǔn)：①病理明確診斷為結(jié)直腸癌；②TNM（Tumor Node Metastasis）分期為Ⅳ期；③年齡范圍為18-80歲，性別不限；④既往或即將接受系統(tǒng)中醫(yī)治療（在中醫(yī)腫瘤專業(yè)醫(yī)師處口服辨證論治湯藥）；⑤卡氏評分（KPS）大于等于60 分。排除標(biāo)準(zhǔn)：①既往或合并2 種及以上惡性腫瘤病史；②患者肝、腎、心臟等主要臟器存在非腫瘤性嚴(yán)重疾病和功能障礙、活動性腦血管病變、不受控制的感染和代謝性疾??；③患者不能服用湯藥，需要靜脈營養(yǎng)；④患者患有吸收不良綜合征或其它影響胃腸道吸收的疾病，或患有活動性消化性潰瘍病；⑤孕婦、哺乳期婦女、精神病患者。

分組標(biāo)準(zhǔn)：在前期制定的中醫(yī)優(yōu)勢人群概念的基礎(chǔ)上（即接受現(xiàn)代醫(yī)學(xué)規(guī)范化治療的晚期結(jié)直腸癌幸存者，經(jīng)過同步中醫(yī)藥治療后，生存期超過基于循證醫(yī)學(xué)指導(dǎo)的現(xiàn)代規(guī)范化治療下的平均生存期者；或未能接受現(xiàn)代醫(yī)學(xué)規(guī)范化治療的晚期結(jié)直腸癌幸存者，經(jīng)單純中醫(yī)藥治療后，生存期超過平均生存期者，稱為中醫(yī)優(yōu)勢人群），根據(jù)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)規(guī)范治療研究結(jié)果及美國SEER 數(shù)據(jù)庫一項連續(xù)21 年（1988-2008）涉及77490例晚期結(jié)直腸癌真實世界中位生存期的結(jié)果[4]，采用專家咨詢法咨詢39位全國擁有主任醫(yī)師職稱的中、西醫(yī)腫瘤專家，制定出晚期結(jié)直腸癌中醫(yī)優(yōu)勢人群標(biāo)準(zhǔn)：即截至患者死亡或最后一次隨訪時間（2018 年9 月30日）基因全野生型，Ⅳ期生存期大于30 月；RAS 突變型，Ⅳ期生存期大于24 月；BRAF 突變型，Ⅳ期生存期大于18月；未行基因檢測，Ⅳ期生存期大于18月者；而中醫(yī)劣勢人群的標(biāo)準(zhǔn)則為達(dá)到生存終點且Ⅳ期生存期小于等于12 月；介于兩者之間則為中間人群，即除去中醫(yī)優(yōu)勢人群與中醫(yī)劣勢人群的剩余人群。

1.3 一般材料

本研究已通過中國中醫(yī)科學(xué)院西苑醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)（2016XLA136-1）、申報專利（專利號：201910636553.9）。從2016 年10 月13 日-2018 年3 月29日中國中醫(yī)科學(xué)院西苑醫(yī)院腫瘤科楊宇飛主任213例晚期結(jié)直腸癌門診注冊病例中篩選出符合本研究可入組隨訪的病例120例，其中中醫(yī)優(yōu)勢人群42例，中醫(yī)劣勢人群14例，中間人群64例，截至數(shù)據(jù)隨訪截止時間2018 年9 月30 日，120 例患者有48 人達(dá)到生存結(jié)局，2人失訪，剩余70例仍在后續(xù)隨訪過程中。

1.4 觀察指標(biāo)

患者的人口學(xué)信息（性別、年齡、KPS 評分）、疾病信息（發(fā)病部位、轉(zhuǎn)移部位、基因分型）、中醫(yī)辨證分型（以病例觀察表中記錄頻率最高的證型為主）、生活質(zhì)量（MADASI量表中文版）、中醫(yī)主癥及癥狀評分等（主癥與癥狀評分參照疼痛NRS分級法，用區(qū)間（0-10分）代表不同程度的癥狀，即0分為無癥狀，10分為癥狀最嚴(yán)重[13]。

1.5 研究方法與過程

收集120 例晚期結(jié)直腸癌患者的人口學(xué)信息、疾病信息、治療信息等進(jìn)行深入觀察隨訪，根據(jù)生存結(jié)果計算患者Ⅳ期生存期，計算公式為：Ⅳ期生存期=[患者死亡或最后一次隨訪時間（2018年9月30日）-發(fā)現(xiàn)Ⅳ期的時間]，以生存期為因變量，將發(fā)病部位（左半腸，右半腸）、年齡（65歲左右）、性別（男或女）、基因（全野生，KRAS/NRAS 突變，BRAF 突變）、轉(zhuǎn)移部位、KPS 評分（連續(xù)指標(biāo)）、中醫(yī)辨證分型（單證型臟腑辨證）、中醫(yī)主癥評分、中醫(yī)癥狀總分、生活質(zhì)量評分作為自變量利用R 軟件建立形式為的Cox 模型,其中為基準(zhǔn)風(fēng)險率，基xp為影響因素。通過Cox 模型進(jìn)行預(yù)后因素篩選，選取有顯著統(tǒng)計學(xué)差異（P<0.05）的變量，結(jié)合臨床經(jīng)驗和描述分析的結(jié)果，加入中醫(yī)證型進(jìn)行判別分析，建立四種判別函數(shù)，根據(jù)模型預(yù)測結(jié)果選擇預(yù)測效果最好的二次判別分析（QDA）模型作為最終晚期結(jié)直腸癌中醫(yī)干預(yù)治療療效預(yù)測模型。

2 結(jié)果與分析

2.1 一般情況

120例晚期結(jié)直腸癌患者的Ⅳ期平均生存時間為24.39 個月，中位生存時間為21 個月。其中女性患者46例，男性患者74例；平均年齡為：60.93歲，其中大于等于65歲者47例，小于65歲者共73例；KPS評分的平均分為75.67 分，其中達(dá)到90 分者共12 例、達(dá)到80 分者共56例、達(dá)到70分者共40例、達(dá)到60分者共12例；基因全野生型者共46例，RAS突變型者共47例，BRAF突變型者共5例，未行基因檢測者共22例；原發(fā)部位為左半腸（包括結(jié)腸脾曲、降結(jié)腸、乙狀結(jié)腸、直腸、直乙交界、降乙結(jié)腸）者共89 例，原發(fā)部位為右半腸（包括升結(jié)腸、盲腸、橫結(jié)腸以及結(jié)腸肝曲）者共31例；另外，發(fā)生部位轉(zhuǎn)移者包括60例肝轉(zhuǎn)移、31例肺轉(zhuǎn)移、2例骨轉(zhuǎn)移、1例腦轉(zhuǎn)移、1例腎轉(zhuǎn)移、1例卵巢轉(zhuǎn)移、15例淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、1 例腹腔轉(zhuǎn)移、20 例其他部位轉(zhuǎn)移；中醫(yī)單證型為脾虛證型者共83例，腎虛證型者共77例、肝虛/郁證型者共61例、肺虛證型者共13例。

表1 變量賦值說明

表2 Cox模型單因素分析結(jié)果

表3 中醫(yī)證型與生存期統(tǒng)計

2.2 Cox模型預(yù)后因素篩選結(jié)果

Cox 模型單因素分析發(fā)現(xiàn)，與晚期結(jié)直腸癌預(yù)后相關(guān)的因素包括發(fā)病部位（左半腸，右半腸）、BRAF基因突變、轉(zhuǎn)移部位（肝轉(zhuǎn)移、肺轉(zhuǎn)移）、KPS評分、主癥評分、癥狀總分及生活質(zhì)量。經(jīng)過進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)：①原發(fā)部位為左半腸（HR=0.54，P=0.044）、轉(zhuǎn)移部位為肺（HR=0.32，P=0.009）的患者死亡風(fēng)險較低；②BRAF突變型（HR=3.35，P=0.023）與發(fā)生肝轉(zhuǎn)移（HR=1.75，P=0.062）的患者死亡風(fēng)險較高；③KPS評分越高者，其死亡風(fēng)險越低（HR=0.95，P=0.001）；④中醫(yī)主癥評分（HR=1.03，P=0.025）、臨床癥狀評分（HR=1.18，P=0.002）及生活質(zhì)量評分（HR=1.05，P=0.01）越高的患者，其癥狀越重，生活質(zhì)量越差，其死亡風(fēng)險越高（變量賦值見表1，預(yù)后因素篩選結(jié)果見表2）。

在Cox 模型單因素分析中，中醫(yī)證型相關(guān)的變量沒有得到顯著的結(jié)果。結(jié)合研究背景，對中醫(yī)證型進(jìn)行更細(xì)化的定性研究，發(fā)現(xiàn)規(guī)律如下（表3）：肺虛證型（n=13，中位OS=24.4 月）患者的中位生存期高于脾虛證型患者（n=83 人，中位OS=21 月）；腎虛證型（n=77，中位OS=21月）患者的中位生存期高于肝郁/虛證型患者（n=61 例，中位OS=20.6 月）且死亡人數(shù)比例低于肝郁/虛證型患者。故考慮可能與肺虛證型患者生存預(yù)后較好，肝郁/虛證型患者的生存預(yù)后較差相關(guān)，由于中醫(yī)證型與生存期之間不是簡單的線性關(guān)系，故在Cox單因素模型中差異不顯著。

2.3 判別分析模型因素選擇

對于判別分析模型因素的選擇，有兩種思路。思路1：將Cox單因素模型中統(tǒng)計結(jié)果顯著的變量納入判別分析，包括腫瘤原發(fā)部位（左半腸、右半腸）、KPS 評分、轉(zhuǎn)移部位（肺轉(zhuǎn)移）、基因突變類型（BRAF 突變型）、主癥評分、中醫(yī)臨床癥狀評分、生活質(zhì)量評分（表4）。思路2：除了納入Cox單因素模型中顯著的變量之外，根據(jù)前期臨床研究經(jīng)驗，再納入肝轉(zhuǎn)移、RAS 突變型、中醫(yī)辨證分型進(jìn)入判別分析模型（表5）。

2.4 預(yù)測模型的篩選與建立

判別分析是用以判別個體所屬群體的一類統(tǒng)計方法，常用的是Fisher判別方法，原理是按類內(nèi)方差盡可能小、類間方差盡可能大進(jìn)行分類。判別分析中最簡單的模型為線性判別分析（LDA），將數(shù)據(jù)在低維度上進(jìn)行投影，投影后希望每一種類別數(shù)據(jù)的投影點盡可能接近，而不同類別數(shù)據(jù)的類別中心之間的距離盡可能大，假設(shè)各類協(xié)方差矩陣相同。二次判別分析（QDA）比線性判別分析（LDA）更靈活，不假設(shè)各類的協(xié)方差矩陣相同，通常比線性判別分析得到更加精確的預(yù)測結(jié)果，但是對每一個類都要求更大的樣本量?；旌吓袆e分析（MDA）和靈活判別分析（FDA）是更加復(fù)雜的模型，MDA 假設(shè)每個類是子類的高斯混合，F(xiàn)DA使用預(yù)測變量的非線性組合，例如樣條曲線。應(yīng)用判別分析方法需注意對連續(xù)變量進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，以變量x1為例，

其中表示x1的均值，sd(x1)表示x1的標(biāo)準(zhǔn)差，用標(biāo)準(zhǔn)化后的x1*建立模型。如果自變量之間取值差異過大，沒有對變量進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理將影響模型預(yù)測效果。本次研究建立以上4種判別分析模型，以120名患者所屬人群的預(yù)測準(zhǔn)確率作為標(biāo)準(zhǔn)，選擇恰當(dāng)?shù)念A(yù)測模型。

總體來說，按思路2 建立的模型預(yù)測準(zhǔn)確率優(yōu)于思路1建立的模型，說明只將Cox單因素分析結(jié)果顯著的因素納入模型會遺漏一些重要的自變量。對于目前120名晚期結(jié)直腸癌患者數(shù)據(jù)，按思路2建立的二次判別分析（QDA）模型是預(yù)測效果最好的方法（表6），故將其作為中醫(yī)干預(yù)治療療效預(yù)測的最終模型。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，該模型總的預(yù)測準(zhǔn)確率為84.2% ，120 例晚期結(jié)直腸癌患者中有101 位患者全部預(yù)測正確；中醫(yī)劣勢人群預(yù)測準(zhǔn)確率為100% ；中間人群預(yù)測準(zhǔn)確率為84.4% ，預(yù)測錯誤的10個人（15.6% ）均被預(yù)測為優(yōu)勢人群，其中有7人截至隨訪截止時間仍存活，具有成為優(yōu)勢人群的可能；優(yōu)勢人群的預(yù)測準(zhǔn)確率為78.6% （表7）。

2.5 中醫(yī)干預(yù)治療療效預(yù)測模型應(yīng)用

判別函數(shù)可以自動對新的患者所屬人群分類進(jìn)行預(yù)測。根據(jù)概率計算公式：

表4 思路1-納入判別分析模型的變量

表5 思路2-納入判別分析模型的變量

表6 判別分析模型預(yù)測結(jié)果匯總

表7 二次判別分析模型預(yù)測結(jié)果的混淆矩陣

y表示因變量，即患者是否為優(yōu)勢人群，k取值為0或1，1 表示是優(yōu)勢人群；0 表示不是優(yōu)勢人群；X 是向量，表示選出的判別因素，即影響患者是否為優(yōu)勢人群的重要因素，繼而利用R 軟件，通過輸入篩選出的13個變量參數(shù)，即可計算出相應(yīng)概率。例如，輸入某患者如下的13個自變量，可以得出如下內(nèi)容：“此患者屬于優(yōu)勢人群概率為：0.9，屬于優(yōu)勢人群?！睆亩A(yù)測患者中醫(yī)干預(yù)治療的療效（表8）。

表8 某患者信息

3 討論

中醫(yī)藥治療已成為我國腫瘤治療的重要特色及治療手段，現(xiàn)已基本明確了中醫(yī)藥在腫瘤治療中的優(yōu)勢，且通過不斷的臨床實踐發(fā)現(xiàn)并非所有的腫瘤患者都能夠從中醫(yī)藥治療中獲益。為此，人們進(jìn)行了中醫(yī)藥治療腫瘤優(yōu)勢人群的探索。目前，腫瘤的中醫(yī)優(yōu)勢人群特征探索多集中在非小細(xì)胞肺癌以及腸癌方面[14-17]。而楊宇飛教授團(tuán)隊是最早開展結(jié)直腸癌中醫(yī)優(yōu)勢人群特征探討的團(tuán)隊，從“最佳-最差”病例到中醫(yī)優(yōu)劣勢人群特征探討作了一系列的嘗試與努力。2012 年在開展國家科技部“十一五”國際科技合作項目期間，開展中醫(yī)“最佳-最差”病例研究。2015 年，在第九屆中國老年腫瘤學(xué)大會上，正式提出了晚期結(jié)直腸癌中醫(yī)優(yōu)勢人群概念。此后，開展的結(jié)直腸癌中醫(yī)優(yōu)勢人群特征系列探索，已發(fā)現(xiàn)晚期結(jié)直腸癌中醫(yī)優(yōu)勢人群可能具有以下特征：即中醫(yī)藥干預(yù)時間長、血瘀證體質(zhì)[16]、脾腎虧虛型、年齡范圍在40-59 歲之間[17]。臨床研究的本質(zhì)是“從臨床中來，到臨床中去”，如果在開展治療前期醫(yī)生能預(yù)測出中醫(yī)藥干預(yù)治療晚期結(jié)直腸癌的療效，便能有效增加臨床指導(dǎo)的意義。而既往研究表明利用判別分析可以輔助臨床診斷，提高臨床診斷的標(biāo)準(zhǔn)化、客觀性以及準(zhǔn)確性，預(yù)測疾病發(fā)展動向、探索中醫(yī)證候分布規(guī)律等[18-22]。故我們基于前期研究基礎(chǔ)，通過COX模型篩選預(yù)后因素，利用二次判別分析方法建立了晚期結(jié)直腸癌中醫(yī)干預(yù)治療療效預(yù)測模型進(jìn)行晚期結(jié)直腸癌中醫(yī)干預(yù)治療療效預(yù)測（即判斷患者屬于中醫(yī)優(yōu)勢人群、劣勢人群還是中間人群）。

本研究通過建立COX 模型篩選預(yù)后因素發(fā)現(xiàn)，120例晚期結(jié)直腸癌患者預(yù)后良好的因素可能為腫瘤原發(fā)部位為左半腸（HR=0.54，P=0.044）、KPS 評分高（HR=0.95，P=0.001）、肺轉(zhuǎn)移（HR=0.32，P=0.009），預(yù)后不良的因素可能為BRAF 基因突變（HR=3.35，P=0.023）、中醫(yī)主癥評分高、臨床癥狀總分高（HR=1.03，P=0.025；HR=1.18，P=0.002），生活質(zhì)量差（HR=1.05，P=0.01）。已有研究表明左半腸預(yù)后稍好于右半腸且較右半腸具有較好的生存優(yōu)勢[23]，BRAF基因突變影響結(jié)直腸癌患者預(yù)后，常作為結(jié)直腸癌預(yù)后不良的標(biāo)志[24]，KPS評分、主癥變化評分是影響晚期結(jié)直腸癌的獨立預(yù)后因素且KPS 及主癥評分越低，生存時間越長[25]，這與我們篩選出的預(yù)后因素結(jié)果相符。隨后，經(jīng)過不斷地驗證我們發(fā)現(xiàn)只將Cox單因素分析顯著的因素納入判別分析模型會遺漏一些重要的自變量，而肝轉(zhuǎn)移、辨證分型是晚期結(jié)直腸癌的預(yù)后因素[26]，故我們將其作為判別分析因素與Cox單因素分析顯著的因素一同納入到二次判別分析模型中，建立晚期結(jié)直腸癌中醫(yī)干預(yù)治療療效預(yù)測模型，結(jié)果發(fā)現(xiàn)模型總的預(yù)測準(zhǔn)確率為84.2% ，劣勢人群預(yù)測準(zhǔn)確率為100% ，中間人群預(yù)測準(zhǔn)確率為84.4% ，優(yōu)勢人群預(yù)測準(zhǔn)確率為78.6% 。

4 結(jié)論

該預(yù)測模型是區(qū)別于現(xiàn)代醫(yī)學(xué)分子生物標(biāo)記等療效預(yù)測標(biāo)準(zhǔn)的、具有中醫(yī)藥特色的晚期結(jié)直腸癌中醫(yī)干預(yù)治療療效預(yù)測模型。晚期結(jié)直腸癌患者在進(jìn)行中醫(yī)藥干預(yù)前，通過輸入腫瘤發(fā)病部位、轉(zhuǎn)移部位、基因突變類型、辨證分型、KPS評分、中醫(yī)臨床癥狀評分、主癥評分、生活質(zhì)量評分等臨床信息進(jìn)入模型，經(jīng)后臺算法運行，得出中醫(yī)優(yōu)/劣勢人群概率（即從中醫(yī)藥中獲益的概率），從而預(yù)測患者對中醫(yī)藥治療的敏感性與有效性，將為后續(xù)是否進(jìn)行中醫(yī)藥治療提供借鑒，為制定個體化治療方案提供參考，使晚期結(jié)直腸癌的中醫(yī)藥治療更具針對性、更規(guī)范有效，進(jìn)而提高患者中醫(yī)藥治療的獲益率。為進(jìn)一步探求中醫(yī)臨床決策支持系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。