林明健，王文波△，夏學(xué)巍，丁乙夫，廖紅展，周配權(quán)，李文才，夏少懷，譚 潔

(1.桂林醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院神經(jīng)外科，廣西桂林 541001；2.桂林醫(yī)學(xué)院廣西腦與認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西桂林 541001)

膠質(zhì)瘤是原發(fā)性腦腫瘤最常見(jiàn)的惡性腫瘤，約占中樞系統(tǒng)惡性腫瘤的80%[1]，其中包括膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(WHO 4級(jí))和低級(jí)別膠質(zhì)瘤(LGG，WHO 2～3級(jí))。低級(jí)別膠質(zhì)瘤生長(zhǎng)較為緩慢，目前低級(jí)別膠質(zhì)瘤的治療仍以手術(shù)為主，放療及化療為輔[2-3]，但即便采取最佳的治療措施，威脅生命的腫瘤復(fù)發(fā)事件仍不可避免[4]。

列線圖是一個(gè)圖形計(jì)算比例尺工具，是多因素校準(zhǔn)后的可視化結(jié)果，已被用于預(yù)測(cè)各種疾病的臨床結(jié)果，如惡性腫瘤、退行性疾病、和代謝性疾病，并且可以為臨床醫(yī)生預(yù)測(cè)患者生存率、制定個(gè)性化方案提供依據(jù)[5]。目前，以列線圖模型構(gòu)建低級(jí)別膠質(zhì)瘤的臨床預(yù)測(cè)因素模型仍較少見(jiàn)，本研究基于TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行分析，旨在構(gòu)建列線圖模型，利用常見(jiàn)臨床數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)LGG患者的生存率。

1 資料與方法

1.1 資料來(lái)源

從癌基因組數(shù)據(jù)庫(kù)(TCGA，https://www.cancer.gov/about-nci/organization/ccg/research/structural-genomics/tcga)下載膠質(zhì)瘤LGG隊(duì)列1994-2018年診斷為L(zhǎng)GG患者臨床數(shù)據(jù)，分別記錄腫瘤等級(jí)(Ⅱ級(jí)或Ⅲ級(jí))，診斷年齡，性別(男性或女性)，KPS評(píng)分(在手術(shù)后記錄，以80分為界限分組)，首發(fā)癥狀(頭痛、癲癇或其他)，首發(fā)癥狀持續(xù)時(shí)間(以90 d為界限分組)，首次治療后腫瘤有無(wú)進(jìn)展、腫瘤部位(左側(cè)、右側(cè)或中線)，化療史，放療史，分子亞型(IDH突變+1p/19q編碼型、IDH突變+1p/19q非編碼型、IDH野生型)，生存時(shí)間(以時(shí)間為單位)和生存狀態(tài)(生存或死亡)。所有數(shù)據(jù)均來(lái)源于TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)，不需要知情同意和倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

1.2 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

1.2.1Kaplan-Meier生存分析和Cox多因素分析驗(yàn)證方法

將性別、診斷年齡、KPS評(píng)分、腫瘤分級(jí)、首發(fā)癥狀、首發(fā)癥狀持續(xù)時(shí)間、首次治療后腫瘤有無(wú)進(jìn)展、腫瘤部位、化療史、分子亞型、頭部腫瘤史、既往頭痛病史、既往癲癇病史、額外藥物使用史、術(shù)前抗癲癇治療史為自變量，將生存時(shí)間和生存狀態(tài)為因變量進(jìn)行Kaplan-Meier生存曲線分析，利用Kaplan-Meier生存曲線驗(yàn)證TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)中各臨床因素與LGG患者總體生存率關(guān)系。使用單因素與多因素Cox風(fēng)險(xiǎn)模型進(jìn)行分析，計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)比(HR)與 95%置信區(qū)間(CI)量化評(píng)估臨床因素與LGG患者預(yù)后相關(guān)性。使用GraphPad Prism 8.0 軟件(GraphPad Software,Inc,La Jolla,CA)繪制Kaplan-Meier 生存曲線。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

1.2.2列線圖觀察指標(biāo)及繪制方法

選取10個(gè)臨床參數(shù)(性別、診斷年齡、KPS、部位、首發(fā)癥狀、首發(fā)癥狀持續(xù)時(shí)間、首次治療后腫瘤有無(wú)進(jìn)展、放療史、分子亞型、腫瘤分級(jí))，使用易侕2.0版本(http://13.75.107.110/cn/index.html)繪制LGG患者臨床參數(shù)列線圖(Nomogram圖)，同時(shí)繪制ROC曲線圖驗(yàn)證列線圖區(qū)分度，ROC曲線下面積(AUC)越接近1，表示列線圖區(qū)分度越高，繪制預(yù)測(cè)生存率與實(shí)際生存率曲線對(duì)比圖驗(yàn)證列線圖校準(zhǔn)度，預(yù)測(cè)生存率與實(shí)際生存率曲線越相近，表示列線圖校準(zhǔn)度越高。

2 結(jié) 果

2.1 TCGA患者臨床數(shù)據(jù)及人口特征

從TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)中納入529例患者臨床信息，男291例，女238例，KPS評(píng)分大于80分的患者占38.9%，分子亞型為IDH突變+1p19q非編碼型占多數(shù)(42.9%)，腫瘤分級(jí)G2與G3例數(shù)相當(dāng)，有346例患者既往無(wú)頭部腫瘤史，最常見(jiàn)的首發(fā)癥狀為癲癇，首次癥狀持續(xù)時(shí)間多數(shù)小于90 d，腫瘤部位在左側(cè)和右側(cè)患者例數(shù)類似。

2.2 Kaplan-Meier生存分析和Cox多因素分析驗(yàn)證各臨床因素與低級(jí)別膠質(zhì)瘤患者預(yù)后關(guān)系

Kaplan-Meier生存分析結(jié)果顯示診斷年齡>65歲、KPS評(píng)分小于80分、腫瘤分級(jí)G3、分子亞型為IDH野生型、首次治療后腫瘤有進(jìn)展、有化療史與LGG患者中位生存時(shí)間降低相關(guān)，即與患者較高病死率相關(guān)(P<0.05)，見(jiàn)表1。將P<0.05的臨床變量納入COX多因素分析中，診斷年齡大于65歲、腫瘤分級(jí)G3級(jí)、分子亞型為IDH野生型、首次治療后腫瘤有進(jìn)展是LGG患者的獨(dú)立危險(xiǎn)因素(P<0.05)，見(jiàn)表2。

表1 人口特征表和KM生存分析

表2 COX納入因素及分析結(jié)果

2.3 繪制并驗(yàn)證臨床參數(shù)列線圖預(yù)測(cè)低級(jí)別膠質(zhì)瘤生存率

列線圖結(jié)果提示分子亞型為IDH野生型、腫瘤G3級(jí)、首次治療后腫瘤有進(jìn)展、年齡>65歲得分均較高，其中年齡>80歲得分最高(圖1)。因此，可將每個(gè)臨床參數(shù)累積得分與列線圖橫軸對(duì)應(yīng)的患者30、60、90個(gè)月的總體生存率(OS)相對(duì)應(yīng)，從而預(yù)測(cè)單個(gè)患者各個(gè)時(shí)間段的總體生存率。

選取10個(gè)臨床參數(shù)，分別計(jì)算各臨床參數(shù)得分，總分由各臨床參數(shù)得分相加，總分所對(duì)應(yīng)的30、60、90個(gè)月生存率即為列線圖預(yù)測(cè)個(gè)體患者生存率。

列線圖區(qū)分度驗(yàn)證：用于預(yù)測(cè)30、60、90個(gè)月患者總體生存率的ROC曲線下面積(AUC)分別為0.810、0.850、0.874，AUC均接近1，表示區(qū)分度高，即列線圖預(yù)測(cè)性能良好。同時(shí)，實(shí)際預(yù)測(cè)曲線與驗(yàn)證曲線較為吻合，該列線圖的預(yù)測(cè)死亡值和實(shí)際死亡值在訓(xùn)練集和驗(yàn)證集上均表現(xiàn)出良好的一致性，30、60、90個(gè)月的模型預(yù)測(cè)線與實(shí)際病死率均較為接近，見(jiàn)圖2、3。

ROC曲線下面積(AUC)越接近1，表示列線圖區(qū)分度高，即預(yù)測(cè)性能良好。

紅色線為模型預(yù)測(cè)線，藍(lán)色線為95%置信區(qū)間，綠色線為實(shí)際死病死率。

3 討 論

LGG患者的診斷及治療方法取決于患者的預(yù)后因素，包括組織學(xué)、腫瘤分級(jí)、診斷年齡、首次出現(xiàn)的癥狀、手術(shù)切除范圍、腫瘤大小和位置、神經(jīng)功能缺損及某些分子標(biāo)記[6-7]。列線圖已在預(yù)測(cè)臨床風(fēng)險(xiǎn)特征和某些癌癥的預(yù)后方面顯示出良好的效果[8-9]。本研究目的在于開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證LGG患者的個(gè)體生存列線圖，通過(guò)臨床參數(shù)預(yù)測(cè)患者生存率。

GORLIA等[10]利用歐洲癌癥研究與治療組織(EORTC)中339例診斷為L(zhǎng)GG的患者數(shù)據(jù)，確定了首發(fā)癥狀出現(xiàn)時(shí)間短，組織學(xué)類型為星形細(xì)胞腫瘤和腫瘤直徑大于5 cm 3個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素并進(jìn)行了列線圖驗(yàn)證，顯示結(jié)果均為與總體生存率低相關(guān)，但此研究風(fēng)險(xiǎn)因素較少，且未加入常見(jiàn)臨床因素，如年齡、性別、腫瘤分級(jí)等。WANG等[11]使用TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)的臨床數(shù)據(jù)繪制列線圖，共納入性別，組織學(xué)診斷(少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤/少突星形細(xì)胞瘤或星形細(xì)胞瘤)，IDH突變類型，腫瘤分級(jí)，診斷年齡和生長(zhǎng)停滯特定轉(zhuǎn)錄本5(GAS5)基因表達(dá)等因素，結(jié)果表明GAS5表達(dá)及其他臨床因素與LGG患者的OS相關(guān)，此研究驗(yàn)證了基因表達(dá)與患者生存率的相關(guān)性。本研究使用了TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)并納入10個(gè)常見(jiàn)臨床參數(shù)及預(yù)后變量，例如術(shù)后KPS評(píng)分，統(tǒng)計(jì)學(xué)上存在顯著差異。

有研究報(bào)道，IDH突變是低級(jí)別膠質(zhì)瘤患者積極預(yù)后和化療敏感性的顯著標(biāo)記[12]，而IDH野生型的患者預(yù)后極差[13]。IDH突變狀態(tài)和1p/19q共缺失對(duì)膠質(zhì)瘤有預(yù)后價(jià)值[14]。本研究所繪制列線圖結(jié)果也同樣顯示IDH突變得分低，可視為有利因素。

在臨床工作中，LGG患者常見(jiàn)的臨床癥狀為癲癇發(fā)作及頭痛，在TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)中，以癲癇發(fā)作為首發(fā)癥狀的患者占多數(shù)。FEYISSA等[15]研究發(fā)現(xiàn)術(shù)前癲癇發(fā)作可能與IDH1 突變和MGMT基因啟動(dòng)子甲基化狀態(tài)有關(guān)，但與其他神經(jīng)膠質(zhì)瘤特征(包括腫瘤分級(jí)，位置或組織病理學(xué))無(wú)關(guān)，所以傳統(tǒng)觀念上認(rèn)為癲癇發(fā)作是LGG患者預(yù)后的良性因素。但本研究對(duì)首發(fā)癥狀(癲癇、頭痛或其他)與患者總體生存率進(jìn)行Kaplan-Meier生存分析及COX多因素分析，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，而通過(guò)列線圖可以發(fā)現(xiàn)以頭痛為首發(fā)癥狀得分較高，即預(yù)后較差，考慮此結(jié)果是由于TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)中存在混雜因素導(dǎo)致，故需進(jìn)一步前瞻性試驗(yàn)驗(yàn)證。

既往研究表明LGG患者年齡、性別、腫瘤部位等因素不同可導(dǎo)致預(yù)后存在差異。ALATTAR等[16]研究發(fā)現(xiàn)對(duì)于年齡<50歲的非額葉腫瘤患者，盡管IDH突變率相當(dāng)，但腫瘤全切后的生存率存在差異，即額葉LGG患者的預(yù)后較好。ZHAO等[17]研究結(jié)果顯示女性患者和已婚者的預(yù)后要好于男性患者和未婚者。ALTIERI等[18]在研究中將膠質(zhì)瘤患者以右側(cè)與左側(cè)分組，發(fā)現(xiàn)右側(cè)額葉對(duì)IDH1突變型腫瘤具有更良性的預(yù)測(cè)價(jià)值。在本研究中年齡>65歲是LGG患者總體生存率的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，而性別、腫瘤部位雖然統(tǒng)計(jì)學(xué)未見(jiàn)差異，但在列線圖中發(fā)現(xiàn)，男性、腫瘤位于左側(cè)兩個(gè)因素得分較高，具有更差預(yù)后。

目前低級(jí)別膠質(zhì)瘤放射治療的選擇仍然存在爭(zhēng)議。在歐洲癌癥研究與治療組織一項(xiàng)隨機(jī)研究中對(duì)LGG患者術(shù)后放射治療的有效性進(jìn)行調(diào)查，僅放射治療并不能改善OS，但可以緩解水腫，顱內(nèi)高壓等癥狀[19]，術(shù)后再次接受放化療聯(lián)合治療是一種安全可行的治療方法[20]。在本研究中，單因素分析顯示接受化療患者的總體生存率更高，但Cox多因素中未見(jiàn)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而在列線圖中發(fā)現(xiàn)接受放療得分更低，預(yù)后更好。所以，對(duì)于術(shù)后輔助放化療對(duì)患者的收益需個(gè)體化看待，并需更多前瞻性試驗(yàn)驗(yàn)證。

本研究中利用單因素、多因素分析及開(kāi)發(fā)的列線圖，可以為患者提供簡(jiǎn)單、直觀和定量的預(yù)后判斷，從而方便臨床醫(yī)生對(duì)LGG患者總體生存率的把握，使患者得到最大獲益。

本研究也存在局限性：(1)研究數(shù)據(jù)來(lái)自TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)，未進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)驗(yàn)證；(2)未從數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取手術(shù)切除相關(guān)數(shù)據(jù)，不可避免對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有所影響；(3)納入列線圖中的臨床因素仍然不夠，需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

本研究利用統(tǒng)計(jì)學(xué)工具，使用10個(gè)臨床參數(shù)繪制列線圖并對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證，從而達(dá)到預(yù)測(cè)低級(jí)別膠質(zhì)瘤患者生存率，提供臨床風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的目的，旨在為更多的LGG患者獲取最大收益。