江健韻,翟瑞萍,應(yīng)紅梅
1. 復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院放射治療中心,復(fù)旦大學(xué)上海醫(yī)學(xué)院腫瘤學(xué)系,上海 200032;
2. 上海市放射腫瘤學(xué)重點實驗室,上海 200032;
3. 上海市放射治療臨床醫(yī)學(xué)研究中心,上海 200032
調(diào)強適形放療(intensity-modulated radiotherapy,IMRT)的使用可顯著提高鼻咽癌患者的局部無復(fù)發(fā)生存(locoregional relapse-free survival,LRFS)和總生存(overall survival,OS)率。然而,局部晚期鼻咽癌患者的預(yù)后仍無法令人滿意,這些患者5年總生存率僅為67% ~ 77%,5年局部復(fù)發(fā)(locoregional relapse,LR)的概率為10% ~ 20%,5年遠處轉(zhuǎn)移(distant metastasis,DM)的概率為20% ~ 40%[1-5]。因此,確定有效和準確的預(yù)后預(yù)測標志物對改善放療效果和實現(xiàn)個體化治療至關(guān)重要。
白細胞(white blood cell,WBC)計數(shù)是免疫系統(tǒng)狀況的一個重要標志[6]。在多種腫瘤中,劑量學(xué)參數(shù)被認為有助于評估放療劑量對循環(huán)免疫細胞的影響,并與血液系統(tǒng)并發(fā)癥的發(fā)生風險有關(guān)[7]。然而,鼻咽癌患者WBC計數(shù)的動態(tài)變化與患者生存結(jié)局的關(guān)系尚未被深入探討。本研究擬評估放療期間各種WBC計數(shù)的百分比變化對局部晚期患者預(yù)后的影響。劑量-體積直方圖(dose-volume diagram,DVH)中基于體積的劑量學(xué)參數(shù)可用于評估血液系統(tǒng)并發(fā)癥的風險[8],本研究采用DVH分析與血液毒性相關(guān)的身體劑量參數(shù),并分析其與WBC水平之間的關(guān)系,觀察患者的生存情況。
本研究納入2012年1月1日—2016年12月31日在復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院接受根治性放療的423例鼻咽癌患者,末次隨訪時間截至2022年12月15日。具體入選標準如下:基于美國癌癥聯(lián)合會(American Joint Committee on Cancer,AJCC)/國際抗癌聯(lián)盟(Union for International Cancer Control,UICC)第7版分期系統(tǒng)的Ⅲ ~ Ⅳa期鼻咽癌;治療前未發(fā)現(xiàn)有遠處轉(zhuǎn)移灶;完整的放療周期;美國東部腫瘤協(xié)作組(Eastern Cooperative Oncology Group,ECOG)表現(xiàn)狀態(tài)為0 ~ 1級。所有患者均采用同步加量(simultaneous-integrated boost,SIB)調(diào)強放療技術(shù)。放療計劃和對計劃評價的具體標準參考先前發(fā)表的研究[9]。所有患者模擬定位計算機斷層掃描(computed tomography,CT)的范圍皆為頭頂?shù)芥i骨頭下緣下2 cm,進行5 mm層厚的連續(xù)掃描。在分析前,導(dǎo)出的所有治療計劃均由同一位放療科醫(yī)師和物理師重新評估過,以消除人為因素造成的誤差。
在放療前7天內(nèi)收集患者的絕對WBC計數(shù)、淋巴細胞(lymphocyte,LYM)計數(shù)、絕對單核細胞(monocyte,MONO)計數(shù)、絕對中性粒細胞(neutrophil,NEU)計數(shù)和絕對血小板(platelet,PLT)計數(shù),放療期間每周至少檢測1次。不同細胞計數(shù)的百分比變化幅度(ΔWBC%、ΔLYM%、ΔMONO%以及ΔNEU%和ΔPLT%)的計算方法為:(放療前的細胞計數(shù)-放療期間細胞計數(shù)最低值)/放療前的細胞計數(shù)h 100%。身體劑量參數(shù)從劑量-體積直方圖中提取,VdGy(%)定義為暴露于d Gy以上射線的身體體積百分比,從V5開始到V70,以5為單位進行收集。此外,還采集了輻照平均身體劑量(mean body dose,MBD)和身體輻照總劑量(integral body dose,IBD)。MBD代表放療計劃中CT定位確定的身體體積在整個放療過程中接受輻射的平均劑量,該數(shù)據(jù)是從復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院放療科的Philips Pinnacle 2 治療計劃系統(tǒng)導(dǎo)出;IBD則是身體輻照平均劑量MBD和CT模擬定位體積(即頭頂?shù)芥i骨頭下緣下2 cm的掃描范圍)的乘積。最后獲得共計16個身體劑量參 數(shù)。
本研究的主要終點是OS,定義為從開始治療的時間到死亡或隨訪截至日期(2022年12月15日)。次要終點是LRFS和無遠處轉(zhuǎn)移生存(distant metastasis free survival,DMFS),前者指從放療開始到首次出現(xiàn)局部區(qū)域復(fù)發(fā)的時間,后者指放療開始到首次出現(xiàn)遠處轉(zhuǎn)移的時間。通過影像學(xué)檢查確定患者是否出現(xiàn)局部區(qū)域復(fù)發(fā)或遠處轉(zhuǎn)移。對于沒有定期隨訪的患者,我們通過電話隨訪來獲取信息。
運用Chi-square檢驗或Fisher’s精確檢驗方法對分類變量進行分析,用t檢驗對連續(xù)變量進行分析。對于ΔWBC%、ΔLYM%、ΔMONO%、ΔNEU%和ΔPLT%,將其中位細胞計數(shù)作為截斷值,分為高、低兩組。使用Kaplan-Meier和logrank分析方法來描繪生存曲線。采用Cox比例危險模型,確定與患者生存結(jié)局相關(guān)的影響因素。最后用LASSO回歸和logistic回歸模型來確定導(dǎo)致WBC減少的因素。P<0.10時的因素進入多因素分析。采用雙側(cè)檢驗,P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。所有數(shù)據(jù)分析都在SPSS 26.0和R 4.2.1軟件中完成。使用的R軟件包包括 “survival”、“survminer”和 “rms”。
共計423例局部晚期鼻咽癌患者被納入,患者中位年齡為49歲(范圍:14 ~ 70歲)。其中男性313例(74.0%),女性110例(26.0%);分期為Ⅲ期的患者占39.7%,ⅣA期占60.3%。ΔWBC%、ΔLYM%、ΔMONO%、ΔNEU%和ΔPLT%的中位數(shù)分別為25.5%、77.0%、28.5%、22.6%和17.0%。本研究患者隊列的5年OS率為82.3%,5年LRFS率為80.2%,5年DMFS率為78.4%。對所有患者的中位隨訪時間為80.4個月(表1)。
表1 所有患者的特征Tab. 1 Characteristics of all patients
對OS的多因素分析中,年齡、ⅣA期(vsⅢ)、有誘導(dǎo)化療、輔助化療、ΔLYM%和ΔMONO%都與OS獨立相關(guān)。對于LRFS、ⅣA期(vsⅢ期)、有誘導(dǎo)化療和ΔLYM%是獨立預(yù)后因素。DMFS的獨立預(yù)后因素為ⅣA期、有誘導(dǎo)化療、ΔLYM%和ΔMONO%(表2)。
表2 對OS、LRFS和DMFS的多因素Cox回歸分析Tab. 2 Multivariable Cox regression analyses for OS, LRFS, and DMFS
高、低ΔLYM%和ΔMONO%兩組的Kaplan-Meier生存曲線結(jié)果顯示,ΔLYM%(82.5%vs72.8%)和ΔMONO%(82.9%vs74.5%)組之間的5年OS率差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05,圖1)。低ΔLYM%組的LRFS(84.9%vs73.7%)和DMFS(85.3%vs71.4%)也比高ΔLYM%組的生存期更長。同樣,低ΔMONO%組和高ΔMONO%組的DMFS率差異有統(tǒng)計學(xué)意義(83.9%vs72.1%,P<0.05)。然而,LRFS在高、低ΔMONO%組之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(78.2%vs76.5%,P>0.05)。
圖1 高、低ΔLYM%和ΔMONO%組患者OS、LRFS和DMFS生存曲線的比較Fig. 1 Survival curves between high, low ΔLYM%, and ΔMONO% groups
根據(jù)LASSO回歸分析,16個身體劑量參數(shù)中篩選出9個與高ΔLYM%相關(guān),分別是MBD、IBD、body V5、V15、V45、V55、V60、V65和V70;篩選出5個與高ΔMONO%相關(guān),分別是MBD、IBD、body V5、V55和V70(圖2)。將上述變量與其余臨床變量一起納入logistic回歸分析,結(jié)果顯示,多因素分析中,年齡(OR = 1.071,P<0.001)、IBD(OR = 1.004,P= 0.037)和body V60(OR = 1.046,P= 0.036)是ΔLYM%的獨立預(yù)測因子;Ⅳa期(vsⅢ,OR = 0.512,P= 0.035),body V70(OR = 0.734,P= 0.022), V55(OR = 1.132,P= 0.009)是ΔMONO%的獨立預(yù)測因子(表3、4)。
圖2 將身體劑量參數(shù)對ΔLYM%和對ΔMONO%進行LASSO回歸分析(10倍數(shù)交叉驗證)Fig. 2 LASSO analysis for body dose parameters (10-fold cross validation) with ΔLYM% and ΔMONO%
表3 ΔLYM%的logistic回歸分析Tab. 3 Logistic regression analyses for percentage change in absolute lymphocyte count
表4 ΔMONO%的logistic回歸分析Tab. 4 Logistic regression analyses for percentage change in absolute lymphocyte count
在該研究中,我們發(fā)現(xiàn)放療期間LYM和MONO計數(shù)的百分比變化對患者生存結(jié)局具有預(yù)測意義,此外,還證實了我們提出的假設(shè)——身體劑量參數(shù)與LYM及MONO計數(shù)的減少有關(guān)。IBD和body V60是放療期間LYM減少的兩個不良預(yù)測因素;body V55和V70是MONO減少的不良預(yù)測因素。
身體輻射體積可用于估計循環(huán)血細胞的輻射暴露程度。一項研究表明,較高的身體輻照劑量與WBC、LYM、NEU、PLT計數(shù)的減低有關(guān)[10]。Mai等[11]驗證了ΔLYM%和ΔMONO%對于接受同步放化療的鼻咽癌患者的預(yù)后價值。我們的研究還納入了僅接受放療的患者,不過在多因素分析中,不同治療方案對放療期間LYM和MONO的影響并無統(tǒng)計學(xué)意義(表3、4)。誘導(dǎo)化療對LYM減低的影響不明顯,這與先前鼻咽惡性腫瘤及其他廣泛研究的腫瘤得出的結(jié)論一致[12-13]。通常情況下,同期化療會引起LYM計數(shù)波動。在我們的分析中,雖然同期化療也是LYM減少的危險因素(OR = 1.471),但差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P= 0.103)??赡茉蚴俏覀儗YM變化范圍作為分類變量進行了分析,在放療的基礎(chǔ)上加入同期化療,導(dǎo)致LYM下降程度未達到整體下降的中位數(shù)百分比。以往有證據(jù)表明,在放療靶區(qū)是否涉及骨髓或淋巴組織、是否接受同期化療等條件下,放療都會無例外地導(dǎo)致明顯的LYM減少[14-15]。在一項類似的研究[16]中,當LYM計數(shù)的最低值作為分類變量(G4級vsG3級LYM減低)時,同期化療也無顯著影響,而與放療方式及LYM基線值密切相關(guān)。針對MONO,目前對于誘導(dǎo)化療和同期化療對其影響的研究較為有限。在結(jié)直腸癌合并肝轉(zhuǎn)移患者中,已有研究[17]報道誘導(dǎo)化療不會影響到肝內(nèi)駐留的MONO;同樣,在一項子宮頸癌的研究[18]中,同期化療程數(shù)與MONO之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義。在本研究中,logistic回歸分析表明誘導(dǎo)化療與同期化療時MONO變化的差異沒有統(tǒng)計學(xué)意義,這可能是因為本研究中的患者通常接受順鉑單藥治療2個周期,對比之下,放療引起的血細胞變化更加突出。顯然,關(guān)于放療與MONO之間的關(guān)系還需要進一步探討。
鼻咽癌的一個典型組織學(xué)特征是有大量的炎癥細胞浸潤。多項研究[6,19-20]結(jié)果表明,治療前的中性粒細胞與淋巴細胞比值(neutrophil to lymphocyte ratio,NLR)、淋巴細胞與單核細胞比值(lymphocyte to monocyte ratio,LMR)、血小板與淋巴細胞比值(platelet to lymphocyte ratio,PLR)可作為衡量機體免疫力的指標,并影響疾病預(yù)后。有研究[21-23]結(jié)果表明,治療期間LYM的數(shù)量減少對總生存期有不良影響。以往鼻咽癌的研究也表明基線LYM計數(shù)較高是一種預(yù)后保護性因素[22,24];而治療期間LYM的最低值越低,則與較差的PFS和DMFS顯著相關(guān)[21-22]。其中的機制可能是:治療前LYM水平較高,代表T淋巴細胞更容易從外周血進入腫瘤中發(fā)揮作用,于是影響放療的效果[25];而最低值越低,則代表機體免疫力受損越嚴重[26]。此外,血細胞的動態(tài)變化和功能狀態(tài)也會受到輻射劑量的影響。有研究[16]發(fā)現(xiàn)與二維適形放療(twodimensional conventional radiotherapy,2D-CRT)相比,IMRT對身體輻照的總劑量更高,因此更容易引起鼻咽癌患者的LYM減少。與此類似,在一項關(guān)于食管癌的研究中,與質(zhì)子放療相比,接受光子放療的患者的身體輻照平均劑量更高,因此其LYM水平也更低[14]。對于MONO,一些研究[27-28]表明放射線照射后循環(huán)MONO的數(shù)量會下降,但也有其他研究發(fā)現(xiàn)輻射暴露引起MONO計數(shù)增加[29]。因此放射線對MONO影響的確切機制仍不完全清楚,可能涉及復(fù)雜的炎癥反應(yīng),并取決于多種因素,包括放療時間、輻照總劑量、身體輻照范圍以及機體免疫反應(yīng)。一項肺癌研究[13]顯示身體輻照總劑量與治療后LYM減少之間存在相關(guān)性。還有研究[30-31]表明,高劑量輻照區(qū)域與鼻咽癌患者的預(yù)后有關(guān),進一步限制CTV的劑量與體積有助于減少晚期并發(fā)癥。我們的結(jié)果與以往的劑量學(xué)研究結(jié)論是一致的:高劑量區(qū)域V60和V55與LYM減少相關(guān)。V60和V55分別大致對應(yīng)高危臨床靶體積(clinical target volume 1,CTV1)和低危臨床靶體積(clinical target volume 2,CTV2),是富含淋巴結(jié)和淋巴管的區(qū)域,因此容易引起LYM和MONO數(shù)量的變化。
循環(huán)免疫細胞計數(shù)的波動在放療期間很常見。我們認為相比于基線值和治療期間的最低值,細胞計數(shù)的波動范圍是更好的預(yù)測指標,因為它同時反映機體的免疫力和對輻射劑量的反應(yīng)?;谏眢w輻照體積的劑量參數(shù)對LYM減少癥發(fā)生概率的影響在各種惡性腫瘤中已被廣泛探討[12,32-34]。近期的一項系統(tǒng)綜述提出,限制特定的劑量體積參數(shù)以維持機體的免疫功能可以與既定的放療準則相結(jié)合[35]。在本研究中,我們首次證實了鼻咽癌治療期間身體劑量參數(shù)與免疫細胞減少之間的關(guān)聯(lián)。對IBD、V60和V55、V70進行適當限制可能有助于減輕鼻咽癌患者的LYM減少和MONO減少的程度,不過這一點仍需要前瞻性研究進行驗證。
然而,我們的研究存在幾點局限性:首先,這是一項單中心研究,可能會導(dǎo)致區(qū)域偏差。其次,由于有一定比例的患者在放療結(jié)束后未進行定期的復(fù)查,因此我們沒有記錄分析免疫細胞計數(shù)在放療結(jié)束后的變化,而放療劑量對血液指標的影響可能會延續(xù)到放療后3個月以上[36]。最后,由于鼻咽癌的解剖位置特殊復(fù)雜,我們沒有對照射范圍內(nèi)特定器官進行勾畫,未來對鼻咽癌的劑量學(xué)研究可以根據(jù)具體器官的輻照情況來進一步分析劑量的生物學(xué)效應(yīng)。
總而言之,我們發(fā)現(xiàn)局部鼻咽癌患者在調(diào)強放療期間,較高的身體劑量參數(shù)會導(dǎo)致免疫細胞的更大波動,其中LYM和MONO的動態(tài)下降是不良預(yù)后因素。因此,對相關(guān)參數(shù)進行限制,以優(yōu)化IMRT治療方案可以幫助鼻咽癌患者恢復(fù)免疫功能,進一步改善預(yù)后。
利益沖突聲明:所有作者均聲明不存在利益沖突。