基于列線圖模型對視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤預(yù)后的臨床預(yù)測

閆海涵，馬建民

0 引言

視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤（retinoblastoma, RB）是兒童最常見的眼內(nèi)惡性腫瘤，發(fā)病率為17 000分之一，每年約有8 000新診斷的病例[1-2]。近年來，RB的治療方式和生存率發(fā)生了變化。由于放射治療會增加RB患者第二腫瘤的發(fā)生率，故近年來放射治療的使用率下降[3-4]。術(shù)前的化學(xué)減容治療、動脈內(nèi)化療等新方法興起，使得RB患者的生存率提升[5]。盡管在治療RB的放療和化療方面取得了進(jìn)展，但目前仍缺乏有利的工具來預(yù)測RB的預(yù)后。

個體化預(yù)測模型的預(yù)測能力相比于臨床分期來說可能更精準(zhǔn)，其中列線圖已經(jīng)廣泛應(yīng)用于多種惡性腫瘤中，并且取得了很好的預(yù)測效果[6-7]。列線圖可以基于多種變量預(yù)測患者的總生存率，本研究我們構(gòu)建了預(yù)測RB患者3年、5年、10年生存率的列線圖，這可能有助于改善患者預(yù)后。

1 資料與方法

1.1 一般資料

本研究基于SEER數(shù)據(jù)庫的RB患者臨床數(shù)據(jù)（http://seer.cancer.gov/）。SEER項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫包含美國特定地理區(qū)域癌癥患者的發(fā)病率、患病率、死亡率和其他相關(guān)數(shù)據(jù)，是世界公認(rèn)的腫瘤患者隨訪數(shù)據(jù)權(quán)威來源之一。通過SEER*Stat8.4.0.1軟件檢索SEER數(shù)據(jù)庫中2021年數(shù)據(jù)更新版本的2000—2019年病理診斷為RB的患者。入選標(biāo)準(zhǔn)：（1）數(shù)據(jù)庫中病理診斷為RB的患者（ICD-O-3惡性腫瘤形態(tài)學(xué)編碼9510-9513）；（2）原發(fā)腫瘤為RB（Primary Site編碼為C69.2-Retina和eye NOSC699）。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）生存時間小于1個月；（2）尸檢證實(shí)為RB；（3）隨訪信息不完整。

提取患者的臨床資料，包括年齡、性別、種族、腫瘤位置、發(fā)病時T分類、淋巴結(jié)狀態(tài)、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移、TMN分期、治療（包括手術(shù)、放療、化療）、生存時間、死因分類、生存狀況以及SEER分期包括局部、區(qū)域、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移（Local、Regional、Distant）。

1.2 列線圖的制作

概率法從隊(duì)列中隨機(jī)抽選70%的患者作為訓(xùn)練隊(duì)列，30%的患者作為驗(yàn)證隊(duì)列。使用單變量Cox分析篩選預(yù)后因素。單因素分析的顯著性因素（P<0.05）進(jìn)行多變量Cox分析。對多因素Cox分析的顯著性因素（P<0.05）和有重要臨床意義的因素繪制每個協(xié)變量隨時間變化的Schoenfeld殘差圖。通過對相關(guān)因素的單因素和多因素分析，我們構(gòu)建了預(yù)測RB患者3年、5年和10年生存率（overall survival rate, OS）發(fā)生率的列線圖。RB預(yù)后模型在訓(xùn)練隊(duì)列中進(jìn)行內(nèi)部驗(yàn)證，在驗(yàn)證隊(duì)列中進(jìn)行外部驗(yàn)證。采用一致性指數(shù)（Cindex）、校正曲線和受試者工作特征（ROC）曲線評價模型的預(yù)測精度和一致性。C指數(shù)數(shù)值越高，預(yù)后越準(zhǔn)確。采用1 000個重采樣的自舉法對驗(yàn)證和校正進(jìn)行評價。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

使用SPSS23.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素和多因素回歸分析。通過R（Version 4.0.4）軟件，Rstudio作為輔助和RMS程序和Survival程序引入變量，建立列線圖模型。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 篩選結(jié)果

我們從SEER*Stat數(shù)據(jù)庫中確定了2000年至2019年期間所有1 289例RB患者。其中1283例患者符合納入標(biāo)準(zhǔn)：RB為原發(fā)腫瘤。369例患者因無TNM分期、133例患者因AJCC第六版TNM分期不完全被排除；13例患者因種族、手術(shù)、放療、化療等未知信息排除；10例因生存期<1個月被排除。最后，本文共納入759例RB患者，篩選過程見圖1。

圖1 SEER*Stat數(shù)據(jù)庫選擇RB患者的流程圖Figure 1 Flowchart of patients with RB selected from the SEER*Stat database

2.2 流行病學(xué)數(shù)據(jù)和生存率

最終納入了372例男性患者（49%），余為女性患者；其中大多為0～1歲（46.9%）和1～4歲的患者（49.1%）。499例（65.7%）患者為西班牙裔，其余為非西班牙裔。多數(shù)為單眼發(fā)?。?6.8%），其余患者為雙眼RB。其中接收放療和化療的比例為3.8%和63.8%。759例納入的患者3、5和10年OS分別為98.2%、98.0%和94.5%?；颊叩脑敿?xì)病例資料、臨床特征和對應(yīng)的OS見表1。

表1 759例視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤患者的臨床特征和生存率Table 1 Characteristics and survival rate of 759 patients with retinoblastoma

2.3 RB預(yù)后因素的選擇

基于基本數(shù)據(jù)集，以患者預(yù)后總生存作為因變量（死亡: Y=1，存活: Y=0），以患者的臨床資料作為自變量（X）進(jìn)行單因素和多因素Cox比例風(fēng)險回歸模型分析（變量篩選方法：Forward為LR，變量入選標(biāo)準(zhǔn)為0.05，剔除標(biāo)準(zhǔn)為0.1）。單因素分析結(jié)果顯示：T分期、化療、M分期和SEER分期與患者預(yù)后OS相關(guān)（均P<0.05）。 進(jìn)一步多因素分析結(jié)果顯示，T分期和SEER分期與患者預(yù)后OS相關(guān)（均P<0.05），見表2。Sch?nfeld殘差測試證明所有這些獨(dú)立的OS預(yù)后因素滿足pH假設(shè)，見圖2。

表2 視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤患者總生存期和相關(guān)因素的單變量和多變量Cox回歸分析Table 2 Univariate and multivariate Cox regression analyses of overall survival and associated factors in retinoblastoma patients

圖2 Sch?nfeld殘差檢驗(yàn)驗(yàn)證滿足OS的Cox比例危害模型的pH假設(shè)Figure 2 Sch?nfeld r e s i d u a l t e s t:pH assumptions satisfying the Cox proportional hazard model of OS

2.4 列線圖預(yù)測模型的建立

基于以上所有這些獨(dú)立預(yù)后因素被用來構(gòu)建Nomogram預(yù)測3年、5年和10年生存率，見圖3。列線圖顯示T分期、M分期和SEER分期的得分越高，患者的3年、5年和10年生存率越低。對于每一個預(yù)測生存率的患者，分別畫一條對應(yīng)于每個變量的垂直線來計(jì)算具體的點(diǎn)。然后將各變量的點(diǎn)相加，垂直線與生存軸在總點(diǎn)線上的交點(diǎn)位置為患者的生存率。

2.5 列線圖預(yù)測模型的驗(yàn)證

對列線圖模型進(jìn)行C-index計(jì)算，結(jié)果顯示訓(xùn)練集的C-index為0.785（95%CI: 0.765～0.805）。ROC曲線分析顯示，預(yù)后預(yù)測模型用于預(yù)測驗(yàn)證數(shù)據(jù)集RB患者的3年、5年和10年生存率的AUC分別為0.743、0.734和0.720，見圖4。顯示該模型在預(yù)測預(yù)后方面具有較好的可靠性和重復(fù)性。采用Bootstrap重抽樣1 000次繪制校正曲線對建立的預(yù)測模型進(jìn)行驗(yàn)證，校正曲線X軸表示通過列線圖預(yù)測的生存率，Y軸為患者的實(shí)際生存率，列線圖的準(zhǔn)確性通過圖中實(shí)線與虛線的擬合來反映，見圖5。結(jié)果顯示該模型3年、5 年、10年生存率的校正曲線觀測值和預(yù)測值的重合度較好?？偟膩碚f，預(yù)測性列線圖可以做出合理的預(yù)測。

圖4 預(yù)測3、5和10年生存率的列線圖的ROC曲線Figure 4 ROC curves for the nomogram of predicted three-year,five-year, and 10-year OS

圖5 3年、5年和10年生存率列線圖的校準(zhǔn)曲線Figure 5 Calibration curves for nomogram of predicted 3-year, 5-year, and 10-year OS

3 討論

目前最常使用的預(yù)測系統(tǒng)為國際美國癌癥聯(lián)合委員會發(fā)布的腫瘤淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移（TNM）分期系統(tǒng)，相關(guān)研究表明分期越高預(yù)后越差。然而，基于TNM分期系統(tǒng)的預(yù)后效能仍然有限。列線圖為量化個體風(fēng)險的復(fù)雜統(tǒng)計(jì)模型提供了簡單而形象的展示，在臨床實(shí)踐和研究中顯示出廣泛的應(yīng)用前景[8]。目前尚無有效的視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤預(yù)后預(yù)測模型，我們使用了一個大型隊(duì)列，研究針對視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤患者的臨床特征和生存預(yù)后進(jìn)行分析，建立并驗(yàn)證了預(yù)測視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤患者OS的列線圖模型。

本研究中位年齡為2.15歲，男女性占比相似，且大多數(shù)患者為白人（75.9%），這與既往研究結(jié)果類似[9]。本研究中應(yīng)用放射治療方式僅3.8%，而化療方式達(dá)63.8%，這與SEER數(shù)據(jù)庫2000年以前的分析不一致[10]。由于放射治療的應(yīng)用可能導(dǎo)致第二腫瘤發(fā)生率的增加，所以近年來放療的應(yīng)用率有所下降，化療的應(yīng)用增加[11]。據(jù)Cox單因素模型分析性別、年齡、種族對預(yù)后影響不大，與臨床實(shí)際及諸多文獻(xiàn)報道基本相符[12-13]。我們的研究表明，生存率與腫瘤為單眼發(fā)病和雙眼發(fā)病的相關(guān)性無顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，與之前的研究不一致[14-15]。推測這可能與近年來動脈內(nèi)化療的運(yùn)用，雙眼RB患者的生存率提高所致。近5年的文獻(xiàn)與我們的研究一致，單眼發(fā)病和雙眼發(fā)病與生存率的相關(guān)性無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[16-17]?；純壕驮\時所處疾病的階段是影響長期生存的關(guān)鍵，根據(jù)SEER分期，RB患者主要為局部病變（82.9%）、區(qū)域性病變（15.4%）和小部分遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移（1.7%），且與生存率顯著相關(guān)。通過單變量和多變量Cox回歸分析發(fā)現(xiàn)，T分期與RB患者的OS顯著相關(guān)。這個結(jié)論在其他研究中也有體現(xiàn)，有研究發(fā)現(xiàn)基于分期的5年疾病特異性生存率為pT1（99.5%）、pT2a（95.5%）、pT3a（100%）、pT3b（93.0%)、pT3c/d（92.3%）、pT4（40.9%）[18]。此外，在一項(xiàng)涉及2 085例患者的國際多中心研究中，AJCC臨床分期與較高的死亡率相關(guān)[19]。根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，選擇T分期和SEER分期構(gòu)建列線圖，并對構(gòu)建的列線圖進(jìn)行鑒別和校準(zhǔn)顯示出良好的臨床適用性。

盡管我們的列線圖經(jīng)過驗(yàn)證，顯示出良好的準(zhǔn)確性，但也存在一些局限性。首先，這是一項(xiàng)回顧性研究，選擇偏差和時間偏差是難以避免的。其次，許多因素（如腫瘤大小、Rb基因突變、遺傳因素、手術(shù)類型、病理分型、診斷時間等因素）也是評估視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤患者生存的重要因素，然而，這些臨床變量無法從SEER數(shù)據(jù)庫中獲取。關(guān)于放療（即劑量、位置等）和化療（化療類型、周期數(shù)、劑量等）的詳細(xì)信息是不可用的，使我們不能繪制更詳細(xì)的列線圖。目前視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤的治療策略主要利用靜脈化療，有良好的治療效果。也有越來越多的證據(jù)表明，眼部動脈內(nèi)化療與全身靜脈內(nèi)化療相比，對D組和E組的RB患者治療效果更好，且毒性更小[20-21]。在預(yù)測模型中有待納入不同的化療方式，進(jìn)步一提高預(yù)測能力。同時，SEER數(shù)據(jù)庫可能與我國人口數(shù)據(jù)存在一定的差異，因此，還需要在多個醫(yī)院進(jìn)行大量研究人群的進(jìn)一步前瞻性研究，以便在未來提供更有說服力的證據(jù)。

利益沖突聲明：

所有作者均聲明不存在利益沖突。