三種方法構建鼻咽癌患者營養指數模型的比較分析及其截斷點確定*

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三種方法構建鼻咽癌患者營養指數模型的比較分析及其截斷點確定*

華洋靜玲1洪金省2張海榮1蘇 麗2吳麗紅1陳德欽1張緯建2田 俊1△

【提 要】 目的 比較三種方法構建鼻咽癌患者的營養指數模型，確定各模型的最佳截斷點。方法 調查326例鼻咽癌患者的營養狀況及生存質量并進行放射敏感性評估，采用主成分分析、獨立性權數法和啞變量分析法建立三種營養指數模型；運用ROC曲線評價各模型預測患者生存質量及放射敏感性的能力并確定各模型的最佳截斷點。結果 在預測患者生存質量時，主成分分析法、獨立性權數法和啞變量分析法構建的營養指數模型ROC曲線下面積分別為0.75、0.72和0.68，差異均無統計學意義；在預測患者放射敏感性時，三種方法的營養指數模型ROC曲線下面積分別為0.77、0.70和0.73，差異均無統計學意義。三種方法構建的營養指數模型的營養不良截斷點分別為12.1、65.3和6.0。結論三種模型預測生存質量及放射敏感性的能力相同，啞變量分析法構建的營養指數模型最為簡便，更適于臨床推廣。

【關鍵詞】鼻咽癌 營養狀況 營養指數模型 比較分析

1.福建醫科大學公共衛生學院流行病與衛生統計學系（350108）

2.福建醫科大學附屬第一醫院放療科，放射生物福建省高等學校重點實驗室

鼻咽癌是我國南方常見的惡性腫瘤之一，放射治療是其主要的治療手段。鼻咽癌因其特殊的腫瘤部位及放射治療引起的口腔、口咽、舌等的急性黏膜改變，直接影響患者的進食，極易導致營養不良［1］。大量研究已表明，營養不良與鼻咽癌的放射敏感性、預后及生存質量密切相關［1］。目前，臨床上常用的營養評價方法有傳統單項營養評價方法和綜合營養評價工具，雖然這些方法在營養狀況評價中已經取得了一定認可，但同時也存在著一些弊端，如傳統單項營養評價難以避免評價結果的片面性，綜合營養評價工具如主觀全面營養評價（SGA）、微型營養評價（MNA）、歐洲營養風險篩查（NRS-2002），它們又不可避免地會帶有主觀性。因此，探索一種全面、準確的營養評估方法是需要不斷研究的課題。

本文擬分別采用主成分分析、獨立性權數及啞變量分析法構建營養狀況的綜合評估模型，即營養指數模型，應用ROC曲線對各模型預測患者生存質量及放射敏感性的能力進行比較分析并確定各模型的最佳截斷點，篩選出最為合適的營養評估模型，為臨床應用提供參考。

材料與方法

1.研究對象

2008年10月至2013年12月在福建醫科大學附屬第一醫院接受放射治療的鼻咽癌腫瘤住院患者。納入標準：①經病理學檢查確診的鼻咽癌腫瘤患者；②接受放射治療者；③知情同意并能夠配合者。排除標準：①有其它危及生命的疾患；②有認知障礙及患精神疾病者。

2.調查內容與方法

對樣本中的每一個患者，在放療開始前測量其營養指標，在放療結束時，由經過培訓的護士用量表對其生存質量進行評估；在放療結束后3個月，由放療科的醫生評估患者的放射敏感性。

（1）營養指標檢測

對每個患者均測量以下的反映營養狀況的指標：

①身體測量指標：身高、體重、上臂圍、三頭肌皮褶厚度，并計算體質指數（BMI）、上臂肌圍（AMC）。

②血清學指標：白蛋白、總淋巴細胞數、紅細胞計數、血紅蛋白、血清前白蛋白、轉鐵蛋白營養狀況指標。

（2）生存質量評價

采用歐洲癌癥研究與治療組織（EORTC）制定的生存質量量表（EORTC QLQ-C30 V3.0中文版）測評患者的生存質量［2］。該量表共30個條目，其中28個條目是1～4計分，2個條目是1～7計分，分數越高表示生存質量越好。在本研究中，將生存質量總分轉化為百分制，得分≥70分為較好，得分＜70分為較差。

（3）放射敏感性評價

依據放射治療結束后3個月鼻咽磁共振成像（MRI）或計算機斷層掃描（CT）檢查，按WHO實體瘤療效評價標準進行放射敏感性的定性評價［3］。放射敏感評價標準：所有可見的鼻咽軟組織內腫瘤病灶完全消失，或腫瘤病灶的最大直徑與最大垂直徑的乘積減少50%以上；放射不敏感評價標準：鼻咽腫瘤病灶的最大直徑與最大垂直徑的乘積減少50%以下，或出現新的腫瘤病灶［3］。

3.統計分析方法

采用Epidata3.1軟件進行數據的錄入和核實，在SPSS20.0軟件包上進行統計分析。采用主成分分析、偏相關分析及啞變量加權分析建立綜合評價營養狀況模型；運用ROC曲線評價各模型預測患者生存質量及放射敏感性的能力并確定最佳模型診斷界值。P＜0.05，差異有統計學意義。

結 果

1.調查對象一般情況

符合納入條件的鼻咽癌患者共326例，男性231例，女性95例；年齡19～79歲（中位年齡48歲）。臨床分期（UICC/ AJCC2002分期）：Ⅰ期4例，Ⅱ期28例，Ⅲ期130例，Ⅳ期164例。在326例患者中，完成生存質量評估的有232例，完成放射敏感性評價的有319例。

2.調查對象放療后生存質量、放射敏感性及放療前營養狀況

（1）生存質量

在完成評估生存質量的232例患者中，生存質量較差的有67例，占28.9%，生存質量平均分：60.6± 7.9；生存質量較好的有165例，占71.1%，生存質量平均分80.5±6.9。

（2）放射敏感性

在完成放射敏感性評價的319例患者中，放療敏感的有193例，占60.0%；放療不敏感的126例，占40.0%。

（3）營養狀況

對326例患者測量營養指標，結果見表1。

表1　326例患者8個營養指標極小值、極大值、均數及標準差

3.調查對象綜合營養評估模型構建

（1）主成分分析：

對326例患者放療前BMI、AMC、白蛋白、總淋巴細胞數、紅細胞數、血紅蛋白、血清前白蛋白、轉鐵蛋白8個營養指標的測定值采用主成分分析，建立一個評價鼻咽癌患者營養狀況的綜合指標，將其定義為營養指數（nutrition index，NI）。

表2　326例患者8個營養指標的主成分特征值、貢獻率及累積貢獻率

由表2可知前五個主成分Z1，Z2，Z3，Z4，Z5的累積貢獻率達到82.14%，能解釋原來8個變量的絕大部分信息。故可取前五個主成分作為8個指標的綜合指標。以每個主成分的貢獻率/累積貢獻率作為權數，構造綜合評價函數：

NI =0.384Z1+ 0.201Z2+ 0.171Z3+ 0.135Z4+ 0.110Z5，為了方便臨床應用，將上述標準化指標還原成非標準化可得：

NI =0.122X1+ 0.106X2+ 0.049X3+ 0.291X4+ 0.214X5+0.006X6+0.004X7+0.468X8

表3　主成分分析相關矩陣特征向量

（2）獨立性權數法：

對326例患者放療前的8個營養指標兩兩進行偏相關分析，列出偏相關系數矩陣（見表4），對偏相關系數矩陣中每列數據（絕對值）求和再求倒數并進行歸一化處理（見表5）。最后以各指標歸一化處理后的值作為各指標的權數，構建綜合評價函數（營養指數，NI）：

NI =0.132X1+ 0.124X2+ 0.135X3+ 0.145X4+ 0.121X5+0.092X6+0.135X7+0.115X8

表4　X1～X8偏相關系數表

表5　X1～X8偏相關系數表每列數據的合計，求倒及歸一化處理

（3）啞變量分析法：

對326例患者放療前的8個營養指標分別進行賦值（Xi＜其正常參考值下限值計0分，Xi≥其正常參考值下限值計1分），再將各指標分值進行累加最后計算出綜合各項營養指標的整體分值，也將其定義為營養指數，其分值越大表示患者營養狀況越好。其NI表達式為：NI =X1+ X2+ X3+ X4+ X5+ X6+ X7+ X8（X1～X8是取0，1二值的啞變量）。

4.應用ROC曲線探索各模型預測生存質量及放射敏感性的能力

分別將完成生存質量評估的232個患者、完成放射敏感性評價的319例患者按生存質量或放射敏感性分為兩組，生存質量差或放射不敏感的為真陽性組，生存質量好或放射敏感的為真陰性組，分別與三種不同營養指數模型繪制ROC曲線。三種營養指數模型分別預測生存質量及放射敏感性的ROC曲線下面積、P值（與0.5比較）及95%CI見表6。對應的曲線下面積兩兩比較的Z檢驗結果見表7。由表6可知，在預測患者生存質量及放射敏感性時，主成分分析法、獨立性權數法和啞變量分析法構建的營養指數模型ROC曲線下面積與0.5比較均有統計學意義（P＜0.05），說明三種模型均有較好的預測生存質量及放射敏感性的能力。由表7可知，各模型ROC曲線下面積比較差異均無統計學意義（P＞0.05），進一步說明三種模型預測患者生存質量及放射敏感性的能力相同。

表6　三種營養指數模型預測生存質量、放射敏感性曲線下面積、P值及95%CI

表7　三種營養指數模型預測生存質量、放射敏感性ROC曲線下面積比較

5.三種營養指數模型營養不良截斷點的確定

對三種方法構建的營養指數，以Youden指數最大的那個點作為區分營養不良的截斷點［4］。在預測患者生存質量時，主成分分析構建的營建指數區分營養不良的截斷點為12.1（靈敏度為86.5%，特異度為58.7%）；獨立性權數構建的營養指數區分營養不良的截斷點為65.3（靈敏度為62.7%，特異度為72.7%）；啞變量分析法構建的營養指數區分營養不良的截斷點為6.0（靈敏度為59.7%，特異度為69.7%）。在預測患者放射敏感性時，主成分分析構建的營養指數區分營養不良的截斷點為12.0（靈敏度為80.2%，特異度為63.5%）；獨立性權數構建的營養指數區分營養不良的截斷點為64.9（靈敏度為66.7%，特異度為71.9%）；啞變量分析法構建的營養指數區分營養不良的截斷點為6.0（靈敏度為65.1%，特異度為71.8%）。由此，我們認為當主成分分析法≤12.1，獨立性權數法≤65.3，啞變量分析法≤6.0時，患者很有可能存在營養不良，對應營養不良的檢出率分別為58.9%，45.4%和43.4%。

討 論

本研究選取了臨床上常用于評價營養狀況的身體測量和血液測量等8個指標構建鼻咽癌患者營養狀況綜合評估模型，不僅能避免單一指標評價的片面性，還能排除評價者主觀因素的干擾，較為全面、客觀、合理。本研究結果顯示：三種營養指數模型在預測患者生存質量及放射敏感性時，主成分分析法、獨立性權數法及啞變量分析法構建的營養指數模型ROC曲線下面積與0.5比較差異均有統計學意義（P＜0.05），說明三種模型均有較好的預測生存質量及放射敏感性的能力；曲線下面積兩兩比較差異均無統計學意義（P＞0.05），說明三種模型預測患者生存質量及放射敏感性的能力相同。

本研究在此基礎上同時確定了各模型營養不良的截斷點，以便臨床上發現營養不良的患者。結果顯示：主成分分析法、獨立性權數法和啞變量分析法構建的營養指數模型的營養不良截斷點分別為12.1、65.3和6.0，對應營養不良檢出率分別為58.9%，45.4%和43.4%，這與文獻報道鼻咽癌患者營養不良發生率在40%～80%基本一致［5］。現將各模型的優劣總結如下：

獨立性權數是用偏相關計算方法，最終歸一化處理后獲得各原始指標的權重。該方法的優點為某指標與其它指標信息重復越嚴重其對應的權數越小，它能較好地避免重復信息對評價結果的影響［6］。缺點為只適用于正態分布的指標，且計算過程也較為繁瑣，不適于臨床推廣。

主成分分析法是根據各主成分貢獻率的大小確定各原始指標的權重［7-8］。該方法的優點是既可以消除各指標不同量綱的影響，也可以消除由各指標之間相關性所帶來的信息重疊［9］。缺點是在對原始指標進行降維的同時可能會存在某些信息折損問題；統計分析過程也較啞變量分析法更為復雜。

啞變量分析法是對各指標以正常參考值下限值為界限進行賦值，“＜”下限值為不正常賦0分，“≥”下限值為正常賦1分，最后再綜合各指標信息進行加權分析的方法。該方法最突出的優點是能將復雜的指標簡化，更適于臨床推廣，且以正常參考值下限值作為賦值標準也較為合理。缺點是對不同指標間的相關性未作獨立化處理，使模型評估結果可能存在信息重疊問題［10］；其次，未對各指標賦權，使各指標區分度下降。

綜上所述，三種模型各有其優缺點，啞變量分析法較獨立性權數法及主成分分析法更為簡便。基于三種模型預測患者生存質量及放射敏感性的能力相同，臨床上可選擇三種營養指數模型中最為簡便的模型，即啞變量分析法構建的營養指數模型，評估鼻咽癌患者的營養狀況。由于營養狀況的評定尚無金標準，本研究只對建立的三種營養指數模型預測生存質量及放射敏感性的能力做初步的比較分析，其準確性還有待進一步的研究考證。

參考文獻

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（責任編輯：鄧 妍）

Comparative Analysis of Nutrition Index Models Constructed by Three Methods and Determination of Cut-off Point in Patients with Nasopharyngeal Carcinoma

Hua Yangjingling，Hong Jinsheng，Zhang Hairong，et al（Department of Epidemiology and Statistics，School of Public Health，Fujian Medical University（350108），Fuzhou）

【Abstract】Objective To compare the nutrition index model constructed by three methods in patients with nasopharyngeal carcinoma and determine optimal cut-off point of each model.Methods Nutritional status，quality of life and radiosensitivity were surveyed in 326 nasopharyngeal carcinoma patients.Principal component analysis，weight of independence and dummy variable analysis were used to establish three kinds of nutrition index model.ROC curve was used to compare each models′predictive ability of quality of life and radiosensitivity，and determine the best model diagnosis critical value.Results When predicted patients′quality of life，the area under ROC curves of principal components analysis，weight of independence and dummy variable analysis were 0.75，0.72 and 0.68，and no significant difference was found；When predicted patients′radiosensitivity，the area under ROC curves of principal components analysis，weight of independence and dummy variable analysis were 0.77，0.70 and 0.73，and no significant difference was found.The optimal cut-off point of principal components analysis，weight of independence and dummy variable analysis nutrition index model were 12.1，65.3 and 6.0.Conclusion Three models have equal predictive ability of quality of life and radiosensitivity.Dummy variable analysis nutrition index model is the simplest model，which deserves to generalize on clinic.

【Key words】Nasopharyngeal carcinoma；Nutritional status；Nutrition index model；Comparative analysis

*基金項目：國家自然科學基金項目（81041066）

通信作者：△田俊，E-mail：tianjunfjmu@126.com