細胞因子聯合DVH參數及臨床特征預測非小細胞肺癌放射性肺損傷的臨床研究△

沙莎，王茂玉，高志位，高鵬，趙永利

青島市膠州中心醫院放療科，山東 青島266300

Ⅲa～Ⅲb期不適合手術的局部晚期非小細胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）同期放化療是標準的治療模式，而放射性肺損傷（radiationinduced lung injury，RILI）是肺癌放療常見的并發癥，在放化療聯合治療胸部腫瘤時其發生率高達40%～60%[1]。RILI是限制胸部放療有效照射劑量的主要因素，更是影響腫瘤局部控制失敗的重要因素，對患者預后及生活質量造成很大威脅。RILI發生是多種因素共同作用的結果，近年來，國內外不乏相關細胞因子或劑量體積直方圖（dose-volume histograms，DVH）相關參數與RILI關系的研究，但是多個預測因子聯合預測RILI的報道較少。本研究通過血漿中細胞因子水平變化聯合治療計劃中DVH物理參數及臨床特征，探討生物因素、物理因素及臨床因素聯合對RILI預測的可能性，以期為合理改變或調整放療計劃提供參考，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析2014年3月至2017年3月于青島市膠州中心醫院行三維適形放療（three dimensional-conformal radiotherapy，3D-CRT）的106例局部晚期NSCLC患者的臨床資料，均經病理學或細胞學檢查確診。納入標準：①TNM分期為Ⅲa～Ⅲb期；②KPS評分＞70分；③無放化療禁忌證；④生存期＞3個月；⑤無嚴重合并癥。其中，鱗癌49例，腺癌57例；Ⅲa期48例，Ⅲb期58例。

1.2 治療方法

放療方法：患者取仰臥位，以真空氣墊固定體位，采用螺旋CT進行胸部增強掃描，層厚為5 mm。將掃描圖像導入計劃系統并進行三維重建，勾畫大體腫瘤靶區（gross target volume，GTV）；在GTV的基礎上，上下方向各外擴10～15 mm，四周方向各外擴5～6 mm（鱗癌5 mm，腺癌6 mm），為臨床靶區（clinical target volume，CTV）；在CTV的基礎上，各方向均外擴5 mm，為計劃靶區（plan target volume，PTV）。設置5個共面照射野，利用DVH對治療計劃進行優化，確保95%等劑量線覆蓋PTV。根據患者的具體情況確定處方照射劑量為50～70 Gy，單次照射劑量為DT 2.0 Gy，每天1次，每周5次。

化療方法：選擇以鉑類為基礎的方案進行化療，多于放療前給予化療。

1.3 血漿細胞因子檢測

分別于放療前及放療中（照射45～50 Gy時）采集患者清晨空腹靜脈血2 ml，低溫離心機離心后獲取血漿，置于-80℃低溫冰箱中凍存，采用酶聯免疫吸附試驗（enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA）對細胞因子內皮素-1（endothelin-1，ET-1）、白細胞介素-6（interleukin-6，IL-6）、腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）進行檢測。

1.4 肺功能及DVH參數的測定

肺功能檢查均于放療前1周內進行，通氣功能指標的實測值/預測值＜70%或小氣道阻力的實測值/預測值＞150%視為肺功能異常[2]。通過放療計劃系統調閱DVH，從而獲取V5、V10、V15、V20及平均肺劑量（mean lung dose，MLD）等劑量學參數。

1.5 觀察指標

根據美國腫瘤放射治療協作組（Radiation Therapy Oncology Group，RTOG）急性放射性損傷評價標準，評價RILI的發生情況：1級，輕微咳嗽或用力時氣短；2級，持續性咳嗽，服用麻醉性鎮咳藥有效，或輕微活動（用力）時呼吸困難；3級，服用麻醉性鎮咳藥無法控制的嚴重咳嗽，或靜息時氣短，或有影像學資料證實，需要給予間斷吸氧、皮質激素治療；4級，伴有嚴重呼吸功能不全，需要給予持續吸氧或者輔助通氣等治療。本研究中，≥2級歸入RILI發生組，＜2級歸入RILI未發生組。

1.6 統計學方法

采用SPSS 19.0軟件對數據進行統計分析。符合正態分布的計量資料以均數±標準差（±s）表示，組間比較采用t檢驗；非正態分布的連續性計量資料以M（P25，P75）表示，組間比較采用配對非參數Wilcoxon檢驗；計數資料以率（%）表示，組間比較采用χ2檢驗；多因素分析采用Logistic回歸分析。以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 RILI的發生情況

106例患者中，32例（30.2%）患者發生RILI，其中2級22例，3級10例。放療中發生RILI 12例，余20例于放療后6個月內發生，全組未出現4級RILI。發生RILI中位時間為75天。

2.2 臨床特征與RILI發生情況的關系

放療前肺功能異常患者的RILI發生率為42.1%，明顯高于肺功能正常患者的16.3%，差異有統計學意義（P＜0.01）。不同性別、年齡、病理類型、腫瘤位置、放化療順序、表皮生長因子受體酪氨酸激酶抑制劑（epidermal growth factor receptortyrosine kinase inhibitor，EGFR-TKI）治療情況、放療總劑量的NSCLC患者的RILI發生率比較，差異均無統計學意義（P＞0.05）。（表1）

2.3 細胞因子水平與RILI發生情況的關系

發生RILI組患者放療前的血漿IL-6水平高于未發生RILI組，差異有統計學意義（P＜0.05）。放療中（照射45～50 Gy時）血漿ET-1、IL-6、TNF-α水平在發生RILI組和未發生RILI組中均較放療前升高，但兩組患者放療中與放療前血漿ET-1、IL-6、TNF-α差值比較，差異均無統計學意義（P＞0.05）。（表2）

表1 NSCLC患者臨床特征與RILI發生情況的關系

表2 發生RILI組與未發生RILI組患者血漿ET- 1、IL- 6、TNF-α 水平的比較[pg/ml，M（ P25， P75）]

2.4 DVH參數與RILI發生情況的關系

發生RILI組患者的V5、V10、MLD水平均高于未發生RILI組，差異均有統計學意義（P＜0.05）。以發生RILI組中各DVH參數的中位值作為分界點，將各DVH參數進行相應分組，其中，V5≥60%組患者的RILI發生率為42.0%，高于V5＜60%組患者的19.6%，差異有統計學意義（P＜0.05），其他各組間的RILI發生率比較，差異均無統計學意義（P＞0.05）。（表3、表4）

表3 發生RILI組與未發生RILI組患者DVH相關參數的比較（±s）

表3 發生RILI組與未發生RILI組患者DVH相關參數的比較（±s）

2.5 放療前IL- 6水平聯合DVH參數與RILI發生情況的關系

分別以發生RILI組患者放療前的IL-6中位值及V5中位值作為分界點，進行分組，放療前血漿IL-6≥46.95 pg/ml且V5≥60%為A組，放療前血漿IL-6＜46.95 pg/ml且V5＜60%為B組，放療前血漿IL-6＜46.95 pg/ml且V5≥60%或放療前血漿IL-6≥46.95 pg/ml且V5＜60%為C組。A、B、C組患者的RILI發生率分別為 45.5%（15/33）、7.7%（2/26）、31.9%（15/47），3組比較，差異有統計學意義（P＜0.05）；且A組患者的RILI發生率明顯高于B組患者，差異有統計學意義（χ2=10.110，P=0.001）。

2.6 RILI發生的影響因素分析

將本研究中可能影響RILI發生發展的因素，如放療前肺功能、放療前血漿IL-6水平及V5納入多因素Logistic回歸模型中進行分析。結果發現，放療前血漿IL-6水平較高和V5≥60%是RILI發生的獨立危險因素（P＜0.01）。（表5）

3 討論

RILI的發展過程多為潛在、隱匿進行的，13%～37%行胸部放療的患者發生有伴隨癥狀的RILI，中位發生時間從放療開始后41天至2年不等[3]。本研究106例NSCLC患者中，32例（30.2%）患者發生2級及以上RILI，中位發生時間為75天。由于RILI的發生率高且往往不可逆轉，因此如何預測和預防RILI的發生尤為重要。影響RILI發生、發展的因素較多，主要包括放射生物學、放射物理學及臨床因素，單純研究一種或兩種因素與RILI發生的關系仍存在很多局限性與不足，因此多因素聯合分析更能提高預測能力。

臨床因素方面，部分學者認為低KPS評分[4]、慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary diseases，COPD）[5]、放療前肺功能異常[6]、同步放化療[7]可增加RILI發生的風險。本研究與余嫻等[8]的結果類似，發現放療前肺功能異常與RILI的發生有關，但多因素回歸分析未發現相關性，可能是因為樣本量小，且多為中老年人，大都合并肺基礎疾病，使得部分因素的影響顯示不充分。

表4 DVH參數與NSCLC患者RILI發生情況的關系

表5 NSCLC患者發生RILI影響因素的多因素Logistic回歸分析

放射生物學方面，RILI的主要病理變化表現為淋巴細胞性肺泡炎，因此部分與炎性反應相關的炎性細胞因子（如ET-1、IL-l、IL-6和TNF-α）引起了研究者的注意。劉安文等[9]研究發現，放療中及放療結束后血漿ET-1水平升高與RILI的發生密切相關。Rube等[10]研究認為，放療前及放療中血漿TNF-α、IL-6的動態變化與急性肺損傷發生的病理學時間段相吻合。Chen等[11]研究發現，放療前血漿IL-6水平較高是易感RILI的獨立危險因素。本研究結果發現，照射45～50 Gy時血漿中各細胞因子（ET-1、IL-6、TNF-α）水平均較放療前升高，其中，發生RILI組患者放療前的血漿IL-6水平高于未發生RILI組，差異有統計學意義（P＜0.05）。驗證了放療前血漿IL-6水平高者更易發生RILI。

正常肺劑量體積與RILI的嚴重程度密切相關[12]。隨著3D-CRT技術的廣泛應用，通過放療前控制正常肺劑量體積，使有效降低并發癥的發生率，提高腫瘤控制率成為可能。已有研究證實，肺V20、V30及MLD與RILI的發生密切相關[13-14]。盡管臨床中放療醫師對以上指標進行有效的劑量控制，但仍有部分患者發生RILI，這使得肺低劑量區體積對RILI影響的研究越來越受到重視。研究顯示，肺低劑量區體積如V5～V15尤其是V5對RILI的發生有重要影響[15]。Wang等[16]研究表明，V5為≥3級放射性肺炎（radiation pneumonitis，RP）的獨立影響因素。Jo等[17]研究證實，V5與2級以上RP的發生有關，V5臨界值為65%。Song等[18]研究發現，V5＞60%為3級RP發生的獨立危險因素。本研究發現，發生RILI組患者的V5、V10及MLD均高于未發生RILI組，差異均有統計學意義（P＜0.05）。由此可見，V5、V10及MLD均可影響RILI的發生，其中，V5≥60%組患者的RILI發生率為42.0%，高于V5＜60%組患者的19.6%，差異有統計學意義（P＜0.05），由此可見V5≥60%為RILI發生的高危因素。由于制定治療計劃時限制了雙肺受量，且DVH參數間有明顯的相關性，故尚不能完全排除其他物理參數與RILI的發生有關。

本研究中將生物因素IL-6和DVH參數V5聯合，發現放療前血漿 IL-6≥46.95 pg/ml且 V5≥60%患者的RILI發生率高達45.5%，放療前血漿IL-6＜46.95 pg/ml且V5＜60%患者的RILI發生率最低，僅為7.7%；其他情況下RILI的發生率為31.9%。多因素分析結果表明，放療前血漿IL-6水平較高和V5≥60%是發生RILI的獨立危險因素（OR=2.524、3.393，P＜0.05）。

綜上所述，放療前血漿IL-6水平較高和V5≥60%是RILI發生的高危因素，放療前血漿IL-6水平聯合V5有望作為預測RILI發生的指標。但能否通過臨床因素+生物因素+物理因素的聯合應用，在治療前和治療早期階段提前發現RILI易感群體，預防或避免RILI的發生，還有待更進一步的臨床研究。