未分化型骨肉瘤患者臨床預后模型的開發和應用*

賀希希，韋慶軍

（廣西醫科大學第一附屬醫院創傷手外科，南寧 530021）

骨肉瘤（osteosarcoma，OS）是青少年和兒童最常見的原發惡性骨腫瘤[1]，OS 以惡性成骨細胞系細胞產生骨基質為特征，可分為成骨細胞、成軟骨細胞和成纖維細胞亞型[2]。目前OS 新輔助化療的標準方案是由甲氨蝶呤、阿霉素和順鉑組成的聯合方案[3]。新輔助化療聯合手術顯著提高了OS 患者的生存率，但腫瘤的存在會導致在新輔助化療期間耐藥或微轉移性疾病的增加[4]，近30年來OS生存率一直停滯不前[5]。此外，腫瘤的遺傳異質性、病理多樣性、腫瘤細胞惡性分化等因素嚴重影響臨床治療和患者預后，其中腫瘤惡性分化程度表明腫瘤細胞分化程度越低，惡性程度越高，治療效果越差[6]。在已有報道的骨腫瘤研究中，在“未分化”級別與“低分化”級別的骨原發性肉瘤患者中，腫瘤惡性程度更高，截肢率更高，預后效果更差[7]。然而，目前缺乏客觀有效的預后模型，用于評價未分化型OS 患者的預后情況。美國檢測、流行病學和最終結果登記研 究（surveillance,epidemiology and end result,SEER）數據庫是美國最大的腫瘤登記注冊數據庫，覆蓋了大約26%的美國人口，包括17個按地理位置確定的中心癌癥登記處，這些登記所涵蓋的人口與美國總人口相當[8]。本研究旨在基于SEER 數據庫探討未分化型OS 患者的預后生存情況，開發能夠預測未分化型OS 患者的1 年、3 年和5 年癌癥特異性生存率（cancer-specific survival，CCS）的預后模型，供臨床工作者能夠快速、直觀、準確的個體化判斷患者預后情況，具有一定臨床指導意義。

1 資料與方法

1.1 資料收集 患者資料均來自SEER 數據庫，使用SEER*Stat 軟件（8.3.8 版本）Incidence-SEER 18 Regs Custom Data(with additional treatment fields)，Nov 2018 Sub 模塊中檢索2004—2015 年診斷為OS的患者資料，包括性別、腫瘤組織學分類、原發性腫瘤原發部位、TNM 分期、手術、化療、生存時間、生存結局。

1.2 數據處理方法 SEER數據庫中檢索出2004—2015 年診斷為OS 的患者共5 356 例。具體篩選標準如下：（1）組織學診斷明確為osteosarcomas；（2）腫瘤分化等級為undifferentiated；anaplastic；Grade IV；（3）具有完整隨訪記錄。排除標準：（1）生存時間和生存狀態不明確者；（2）僅有尸檢報告和死亡證明者；（3）非OS 疾病原因死亡及死亡原因不明確者；（4）年齡、腫瘤原發部位、TNM 分期、手術及放療等信息不明確者。最終篩選出1 056 例進行研究。為了得到充足樣本量，將美國癌癥聯合委員會第六版和第七版惡性腫瘤分期共同納入本研究。另外，由于OS 極少出現局部淋巴結轉移，故在無法判斷是否有局部淋巴結轉移時，將其視為無局部淋巴結轉移，即Nx期被納入N0期[9]。根據第三版國際腫瘤學疾病分類(international classification of diseases for oncology,third edition，ICD-O-3)，本研究OS 組織學分類包括：9180 普通型OS；9181 軟骨母細胞性OS；9182 成纖維細胞性OS；9183 血管擴張性OS；9184 骨Paget 病OS；9185 小細胞性OS；9186 中央OS；9187 骨內分化良好性OS；9192 骨旁OS；9193骨膜OS；9194 高級別表面OS。SEER 數據庫是免費的公共數據庫，不能識別患者的基本信息，故本研究不需要倫理委員會批準及患者知情同意。

1.3 統計學方法 采用R 3.5.3軟件進行分析數據，采用單因素和多因素Cox 回歸分析計算OS 多因素風險比（hazard ratio，HR），根據HR構建OS 預后模型，使用一致性指數（concordance index，C-index）和校準圖評估模型的精確性；通過受試者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲線下面積（area under curve，AUC）評價其可信度。采用Ka‐plan-Meier（K-M）生存分析分析各個預后因素對OS患者獨立的預后價值。為了保證模型準確性，減少混雜因素，排除非OS 死亡及死亡原因不明確患者病例，采用CSS 作生存分析指標。以P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 一般情況 共有1056 例OS 患者納入分析，其中女459 例，男597 例。生存時間為0～155 個月，中位生存時間是41個月。所有OS患者中組織學類型以9180普通型OS為主。

2.2 OS 患者預后因素分析結果 單因素Cox 回歸分析中顯示，性別對患者預后差異無統計學意義（HR=1.21,95%CI=0.99～1.48,P=0.063）。多因素Cox回歸分析顯示，腫瘤原發部位為四肢骨、手術治療是OS 患者的保護因素（P＜0.05）；年齡分組中20～59 歲、≥60 歲，T 期分組中T2、T3、Tx，N 期分組中N1，M 期分組中M1、Mx均是OS 的獨立危險因素（P＜0.05），見表1、圖1。

2.2 OS 預后模型構建與驗證 根據多因素Cox 回歸分析結果，將腫瘤組織學分類、年齡、腫瘤原發部位、T期、N期、M 期、手術、化療和放療9個預后因素納入預后模型構建，由此可直觀預測OS患者1年、3年、5 年的CSS，見圖2。C-index 為0.753，表明該模型預測能力具有中等準確性。采用Bootstrap 自舉法（B=1000）構建校準圖比較模型預測值與實際值，校準圖結果表明，該模型1年、3年、5年預測CSS與實際CSS有較好的一致性，見圖3。1年CSS AUC為0.890，3 年CSS AUC 為0.754，5 年CSS AUC 為0.735，表明該模型對OS 患者的1 年、3 年、5 年CSS具有良好的預測能力，見圖4。

表1 OS患者預后因素單因素和多因素Cox回歸分析結果

圖1 OS獨立預后因素的CSS生存曲線圖

圖2 未分化型OS患者CSS預測列線圖

圖3 預后模型校準曲線

圖4 特異性生存率ROC曲線

3 討論

OS 是最常見的骨原發癌，其發生率為0.2/10 000/年～0.3/10 000/年[3]。由于OS 主要發生在青少年或青壯年，嚴重危害社會勞動力。在過去的20年里，臨床工作者試圖通過強化標準治療來提高OS患者的治愈概率，但是都還沒有成功，反而增加化療毒性。對于OS 患者的臨床診療效果，大多數臨床醫生僅能依據經驗對患者的預后做出判斷，而不是根據一個完善的評價模型。列線圖作為一種能夠整合多個預后因素，精確預測患者生存率的統計工具[10]，已被廣泛用作個體患者生存預測。SEER數據庫的大型臨床數據使列線圖的建立提供了充足的數據支持，保證預后模型的精確度和可信度。本研究基于1 056 例未分化型OS 患者的臨床數據，構建并驗證了以預測OS 患者1 年、3 年、5 年的CSS 列線圖模型，全面、準確的分析未分化型OS 患者預后相關因素，揭露OS 原發部位為四肢骨和治療方式為手術是該腫瘤的保護因素（P＜0.05），為臨床工作者提供一個直觀、可個體化預測未分化型OS 患者預后情況的模型。

本研究單因素分析中，發現性別在統計學上沒有明顯差異（P>0.05），結果表明其對OS患者的預后沒有影響。腫瘤原發部位為四肢骨是OS 的保護因素（HR=0.43,95%CI=0.35～0.54,P＜0.001），說明腫瘤發生在四肢骨相對于其他部位骨生存風險較低，Smeland等[11]研究同樣發現中軸骨骨腫瘤患者較四肢骨骨腫瘤患者預后差。其原因可能是發現中軸骨OS 患者相對于四肢骨更容易進行遠處轉移，并且發生在脊柱、顱骨、骨盆等部位的OS，其解剖位置復雜，腫瘤體積往往較大，使得根治性手術變得非常困難[12]，治療難度大，術后又容易引發嚴重并發癥，從而導致預后差，因此風險系數高于四肢骨。

手術切除原發灶是唯一的人為干預的OS 保護因素（HR=0.37,95%CI=0.28～0.49,P＜0.001）。在任何OS 的治療方案中，手術切除原發腫瘤和轉移灶是必不可少的手段[13]。術前輔助化療和手術切除腫瘤原發灶一直是絕大多數OS 患者的標準治療方案[4]。在個別情況下，例如診斷不確定性或無法避免截肢時，立即手術切除病灶具有臨床價值的[14]。現存最棘手的問題是，當腫瘤原發在骨盆和脊柱時，手術切除通常是無法實現的。應由經驗豐富的團隊做出個體治療決策。在此情況下，質子束或碳離子治療改善患者病情有適當的療效[15]。

OS 是青少年最常見的原發性骨腫瘤，但由于OS 的發病是呈雙峰分布的，60 歲以上的老年人是該病的第二高峰[8]。在年輕的患者中，OS 最常出現在長骨干骺端，如股骨遠端、脛骨近端和肱骨近端[16]。作為第二高發的老年人群體中，老年患者的OS通常認為是以繼發性惡性腫瘤為主，主要歸因于骨paget病的肉瘤變[17]。在老年患者中，腫瘤發生在軸位和已放療過的部位為主[18]，這就回歸到上述兩項保護因素：腫瘤原發部位和手術切除原發灶。由于軸位解剖結構復雜，癥狀不明顯，難以明確診斷，并且手術切除難以實施。而且老年患者的遠處轉移發生率更高，主要原因可能是腫瘤生物學的延遲診斷或者年齡的特異性差異[8]。腫瘤轉移更頻繁加上高劑量化療的耐受性低，進一步降低了老年患者的生存率[19]。

在以往研究中，報道腫瘤分期和部位是OS 患者最顯著的預后因素[20]。腫瘤的分期包括TNM 分期，其中腫瘤的大小是OS 預后關鍵指標之一，Biel‐ing 等[21]明確了以腫瘤體積150 cm3為預后的臨界點，當體積超過該值時患者預后更差。OS最常見的是肺部轉移，多個研究報道表明伴有轉移的OS 患者的生存預后顯著較差[22]。TNM 分期對OS 的治療有指導意義，而且在評價預后方面也非常重要的價值。

本文全面分析未分化型OS 患者中，各個因素與患者預后相關性，依據患者的情況可個體化估算患者1 年、3 年、5 年CSS，對臨床醫生的治療具有指導性意義。然而，SEER 數據庫來源于美國，亞洲人群數量較少，本模型在國內方面的應用可能存在一定的局限性，缺少內部人群進行驗證，這也是本課題組下一步工作需要解決的問題。