基于MRI 和微小RNA-7106-3p 模型評價進展期直腸癌新輔助放化療的療效：127例前瞻性臨床試驗

程慧欣，李瑞峰，胡鋒超，黃競遠，呂 瑩，謝宗源

河北省退役軍人總醫院1CT/MRI 室，2病理科，3腫瘤科，河北 邢臺 054000；4華北理工大學附屬醫院MRI 室，河北 唐山 063000

近年來，中國的直腸癌發病率和死亡率均有升高趨勢［1-3］。新輔助放化療（NCRT）后行全直腸系膜切除術是治療進展期直腸癌主要方式之一。NCRT可增加腫瘤局部控制率、降低腫瘤復發率，但因個體差異，患者臨床獲益不盡相同［4-6］。有證據表明，行NCRT后病理學完全緩解（pCR）的患者預后優于未完全緩解的患者［7］。探究可預示NCRT療效的指標有著重要意義，但目前鮮有預判價值高的指標反應NCRT療效。

MRI 在直腸癌的診斷和治療中均發揮著重要作用。本課題組前期已證實MRI參數，如血管外細胞外間隙容積比（Ve）、回流速率常數（Kep）、容積轉運常數（Ktrans）和表觀彌散系數（ADC）與進展期直腸癌NCRT療效有關［8-9］。微小核糖核酸（miRNAs）是一類由18～22個核苷酸組成的非編碼RNA，其可通過調控靶基因表達參與直腸癌發生發展過程［10-11］。miR-7106-3p作為miRNAs家族中的一員，經生物信息學分析，已被證實在直腸癌組織中表達下調，但關于其與NCRT療效的關系鮮有報道。本研究主要分析miR-7106-3p與進展期直腸癌NCRT療效的關系，并構建基于其和MRI參數的模型評估進展期直腸癌NCRT 療效，以期為預判NCRT療效提供參考指標。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取河北省退役軍人總醫院2019年3月～2022年2月直腸癌患者127例作為研究對象。直腸癌診斷參照《中國結直腸癌診療規范》［3］。納入標準：經結直腸鏡病理活檢確診為直腸癌；處于進展期。排除標準：不配合完成研究相關檢查項目；伴血液系統疾病或其他組織惡性腫瘤；納入本組研究前行放化療等抗腫瘤治療；因不能耐受放化療退出研究。127例患者中，37例（29.13%）經NCRT后達到pCR（pCR組），90例（70.87%）未達到pCR（非pCR組），兩組的年齡、性別、T分期和N分期構成的差異均無統計學意義（P＞0.05，表1）。本研究為前瞻性隊列研究，受試者簽署知情同意書，經河北省退役軍人總醫院醫學倫理委員會審批（倫理批號：190221011）。

表1 兩組患者一般資料比較Tab.1 Comparison of clinical data between the two groups[n(%)]

1.2 生物信息學分析

從癌癥基因組圖譜（TCGA）數據庫下載miRNAs亞型表達數據，其中包括162例直腸腺癌組織和3例直腸組織的數據。采用edgeR程序包分析分析miRNAs亞型表達數據。

1.3 MRI檢查

于NCRT 前1周內用Avanto Dot 1.5T MRI掃描儀（西門子）和體部相控陣18通道線圈行MRI常規平掃、擴散加權成像（DWI）和動態對比增強（DCE）MRI掃描，常規平掃包含冠狀位、矢狀位、軸位T1WI和軸位T2WI序列。分別在DCE-MRI偽彩圖和ADC圖上查看Ktrans、Ve、Kep和ADC值。典型MRI圖像（圖1）。

1.4 miR-7106-3p水平檢測

用實時熒光定量聚合酶鏈反應法檢測miR-7106-3p水平。NCRT前1周內抽取患者外周血10 mL，離心后取血清，用TRIzol法提取RNA，用逆轉錄法進行逆轉，擴增，反應條件為95 ℃5 min，94 ℃15 s，55 ℃20 s，72 ℃20 s，30 個循環。miR-7106-3p 上游序列：5'-AGCTCCCTGAATCCCTGTCCCAG-3'，下游序列：5'-GCCTTCAGCAGGATGTCAAT-3'；U6 上游序列：5'-CGCTTCGGCTGCAGCACATATACT-3'，下游序列：5'-GCTCTCACACGAATTTGCGTGTC-3'。取10 例 年齡、性別與直腸癌患者匹配的健康受試者的血清，取其miR-7106-3p水平均值作為校正對照值。用2-ΔΔCt法計算進展期直腸癌患者血清miR-7106-3p相對內參U6的水平。

1.5 NCRT方案及療效評估標準

NCRT方案：放療2 Gy/次，連續5次/周，總劑量50 Gy；靜脈滴注氟尿嘧啶（400 mg/m2），與放療同步，1次/d，7次/周。

參照《NCCN 直腸癌腫瘤臨床實踐指南》［12］評估NCRT療效。NCRT 8周后行全直腸系膜切除術，將病灶組織送病理，由該院1名病理科副主任醫師進行評價，將病理切片中無存活的腫瘤細胞定義為pCR。典型病理圖片（圖2）。

1.6 統計學分析

采用4.1.0版R語言進行統計分析。計量資料的正態性行Shapiro-Wilk檢驗，以均數±標準差或中位數和四分位數間距表示，采用獨立樣本t檢驗或Mann-WhitneyU檢驗比較兩組差異；計數資料以n（%）表示，采用χ2檢驗比較兩組差異。進展期直腸癌NCRT的風險因素采用Logistic 回歸分析并構建列線圖回歸模型。模型評價用決策曲線分析法、一致性指數（Cindex）和校準曲線。以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 TCGA中直腸腺癌miRNAs亞型表達分析結果

共有159個miRNAs在直腸腺癌中表達異常（fold change=1，p.adj=0.05），其中24個表達上調，135個表達下調。miR-7106-3p在直腸腺癌中表達下調（logFC=-3.366，FDR=0.025，圖3）。

2.2 兩組MRI參數和miR-7106-3p水平比較

pCR組的Ktrans、Ve、Kep和miR-7106-3p水平均高于非pCR組，ADC低于非pCR組，差異均有統計學意義（P＜0.05，表2）。

表2 兩組MRI參數和miR-7106-3p水平比較Tab.2 Comparison of MRI parameters and miR-7106-3p levels between the two groups

2.3 進展期直腸癌NCRT風險因素分析

將T分期、N分期、Ktrans、Ve、Kep、ADC和miR-7106-3p 作為自變量，將病理學結果作為因變量（表3）。Logistic 回歸分析結果顯示N 分期越高、ADC＞0.92×10-3mm2/s是進展期直腸癌NCRT后pCR的獨立危險因素（P＜0.05），Ktrans＞0.33 min、Ve＞0.55%、Kep＞0.54 min和miR-7106-3p＞0.31是進展期直腸癌NCRT后pCR的獨立保護因素（P＜0.05，表4）。

表3 變量賦值Tab.3 Variable assignment

表4 進展期直腸癌NCRT風險因素的logistic回歸分析結果Tab.4 Logistic regression analysis of NCRT risk factors in advanced rectal cancer

2.4 列線圖回歸模型構建及評價

模型A由Ktrans、Ve、Kep和ADC構成（圖4A），模型B由N分期、Ktrans、Ve、Kep和ADC構成（圖4B），模型C由N分期、Ktrans、Ve、Kep、ADC和miR-7106-3p構成（圖4C）。模型C的C-index為0.977，高于模型A（0.957）和模型B（0.956）。模型A的校準曲線與理想曲線擬合良好，平均絕對誤差（MAE）為0.017（圖4D）；模型B的校準曲線與理想曲線擬合良好，MAE為0.015（圖4E）；模型C的校準曲線與理想曲線擬合良好，MAE為0.024（圖4F）。閾值概率在0.10～1.0的大部分范圍內，模型C的凈收益高于模型A和模型B（圖4G）。

3 討論

進展期直腸癌NCRT 獲益存在個體差異，對于NCRT不敏感的患者，NCRT后腫瘤進展，將錯失最佳治療時機［13-14］。NCRT后pCR提示進展期直腸癌患者預后不良風險低［15］。目前，臨床可用于預判進展期直腸癌NCRT后pCR的證據十分有限，探尋可信度高、操作簡單及重復度好的指標預判進展期直腸癌NCRT療效是臨床研究的熱點。本研究主要分析miR-7106-3p與進展期直腸癌NCRT療效的關系，并構建基于其和MRI參數的模型評估進展期直腸癌NCRT療效。

既往關于miR-7106-3p的研究較少。近年有研究表明miR-7106-3p在多發性骨髓瘤中表達下調［16］，但關于其在直腸癌中的表達鮮有研究報道。基于TCGA數據的分析結果顯示miR-7106-3p在直腸腺癌中表達下調，該結果提示miR-7106-3p與直腸癌發生發展有關。此研究中pCR組miR-7106-3p水平高于非pCR組，提示高miR-7106-3p水平與NCRT后pCR有關。

本課題組前期研究［8-9］已證實Ktrans、Ve和Kep與進展期直腸癌NCRT療效有關。既往也有研究結果顯示進展期直腸癌NCRT后pCR患者的Ktrans、Ve和Kep高于非pCR患者，提示上述指標與進展期直腸癌NCRT療效有關［17-18］。本研究中pCR組Ktrans、Ve和Kep均高于非pCR組，與上述研究結果一致。目前，關于ADC與進展期直腸癌NCRT 療效的關系仍存在爭議。有學者指出NCRT前的ADC與pCR無關［19］，有研究顯示進展期直腸癌NCRT后pCR患者的ADC低于非pCR患者，提示ADC與進展期直腸癌NCRT療效有關［20］。本研究結果顯示pCR組的ADC低于非pCR組，與既往研究［20］結果一致。關于ADC與進展期直腸癌NCRT療效的關系還需開展多中心、大樣本研究進一步分析。

進展期直腸癌NCRT 前Ktrans、Ve、Kep和ADC 均與pCR有關，可用于預判NCRT后能否達到pCR，進展期直腸癌，Ktrans、Ve和Kep高或ADC低的患者NCRT后pCR概率增加［17-18,20］。本研究Logistic回歸分析結果顯示N分期越高、ADC＞0.92×10-3mm2/s 是進展期直腸癌

NCRT后pCR的獨立危險因素，Ktrans＞0.33 min、Ve＞0.55%和Kep＞0.54 min是進展期直腸癌NCRT后pCR的獨立保護因素，與上述研究結果一致。本研究結果還顯示miR-7106-3p＞0.31是進展期直腸癌NCRT后pCR的獨立保護因素，關于miR-7106-3p與進展期直腸癌NCRT療效的關系及其機制仍有待開展基礎研究證實。

本研究模型C的C-index高于模型A和模型B，提示模型C 的區分度高于模型A 和模型B。模型B 的MAE為0.015，低于模型A和模型C，該結果提示模型B的精準度略優于模型A和模型C。閾值概率在0.10～1.0的大部分范圍內，模型C的凈收益高于模型A和模型B，提示模型C的臨床應用價值高于模型A和模型B。因此，認為模型C的區分度和臨床應用價值均較高，精準度良好。

綜上所述，基于MRI和miR-7106-3p的模型能較好的評價進展期直腸癌NCRT療效。但本研究尚存在一定不足，樣本量偏小，未設置驗證集進一步評估模型的效能；未對miR-7106-3p進行縱向觀察。下一步將對miR-7106-3p進行縱向研究，并增加樣本量驗證模型效能，以彌補該研究不足。