儿童骨肉瘤预后因素及列线图的构建

易鹏，徐雄峰，姚佳炜，邱波

骨肉瘤是儿童和年轻人中最常见的原发性恶性骨肿瘤，当前治疗策略包括新辅助化疗、手术切除原发性肿瘤及转移灶，并在手术后增加辅助化疗[1]。在过去30年中，尽管各种大型临床试验通过改变化疗药物或调整化疗剂量来改善预后，骨肉瘤的存活率依然不佳[2-4]，局部性骨肉瘤患者5年生存率能达到65%～70%[5]，而转移性骨肉瘤(最常见于肺实质和骨骼远端)患者的生存率很低，仅为19%～30%[6-7]。因此，快速且准确的预后评估对儿童骨肉瘤患者的治疗、随访均具有重要意义。到目前为止，已报道的具有预后意义的因素包括性别、年龄、肿瘤部位、大小、临床分期及对术前化疗的反应等[8]，也有研究报道骨肉瘤患者的婚姻状况、社会经济状况与生存预后相关[9-10]，但是仍没有一个系统完善的评价体系来综合纳入这些因素。近年来，很多研究开发出统计预测模型来针对常见癌症类型进行预后评估，列线图(Nomogram)能整合临床中多种预后危险因素，创建出一个简单的统计预测图，生成临床事件的数值概率，将结果可视化地展示出来[11]。本研究旨在评估儿童骨肉瘤患者常见的风险因素与生存预后之间的关系，并开发出可在诊断时使用的骨肉瘤患者预后评分Nomogram图，报道如下。

1 资料与方法

1.1 数据来源 本研究数据来源于由NCI’s Office of Cancer Genomics和Cancer Therapy Evaluation Program管理的TARGET数据库(https://ocg.cancer.gov/programs/TARGET)。TARGET数据库采用了全面的分子表征技术，以确定驱动儿童难治癌症起始和进展的遗传变化。TARGET将生成的数据提供给研究团体，旨在确定治疗目标和预后指标，从而可以开发和应用新颖且更有效的治疗策略。本研究数据为TARGET数据库骨肉瘤项目，数据记录中包括患者的生存状态、生存时间、性别、年龄、人种、原发肿瘤部位、方位及手术方式、转移部位、术前化疗后组织坏死率等，获取所有病理学诊断为骨肉瘤的临床数据共214例，去除含有缺失数据的病例，共101例患者被纳入本研究，其中73例(72.3%)被随机分为建模组，28例(27.7%)则被分为验证组。

1.2 观察指标

1.2.1 生存状态及生存时间：以疾病确诊至最后随访的日期记作总体生存时间，以天为单位。

1.2.2 可能影响骨肉瘤患者生存预后的相关因素：人口学特征，如性别、年龄、种族、人种；病情特点，原发肿瘤部位、远近及方位，转移部位；治疗情况，手术方式、术前化疗后组织坏死率。

1.3 统计学方法 使用R软件 3.6.2版本进行统计分析，安装并加载“caret、rms、foreign、survival”等软件包，将所有纳入研究的病例随机分为建模组和验证组，采用单因素回归分析对所有可能影响骨肉瘤患者生存预后的因素进行筛选，找出相关因素(P<0.1)，多因素Cox比例风险回归模型分析用于确定建模组数据的独立危险因素，根据相关因素构建Nomogram图，采用一致性指数和校准图在建模组和验证组中进行内部验证与外部验证，评价预测模型的准确性。一致性指数即C指数的范围在0.5～1.0之间，C指数越大，代表Nomogram 图预测价值越高。理想的校正曲线中，预测值与真实值一致性良好，曲线越靠近45°理想曲线。以P<0.05 为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 单因素回归分析 对所有可能影响儿童骨肉瘤患者的预后因素分别进行单因素回归分析，结果显示，除年龄、原发肿瘤位置及方位外，性别、人种(黑人或美籍非裔，美洲印地安人或阿拉斯加原住民)、原发肿瘤部位(上肢，下肢)、手术方式(截肢，保肢)、转移部位及术前化疗后组织坏死率均与骨肉瘤患者的生存预后有关(P<0.1)，见表1。

表1 影响儿童骨肉瘤预后的单因素回归分析

2.2 多因素回归分析 根据单因素分析结果，进一步进行多因素Cox比例风险回归分析，纳入因素包括性别、人种、转移部位、原发肿瘤部位、手术方式及术前化疗后组织坏死率。 患者的性别、术前化疗后组织坏死率是影响生存预后的独立危险因素(P<0.05)。男性与女性的风险比为2.941(P=0.024)；术前化疗后组织坏死率≥90%与坏死率<90%的风险比为0.203(P=0.002)，见表2。

表2 影响儿童骨肉瘤预后的多因素Cox比例风险回归分析

2.3 构建儿童骨肉瘤患者生存预后的Nomogram图将基于Cox回归分析的相关因素纳入Nomogram图中，包括患者的性别、人种、转移部位、原发肿瘤部位、手术方式及术前化疗后组织坏死率(P<0.1)，其可对儿童骨肉瘤患者的3年及5年总生存率作出预测，见图1。

2.4 Nomogram 图的验证 建模组的C指数为0.768(95%CI0.721～0.815)，验证组为0.727(95%CI0.648～0.806)，C指数值显著高于：美国癌症联合委员会(AJCC)第七版(0.65)、第六版(0.65)[12]。3年和5年总生存率的校准图显示预测值与真实值一致性良好，2组的校正图均接近理想的 45°曲线，见图2。

3 讨 论

本研究通过对儿童骨肉瘤患者的临床数据进行分析，旨在寻找影响患者生存预后的危险因素，并构建具有良好预测价值的Nomogram图，单因素回归分析结果显示，患者的性别、人种、原发肿瘤部位、手术方式、转移部位及术前化疗后组织坏死率为生存率的影响因素。其中，性别、术前化疗后组织坏死率是影响儿童骨肉瘤患者生存预后的独立危险因素，人种与手术方式在多因素 Cox 比例风险回归分析结果中无统计学意义。(1) 性别：本研究将患者的性别与生存时间、生存状态进行单因素回归分析，结果发现性别与预后相关(P=0.057)，多因素分析结果进一步表明性别为影响预后的独立危险因素(HR=2.941，95%CI=1.151～7.511，P=0.024)。与以往许多研究结果均一致，Xing等[13]的研究表示，在年龄较小的骨肉瘤患者中，女性患者的预后更好；Whelan等[14]对1 067例局部肢端性骨肉瘤患者进行随机对照试验，结果显示女性的5年总生存率为61%，而男性为53%。另外，Lim等[15]在一项关于骨肉瘤患者并发骨质疏松症的研究中发现，骨肉瘤患者在长期生存期中，男性患儿比女性有更高的骨质疏松症患病率，这或许是男性患儿预后不良的原因之一。(2)转移部位：关于肿瘤转移及转移部位对骨肉瘤患者生存预后的影响，国内外观点一致，即发生转移，则预后越差[16-18]。骨肉瘤作为一种最常见的影响儿童、青少年的恶性骨肿瘤，有15%～20%的患者在就诊时具有临床可检测的转移灶。肺部是最常见的转移部位，占比超过85%。单因素和多因素回归分析结果分别显示，肺转移HR分别为2.888(P<0.001)和2.620(P=0.055),与以往研究结果一致[8]，而骨转移分析结果无统计学意义(P>0.05)，可能因病例数量过少，实际上发生孤立性骨转移的患者非常少见，因为骨转移通常是多转移性疾病的表现。所谓的多中心或多灶性骨肉瘤是一种特殊且罕见的疾病，其特征是在诊断时多个骨骼病变同时或顺序发生，而没有肺或其他内脏受累，文献报道发病率为1%～4%[16]。(3)原发肿瘤部位：过去研究在将肿瘤的解剖位置作为预后因素来考虑时，大多将其分为轴向(骨盆、脊柱和肋骨)或四肢(上、下肢的长骨和短骨)，且结果均提示轴向部位的骨肉瘤预后较四肢差，可能因轴向部位的肿瘤比四肢更容易转移[19-20]。本研究中轴向部位骨肉瘤病例数据过少，单因素分析与多因素分析均显示轴向或四肢部位发生骨肉瘤的风险比差异无统计学意义(P>0.05)，因此将四肢分为上肢与下肢进行研究，单因素分析结果显示，上肢部位骨肉瘤预后较下肢差(HR=0.439，95%CI0.247～0.781，P=0.005)。多因素分析再次证实了该结果(HR=0.231，95%CI0.049～1.100，P=0.066)。过去少有关于上、下肢在骨肉瘤患者预后中的研究，该差异是否有意义且能对预后作出指导值得进一步研究。(4)术前化疗后组织坏死率：单因素分析结果显示，化疗后组织坏死率<90%的患者生存率明显大于组织坏死率≥90%的患者，多因素分析结果进一步表明，化疗后组织坏死率为影响预后的独立危险因素(HR=0.203，95%CI0.074～0.554，P=0.002)，组织坏死率是肿瘤对于术前化疗的组织学反应，国内外大量研究报道认为其是骨肉瘤患者最重要的预后因素[21-23]，在过去的40年中，骨肉瘤患者的生存结果有了显著改善，在很大程度上是由于术前化疗的引入，它可以治疗可能发生的微小转移并确保肿瘤缩小，从而促进了肿瘤的手术切除[24]。虽然近年来关于骨肉瘤患者生存预后的研究越来越深入，确定的预后因素越来越多，但肿瘤组织学反应仍然是评价骨肉瘤患者治疗及预后的重要指标。

然而，本研究存在一定的局限性，首先，本研究数据来源于儿童肿瘤数据库(TARGET数据库)，病例信息均来自青少年与儿童患者，将年龄作单因素分析时分为了未成年组(<18岁)和成年组(≥18岁)，风险比差异无统计学意义。因此该Nomogram 图的应用仅限于儿童骨肉瘤患者。其次，辅助化疗治疗骨肉瘤的价值已得到公认，化疗方案无疑对骨肉瘤患者的预后有重要作用，但TARGET数据库未提供患者化疗情况，因此该因素未被纳入研究。

综上所述，本研究构建的Nomogram 图虽存在一定的局限性，但基本纳入了大多数对骨肉瘤患者预后具有重要意义的风险因素，且在建模组与验证组中一致性指数均较高，校正曲线一致性良好。可为临床提供可视化的预测工具，帮助临床医师快速、准确地对儿童骨肉瘤患者的生存预后作出评估，从而更好地指导后续治疗。

利益冲突：所有作者声明无利益冲突

作者贡献声明

易鹏：提出研究思路，实施研究过程，论文撰写；徐雄峰：资料搜集整理，论文修改；姚佳炜：进行统计学分析；邱波：设计研究方案，分析试验数据，论文审核