基于MRI 和微小RNA-7106-3p 模型评价进展期直肠癌新辅助放化疗的疗效：127例前瞻性临床试验

程慧欣，李瑞峰，胡锋超，黄竞远，吕 莹，谢宗源

河北省退役军人总医院1CT/MRI 室，2病理科，3肿瘤科，河北 邢台 054000；4华北理工大学附属医院MRI 室，河北 唐山 063000

近年来，中国的直肠癌发病率和死亡率均有升高趋势［1-3］。新辅助放化疗（NCRT）后行全直肠系膜切除术是治疗进展期直肠癌主要方式之一。NCRT可增加肿瘤局部控制率、降低肿瘤复发率，但因个体差异，患者临床获益不尽相同［4-6］。有证据表明，行NCRT后病理学完全缓解（pCR）的患者预后优于未完全缓解的患者［7］。探究可预示NCRT疗效的指标有着重要意义，但目前鲜有预判价值高的指标反应NCRT疗效。

MRI 在直肠癌的诊断和治疗中均发挥着重要作用。本课题组前期已证实MRI参数，如血管外细胞外间隙容积比（Ve）、回流速率常数（Kep）、容积转运常数（Ktrans）和表观弥散系数（ADC）与进展期直肠癌NCRT疗效有关［8-9］。微小核糖核酸（miRNAs）是一类由18～22个核苷酸组成的非编码RNA，其可通过调控靶基因表达参与直肠癌发生发展过程［10-11］。miR-7106-3p作为miRNAs家族中的一员，经生物信息学分析，已被证实在直肠癌组织中表达下调，但关于其与NCRT疗效的关系鲜有报道。本研究主要分析miR-7106-3p与进展期直肠癌NCRT疗效的关系，并构建基于其和MRI参数的模型评估进展期直肠癌NCRT 疗效，以期为预判NCRT疗效提供参考指标。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取河北省退役军人总医院2019年3月～2022年2月直肠癌患者127例作为研究对象。直肠癌诊断参照《中国结直肠癌诊疗规范》［3］。纳入标准：经结直肠镜病理活检确诊为直肠癌；处于进展期。排除标准：不配合完成研究相关检查项目；伴血液系统疾病或其他组织恶性肿瘤；纳入本组研究前行放化疗等抗肿瘤治疗；因不能耐受放化疗退出研究。127例患者中，37例（29.13%）经NCRT后达到pCR（pCR组），90例（70.87%）未达到pCR（非pCR组），两组的年龄、性别、T分期和N分期构成的差异均无统计学意义（P＞0.05，表1）。本研究为前瞻性队列研究，受试者签署知情同意书，经河北省退役军人总医院医学伦理委员会审批（伦理批号：190221011）。

表1 两组患者一般资料比较Tab.1 Comparison of clinical data between the two groups[n(%)]

1.2 生物信息学分析

从癌症基因组图谱（TCGA）数据库下载miRNAs亚型表达数据，其中包括162例直肠腺癌组织和3例直肠组织的数据。采用edgeR程序包分析分析miRNAs亚型表达数据。

1.3 MRI检查

于NCRT 前1周内用Avanto Dot 1.5T MRI扫描仪（西门子）和体部相控阵18通道线圈行MRI常规平扫、扩散加权成像（DWI）和动态对比增强（DCE）MRI扫描，常规平扫包含冠状位、矢状位、轴位T1WI和轴位T2WI序列。分别在DCE-MRI伪彩图和ADC图上查看Ktrans、Ve、Kep和ADC值。典型MRI图像（图1）。

1.4 miR-7106-3p水平检测

用实时荧光定量聚合酶链反应法检测miR-7106-3p水平。NCRT前1周内抽取患者外周血10 mL，离心后取血清，用TRIzol法提取RNA，用逆转录法进行逆转，扩增，反应条件为95 ℃5 min，94 ℃15 s，55 ℃20 s，72 ℃20 s，30 个循环。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 年龄、性别与直肠癌患者匹配的健康受试者的血清，取其miR-7106-3p水平均值作为校正对照值。用2-ΔΔCt法计算进展期直肠癌患者血清miR-7106-3p相对内参U6的水平。

1.5 NCRT方案及疗效评估标准

NCRT方案：放疗2 Gy/次，连续5次/周，总剂量50 Gy；静脉滴注氟尿嘧啶（400 mg/m2），与放疗同步，1次/d，7次/周。

参照《NCCN 直肠癌肿瘤临床实践指南》［12］评估NCRT疗效。NCRT 8周后行全直肠系膜切除术，将病灶组织送病理，由该院1名病理科副主任医师进行评价，将病理切片中无存活的肿瘤细胞定义为pCR。典型病理图片（图2）。

1.6 统计学分析

采用4.1.0版R语言进行统计分析。计量资料的正态性行Shapiro-Wilk检验，以均数±标准差或中位数和四分位数间距表示，采用独立样本t检验或Mann-WhitneyU检验比较两组差异；计数资料以n（%）表示，采用χ2检验比较两组差异。进展期直肠癌NCRT的风险因素采用Logistic 回归分析并构建列线图回归模型。模型评价用决策曲线分析法、一致性指数（Cindex）和校准曲线。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 TCGA中直肠腺癌miRNAs亚型表达分析结果

共有159个miRNAs在直肠腺癌中表达异常（fold change=1，p.adj=0.05），其中24个表达上调，135个表达下调。miR-7106-3p在直肠腺癌中表达下调（logFC=-3.366，FDR=0.025，图3）。

2.2 两组MRI参数和miR-7106-3p水平比较

pCR组的Ktrans、Ve、Kep和miR-7106-3p水平均高于非pCR组，ADC低于非pCR组，差异均有统计学意义（P＜0.05，表2）。

表2 两组MRI参数和miR-7106-3p水平比较Tab.2 Comparison of MRI parameters and miR-7106-3p levels between the two groups

2.3 进展期直肠癌NCRT风险因素分析

将T分期、N分期、Ktrans、Ve、Kep、ADC和miR-7106-3p 作为自变量，将病理学结果作为因变量（表3）。Logistic 回归分析结果显示N 分期越高、ADC＞0.92×10-3mm2/s是进展期直肠癌NCRT后pCR的独立危险因素（P＜0.05），Ktrans＞0.33 min、Ve＞0.55%、Kep＞0.54 min和miR-7106-3p＞0.31是进展期直肠癌NCRT后pCR的独立保护因素（P＜0.05，表4）。

表3 变量赋值Tab.3 Variable assignment

表4 进展期直肠癌NCRT风险因素的logistic回归分析结果Tab.4 Logistic regression analysis of NCRT risk factors in advanced rectal cancer

2.4 列线图回归模型构建及评价

模型A由Ktrans、Ve、Kep和ADC构成（图4A），模型B由N分期、Ktrans、Ve、Kep和ADC构成（图4B），模型C由N分期、Ktrans、Ve、Kep、ADC和miR-7106-3p构成（图4C）。模型C的C-index为0.977，高于模型A（0.957）和模型B（0.956）。模型A的校准曲线与理想曲线拟合良好，平均绝对误差（MAE）为0.017（图4D）；模型B的校准曲线与理想曲线拟合良好，MAE为0.015（图4E）；模型C的校准曲线与理想曲线拟合良好，MAE为0.024（图4F）。阈值概率在0.10～1.0的大部分范围内，模型C的净收益高于模型A和模型B（图4G）。

3 讨论

进展期直肠癌NCRT 获益存在个体差异，对于NCRT不敏感的患者，NCRT后肿瘤进展，将错失最佳治疗时机［13-14］。NCRT后pCR提示进展期直肠癌患者预后不良风险低［15］。目前，临床可用于预判进展期直肠癌NCRT后pCR的证据十分有限，探寻可信度高、操作简单及重复度好的指标预判进展期直肠癌NCRT疗效是临床研究的热点。本研究主要分析miR-7106-3p与进展期直肠癌NCRT疗效的关系，并构建基于其和MRI参数的模型评估进展期直肠癌NCRT疗效。

既往关于miR-7106-3p的研究较少。近年有研究表明miR-7106-3p在多发性骨髓瘤中表达下调［16］，但关于其在直肠癌中的表达鲜有研究报道。基于TCGA数据的分析结果显示miR-7106-3p在直肠腺癌中表达下调，该结果提示miR-7106-3p与直肠癌发生发展有关。此研究中pCR组miR-7106-3p水平高于非pCR组，提示高miR-7106-3p水平与NCRT后pCR有关。

本课题组前期研究［8-9］已证实Ktrans、Ve和Kep与进展期直肠癌NCRT疗效有关。既往也有研究结果显示进展期直肠癌NCRT后pCR患者的Ktrans、Ve和Kep高于非pCR患者，提示上述指标与进展期直肠癌NCRT疗效有关［17-18］。本研究中pCR组Ktrans、Ve和Kep均高于非pCR组，与上述研究结果一致。目前，关于ADC与进展期直肠癌NCRT 疗效的关系仍存在争议。有学者指出NCRT前的ADC与pCR无关［19］，有研究显示进展期直肠癌NCRT后pCR患者的ADC低于非pCR患者，提示ADC与进展期直肠癌NCRT疗效有关［20］。本研究结果显示pCR组的ADC低于非pCR组，与既往研究［20］结果一致。关于ADC与进展期直肠癌NCRT疗效的关系还需开展多中心、大样本研究进一步分析。

进展期直肠癌NCRT 前Ktrans、Ve、Kep和ADC 均与pCR有关，可用于预判NCRT后能否达到pCR，进展期直肠癌，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回归分析结果显示N分期越高、ADC＞0.92×10-3mm2/s 是进展期直肠癌

NCRT后pCR的独立危险因素，Ktrans＞0.33 min、Ve＞0.55%和Kep＞0.54 min是进展期直肠癌NCRT后pCR的独立保护因素，与上述研究结果一致。本研究结果还显示miR-7106-3p＞0.31是进展期直肠癌NCRT后pCR的独立保护因素，关于miR-7106-3p与进展期直肠癌NCRT疗效的关系及其机制仍有待开展基础研究证实。

本研究模型C的C-index高于模型A和模型B，提示模型C 的区分度高于模型A 和模型B。模型B 的MAE为0.015，低于模型A和模型C，该结果提示模型B的精准度略优于模型A和模型C。阈值概率在0.10～1.0的大部分范围内，模型C的净收益高于模型A和模型B，提示模型C的临床应用价值高于模型A和模型B。因此，认为模型C的区分度和临床应用价值均较高，精准度良好。

综上所述，基于MRI和miR-7106-3p的模型能较好的评价进展期直肠癌NCRT疗效。但本研究尚存在一定不足，样本量偏小，未设置验证集进一步评估模型的效能；未对miR-7106-3p进行纵向观察。下一步将对miR-7106-3p进行纵向研究，并增加样本量验证模型效能，以弥补该研究不足。