构建预测结直肠癌肝转移术后患者生存的列线图模型

doi:10.3877/cma.j.issn.2095-3224.2023.04.007

目的

构建预测结直肠癌肝转移（CRLM）术后患者1、3及5年总生存率（OS）的列线图模型，并评价模型的预测能力及临床获益。

方法

回顾性分析青岛大学附属医院2008年1月至2022年1月期间经手术治疗的113例结直肠癌肝转移患者的临床病理资料。应用R软件，采用随机抽样法，选择91例（4/5）患者作为训练队列，剩余22例（1/5）患者作为验证队列。在训练队列中，采用多元COX逐步回归法构建生存预测模型，基于预测模型中的危险因素构建预测CRLM术后患者1、3及5年OS的列线图。在训练队列和验证队列中分别通过一致性指数（C-index）、受试者工作特征（ROC）曲线和校准曲线来评价该模型的预测效能，并通过临床获益曲线来评估该模型的临床获益及应用价值。

结果

基于训练队列的多元COX逐步回归分析结果显示：BMI、肝转移灶切除时机、术前CEA水平、术后是否接受化疗及CRS评分是预测CRLM患者术后预后的最佳危险因素。将以上因素纳入列线图模型并进行评价。训练队列和验证队列的一致性指数分别为0.668（95%CI：0.557~0.779）和0.708（95%CI：0.596~0.818）。训练队列和验证队列1、3及5年OS的ROC曲线下面积（AUC）均达到了0.7以上，校准曲线显示了该列线图模型具有较好的拟合度，临床获益曲线显示模型有较高的临床获益。

结论

所构建的列线图模型能较为准确地预测结直肠癌肝转移术后患者1、3及5年的总生存率，为临床肿瘤医师评估CRLM手术患者的生存预后和优化诊疗方案提供参考。

关键词: 结直肠肿瘤, 肿瘤转移, 肝, 预后, 列线图

Objective

To construct a nomogram to predict the 1-,3- and 5-year overall survival (OS) of colorectal cancer liver metastases(CRLM) patients, and to validate the prediction efficiency and clinical benefit of the model.

Methods

The clinical data of 113 colorectal liver metastasis patients who underwent resection of liver metastases in the Affiliated Hospital of Qingdao University from January 2008 to January 2022 were retrospectively analyzed. Using R software to implement random sampling, ninty-one patients (4/5) were selected as the training group, and the remaining 22 patients (1/5) were selected as the validation group. In the training group, use the multivariate Cox stepwise regression analysis to select 10 risk factors in the best survival prediction model. A nomogram for predicting 1-,3-and 5-year OS was established based on these risk factors. The nomogram's prediction efficiency was evaluated by concordance index (C-index), receiver operating characteristic curve (ROC) and calibration curve. The clinical benefit and application value of the model were evaluated by clinical decision curve analysis.

Results

The results of multiple COX stepwise regression analysis based on training group showed that: age, BMI, the primary tumor histological grade, preoperative plasma CEA level, preoperative neutrophils-lymphocyte ratio (NLR), surgical margin, measured blood loss, postoperative targeted therapy, CRS score and postoperative recurrence and metastasis were the best risk factors for predicting the prognosis of CRLM patients. A nomogram was established and validated based on the risk factors. The C-index of OS in training and validation groups were 0.742(95%CI: 0.652~0.832) and 0.653(95%CI: 0.423~0.883). The average area under the curve (AUC) of ROC curves of 1-,3- and 5-year OS in the training and validation groups were all more than 0.7. Calibration curves also showed an excellent agreement between actual survival and nomogram predictive survival. The clinical decision curve analysis showed that model can bring higher clinical benefit.

Conclusions

The established nomogram can accurately predict the 1-,3-and 5-year OS of CRLM patients after operation. It may be helpful for clinical oncologists to evaluate the prognosis of CRLM patients and optimize diagnosis and treatment plan.

Key words: Colorectal neoplasms, Neoplasm metastasis, Liver, Prognosis, Nomogram

表1 训练集与验证集结直肠癌肝转移手术患者基线资料比较［例（%）］

临床病理特征	总列队（n=113）	训练列队（n=91）	验证列队（n=22）	χ²值	P值
诊断时年龄（岁）				0.287	0.592
＜60	61（54.0）	48（52.7）	13（59.1）
≥60	52（46.0）	43（47.3）	9（40.9）
性别				0.037	0.847
男性	84（74.3）	68（74.7）	16（72.7）
女性	29（25.7）	23（25.3）	6（27.3）
BMI（kg/m²）				1.654	0.198
＜23	43（38.1）	32（35.2）	11（50.0）
≥23	70（61.9）	59（64.8）	11（50.0）
原发癌部位				2.860	0.239
直肠	59（52.2）	51（56.0）	8（36.4）
左半结肠	25（22.1）	19（20.9）	6（27.3）
右半结肠	29（25.7）	21（23.1）	8（36.4）
原发癌浸润深度				0.389	0.533
T1~2	30（26.5）	23（25.3）	7（31.8）
T3~4	83（73.5）	68（74.7）	15（68.2）
原发癌区域淋巴结转移				2.722	0.099
N0	43（38.1）	38（41.8）	5（22.7）
N+	70（61.9）	53（58.2）	17（77.3）
原发癌组织学分级				0.758	0.384
高分化	17（15.0）	15（16.5）	2（9.1）
中低分化	96（85.0）	76（83.5）	20（90.9）
肝转移时期				0.008	0.931
同时性	71（62.8）	57（62.6）	14（63.6）
异时性	42（37.2）	34（37.4）	8（36.4）
转移癌个数（个）				3.817	0.148
1	64（56.6）	51（56.0）	13（59.1）
2~5	39（34.5）	34（37.4）	5（22.7）
＞5	10（8.8）	6（6.6）	4（18.2）
转移癌最大直径（cm）				0.934	0.331
＜5	85（75.2）	65（71.4）	20（90.9）
≥5	28（24.7）	26（28.6）	2（9.1）
手术切缘（cm）				3.541	0.060
＜1	40（35.4）	36（39.6）	4（18.2）
≥1	73（64.6）	55（60.4）	18（81.8）
术中出血量（mL）				0.013	0.910
＜400	102（90.3）	82（90.1）	20（90.9）
≥400	11（9.7）	9（9.9）	2（9.1）
术前CEA水平（μg/mL）				1.049	0.306
＜200	77（68.1）	60（65.9）	17（77.3）
≥200	36（31.9）	31（34.1）	5（22.7）
术前NLR				0.371	0.542
＜2.8	78（69.0）	64（70.3）	14（63.6）
≥2.8	35（31.0）	27（29.7）	8（36.4）
术前新辅助治疗				0.494	0.482
无	75（66.4）	59（64.8）	16（72.7）
有	38（33.6）	32（35.2）	6（27.3）
转移癌术后化疗				0.683	0.409
无	19（16.8）	14（15.4）	5（22.7）
有	94（83.2）	77（84.6）	17（77.3）
肝转移灶切除时机				0.088	0.767
同期切除	74（65.5）	59（64.8）	15（68.2）
延期切除	39（34.5）	32（35.2）	7（31.8）
CRS评分（分）				3.268	0.071
1~2	71（62.8）	53（58.2）	18（81.8）
3~5	42（37.2）	38（41.8）	4（18.2）

表1 训练集与验证集结直肠癌肝转移手术患者基线资料比较［例（%）］

临床病理特征	总列队（n=113）	训练列队（n=91）	验证列队（n=22）	χ²值	P值
诊断时年龄（岁）				0.287	0.592
＜60	61（54.0）	48（52.7）	13（59.1）
≥60	52（46.0）	43（47.3）	9（40.9）
性别				0.037	0.847
男性	84（74.3）	68（74.7）	16（72.7）
女性	29（25.7）	23（25.3）	6（27.3）
BMI（kg/m²）				1.654	0.198
＜23	43（38.1）	32（35.2）	11（50.0）
≥23	70（61.9）	59（64.8）	11（50.0）
原发癌部位				2.860	0.239
直肠	59（52.2）	51（56.0）	8（36.4）
左半结肠	25（22.1）	19（20.9）	6（27.3）
右半结肠	29（25.7）	21（23.1）	8（36.4）
原发癌浸润深度				0.389	0.533
T1~2	30（26.5）	23（25.3）	7（31.8）
T3~4	83（73.5）	68（74.7）	15（68.2）
原发癌区域淋巴结转移				2.722	0.099
N0	43（38.1）	38（41.8）	5（22.7）
N+	70（61.9）	53（58.2）	17（77.3）
原发癌组织学分级				0.758	0.384
高分化	17（15.0）	15（16.5）	2（9.1）
中低分化	96（85.0）	76（83.5）	20（90.9）
肝转移时期				0.008	0.931
同时性	71（62.8）	57（62.6）	14（63.6）
异时性	42（37.2）	34（37.4）	8（36.4）
转移癌个数（个）				3.817	0.148
1	64（56.6）	51（56.0）	13（59.1）
2~5	39（34.5）	34（37.4）	5（22.7）
＞5	10（8.8）	6（6.6）	4（18.2）
转移癌最大直径（cm）				0.934	0.331
＜5	85（75.2）	65（71.4）	20（90.9）
≥5	28（24.7）	26（28.6）	2（9.1）
手术切缘（cm）				3.541	0.060
＜1	40（35.4）	36（39.6）	4（18.2）
≥1	73（64.6）	55（60.4）	18（81.8）
术中出血量（mL）				0.013	0.910
＜400	102（90.3）	82（90.1）	20（90.9）
≥400	11（9.7）	9（9.9）	2（9.1）
术前CEA水平（μg/mL）				1.049	0.306
＜200	77（68.1）	60（65.9）	17（77.3）
≥200	36（31.9）	31（34.1）	5（22.7）
术前NLR				0.371	0.542
＜2.8	78（69.0）	64（70.3）	14（63.6）
≥2.8	35（31.0）	27（29.7）	8（36.4）
术前新辅助治疗				0.494	0.482
无	75（66.4）	59（64.8）	16（72.7）
有	38（33.6）	32（35.2）	6（27.3）
转移癌术后化疗				0.683	0.409
无	19（16.8）	14（15.4）	5（22.7）
有	94（83.2）	77（84.6）	17（77.3）
肝转移灶切除时机				0.088	0.767
同期切除	74（65.5）	59（64.8）	15（68.2）
延期切除	39（34.5）	32（35.2）	7（31.8）
CRS评分（分）				3.268	0.071
1~2	71（62.8）	53（58.2）	18（81.8）
3~5	42（37.2）	38（41.8）	4（18.2）

图1 训练队列和验证队列总生存曲线

表2 基于训练队列的多元COX逐步回归分析

临床病理特征	多元COX逐步回归分析
临床病理特征	HR（95%CI）	P值
BMI（kg/m²）
＜23	1
≥23	0.338（0.173~0.660）	0.001
肝转移灶切除时机
同期切除	1
延期切除	2.178（1.085~4.373）	0.029
术前CEA水平（μg/mL）
＜200	1
≥200	4.606（1.687~12.577）	0.003
术后化疗
无	1
有	0.502（0.0.256~0.984）	0.045
CRS评分（分）
1~2	1
3~5	2.866（1.186~6.923）	0.019

表2 基于训练队列的多元COX逐步回归分析

临床病理特征	多元COX逐步回归分析
临床病理特征	HR（95%CI）	P值
BMI（kg/m²）
＜23	1
≥23	0.338（0.173~0.660）	0.001
肝转移灶切除时机
同期切除	1
延期切除	2.178（1.085~4.373）	0.029
术前CEA水平（μg/mL）
＜200	1
≥200	4.606（1.687~12.577）	0.003
术后化疗
无	1
有	0.502（0.0.256~0.984）	0.045
CRS评分（分）
1~2	1
3~5	2.866（1.186~6.923）	0.019

图2 列线图预测CRLM术后患者的1、3及5年OS预测模型

图3 训练队列和验证队列结直肠癌肝转移患者术后1、3及5年OS的ROC曲线。3A：为训练队列患者1、3及5年OS的ROC曲线；3B：为验证队列患者1、3及5年OS的ROC曲线；注：AUC：ROC曲线下面积，OS：总生存

图4 训练队列和验证队列结直肠癌肝转移患者术后1、3及5年OS的校准曲线。4A、4B、4C分别为训练队列患者1、3及5年OS的校准曲线，4D、4E、4F分别为验证队列患者1、3及5年OS的校准曲线

图5 训练队列和验证队列结直肠癌肝转移患者术后1、3及5年OS的临床获益曲线。5A、5B、5C分别为训练队列患者1、3及5年OS的临床获益曲线，5D、5E、5F分别为验证队列患者1、3及5年OS的临床获益曲线

[1]	Mauri G, Sartore-Bianchi A, Russo AG, et al. Early-onset colorectal cancer in young individuals[J]. Mol Oncol, 2019, 13(2): 109-131.
[2]	Ren L, Zhu D, Benson AR, et al. Shanghai international consensus on diagnosis and comprehensive treatment of colorectal liver metastases[J]. Eur J Surg Oncol, 2020, 46(6): 955-966.
[3]	Qin H, Wu YQ, Lin P, et al. Ultrasound image-based radiomics: an innovative method to identify primary tumorous sources of liver metastases[J]. J Ultrasound Med, 2021, 40(6): 1229-1244.
[4]	Song ZY, Yang D, Liu Y, et al. The influence of radiological “disappearing lesions" on the efficacy and prognosis of patients with colorectal liver metastases undergoing conversion therapy[J]. Gastroenterol Res Pract, 2022, 2022: 2200598.
[5]	高建新, 路夷平. 手术联合化疗治疗结直肠癌肝转移的预后及其影响因素研究[J]. 癌症进展, 2019, 17(9): 1094-1097.
[6]	Villard C, Habib M, Nordenvall C, et al. Conversion therapy in patients with colorectal liver metastases[J]. Eur J Surg Oncol, 2021, 47(8): 2038-2045.
[7]	Fenton HM, Taylor JC, Lodge J, et al. Variation in the use of resection for colorectal cancer liver metastases[J]. Ann Surg, 2019, 270(5): 892-898.
[8]	Noren A, Sandstrom P, Gunnarsdottir K, et al. Identification of inequalities in the selection of liver surgery for colorectal liver metastases in Sweden[J]. Scand J Surg, 2018, 107(4): 294-301.
[9]	Margonis GA, Sergentanis TN, Ntanasis-Stathopoulos I, et al. Impact of surgical margin width on recurrence and overall survival following R0 hepatic resection of colorectal metastases: a systematic review and meta-analysis[J]. Ann Surg, 2018, 267(6): 1047-1055.
[10]	刘恩瑞, 关旭, 郭雅琪, 等. 列线图预测同时性转移结直肠癌患者的生存并构建风险分级系统[J/OL]. 中华结直肠疾病电子杂志, 2021, 10(6): 576-584.
[11]	李伟栋, 杨丽, 邹兴文, 等. 基于列线图的肿瘤风险预测及其效果评价[J]. 肿瘤预防与治疗, 2019, 32(4): 305-310.
[12]	黄凯, 张长乐, 吴文涌, 等. 结肠癌列线图预后风险模型构建: 基于SEER数据库的回顾性研究[J]. 安徽医科大学学报, 2021, 56(2): 299-305.
[13]	Chen W, Zheng R, Baade PD, et al. Cancer statistics in China, 2015[J]. CA Cancer J Clin, 2016, 66(2): 115-132.
[14]	Moris D, Ronnekleiv-Kelly S, Rahnemai-Azar AA, et al. Parenchymal-sparing versus anatomic liver resection for colorectal liver metastases: a systematic review[J]. J Gastrointest Surg, 2017, 21(6): 1076-1085.
[15]	Ruzzenente A, Bagante F, Ratti F, et al. Response to preoperative chemotherapy: impact of change in total burden score and mutational tumor status on prognosis of patients undergoing resection for colorectal liver metastases[J]. HPB (Oxford), 2019, 21(9): 1230-1239.
[16]	张果, 张瑞, 陈进宏. 结直肠癌肝转移预后评分系统的现状及临床应用[J]. 岭南现代临床外科, 2021, 21(1): 11-16.
[17]	Tosi F, Magni E, Amatu A, et al. Effect of KRAS and BRAF mutations on survival of metastatic colorectal cancer after liver resection: a systematic review and meta-analysis[J]. Clin Colorectal Cancer, 2017, 16(3): e153-e163.
[18]	Midiri G, Amanti C, Consorti F, et al. Usefulness of preoperative CEA levels in the assessment of colorectal cancer patient stage[J]. J Surg Oncol, 1983, 22(4): 257-260.
[19]	Su BB, Shi H, Wan J. Role of serum carcinoembryonic antigen in the detection of colorectal cancer before and after surgical resection[J]. World J Gastroenterol, 2012, 18(17): 2121-2126.
[20]	Kim KY, Kim NK, Cha IH, et al. Novel methods for clinical risk stratification in patients with colorectal liver metastases[J]. Cancer Res Treat, 2015, 47(2): 242-250.
[21]	Martin R, Paty P, Fong Y, et al. Simultaneous liver and colorectal resections are safe for synchronous colorectal liver metastasis[J]. J Am Coll Surg, 2003, 197(2): 233-241, 241-242.
[22]	朱德祥, 任黎, 许剑民. 中国结直肠癌肝转移诊断和综合治疗指南(2023版)[J]. 中国普通外科杂志, 2023, 32(1): 1-29.
[23]	Jagoditsch M, Lisborg PH, Jatzko GR, et al. Long-term prognosis for colon cancer related to consistent radical surgery: multivariate analysis of clinical, surgical, and pathologic variables[J]. World J Surg, 2000, 24(10): 1264-1270.
[24]	Fong Y, Fortner J, Sun RL, et al. Clinical score for predicting recurrence after hepatic resection for metastatic colorectal cancer: analysis of 1001 consecutive cases[J]. Ann Surg, 1999, 230(3): 309-318, 318-321.
[25]	Ayez N, van der Stok EP, Grunhagen DJ, et al. The use of neo-adjuvant chemotherapy in patients with resectable colorectal liver metastases: Clinical risk score as possible discriminator[J]. Eur J Surg Oncol, 2015, 41(7): 859-867.

[1]	李淼, 朱连华, 韩鹏, 姜波, 费翔. 高帧频超声造影评价肝细胞癌血管形态与风险因素的研究[J]. 中华医学超声杂志（电子版）, 2023, 20(09): 911-915.
[2]	高建松, 陈晓晓, 冯婷, 包剑锋, 魏淑芳, 潘林. 基于超声瞬时弹性成像的多参数决策树模型评估慢性乙型肝炎患者肝纤维化等级[J]. 中华医学超声杂志（电子版）, 2023, 20(09): 923-929.
[3]	丁建民, 秦正义, 张翔, 周燕, 周洪雨, 王彦冬, 经翔. 超声造影与普美显磁共振成像对具有高危因素的≤3 cm肝结节进行LI-RADS分类诊断的前瞻性研究[J]. 中华医学超声杂志（电子版）, 2023, 20(09): 930-938.
[4]	唐旭, 韩冰, 刘威, 陈茹星. 结直肠癌根治术后隐匿性肝转移危险因素分析及预测模型构建[J]. 中华普外科手术学杂志(电子版), 2024, 18(01): 16-20.
[5]	张生军, 赵阿静, 李守博, 郝祥宏, 刘敏丽. 高糖通过HGF/c-met通路促进结直肠癌侵袭和迁移的实验研究[J]. 中华普外科手术学杂志(电子版), 2024, 18(01): 21-24.
[6]	杨倩, 李翠芳, 张婉秋. 原发性肝癌自发性破裂出血急诊TACE术后的近远期预后及影响因素分析[J]. 中华普外科手术学杂志(电子版), 2024, 18(01): 33-36.
[7]	王春荣, 陈姜, 喻晨. 循Glisson蒂鞘外解剖、Laennec膜入路腹腔镜解剖性左半肝切除术临床应用[J]. 中华普外科手术学杂志(电子版), 2024, 18(01): 37-40.
[8]	李建美, 邓静娟, 杨倩. 两种术式联合治疗肝癌合并肝硬化门静脉高压的安全性及随访评价[J]. 中华普外科手术学杂志(电子版), 2024, 18(01): 41-44.
[9]	吴方园, 孙霞, 林昌锋, 张震生. HBV相关肝硬化合并急性上消化道出血的危险因素分析[J]. 中华普外科手术学杂志(电子版), 2024, 18(01): 45-47.
[10]	栗艳松, 冯会敏, 刘明超, 刘泽鹏, 姜秋霞. STIP1在三阴性乳腺癌组织中的表达及临床意义研究[J]. 中华普外科手术学杂志(电子版), 2024, 18(01): 52-56.
[11]	甄子铂, 刘金虎. 基于列线图模型探究静脉全身麻醉腹腔镜胆囊切除术患者术后肠道功能紊乱的影响因素[J]. 中华普外科手术学杂志(电子版), 2024, 18(01): 61-65.
[12]	叶晓琳, 刘云飞, 庞明泉, 王海久, 任利, 侯立朝, 于文昊, 王志鑫, 樊海宁. 肝再生细胞来源及调控机制的研究进展[J]. 中华普外科手术学杂志(电子版), 2024, 18(01): 96-99.
[13]	彭旭, 邵永孚, 李铎, 邹瑞, 邢贞明. 结肠肝曲癌的诊断和外科治疗[J]. 中华普外科手术学杂志(电子版), 2024, 18(01): 108-110.
[14]	马伟强, 马斌林, 吴中语, 张莹. microRNA在三阴性乳腺癌进展中发挥的作用[J]. 中华普外科手术学杂志(电子版), 2024, 18(01): 111-114.
[15]	李永胜, 孙家和, 郭书伟, 卢义康, 刘洪洲. 高龄结直肠癌患者根治术后短期并发症及其影响因素[J]. 中华临床医师杂志(电子版), 2023, 17(9): 962-967.

阅读次数

全文

摘要

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容

Construct a nomogram to predict the prognosis of patients with colorectal liver metastasis after operation

模态框（Modal）标题

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容

Construct a nomogram to predict the prognosis of patients with colorectal liver metastasis after operation