Prognosis of carcinoembryonic antigen (CEA) in stage I colon cancer and develop a prediction model: a retrospective study based on the SEER database

doi:10.3877/cma.j.issn.2095-3224.2021.02.009

Abstract

Abstract:

Objective

To investigate the prognostic significance of preoperative CEA status in stage I colon cancer and to establish a prognostic model for stage I colon cancer.

Methods

Based on the National Cancer Institute's Surveillance, Epidemiology, and Results Database (SEER), 13 690 patients with colon adenocarcinoma from 2004 to 2015 were assessed by propensity score matching method to determine whether preoperative CEA status affect the cancer-specific survival. Kaplan-Meier method was used to draw survival curves, Log rank test was used to analyze the survival difference of each group, and Cox proportional risk model was used to analyze the prognostic factors of stage I colon adenocarcinoma and develop a prediction model.

Results

After propensity score matching, the 5-year cancer-specific survival rate of patients with T1 stage combined with CEA positive was lower than that of patients with T1 combined with CEA negative (88.4% vs. 99.6%, P＜0.001), in the same way, the 5-years- cancer-specific survival rate of patients with T2 stage combined with CEA positive was lower than that of patients with T2 combined with CEA negative (88.7% vs. 94.5%, P＜0.001). Multivariate analysis showed that the risk of cancer-specific death in patients with T1 combined with CEA positive presented up to 129.8% increased risk of colon cancer-specific mortality compared with stage T1N0M0 in the context of normal serum CEA (HR=2.058, 95%CI: 1.705~2.484, P＜0.001). Based on the results of multivariate analysis, we developed a nomogram and each patient was rated according to the model. In the primary cohort, the 5-year cancer-specific survival rates were 94.8% and 90.1% in the low-risk and high-risk groups, respectively (χ²=70.05, P＜0.001); the 5-year cancer-specific survival rates in the validation cohort were 94.3% and 88.4% in the low-risk and high-risk groups, respectively (χ²=41.27, P＜0.001).

Conclusion

Preoperative positive serum CEA is a significant adverse prognostic factor for stage I colon cancer. The prognostic model according to preoperative CEA status, T stage, number of lymph nodes harvested, gender and age could significantly distinguish the prognosis and the stage I patients with positive CEA before operation should be followed up closely after operation.

Key words: Colon neoplasms, Stage I, Carcinoembryonic antigen, Propensity score matching, Nomogram

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Figures/Tables 7

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变量	PSM匹配前		χ²值	P值	PSM匹配后		χ²值	P值
变量	CEA（-）（n=10 820）	CEA（+）（n=1 870）	χ²值	P值	CEA（-）（n=5 740）	CEA（+）（n=1 870）	χ²值	P值
性别			42.31	＜0.001			0.11	1
男	5 359（49.5）	1 558（54.3）			3 138（54.7）	1 558（54.3）
女	5 461（50.5）	1 312（45.7）			2 602（45.3）	1 312（45.7）
年龄（岁）			58.43	＜0.001			0	0.748
≤65	3 526（32.6）	737（25.7）			1 473（25.7）	737（25.7）
＞65	7 294（67.4）	2 133（74.3）			4 267（74.3）	2 133（74.3）
种族			33.63	＜0.001			0.07	0.962
白人	8 913（82.4）	2 237（77.9）			4 487（78.2）	2 237（77.9）
黑人	1 016（9.4）	365（12.7）			719（12.5）	365（12.7）
其他	891（8.2）	268（9.3）			534（9.3）	268（9.3）
T分期			56.69	＜0.001			0	1
T1	3 131（28.9）	628（21.9）			1 256（21.9）	628（21.9）
T2	7 689（71.1）	2 242（78.1）			4 484（78.1）	2 242（78.1）
肿瘤部位			2.40	0.121			0.167	1
右半	6 899（63.8）	1 785（62.2）			1 256（21.9）	628（21.9）
左半	3 921（36.2）	1 085（37.8）			4 484（78.1）	2242（78.1）
淋巴结总数（个）			0.92	0.337			1.99	0.158
≤12	2 781（25.7）	763（26.6）			1 464（25.5）	763（26.6）
＞12	8 039（74.3）	2 107（73.4）			4276（74.5）	2107（73.4）
肿瘤大小（mm）			62.20	＜0.001			0.017	0.91
≤20	3 034（28.0）	595（20.7）			1 183（20.6）	595（20.7）
＞20	7 786（72.0）	2 275（79.3）			4 557（79.4）	2 275（79.3）
分化程度			3.56	0.169			9.42	0.10
I~II	9 558（88.3）	2 571（89.6）			5 051（88.0）	2 571（89.6）
III~IV	1 043（9.6）	245（8.5）			581（10.1）	245（8.5）
未知	219（2.0）	54（1.9）			108（1.9）	54（1.9）

变量	PSM匹配前		χ²值	P值	PSM匹配后		χ²值	P值
变量	CEA（-）（n=10 820）	CEA（+）（n=1 870）	χ²值	P值	CEA（-）（n=5 740）	CEA（+）（n=1 870）	χ²值	P值
性别			42.31	＜0.001			0.11	1
男	5 359（49.5）	1 558（54.3）			3 138（54.7）	1 558（54.3）
女	5 461（50.5）	1 312（45.7）			2 602（45.3）	1 312（45.7）
年龄（岁）			58.43	＜0.001			0	0.748
≤65	3 526（32.6）	737（25.7）			1 473（25.7）	737（25.7）
＞65	7 294（67.4）	2 133（74.3）			4 267（74.3）	2 133（74.3）
种族			33.63	＜0.001			0.07	0.962
白人	8 913（82.4）	2 237（77.9）			4 487（78.2）	2 237（77.9）
黑人	1 016（9.4）	365（12.7）			719（12.5）	365（12.7）
其他	891（8.2）	268（9.3）			534（9.3）	268（9.3）
T分期			56.69	＜0.001			0	1
T1	3 131（28.9）	628（21.9）			1 256（21.9）	628（21.9）
T2	7 689（71.1）	2 242（78.1）			4 484（78.1）	2 242（78.1）
肿瘤部位			2.40	0.121			0.167	1
右半	6 899（63.8）	1 785（62.2）			1 256（21.9）	628（21.9）
左半	3 921（36.2）	1 085（37.8）			4 484（78.1）	2242（78.1）
淋巴结总数（个）			0.92	0.337			1.99	0.158
≤12	2 781（25.7）	763（26.6）			1 464（25.5）	763（26.6）
＞12	8 039（74.3）	2 107（73.4）			4276（74.5）	2107（73.4）
肿瘤大小（mm）			62.20	＜0.001			0.017	0.91
≤20	3 034（28.0）	595（20.7）			1 183（20.6）	595（20.7）
＞20	7 786（72.0）	2 275（79.3）			4 557（79.4）	2 275（79.3）
分化程度			3.56	0.169			9.42	0.10
I~II	9 558（88.3）	2 571（89.6）			5 051（88.0）	2 571（89.6）
III~IV	1 043（9.6）	245（8.5）			581（10.1）	245（8.5）
未知	219（2.0）	54（1.9）			108（1.9）	54（1.9）

变量	单因素分析	P值	多因素分析	P值
变量	HR（95%CI）	P值	HR（95%CI）	P值
性别		＜0.001		＜0.001
男性	1		1
女性	1.094		1.160（1.028~1.309）
年龄（岁）		＜0.001		＜0.001
≤65	1		1
＞65	2.348（2.010~2.742）		2.322（1.986~2.715）
种族		＜0.001		＜0.001
白种人	1
黑种人	1.381（1.156~1.650）	＜0.001	1.464（1.224~1.751）	＜0.001
其他	0.849（0.670~1.075）	0.174	0.887（0.701~1.124）	0.332
T分期		＜0.001		＜0.001
T1（CEA-）	1		1
T1（CEA+）	2.477（1.915~3.205）	＜0.001	2.298（1.775~2.974）	＜0.001
T2（CEA-）	1.138（0.965~1.342）	0.124	1.141（0.966~1.346）	0.120
T2（CEA+）	2.127（1.764~2.566）	＜0.001	2.058（1.705~2.484）	＜0.001
肿瘤部位		0.927
右半	1
左半	0.994（0.878~1.126）
淋巴结总数（个）		＜0.001		0.001
＜12	1		1
≥12	0.770（0.678~0.875）		0.802（0.705~0.912）
肿瘤大小（mm）		0.150
≤20	1
＞20	1.107（0.964~1.272）

变量	单因素分析	P值	多因素分析	P值
变量	HR（95%CI）	P值	HR（95%CI）	P值
性别		＜0.001		＜0.001
男性	1		1
女性	1.094		1.160（1.028~1.309）
年龄（岁）		＜0.001		＜0.001
≤65	1		1
＞65	2.348（2.010~2.742）		2.322（1.986~2.715）
种族		＜0.001		＜0.001
白种人	1
黑种人	1.381（1.156~1.650）	＜0.001	1.464（1.224~1.751）	＜0.001
其他	0.849（0.670~1.075）	0.174	0.887（0.701~1.124）	0.332
T分期		＜0.001		＜0.001
T1（CEA-）	1		1
T1（CEA+）	2.477（1.915~3.205）	＜0.001	2.298（1.775~2.974）	＜0.001
T2（CEA-）	1.138（0.965~1.342）	0.124	1.141（0.966~1.346）	0.120
T2（CEA+）	2.127（1.764~2.566）	＜0.001	2.058（1.705~2.484）	＜0.001
肿瘤部位		0.927
右半	1
左半	0.994（0.878~1.126）
淋巴结总数（个）		＜0.001		0.001
＜12	1		1
≥12	0.770（0.678~0.875）		0.802（0.705~0.912）
肿瘤大小（mm）		0.150
≤20	1
＞20	1.107（0.964~1.272）

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