周文星 王晴晴 张晓静 翁湧 陈周 马玉滨

胃癌是全球第五大恶性肿瘤，位居肿瘤相关死亡的第4 位。位居中国常见恶性肿瘤第2 位，癌症相关死亡原因第2 位。据统计，2018 年全球胃癌的新发病例数超过100 万例，其中死亡病例预估约783 000例[1]，死亡率约78.3%。每年大多数新诊断的胃癌主要位于亚洲和南美洲等国家和地区[2]，虽然近几年胃癌发生率较前有所降低，但中国患者的死亡率（84.5%）和5 年患病率（27.6/100 000 例）仍高于大多数发达国家，尤其国内西北地区经济及医疗水平相对落后，胃癌发生率及死亡率更高[3]。

身体成分通常包括肌肉、皮下脂肪与内脏脂肪，可以反映全身肌肉与脂肪组织的分布情况[4]，其无法通过测量体质量或是计算体质量指数（BMI）达成。在BMI 及各身体成分中，仅骨骼肌密度（skeletal muscle density，SMD）与骨骼肌体质量指数（skeletal muscle index，SMI）是进展期胃癌患者总生存期（overall survival，OS）与无进展生存期（progression free-survival，PFS）的独立预后因素。在接受根治性切除术的胃癌患者中，肌少症可以独立预测OS 与从手术切除至局部复发的时间（disease free-survival，DFS）。医学影像中显示新辅助化疗后肿瘤大小变化的疗效评估在临床肿瘤的评估和治疗中相当重要。因此，精确可靠的病变量化对于临床肿瘤学的反应评估至关重要。如何建立一个简单、有效的工具用于新辅助化疗疗效的实时判断及预后分层逐渐成为目前研究的热点。本研究旨在开发一项新的放射组学评分，以预测对新辅助化疗的治疗疗效并研究其在生存分层中的功效，利用回顾性分析以及一个外部验证队列，分析身体成分在胃癌新辅助化疗中的价值，同时以外部数据进行验证。

1 材料与方法

1.1 临床资料

回顾性分析2012 年1 月至2018 年12 月于青海大学附属医院行新辅助化疗以及手术治疗的局部进展期胃癌患者的一般资料、临床病理资料及影像学资料，截取患者新辅助治疗前后第三腰椎水平节段各身体成分的CT 影像，根据影像学各身体成分灰度值差异运用sliceOmatic 5.0 软件计算各成分面积变化。纳入标准：1）年龄18～80 岁；2）原发性胃恶性肿瘤并且病理证实为腺癌，临床分期为cT2-4NxM0；3）既往6 个月内未接受过放（化）疗或其他抗肿瘤治疗；4）化疗前、后的影像资料齐全。排除标准：1）既往或合并有其他脏器的恶性肿瘤；2）术前与术中检查发现转移证据；3）既往接受过胃切除术或内镜黏膜下剥离术；4）伴有糖尿病、高血压等其他疾病且控制不佳者；5）术前检查合并有其他恶性肿瘤或既往有恶性肿瘤史。按照上述标准，共纳入170 例患者，为尽可能降低选择偏移，因福建医科大学附属协和医院医师的手术方式及步骤与本院基本相近，化疗方案基本相同，故按照相同标准选取该院2012 年1 月至2018 年12 月共213 例患者作为外部验证。

1.2 方法

1.2.1 治疗方案 所有患者至少接受2 个周期的新辅助化疗。所有化疗方案均以氟类药物为基础，包括替吉奥、吉西他滨、氟尿嘧啶与奥沙利铂、紫杉醇、多西他赛等的组合[5-6]。化疗方案：奥沙利铂+氟尿嘧啶方案：奥沙利铂85 mg/m2静脉滴注第1 天，亚叶酸钙400 mg/m2静脉滴注第1 天，氟尿嘧啶400 mg/m2静脉推注第1 天，然后2 400～3 600 mg/（m2·d）持续静脉滴注46 h，每14 d 重复。SOX 方案：奥沙利铂130 mg/m2静脉滴注第1 天，替吉奥40 mg/m2口服1天2 次，d1～14，每21 d 重复。DOF 方案：多西他赛50 mg/m2静脉滴注第1 天、奥沙利铂85 mg/m2静脉滴注第1 天，氟尿嘧啶1 200 mg/m2，d1～2，每14 d重复。

1.2.2 影像资料获取方法 所有患者每6～8 周复查腹部CT 增强+三维重建1 次，并与基线对照，必要时检查PET/CT、胸部CT 或胃镜。所有CT 检查结果由经验丰富的影像科医生根据RECIST 1.1 标准评价影像学反应。在新辅助化疗完成的3 周后，所有患者均接受了胃切除术。根据第14 版日本《胃癌处理规约》选择胃切除范围并进行胃周围淋巴结的清扫[7]，每个切除的标本均经过病理科医师进行大体切片和组织学检查，采用2016 年第8 版国际抗癌联盟（UICC）分期标准进行TNM 分期，根据Becker 肿瘤退缩分级（TRG）标准评估原发肿瘤的病理学反应。

1.2.3 影像资料处理方法 鉴于L3 椎体截面的身体成分信息能够较好地反映全身脂肪与肌肉的分布情况，本研究选择此解剖部位的CT 图像进行分析[8]。研究者事先接受集中培训，包括如何准确地获取L3 椎体水平的CT 图像、如何准确地分割并计算不同身体组分特征。在对患者的任何信息均不知情的前提下，利用sliceOmatic 5.0（TomoVision）软件对170 例患者新辅助化疗前、后的CT 资料进行分析（化疗前与化疗后选取的截面保持尽可能一致）[9]。所有身体成分均根据身高的平方进行标准化，依次得到皮下脂肪指数（单位：cm2/m2）、内脏脂肪指数（单位：cm2/m2）、SMD（单位：Hu）及SMI（单位：cm2/m2），从而计算出肌肉指数变化值及肌肉密度变化值，即化疗后与化疗前的骨骼肌体质量指数之差及肌肉密度之差（ΔSMI、ΔSMD）。利用sliceOmatic 5.0 软件处理后身体成分比例（图1）。

图1 局部进展期胃癌患者身体成分比例图

1.2.4 随访 所有患者随访方式包括电话随访、门诊复查和信件随访。前2 年，每3 个月随访1 次，第3～5 年，每6 月随访1 次，以后每年随访1 次。另外，建议患者每年行1 次内镜检查。

1.3 统计学分析

采用SPSS 22.0 软件进行统计学分析。使用χ2检验、t检验或非配对t检验比较分类或连续资料之间的关系。绘制生存曲线图，生存率的比较采用Logrank 检验。应用Pearson 相关系数研究不同因素间的线性关系。应用Logistic 模型分析病理缓解程度的独立预测因素。使用Logistic 回归对影响生存的因素进行单因素和多因素分析，确定复发后生存的独立预后因素。以P＜0.05 为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料

本研究入组人群的基线特征见表1。其中，男性139 例（81.8%），女性31 例（18.2%），平均年龄（56±8.7）岁。

首次诊断时青海大学附属医院141 例（82.9%）患者评估为cT4 期，福建医科大学协和医院168 例（78.9%）患者评估为cT4 期；青海、福建两院的患者一般资料相比较仅在Lauren 分型及ypT 分期上存在差异（P＜0.05）。中位新辅助化疗时间为83（69～104）天。在完成新辅助化疗后，160 例（94.1%）患者进行R0 切除，术后病理显示肿瘤缓解程度超过50% 共84 例（49.4%），20 例（11.8%）患者的术后病理显示肿瘤缓解程度超过90%。148 例患者（87.0%）接受术后辅助化疗（表1）。

表1 患者一般资料比较

2.2 新辅助化疗前后的身体成分特征

在接受新辅助化疗前，本研究患者的SMI 平均值±标准差为（47.70±8.14）cm2/m2，在新辅助化疗完成后，SMI 平均值±标准差为（48.25±8.02）cm2/m2。新辅助化疗前后SMI 差异具有统计学意义（P=0.023）。其余身体各成分在新辅助化疗前后的变化均无显著性差异（均P＞0.001），新辅助化疗前后的身体成分特征比较见表2。

2.3 新辅助治疗前后患者各身体成分的变化与病理缓解程度间的关系

根据病理缓解程度（≥50%vs.＜50%）对身体成分模式进一步分析。结果显示，病理缓解程度不同的患者在新辅助化疗前皮下脂肪指数、新辅助化疗后皮下脂肪指数、皮下脂肪指数变化值、新辅助化疗前内脏脂肪指数、新辅助化疗后内脏脂肪指数、内脏脂肪指数变化值、新辅助化疗后SMD 及ΔSMD 均无显著性差异（P＞0.05）；新辅助化疗前SMD 上发现差异，说明病理缓解程度≥50%患者在新辅助化疗前SMD 与病理缓解程度＜50% 患者相比显著较高（P=0.048，P＜0.05）。病理缓解程度≥50%患者的ΔSMI、新辅助化疗前SMD、新辅助化疗后SMD 与病理缓解程度＜50%患者相比显著较高，差异存在统计学意义（平均值：1.7vs.-0.6，P＜0.001；46.6vs.41.3，P＜0.001；45.8vs.41.9，P=0.001）。因此，本研究认为新辅助化疗前后的ΔSMI 以及新辅助化疗前SMD 与病理缓解程度间存在密切联系；这一指标与其他身体成分模式及临床特征间未发现显著的相关性（表2）。肿瘤病理缓解程度不同的患者在累积生存上差异具有统计学意义（P＜0.05），病理缓解程度≥50%患者的累积生存率高于病理缓解程度＜50%患者（图2）。

图2 肿瘤病理缓解程度不同的患者远期生存曲线

表2 新辅助化疗前后的身体成分特征比较

2.4 身体成分预测病理缓解的多因素Logistics 分析

鉴于影像学反应是目前临床上用于评估病理学缓解的最常用标准，采用多因素Logistic 回归模型研究新辅助化疗前后ΔSMI 与影像学反应对于病理学缓解的预测价值。结果显示，新辅助化疗前后ΔSMI能够独立预测病理学缓解（OR=1.308，P＜0.001），而且新辅助化疗前SMD 与病理缓解密切相关（OR=1.131，P=0.001，表3）。

表3 预测病理缓解的多因素Logistics 分析

2.5 ΔSMI 对于术后远期结局的预测

根据约登指数计算的临界值SMD 为43.7，而ΔSMI 为1.2。在生存分析中，本研究排除了34 例随访时间不足12 个月的患者。ΔSMI≥1.2 与ΔSMI＜1.2在近期术后并发症方面无显著性差异（P＞0.05）。ΔSMI不同的患者在远期生存方面存在显著性差异（P＜0.05），ΔSMI≥1.2 的患者累积生存率高于ΔSMI＜1.2 的患者（图3）；当肿瘤病理缓解程度≥50%的患者肌肉容积变化程度不同时，患者在远期生存上表现出显著性差异（P＜0.05），表明肿瘤病理缓解程度≥50%的患者中ΔSMI≥1.2 患者的累积生存率高于ΔSMI＜1.2 的患者（图4）。ΔSMI≥1.2 的患者其OS 显著优于ΔSMI ＜1.2 的患者（P＜0.05）。单因素分析后，性别、Lauren 分型、ypTNM 分期、术后化疗与ΔSMI 均是OS 的预测因素（OR＞1.000）；OS 经过多因素分析后，仅ΔSMI（OR=1.744，95%CI ：0.950～3.313；P=0.072）与ypTNM 分期是独立预后因素，说明ΔSMI≥1.2 可以独立预测较好的总生存期（表4）。

表4 患者总体生存的单因素与多因素分析

图3 肌肉容积变化程度不同的患者远期生存曲线

图4 肿瘤病理缓解程度≥50%的患者与肌肉容积变化程度不同的患者远期生存曲线

3 讨论

全球胃癌患者总生存率约为总发病例数的25%[10]，因早期胃癌临床症状较为隐匿，大部分患者在确诊时已是中晚期，即便在接受D2 根治性胃切除术及辅助化疗等综合治疗后，5 年生存率也仅为20%～30%[11]。全球的总体生存率统计数据同样较差[12]，预后不容乐观[13-14]。总生存率低的原因考虑与多因素相关，主要表现在发现肿瘤时间较晚、肿瘤内异质性高和化疗耐药性等[15-16]。目前新辅助化疗逐渐进入临床，已成为局部进展期胃癌患者综合治疗中不可或缺的一部分。已有研究证实，新辅助化疗确实能够有效的使肿瘤降期、提高R0 切除率并且带来生存的获益[17-19]。

本研究根据局部进展期胃癌患者新辅助化疗前后通过一种新型影像学模式测量患者身体成分的变化，来预测患者化疗病理缓解程度与术后近远期疗效，同时使用外部数据进行外部验证。结果显示，ΔSMI 是肿瘤组织学反应的一个重要的预测因素。病理缓解程度≥50%的患者其ΔSMI 显著高于病理缓解程度＜50%患者；同时，ΔSMI 较高的患者其术后并发症发生率更低并且拥有显著更长的OS。接受化疗和其他全身性恶性肿瘤治疗的患者中，肌肉质量降低与治疗相关毒性增加有关。一般而言，肌肉质量损失主要由促炎细胞因子介导，包括 IL-6、IL-10 和 TNF-α。国际上于2008 年首次提出了化疗引起的肌肉萎缩的概念。而本研究证实ΔSMI 较高的患者其术后并发症发生率更低并且拥有显著更长的OS。食管癌与胃癌患者新辅助治疗期间的肌肉、脂肪组织的减少与不良的术后结局密切相关。本研究发现，ypTNM 分期、术后化疗与ΔSMI 均是OS 的预测因素（OR 均＞1.000），间接证实ΔSMI 可以作为独立预测新辅助化疗疗效的指标。在预测病理缓解程度是否超过50%方面，病理缓解程度≥50%患者的肌肉指数变化值与病理缓解程度＜50%的患者相比显著较高，差异具有统计学意义（P＜0.001）。同样，ΔSMI ≥1.2 的患者其OS 显著优于ΔSMI＜1.2 的患者，独立于病理分期以及组织学反应；最后结合福建科大学附属协和医院所提供的数据结果加以验证，两者结果具有一致性。本研究提出了一个新影像学指标（ΔSMI），用于准确预测肿瘤的组织学反应。新辅助化疗后，肿瘤进展或复发的患者，再次系统检查及活检易于诊断，然而相对于活检阴性或肿瘤完全缓解的患者传统检查方法无法检出，亟需一种无创且可行的方法。ΔSMI 有望成为评估化疗疗效、决定患者手术时机、延长患者总生存期的一个简便、客观、有效、无创的指标。

本研究尚存在一些不足：1）本研究为回顾性研究，存在一定的选择偏倚。外部验证队列可以较好的减少此部分偏倚；2）缺少患者在新辅助化疗期间的化疗不良反应以及营养支持治疗的详细信息，对于结果可能存在潜在影响；3）纳入的患者绝大部分仅接受新辅助化疗，少数患者接受了放疗或者免疫（靶向）治疗，研究结论是否可以推广至此部分人群仍需要未来进一步研究。缺乏上述结果的干预措施，是本研究的明显局限性。未来研究的方向应包括前瞻性的康复前干预，营养给予和运动，以减轻接受新辅助化疗的患者的肌肉质量损失。

致谢：感谢福建医科大学附属协和医院协助提供患者基本资料详细数据与最终结果数据用以外部验证。