Method Article
Исследование показало, что мужской пол, плохая степень опухоли и прогрессирующая стадия метастазирования опухолевых узлов были связаны с более низкой выживаемостью при раке (CSS) у пациентов с множественным первичным колоректальным раком (MPCC) после операции. Мы разработали номограмму для прогнозирования CSS у пациентов с МПХК и содействия принятию решений о клиническом лечении.
На специфическую для рака выживаемость (ЦСС) у пациентов с множественным первичным колоректальным раком (ПДКК) конкурентно влияет смерть от других причин. Это исследование было направлено на изучение CSS и связанных с ним факторов риска путем конкурирующего анализа риска у пациентов с MPCC. Данные данного исследования взяты из базы данных SEER. Используя одномерный и многомерный анализ модели конкурентного риска для ослабления влияния конкурентных событий, исследуются факторы риска КСС и разрабатывается модель номограммы. Затем производительность модели проверяется с помощью кривой ROC, калибровочной кривой и DCA. В исследовании приняли участие 8931 пациент, из них 6255 в обучающей когорте и 2676 в валидационной когорте. Однофакторный и многофакторный анализы показали, что пол, стадия метастазирования в опухолевый узел (TNM) и степень опухоли являются независимыми факторами риска для специфической для рака выживаемости у пациентов с MPCC. На основе факторов риска мы разработали схематическую модель для прогнозирования CSS. Кривая ROC, калибровочная кривая и DCA также показывают хорошие результаты. В заключение разрабатывается номограмма, которая служит ценным инструментом для прогнозирования CSS у пациентов с MPCC, предоставляя клиницистам важнейшую информацию для персонализированного планирования лечения.
Колоректальный рак, как одна из наиболее распространенных опухолей пищеварительной системы во всем мире, в течение последних нескольких десятилетий постоянно растет. Устойчиво высокие показатели заболеваемости и смертности привлекли значительное внимание. Согласно последним статистическим данным, колоректальный рак занимает третье место среди распространенных злокачественных опухолей во всем мире, а его смертность занимает второе место в мире1. Множественный первичный колоректальный рак (МПКК) — это особый подтип колоректального рака, который в последние годы привлекает все большее внимание исследователей. Он определяется как диагноз двух или более независимых поражений колоректального рака у одного и того же пациента, с расстоянием более 5 см между краями поражений. При МПКК, когда множественные опухоли диагностируются одновременно или в течение менее 6 месяцев, это определяется как синхронный колоректальный рак (ПКРК), в то время как если интервал между диагнозами превышает 6 месяцев, он определяется как метахронный колоректальный рак (MCRC)2,3,4,5.
Доля ПДХК при всех колоректальных раках относительно низка, и отчеты о ее заболеваемости варьируются в зависимости от региона и исследования. Недавние исследования показали, что на долю MPCC приходится от 2% до 10% случаев колоректального рака. По сравнению с одиночным колоректальным раком, МПХК имеет худший прогноз 3,6. В настоящее время клиническая оценка прогноза МПХК в основном опирается на систему стадирования метастазов в опухолевые лимфатические узлы (TNM) Американского объединенного комитета по раку, которая использует наиболее запущенную стадию множественных поражений в качестве фактической стадии МПКК. Тем не менее, основывать прогнозы исключительно на стадии TNM недостаточно. До сих пор не существует эффективного инструмента для прогнозирования прогноза развития МПХК после операции. В современную эпоху прецизионной медицины модели клинического прогнозирования для количественной оценки риска широко используются при принятии клинических решений и оценке прогноза пациента 7,8. В последние годы номограммы, основанные на независимых прогностических факторах риска, получили широкое распространение для прогнозирования прогноза опухоли9. Номограммы могут визуализировать сложные статистические модели, что облегчает их применение в клинических условиях. При оценке прогноза опухоли обычноиспользуются показатели общей выживаемости (ОВ) и специфической для рака выживаемости (CSS) 9. Под ОС понимается время от подтверждения онкологического заболевания у пациента до смерти от любой причины. CSS относится к времени от постановки диагноза опухоли до смерти, вызванной именно раком, предлагая более точное отражение риска смерти от рака. Когда CSS используется в качестве индикатора исхода, смертность, вызванная другими факторами, может повлиять на вероятность смертности от рака, вводя конкурирующую зависимость риска между двумя событиями10,11. Таким образом, в исследованиях опухолеспецифической выживаемости следует использовать конкурирующие модели риска для устранения влияния конкурирующих событий. В предыдущих исследованиях были построены модели для прогнозирования прогноза ПДКК, но они были ограничены синхронным колоректальным раком и не использовали конкурирующие модели риска для учета влияния конкурирующих событий на CSS 12,13,14.
В этом исследовании мы изучили конкурирующие независимые факторы риска, влияющие на специфичную для рака выживаемость при МПХК после хирургического вмешательства. Обоснование использования конкурирующей модели рисков проистекает из ее способности учитывать возможность того, что пациенты могут умереть от причин, отличных от рака, что имеет решающее значение для получения объективныхоценок выживаемости. Традиционные методы анализа выживаемости, такие как модель Кокса, могут переоценивать вероятности выживания при наличии конкурирующих событий, что делает использование конкурирующих моделей риска более целесообразным в этихсценариях.
На основе выявленных независимых факторов риска мы построили номограмму для прогнозирования вероятности выживания и валидировали ее эффективность. Номограммы завоевали популярность в клинических условиях, поскольку они обеспечивают удобное графическое представление сложных статистических моделей, позволяя клиницистам легко рассчитывать индивидуальные оценки риска18,19. В отличие от других прогностических инструментов, номограммы учитывают множественные факторы риска и предоставляют более точные, персонализированные прогнозные оценки. Этот подход все чаще проверяется на различных видах рака, демонстрируя превосходную производительность по сравнению с традиционными системами определения стадий 20,21,22. Наш инструмент призван помочь клиницистам в составлении персонализированных и более точных оценок прогноза во время диагностики и лечения, тем самым улучшая процесс принятия решений при лечении МПХК.
Это исследование включает в себя два этапа. Во-первых, клинические данные и данные о выживаемости МПХК были получены из базы данных SEER. Затем программное обеспечение R (версия 4.3.3) было использовано для анализа и построения конкурирующей модели риска. Схема рабочего процесса исследования представлена на рисунке 1. Данное исследование не требует этического одобрения и согласия на участие. Данные, использованные в данном исследовании, были получены из баз данных.
1. Сбор данных
2. Построение модели
Характеристика пациента
Всего в исследование был включен 8 931 пациент. С точки зрения полового распределения, доля пациентов мужского пола была выше (56%) по сравнению с пациентами женского пола (44%). Что касается распределения локализации опухоли, то большинство опухолей было распределено по всей толстой кишке, в то время как наименьшее количество опухолей было расположено в правой толстой кишке (21%). С точки зрения степени опухоли, наиболее распространенной степенью была II степень, с 6 251 пациентом, что составляет 70% от общего числа; за ней последовала III степень с 2 026 пациентами (23%). В I и IV степенях было 355 и 299 пациентов соответственно, что составляет 4% и 3,3% от общего числа. С точки зрения инвазии опухоли наиболее распространенными были стадии Т3 и Т4. Более чем у половины пациентов не было метастазов в лимфатические узлы, в то время как у 17% пациентов наблюдались отдаленные метастазы. Лучевую терапию получили 1 446 пациентов (16%), химиотерапию – 3 843 пациента (43%). ПКРК встречался чаще, 5 327 пациентов, что составляло 60% от общего числа; Было 3604 пациента с метахронным колоректальным раком, что составляет 40%. Пациенты были случайным образом разделены на обучающие и валидационные наборы в соотношении 7:3. Статистически значимых различий в исходных данных между когортами обучения и валидации не было, как показано в таблице 1.
Одномерный анализ
После контроля влияния конкурентных событий результаты однофакторного анализа показали, что пол, степень и размер опухоли, стадия TNM, лучевая терапия, синхронный или метахронный статус и расположение опухоли были прогностическими факторами, влияющими на ССС у пациентов с МПКК. Только возраст не является прогностическим фактором для ССС у пациентов с МПКК. Мы отмечаем, что существует значительное пересечение CIF в лучевой терапии, химиотерапии, локализации и синхронном или метахронном статусе, что указывает на то, что краткосрочные и долгосрочные прогностические эффекты облучения у пациентов с МПХК были различными, как и химиотерапия, локализация и синхронный или метахронный статус. Кумулятивная кривая риска каждой подгруппы показана на рисунке 2.
Многомерный анализ
Прогностические факторы, полученные с помощью однофакторного анализа, были включены в регрессию наилучших подмножеств (BSR) и многофакторный анализ модели конкурентного риска. Среди них лучевая терапия, химиотерапия, локализация и синхронный или метахронный статус исключаются из-за их двойного влияния на прогноз. Результаты BSR и многофакторного анализа показали, что пол, стадия TNM и степень опухоли являются независимыми факторами риска развития CSS у пациентов с MPCC. (Рисунок 2)
Построение и верификация номограммы
На основе независимых факторов риска, полученных с помощью многофакторного анализа, мы строим линейную номограмму для прогнозирования CSS и верифицируем производительность модели прогнозирования (рис. 3). Затем мы используем кривую ROC, калибровочную кривую и DCA для оценки модели. Кривая ROC показала, что AUC 1-го, 3-летнего и 5-летнего обучения когорты составили 0,762, 0,742 и 0,734, а AUC 1-го, 3-летнего и 5-летнего курсов верификационной когорты составили 0,801, 0,740 и 0,743. В обучающей когорте и когорте верификации калибровочная кривая показала высокое соответствие между прогнозируемой вероятностью и фактическими данными (рис. 4). Чтобы проверить работоспособность модели в клиническом применении, мы использовали DCA для оценки клинической ценности модели. Результаты показывают, что модель показывает хорошую чистую выгоду (рисунок 5).
Рисунок 1: Схема рабочего процесса исследования. Данное исследование состоит из двух этапов: во-первых, данные были получены с помощью SEER. Stat, а затем анализ и визуализация данных были выполнены с помощью R. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Рисунок 2: Результаты анализа. (А) КИФ подгрупп. * обозначает p <0,05. (B) Регрессия наилучших подмножеств. В соответствии с наилучшей пригодностью, полом, классом и стадией TNM рассматривались для включения (показаны черными блоками вверху). (C) Многофакторный анализ также показал, что пол, степень и стадия TNM являются независимыми факторами риска. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.
Рисунок 3: Номограмма для КСС у пациентов с МПКК. Общий балл пациента можно рассчитать, сложив баллы, соответствующие каждому фактору. На основе общего балла можно предсказать вероятность смерти от рака через 1, 3 и 5 лет Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.
Рисунок 4: Кривая ROC и калибровочная кривая. (A, B) Кривые в обучающей когорте (n=6255) и (C, D) валидационной когорте (n=2676). Чем ближе значение AUC к 1, тем лучше классификационная производительность модели. Полосы погрешностей показывают 95% доверительный интервал для вероятности фактического наступления события. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.
Рисунок 5: DCA для 1, 3 и 5 лет. (A, B, C) DCA в обучающей когорте и (D, E, F) валидационной когорте. Зеленая линия представляет чистую выгоду от всех положительных результатов, синяя линия представляет чистую выгоду от отсутствия положительных результатов, а красная линия указывает на чистую выгоду модели. В красной области ниже показано преимущество модели, превышающее все положительные и ни одного положительного результата, что указывает на фактический диапазон преимуществ модели. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.
Таблица 1: Клинико-патологические и исходные характеристики пациентов. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать эту таблицу.
Поскольку рак пищеварительной системы является распространенной опухолью пищеварительной системы, факторы, влияющие на прогноз одиночного колоректального рака, были изучены и подтверждены в предыдущих исследованиях24. Тем не менее, исследования прогностических факторов у пациентов с МПХК были ограничены. В это исследование был включен 8 931 пациент с МПКК, перенесших хирургическое вмешательство из базы данных SEER в период с 2004 по 2015 год. Мы использовали конкурирующую модель риска для изучения факторов риска, влияющих на CSS, и построили прогностическую модель. В этом исследовании 39,1% умерших пациентов умерли от причин, не связанных с раком, что подчеркивает необходимость использования конкурирующей модели риска для анализа факторов риска ССС.
Предыдущее исследование показало, что пожилой возраст является фактором риска, влияющим на ОВ у пациентов с МПХК12. Однако в этом исследовании мы обнаружили, что возраст не является фактором риска развития ССС. Пожилые пациенты часто демонстрируют худшие исходные состояния здоровья и больше сопутствующих заболеваний, что может привести к более короткой ОВ по сравнению с более молодыми пациентами. Пожилые люди также чаще умирают от других причин, таких как сердечно-сосудистые заболевания и тяжелые инфекции, что делает их более восприимчивыми к этим факторам, чем более молодые пациенты. В этом исследовании мы сосредоточились на конкурирующей связи между смертностью от других причин и смертностью от самого рака. Используя конкурирующую модель риска и исключив влияние смертей, вызванных другими причинами, мы обнаружили, что в этих условиях пожилой возраст больше не является фактором риска развития ССС ПДКК. Это указывает на то, что пациенты с МПХК в разных возрастных группах могут сталкиваться с одинаковой опухолевой нагрузкой. В целом, молодые и пожилые пациенты с этим заболеванием имеют схожий CSS, что дает ценные рекомендации для разработки персонализированных стратегий лечения.
Это исследование также показало, что частота и прогноз МПХК демонстрируют гендерные тенденции, с более высокой долей и более низким уровнем ПСС среди пациентов мужского пола. Это согласуется с ситуацией, наблюдаемой при солитарном колоректальном раке. Предыдущие исследования показали, что одиночный колоректальный рак чаще встречается у мужчин, и пациенты мужского пола имеют худший прогноз, чем пациенты женского пола. Это может быть связано с влиянием эстрогенов на возникновение и прогрессирование колоректального рака25. Кроме того, другие исследования показали, что микробиота кишечника и метаболиты кишечника у пациентов мужского пола могут быть одной из причин гендерных различий, наблюдаемыху пациентов с колоректальным раком. Исследование, проведенное в Германии, показало, что диабет 2 типа оказывает большее влияние на колоректальный рак у женщин27 лет. Более того, витамин D оказывает защитное действие против колоректальной неоплазии у женщин, но у мужчинподобных результатов обнаружено не было.
Конкурирующий однофакторный анализ показал, что пациенты с МПХК с большими размерами опухоли имели более низкий уровень CSS. В предыдущих исследованиях размер опухоли часто рассматривался как показатель агрессивности опухоли 29,30,31. Тем не менее, результаты конкурирующих многофакторных анализов не подтверждали размер опухоли в качестве независимого фактора риска. Это говорит о том, что в полых органах, таких как колоректум, размер опухоли может иметь ограниченную способность отражать агрессивность опухоли. Это явление может быть обусловлено различными факторами, в том числе сложностью биологии опухоли и различными моделями роста и распространения опухоли в разных органах.
Плохая степень опухоли указывает на более сильную инвазивную и миграционную способность опухолевых клеток, что согласуется с выводами данного исследования: более низкая степень опухоли предполагает более слабую степень CSS у пациентов с МПКК. Стадия TNM является наиболее часто используемым клиническим методом для направления лечения пациента и прогнозирования прогноза32,33. Это исследование показало, что чем глубже инфильтрация опухоли, чем больше количество метастатических лимфатических узлов и наличие метастазов в органы, тем хуже выживаемость пациента при раке. Это полностью согласуется с клиническим консенсусом.
При колоректальном раке прогноз варьируется в зависимости от локализации опухоли. Многие исследования показали, что правая толстая кишка имеет худший прогноз по сравнению с левой толстой кишкой 34,35,36,37. Тем не менее, некоторые исследования показывают, что при резектабельном колоректальном раке боковая сторона расположения опухоли не влияет на долгосрочный прогноз. В этом исследовании ПДХК, расположенный в правой толстой кишке, имел худший CSS в краткосрочной перспективе, но лучший долгосрочный прогноз. Аналогичным образом, пациенты с МПКК, получавшие лучевую и химиотерапию, имели лучший краткосрочный ПСС, но худший долгосрочный ПСС. У SCRC был худший краткосрочный CSS по сравнению с MCRC, но лучший долгосрочный CSS. Причины такого двойного влияния на прогноз до сих пор неясны.
Данное исследование имеет некоторые ограничения. Из-за ограничений, присущих базе данных SEER, мы не смогли получить или проанализировать некоторые известные прогностические показатели, такие как уровни раково-эмбрионального антигена (РЭА) и микросателлитный статус. Кроме того, мы не могли исключить пациентов с воспалительным заболеванием кишечника, наследственным неполипозным колоректальным раком и семейным аденоматозным полипозом с более высоким риском развития МПХК39. Кроме того, иммунотерапия становится все более важным аспектом лечения колоректального рака, но мы не смогли получить данные по этому вопросу. Ретроспективный характер нашего анализа и опора на один набор данных могут привести к врожденным предубеждениям.
Исследование, основанное на базе данных SEER, показало, что мужской пол, плохая степень опухоли и прогрессирующая стадия TNM были связаны с более низким уровнем CSS у пациентов с MPCC после операции. Важно уделять пристальное внимание пациентам с этими факторами риска во время диагностики и лечения. Кроме того, в этом исследовании была разработана номограмма для прогнозирования CSS у пациентов с MPCC, которая может точно предсказать прогноз и внести вклад в принятие решения о клиническом лечении.
Авторам нечего раскрывать.
Никакой.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
forestplot package | Comprehensive R Archive Network (CRAN) | forest plot 3.1.3 | A forest plot that allows for multiple confidence intervals per row, custom fonts for each text element, custom confidence intervals, text mixed with expressions, and more. |
ggprism package | Comprehensive R Archive Network (CRAN) | ggprism 1.0.5 | The ggprism package provides various themes, palettes, and other useful functions to customise ggplots and give them the ‘GraphPad Prism’ look. |
ggscidca package | Comprehensive R Archive Network (CRAN) | ggscidca package | The 'ggscidca' package adds coloured bars of discriminant relevance to the traditional decision curve. Improved practicality and aesthetics. |
ggsurvfit package | Comprehensive R Archive Network (CRAN) | ggsurvfit 1.1.0 | The ggsurvfit package eases the creation of time-to-event (aka survival) summary figures with ggplot2. The concise and modular code creates images that are ready for publication or sharing. |
gtsummary package | Comprehensive R Archive Network (CRAN) | gtsummary 2.0.0 | The gtsummary package provides an elegant and flexible way to create publication-ready analytical and summary tables using the R programming language. The {gtsummary} package summarizes data sets, regression models, and more, using sensible defaults with highly customizable capabilities. |
QHScrnomo package | Comprehensive R Archive Network (CRAN) | QHScrnomo 3.0.1 | The goal of QHScrnomo is to provide functionality to construct nomograms in the context of time-to-event (survival) analysis in the presence of competing risks. It also contains functions to build, validate, and summarize these models. |
R Software | R Core Team | R 4.3.3 | Free software environment for statistical computing and graphics |
riskRegression package | Comprehensive R Archive Network (CRAN) | riskRegression 1.3.7 | Risk Regression Models and Prediction Scores for Survival Analysis with Competing Risks |
rms package | Comprehensive R Archive Network (CRAN) | rms 6.8-1 | rms does regression modeling, testing, estimation, validation, graphics, prediction, and typesetting by storing enhanced model design attributes in the fit. |
RStudio | RStudio, Public Benefit Corporation(PBC) | Rstudio 2023.12.1+402 | Integrated Development Environment (IDE) used for running R scripts, data analysis, and model development. Provides a user-friendly interface for R programming with advanced features like script editing, debugging, and version control. |
SEERstat | National Cancer Institute (NCI) | SEERstat 8.4.3 | Software for statistical analysis of SEER and other cancer-related databases |
tidycmprsk package | Comprehensive R Archive Network (CRAN) | tidycmprsk 1.0.0 | The tidycmprsk package provides an intuitive interface for working with the competing risk endpoints |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены