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第一部分局部晚期直肠癌新辅助放化疗后病理肿瘤退缩分级相关临床预后模型的构建目的探索局部晚期直肠癌新辅助放化疗后病理肿瘤退缩分级相关的临床预后模型,为局部晚期直肠癌的预后预测及诊治提供理论参考。方法筛选2010年1月1日至2018年3月8日期间顺利完成术前长程新辅助放化疗,且行全直肠系膜切除术的局部晚期直肠癌患者,进行回顾性分析研究。根据美国癌症联合委员会(American Joint Committee on Cancer,AJCC)和美国病理学家协会(College of American Pathologists,CAP)定义的肿瘤退缩分级(Tumor Regression Grade,TRG)系统(AJCC/CAP TRG分级系统),评估确定每位患者的病理TRG分级。将研究人群按照2:1随机分为训练集和验证集。以无病生存期(Disease-Free Survival,DFS)为主要观察指标,以疾病进展、局部复发、远处转移或因任何原因死亡为结局事件,分别采用单因素Cox回归和Kaplan-Meier法筛选影响预后的显著性变量。通过套索算法(Least absolute shrinkage and selection operator,LASSO)及十折交叉验证法筛选预测变量。最终建立多因素Cox回归的DFS预测模型,绘制森林图、列线图(Nomogram)实现回归方程的可视化,进一步开发基于模型的网页应用。从区分度、校准度、临床有效性三个方面评价模型。结果通过纳入排除标准最终获得符合研究要求的研究对象243例,通过电子病历系统查找并整理患者资料,包括性别、年龄、体质指数(Body Mass Index,BMI)、家族肿瘤类型、吸烟史、饮酒史、合并症、临床TNM分期、病理分级、肿瘤长径、糖类抗原199(Carbohydrate antigen199,CA199)、癌胚抗原(Carcinoembryonic antigen,CEA)、病理TNM分期、脉管癌栓、神经浸润等。单因素分析得到BMI、饮酒史、临床TNM分期、肿瘤长径、下缘距肛缘距离、治疗前CA199水平、治疗前CEA水平、脉管癌栓、神经浸润、病理TRG分级、病理TNM分期均为DFS的显著影响因素。通过LASSO回归筛选变量构建了病理TRG和病理TNM的DFS多因素Cox回归模型,病理TRG分级和病理TNM分期均为独立预后影响因素。实现了两模型的森林图、列线图、网页应用,提高了临床应用模型的可操作性。TNM模型和TRG模型区分度均较好(C指数:0.782,0.749;1、3、5年NRI:7.90%,-6.90%,-3.70%;1、3、5年IDI:-1.40%,-3.30%,-4.60%)、校准曲线置信区间均包含实际值、临床有效性均高于极端曲线,但病理TRG模型的区分度及临床有效性不及病理TNM模型。结论本研究建立了局部晚期直肠癌新辅助放化疗后病理肿瘤退缩分级相关的临床预后模型,模型的区分度、校准度及临床有效性均较好,但仍不及病理TNM相关的预后模型,需要开发更佳的预后预测模型以提高模型的预测能力及临床应用价值。第二部分局部晚期直肠癌新辅助放化疗后磁共振肿瘤退缩分级相关临床预后模型的构建目的探索局部晚期直肠癌新辅助放化疗后磁共振(Magnetic Resonance,MR)肿瘤退缩分级相关的临床预后模型,为局部晚期直肠癌的预后预测及诊治提供理论参考。方法筛选2010年1月1日至2018年3月8日期间顺利完成术前长程新辅助放化疗,且行全直肠系膜切除术的、术前完善盆腔增强MR的局部晚期直肠癌患者,进行回顾性分析研究。根据MR T2加权像肿瘤占比评估确定每位患者的磁共振肿瘤退缩(MR-TRG)分级。将研究人群按照2:1随机分为训练集和验证集。以无病生存期(Disease-Free Survival,DFS)为主要观察指标,以疾病进展、局部复发、远处转移或因任何原因死亡为结局事件,分别采用单因素Cox回归和Kaplan-Meier法筛选影响预后的显著性变量。通过套索算法(Least absolute shrinkage and selection operator,LASSO)及十折交叉验证法筛选预测变量。最终建立多因素Cox回归的DFS预测模型,绘制森林图、列线图(Nomogram)实现回归方程的可视化,进一步开发基于模型的网页应用。从区分度、校准度、临床有效性三个方面评价模型。结果通过纳入排除标准最终获得符合研究要求的研究对象243例,通过电子病历系统查找并整理患者资料,包括性别、年龄、体质指数(Body Mass Index,BMI)、家族肿瘤类型、吸烟史、饮酒史、合并症、临床TNM分期、病理分级、肿瘤长径、糖类抗原199(Carbohydrate antigen199,CA199)、癌胚抗原(Carcinoembryonic antigen,CEA)、脉管癌栓、神经浸润等。单因素分析得到MR-TRG分级为DFS的显著影响因素。通过LASSO回归构建了MR-TRG的DFS多因素Cox回归模型,MR-TRG分级为独立预后影响因素。实现了模型的森林图、列线图、网页应用,提高了临床应用模型的可操作性。MR-TRG模型区分度较高(C指数:0.761;1、3、5年NRI:与病理TNM模型相比,10.30%,19.00%,21.00%;与病理TRG模型相比,0.20%,21.10%,16.30%;1、3、5年IDI:与病理TNM模型相比,0.20%,7.60%,8.40%;与病理TRG模型相比,1.70%,10.90%,13.00%)、校准曲线置信区间包含实际值、预测3年DFS的临床有效性曲线在阈概率介于0.35-0.45时优于另两模型。结论本研究建立了局部晚期直肠癌新辅助放化疗后磁共振肿瘤退缩分级相关的临床预后模型,模型的区分度、校准度及临床有效性均较好,综合评估后预测3年DFS时MR-TRG模型的区分度最优,模型校准度及临床有效性也表现优异,可为新辅助放化疗后局部晚期直肠癌患者的预后风险评估及临床治疗决策提供重要参考。第三部分结直肠癌肿瘤发生关键基因的鉴定及CXC趋化因子表达和预后价值的综合分析背景与目的结直肠癌是最常见的恶性肿瘤之一,其发生发展涉及多基因多通路的过程。本研究利用微阵列表达谱数据识别与结直肠癌肿瘤发生相关的基因,其中CXC趋化因子在炎症和血管生成过程中发挥重要作用,可能参与结直肠癌(Colorectal Cancer,CRC)的发生发展。本研究从CXC趋化因子入手,进一步探究CXC趋化因子在结直肠癌中的表达模式和预后价值,探索结直肠癌发生发展可能相关的基因及新的预后预测靶点。方法从Gene Expression Omnibus(GEO)数据库中的GSE39582数据集下载566例结肠癌样本和19例结肠直肠粘膜的表达谱数据。用GEO2R提取差异表达基因(Differentially Expressed Genes,DEGs)。在DAVID平台上使用基因本体论数据库(Gene Ontology,GO)、京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes pathway,KEGG)对DEGs进行功能富集分析。使用STRING数据库构建蛋白互作网络(Protein Protein Interaction network,PPI network),并用Cytoscape软件使用分子复合体识别方法(Molecular Complex Detection,MCODE)建立DEGs模块,输出关键基因。对DEGs模块内的基因分别进行KEGG通路富集分析。对关键基因中的CXC趋化因子进一步研究,从Oncomine、GEPIA、c Bio Portal、HPA和TIMER数据库中探究CXC趋化因子在CRC患者中的转录水平、翻译水平、生存预后影响和肿瘤免疫浸润的相关数据。结果本研究使用GEO数据库识别了439个结肠癌和正常结肠粘膜之间的DEGs,其中上调基因CXCL3,CLDN2,FABP1,COL9A3和SPARC,下调基因CA4,AKR1B10,CHGA,FXYD3和TRPM6,是与CRC肿瘤发生发展相关的关键基因。对关键基因中的CXC趋化因子进一步探究,得到CRC组织中CXCL1-3、CXCL5和CXCL8的表达水平高于结肠直肠组织。CXCL1-3和CXCL9-11在不同肿瘤病理分期的表达有显著差异。生存分析显示,CXCL4和CXCL9-11的高转录水平可作为CRC患者的积极预后因素。在肿瘤免疫浸润分析中,CXCL9-11与CD8+T细胞和NK细胞高度相关,提示其在抗肿瘤免疫应答中的作用。结论本研究识别了439个DEGs,针对CXC趋化因子的研究结果提示CXCL1-3、CXCL5、CXCL8是CRC发生发展的重要影响因素,CXCL9-11可能是CRC预后预测的新的生物标志物。本研究可能对发现CRC潜在的诊断、治疗和预后预测靶点起到提示作用。