基于术前LCR及PNI的结直肠癌根治术后感染性并发症预测模型的构建与评价.pdf

基金项目:安 徽省科技 厅 重 大 项 目 科 技 惠 民 专 项-生 命 健 康(2022e07020060)作者单位:230000合肥,安徽医科大学第三附属医院胃肠外科通信作者:何磊,电子信箱:hfyysoncology 基于术前 LCR 及 PNI 的结直肠癌根治术后感染性并发症预测模型的构建与评价田园汪贯龙李瑞徐凯李红霞何磊摘要目的探讨淋巴细胞绝对数与 C 反应蛋白比值(lymphocytes to C-reactive protein ratio,LCR)联合预后营养指数(prognostic nutritional index,PNI)对结直肠癌根治术后感染性并发症的预测作用,并分析影响术后感染性并发症的危险因素,建立一种能够识别术后感染性并发症风险的新模型并对其效能进行评价。方法回顾性分析 2019 年 3 月 2022 年 4 月安徽医科大学第三附属医院收治的 339 例结直肠癌患者的临床资料,随机分为训练组和验证组。采用 X-tile 软件确定 LCR 及 PNI 的最佳截断值,采用单因素和多因素 Logistic 回归分析确定术后感染性并发症发生的危险因素,然后通过训练组数据构建列线图预测模型,最后评价该预测模型的效能。结果术前 LCR 及 PNI 的最佳截断值分别为 0.48 和 45.65,结合两者构建 LCR-PNI 评分(0、1、2 分),评分越高术后出现感染性并发症的概率越大(P 0.05)。基于列线图的预测模型,训练组和验证组的曲线下面积为0.840 和 0.814,校准曲线一致性较好;决策分析曲线分析表明,该模型具有较高的净获益水平。结论术前 LCR-PNI 评分是结直肠癌患者术后感染性并发症的独立危险因素。本研究开发的列线图对结直肠癌根治术后感染性并发症具有良好的个体预测能力。关键词结直肠癌淋巴细胞绝对数与 C 反应蛋白比值预后营养指数列线图术后感染性并发症中图分类号R735文献标识码ADOI 10.11969/j.issn.1673-548X.2024.03.027Construction and Evaluation of Predictive Model for Infectious Complications after Radical Resection of Colorectal Cancer based on Preoper-ative LCR and PNI.TIAN Yuan,WANG Guanlong,LI Rui,et al.Department of Gastrointestinal Surgery,Third Affiliated Hospital of An-hui Medical University,Anhui 230000,ChinaAbstractObjectiveTo investigate the predictive effect of lymphocytes to C-reactive protein ratio(LCR)combined with prog-nostic nutritional index(PNI)on postoperative infectious complications after radical resection of colorectal cancer,and to analyze the riskfactors affecting postoperative infectious complications.To establish a new model that can identify the risk of postoperative infectious com-plications and evaluate its efficacy.MethodsThe clinical data of 339 patients with colorectal cancer admitted to the Third AffiliatedHospital of Anhui Medical University from March 2019 to April 2022 were retrospectively analyzed and randomly divided into traininggroup and verification group.The optimal cut-off values of LCR and PNI were determined by X-tile software.Univariate and multivari-ate Logistic regression analysis were used to determine the risk factors of postoperative infectious complications.After that,a nomogramprediction model was constructed through the training group data.Finally,the efficacy of the prediction model was evaluated.ResultsThe optimal cut-off values of preoperative LCR and PNI were 0.48 and 45.65,respectively.The LCR-PNI score(0,1,2)was con-structed by combining the two.The higher the score,the greater the probability of postoperative infectious complications(P 0.05).Based on the prediction model of the nomogram,the area under the curve of the training group and the verification group were 0.840 and0.814,and the calibration curve was consistent.The decision analysis curve showed that the model has a high net benefit level.Conclu-sionPreoperative LCR-PNI score is an independent risk factor for postoperative infectious complications in patients with colorectalcancer.The nomogram developed in this study has good individual predictive ability for postoperative infectious complications after radicalresection of colorectal cancer.Key wordsColorectal cancer;LCR;PNI;Nomogram;Postoperative infectious complications目前结直肠癌最主要的治疗方法是外科手术,结直肠癌手术的特点是感染性并发症的发生率相对较高1。相关研究指出,感染性并发症会延迟辅助治疗,降低结直肠癌根治术患者的长期生存率2,3。因此如何有效的预防和减少术后感染性并发症是胃肠外科关注的焦点之一4。有研究报道,炎性反应、免疫状况及营养情况等是恶性肿瘤患者术后感染性并531医学研究杂志 2024 年 3 月第 53 卷第 3 期论著发症的重要影响因素5,6。如预后营养指数(prog-nostic nutritional index,PNI)已被证实是术后感染性并发症的预测因子7。Okugawa 等8研究发现,LCR是结直肠癌术后并发症的预测指标。而目前有研究者通过联合炎性指标和免疫指标来提高预测价值9。本研究联合术前 LCR 及 PNI 评分,结合结直肠癌术后感染性并发症的术前主要危险因素,在列线图的基础上建立一个预测术后感染性并发症风险患者的新模型。资料与方法1.研究对象:以“结肠肿瘤”和“直肠肿瘤”为关键词,检索安徽医科大学第三附属医院病案系统,回顾性收集 2019 年 3 月 2022 年 4 月胃肠外科结直肠组诊断为结直肠癌恶性肿瘤,行根治性手术并经术后病理证实为结直肠癌患者的临床资料。纳入标准:行结直肠癌根治术且术期病理明确诊断为结直肠癌;术前无放化疗病史,无远处脏器转移,术后病理分期为、和期;无合并其他部位恶性肿瘤;临床病理资料完整。排除标准:术前合并急性、慢性感染性疾病;术后新发非手术相关疾病;结直肠癌合并肠梗阻急诊手术者;非医嘱出院无法准确评估术后并发症情况的患者。2.资料收集:收集患者的性别,年龄,体重指数(body mass index,BMI),术前糖尿病,肿瘤位置,肿瘤分期,手术方式,术前 7 天内的(淋巴细胞、C-反应蛋白、血小板、血清白蛋白)结果,术中肿瘤位置、出血量,术后病理报告(含肿瘤直径、病理类型、肿瘤分期、肿瘤分化程度、手术切缘、有无血管和神经侵犯等),术后感染性并发症等资料。术后指标主要收集患者术后吻合口漏、切口感染、肺部感染、腹盆腔感染、泌尿系感染、中心静脉感染等感染性并发症的发生情况。将纳入研究的患者按照 7 3的比例随机分为训练组和验证组,其主要指标淋巴细胞绝对数与 C反应蛋白比值(lymphocytes to C-reactive protein rati-o,LCR)、PNI、年龄、BMI 数据分布情况如图 1 所示。图 1患者数据分布情况A.LCR;B.PNI;C.年龄;D.BMI 3.统计学方法:使用 X-tile 软件计算 LCR 及PNI 的最佳截断值,应用 SPSS 22.0 软件对数据进行处理分析。单因素分析中符合正态分布的计量资料以均数 标准差(x s)表示,组间采用独立样本 t 检验。单因素分析中的计数资料用例数表示,组间采用 2检验。在单因素中差异有统计学意义(P 0.05)的因素纳入多因素 Logistic 回归分析中。使用 Origin2021 及 R4.2.1 软件绘图,验证采用校准曲线、受试者操作特征(receiver operating charac-teristic,ROC)曲 线 和 决 策 曲 线 分 析(decision curveanalysis,DCA)10,11。以 P 0.48 且 PNI 45.65 记 0 分,LCR0.48 且 PNI 45.65 和 LCR 0.48 且 PNI45.65 记 1 分,LCR0.48 且 PNI45.65 记 2 分。将相关指标纳入单因素分析后提示患者年龄、是否患有糖尿病、肿瘤分期情况、LCR-PNI 评分等指标与结直肠癌根治术后感染性并发症的发生有关(P 6531130174465373338性别0.3090.5784.6060.032男性201091644女性1494438BMI(kg/m2)22.50 2.8622.73 2.91-0.4090.68320.93 3.5721.64 3.13-0.7270.471糖尿病5.8590.0165.7840.016有71354无271901578ASA 分级2.4210.2984.1080.128级827610级201351046级641426肿瘤位置1.8220.1770.2610.609直肠13103838结肠211001244肿瘤分期7.9890.0188.8710.012期652415期1198651期17531016手术方式0.2300.6320.0220.883腹腔镜962626开放251411456造口0.1290.7200.8600.354有1066824无241371258术中失血量(ml)109.51 96.90118.95 99.89-0.4930.623170.47 181.12112.14 90.851.4780.146血小板计数(109/L)211.22 78.94233.21 81.14-1.4120.161184.38 75.45246.71 103.72-2.3280.024血清白蛋白(g/L)1.1140.2915.2560.022353321123 3531171959PNI13.867 0.00115.481 45.6512139456LCR31.229 0.00126.917 0.4810156260LCR-PNI 评分46.600 0.00147.080 65 岁)-1.0880.7662.0190.1550.337(0.075 1.511)糖尿病(有)1.0210.4654.8210.0282.776(1.116 6.908)肿瘤分期(期 vs 期)1.3630.6604.2610.0393.907(1.071 14.250)LCR-PNI 评分(2 分)1.4190.4709.1100.0034.133(1.645 10.384)831论著J Med Res,March 2024,Vol.53 No.3图 4预测结直肠癌患者术后感染性并发症的列线图图 5两组列线图的 ROC 曲线分析A.训练组;B.验证组图 6两组 AUC 面积堆积柱状图讨论C 反应蛋白与导致结直肠癌患者淋巴细胞减少和 T 细胞受损相关,而淋巴细胞在宿主对肿瘤的细胞毒性免疫反应中起着关键作用,使得结直肠癌患者细胞介导的免疫力受损12。因此 LCR 可反映恶性肿瘤患者在不同炎性应激条件下的免疫状态。目前LCR 对恶性肿瘤患者术后短期及长期预后表现出优异的预测能力13。Okugawa 等8的研究中 LCR 是结直肠癌患者术后并发症和手术部位感染的独立预测指标。此外他们还纳入其他炎性指标进行对比预测,结果表明 LCR 与结直肠癌复发的相关性最高,是更可靠的生物学标志物。本研究中术前 LCR 降低时,可能提示患者出现免疫受损或全身炎性反应增强,从而出现术后感染性并发症风险较高。目前大量研究已证明 PNI 是恶性肿瘤术后感染性并发症及预后方面的重要预测指标7,14。淋巴细胞是一类具有免疫识别功能的细胞系,血清白蛋白则反映个体的营养状况,因此 PNI 可对患者的机体营养情况和免疫状态予以综合评估。Okita 等15研究指出,低 PNI 是溃疡性结肠炎患者行直肠切除回肠袋-肛门吻合术后感染性并发症的重要预测因素。Matsuda 等16针对肝切除手术的研究也得出了相同的结论。本研究结果表明,低 PNI 组患者营养状况和免疫力较差,术后发生感染性并发症风险较高。癌症状态通常会激活全身炎性反应,同时侵入性手术会触发异常增强的炎性反应,炎性反过来会降低931医学研究杂志 2024 年 3 月第 53 卷第 3 期论著图 7两组列线图的校准曲线A.训练组;B.验证组图 8两组列线图的 DCA 曲线A.训练组;B.验证组免疫力17。同时营养不良也可导致癌症患者免疫功能下降5。LCR 和 PNI 分别作为炎性指标和营养指标,两者联合可以更全面地对术后感染进行预测。Zhang 等18研究将 PNI 与 FPR 联合评分来预测胃癌根治术后老年患者的预后,FPR 和 PNI 的 AUC 值分别为 0.664 和 0.613,而 FPR-PNI 评分的 AUC 为0.672,结果表明两者联合的预测效率优于任何单一指标。有研究同样表明 PLR 与 PNI 两者的联合是有利于判断肝癌患者肝切除术的预后19。因此本研究进一步引入 LCR-PNI 评分,这项基于炎性指标和营养指标的研究有以下主要贡献:首先多因素 Logistic回归分析显示,LCR-PNI 评分是结直肠癌术后感染性并发症发生的独立危险因素(P 0.05),LCR-PNI 评分越高患者术后发生感染性并发症概率越高;其次LCR-PNI 评分的 AUC 为 0.840,高于 LCR 和PNI 的 AUC,说明预测性生物学标志物的指标联合将会改进现有常规预测模型建立的方法,在未来临床预测模型应用中有巨大潜力。目前对于 PNI 和 LCR 的分界值,国内外的相关研究尚无统一的标准。PNI 分界数值为45 52,LCR 分界数值为 0.3 0.7,与本研究结果一致13,20 22。列线图具有分析结果可视化的特点,医生可通过图形快速计算出各种危险因素各状态下的风险概率,并预测个体结直肠癌术后并发症的发生率,目前在临床领域得到广泛应用23,24。本研究通过多因素分析确定了其他的相关术前危险因素,如合并糖尿病、肿瘤分期,与之前相关研究结果一致25,26。本研究选择评估术前因素,可以在早期帮助临床医生评估患者风险,若患者术后感染性并发症发生率过高,可以暂缓手术,给予积极的保守治疗。如对存在营养不良的患者应先及时予以积极的营养支持。术后感染性并发症是可积极采取预防或治疗措施的,因此该模型可以降低结直肠癌患者的手术风险,为肿瘤的预后提供关键信息。本研究属于回顾性研究,由于样本量纳入的严格性和数量有限,因此,需要进行多中心、大样本量的临床研究,以获得更准确的 LCR 和 PNI 值。其次,由于不同的样本量和患者选择标准,最佳 LCR 和 PNI 值在不同的研究中有所不同,从而导致了值的偏差,所获得 LCR 及 PNI 截断值可能不适用于其他同类研究;今后该预测模型将进一步扩大样本量、引入更多指标等来验证其准确性并进行优化。041论著J Med Res,March 2024,Vol.53 No.3综上所述,与单独 LCR、PNI 指标比较,LCR-PNI 联合评分可作为结直肠癌患者术后感染性并发症更好的预测指标。同时结合术前糖尿病、肿瘤分期和 LCR-PNI 评分建立的列线图模型具有准确的个体化预测能力及前景广阔的临床应用价值。利益冲突声明:所有作者均声明不存在利益冲突。参考文献1 Ouyang X,Li Q,Shi M,et al.Probiotics for preventing postoperativeinfection in colorectal cancer patients:a systematic review and Meta-analysisJ.Int J Colorectal Dis,2019,34:459-4692 Matsuda A,Maruyama H,Akagi S,et al.Do postoperative infectiouscomplications really affect 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