高级搜索

非小细胞肺癌术后复发转移的风险模型构建及预测能力的验证

赵方超, 王伟健, 刘建明

赵方超, 王伟健, 刘建明. 非小细胞肺癌术后复发转移的风险模型构建及预测能力的验证[J]. 肿瘤防治研究, 2020, 47(4): 273-277. DOI: 10.3971/j.issn.1000-8578.2020.19.0796
引用本文: 赵方超, 王伟健, 刘建明. 非小细胞肺癌术后复发转移的风险模型构建及预测能力的验证[J]. 肿瘤防治研究, 2020, 47(4): 273-277. DOI: 10.3971/j.issn.1000-8578.2020.19.0796
ZHAO Fangchao, WANG Weijian, LIU Jianming. Construction of Risk Model for Postoperative Recurrence and Metastasis of Non-small Cell Lung Cancer and Verification of Predictive Ability[J]. Cancer Research on Prevention and Treatment, 2020, 47(4): 273-277. DOI: 10.3971/j.issn.1000-8578.2020.19.0796
Citation: ZHAO Fangchao, WANG Weijian, LIU Jianming. Construction of Risk Model for Postoperative Recurrence and Metastasis of Non-small Cell Lung Cancer and Verification of Predictive Ability[J]. Cancer Research on Prevention and Treatment, 2020, 47(4): 273-277. DOI: 10.3971/j.issn.1000-8578.2020.19.0796

非小细胞肺癌术后复发转移的风险模型构建及预测能力的验证

详细信息
    作者简介:

    赵方超(1993-),男,硕士在读,住院医师,主要从事肺癌的基础与临床研究

    通讯作者:

    刘建明(1967-),男,硕士,主任医师,主要从事肺癌的基础与临床研究,E-mail: ljm15888@126.com

  • 中图分类号: R734.2

Construction of Risk Model for Postoperative Recurrence and Metastasis of Non-small Cell Lung Cancer and Verification of Predictive Ability

More Information
  • 摘要:
    目的 

    探讨影响非小细胞肺癌术后复发转移的危险因素,构建非小细胞肺癌术后复发转移的风险预测模型。

    方法 

    回顾性分析2011年5月—2014年5月在华北理工大学附属唐山市人民医院接受手术治疗的278例非小细胞肺癌患者的临床资料,随访患者的术后复发和转移情况,建立复发转移风险模型并进行验证。

    结果 

    多变量Logistic回归分析显示,肿瘤分化程度、纵隔淋巴结转移、术后病理分期是影响患者术后复发转移的独立危险因素。结合独立危险因素建立预测模型,预测模型的AUC为0.867,截断值为0.664。验证组的AUC为0.83,验证组的预测表现与建模组一致。

    结论 

    本研究构建的临床预测模型可以在一定程度上预测非小细胞肺癌术后复发转移风险,具有一定的临床应用价值。

     

    Abstract:
    Objective 

    To explore the risk factors for postoperative recurrence and metastasis of non-small cell lung cancer, and to construct a risk prediction model.

    Methods 

    The clinical data of 278 patients with lung cancer who underwent surgical treatment from May 2011 to May 2014 in Tangshan People's Hospital Affiliated to North China University of Technology were retrospectively analyzed. Postoperative recurrence and metastasis of patients were followed up. The risk model for recurrence and metastasis was established and validated.

    Results 

    Multivariate Logistic regression analysis showed that tumor differentiation, mediastinal lymph node metastasis, and postoperative pathological staging were independent risk factors for postoperative recurrence and metastasis. A prediction model was established by combining independent risk factors. The prediction model had an AUC of 0.867 and a cutoff of 0.664. The AUC of the validation group was 0.83, and the prediction performance of the validation group was consistent with the modeling group.

    Conclusion 

    The predictive model constructed in this study could predict the risk of postoperative recurrence and metastasis of non-small cell lung cancer to a certain extent.

     

  • 食管癌是常见的消化道疾病,为世界八大恶性肿瘤之一[1]。2012年间全世界范围内就有45.58万新增食管癌病例,死亡数40万人,东亚、非洲东部和南部是食管癌最严重地区[2]。目前食管癌治疗的主要方法仍然为外科手术[3]。高复发率仍然是一个亟待解决的问题。为此,越来越多的人趋向于多种疗法结合的策略,可将外科手术与化学疗法、放射疗法及放化疗法进行结合。在日本,用顺铂(CDDP)和5-氟尿嘧啶(5-Fu)进行化疗后再实施外科手术已经成为可切除食管癌的一种标准疗法[4]。对于不可切除的食管癌,化学疗法和放化疗法则成为标准治疗方案,目前被广泛认可的食管癌化学治疗药物仅有多烯紫杉醇(TxT)、CDDP和5-Fu[5]。因此,不论是可切除还是不可切除的食管癌,化学治疗药物都有着不可替代的作用,寻找更多的有效化学治疗药物对食管癌的治疗具有重要意义。芦荟是常见的多年生草本植物,易于种植。其用途十分广泛,在急性创伤、炎症反应、糖尿病、溃疡以及免疫调节等方面都发挥着积极作用[6]。本文就芦荟苷对食管鳞状细胞癌增殖、凋亡和侵袭进行了体外探讨,为发掘新的食管癌化疗药物提供理论参考。

    食管癌细胞系KESY70购自美国典型培养物保藏中心(American Type Culture Collection, ATCC)。RPMI 1640培养液和胎牛血清购自美国赛默飞世尔科技公司。芦荟苷购自美国Sigma公司,用DMSO进行溶解制成母液。Cell Counting Kit-8(CCK-8)购自日本同仁化学公司,细胞凋亡检测试剂盒Annexin V Apoptosis Detection Kit和Transwell小室及人工基底膜均购自美国BD公司。

    食管癌KESY70细胞培养于含10%胎牛血清和100 u/ml青-链霉素的RPMI 1640培养液中,并置于37℃、5%CO2的恒温培养箱中。食管癌KESY70细胞随机分为5组:未处理对照组(KESY70)、对照组(DMSO)和芦荟苷(10、40、80 μmol/L)组。

    食管癌细胞KESY70加入10、20、40、80和120 μmol/L的芦荟苷,添加DMSO为对照组。孵育24 h后,CCK-8法检测不同浓度下食管癌KESY70细胞的存活率。用10、40和80 μmol/L的芦荟苷处理食管癌KESY70细胞,分别于0、24、48、72和96 h检测细胞增殖倍数。

    分别收集不同浓度(终浓度为:10、40和80 μmol/L)芦荟苷处理的细胞,制成1×106个每毫升的细胞悬液。FITC/PI染色15 min,利用流式细胞仪对染色的细胞进行检测,统计细胞凋亡率。

    细胞悬浮于含1%胎牛血清的RPMI 1640培养液中并添加芦荟苷至终浓度为10、40和80 μmol/L,制成细胞密度为1×106个每毫升的细胞悬液。将细胞悬液加入到铺有人工基底膜的Transwell小室的上室中,下室加入含20%胎牛血清的RPMI 1640培养液。37℃、5%CO2的恒温培养箱中培养24 h后,0.5%的结晶紫染色后显微镜下观察细胞形态并随机选取5个视野统计细胞数量。

    收集经芦荟苷处理的细胞,PBS洗3次后加入含蛋白酶抑制剂的细胞裂解液进行总蛋白的提取。然后进行SDS-PAGE凝胶电泳分离,再将蛋白转至PVDF膜。经5%的BSA封闭后,依次孵育相应的一抗和二抗,最后进行显色。统计灰度值计算相对表达量。

    实验数据的统计学分析用SPSS16.0软件进行。两两比较用独立的t检验。P < 0.05为差异有统计学意义。

    加入10和20 μmol/L芦荟苷的食管癌细胞KESY70的存活率与DMSO组差异无统计学意义(P=0.623);当芦荟苷浓度达到40 μmol/L时,食管癌细胞KESY70的存活率降低更明显(P=0.036);芦荟苷浓度再增加至80和120 μmol/L时,食管癌细胞KESY70的存活率明显的降低(P=0.008),见图 1。可见,较低浓度的芦荟苷对食管癌KESY70细胞活力并无影响,但随着芦荟苷浓度的升高,食管癌细胞KESY70的活力也随之降低。

    图  1  CCK-8法检测KYSE70细胞存活率
    Figure  1  Viability of KYSE70 cells detected by CCK-8
    *: P < 0.05; **: P < 0.01, compared with DMSO group

    低浓度(10 μmol/L)的芦荟苷不会影响KESY70的增殖能力;中浓度(40 μmol/L)的芦荟苷添加3 d后,KESY70细胞的增殖受到了明显抑制(P < 0.05);更高浓度(80 μmol/L)的芦荟苷作用3 d后,KESY70细胞增殖倍数显著低于DMSO组(P < 0.05),见图 2。表明当芦荟苷达到一定浓度时,食管癌细胞系KESY70的增殖能力会明显减弱,呈时间-剂量依赖性。

    图  2  CCK-8检测KYSE70细胞增殖
    Figure  2  Proliferation of KYSE70 cells measured by CCK-8
    *: P < 0.05, compared with DMSO group

    向食管癌细胞KESY70添加芦荟苷至终浓度为10、40和80 μmol/L,运用流式细胞术检测芦荟苷对KESY70细胞凋亡的影响。10 μmol/L的芦荟苷明显地增加KESY70细胞凋亡率(P < 0.05);40和80 μmol/L的芦荟苷十分显著地增加细胞凋亡率(P < 0.01),见图 3。由此可见,一定浓度的芦荟苷具有促进KESY70细胞凋亡的功能。

    图  3  流式细胞术分析KYSE70细胞凋亡
    Figure  3  Apoptosis of KYSE70 cells tested by flow cytometry
    *: P < 0.05; **: P < 0.01, compared with DMSO group

    结晶紫染色后,通过显微镜下计数分析发现,10 μmol/L的芦荟苷明显地降低了KESY70细胞的侵袭能力(P < 0.05);40和80 μmol/L的芦荟苷则十分显著地降低了KESY70细胞的侵袭能力(P < 0.01),表明添加芦荟苷可以抑制食管癌细胞KESY70的侵袭能力,见图 4

    图  4  Transwell分析KYSE70细胞侵袭(结晶紫染色×100)
    Figure  4  Invasion of KYSE70 cells tested by Transwell assay (crystal violet staining ×100)
    *: P < 0.05; **: P < 0.01, compared with DMSO group

    从蛋白印迹的结果图可以看出,芦荟苷可以抑制细胞增殖标记蛋白PCNA和侵袭标记蛋白MMP-9的表达;促进细胞凋亡标记蛋白Cleaved caspase-3的表达,见图 5A。与DMSO组相比,10和40 μmol/L加药组的细胞增殖标记蛋白PCNA的表达明显减弱(P < 0.05);80 μmol/L的表达显著降低(P < 0.01),见图 5B。10 μmol/L加药组细胞凋亡标记蛋白Cleaved caspase-3的表达明显高于DMSO组(P < 0.05);40和80 μmol/L的蛋白表达量明显升高(P < 0.01),见图 5C。加药组10、40和80 μmol/L的侵袭标记蛋白MMP-9的表达均降低,与DMSO组存在显著差异(P < 0.01),见图 5D。证明芦荟苷具有抑制食管癌细胞KESY70增殖和侵袭、促进细胞凋亡的作用。

    图  5  蛋白印记检测PCNA、Cleaved caspase-3、MMP-9蛋白的表达
    Figure  5  Expressions of PCNA、Cleaved caspase-3 and MMP-9 protein measured by Western blot
    *: P < 0.05; **: P < 0.01, compared with DMSO group; A: 1: KYSE70; 2: DMSO; 3: Aloin(10μmol/L); 4: Aloin(40μmol/L); 5: Aloin(80μmol/L)

    细胞增殖的不受控是各类癌症的主要特征[7]。芦荟苷作为芦荟的有效药用成分之一,对多种癌症细胞的增殖具有一定的影响。有研究报道, > 140 μmol/L的芦荟苷还可以明显降低宫颈癌细胞HeLaS3的存活能力[8]。Ming-Chin等发现用150和200 μmol/L的芦荟苷处理肺癌细胞72 h后,细胞存活能力降低了50% [9]。本研究结果显示, > 40 μmol/L的芦荟苷处理食管癌细胞KYSE70会导致食管癌KYSE70细胞活力和增殖能力降低。

    许多疾病中都会出现细胞凋亡的异常[10]。据报道芦荟苷在调节各类疾病的细胞凋亡方面发挥着积极作用。有数据显示芦荟苷可以促进结直肠癌细胞凋亡[11],还可诱导非小细胞肺癌A549细胞凋亡[12]。Wang等发现高分子纳米粒装载的芦荟苷可增强胃癌细胞凋亡[13]。本文结果显示, > 10 μmol/L的芦荟苷可有效促进食管癌细胞KYSE70的凋亡。

    癌细胞的侵袭能力在癌症的发生发展进程中至关重要,越来越多的研究表明芦荟苷具有抑制癌细胞侵袭的功效。Pan等发现芦荟苷可减弱结直肠癌细胞的侵袭能力[11]。有数据显示,500 μmol/L的芦荟苷可以有效降低黑色素瘤细胞B16-F10的侵袭能力[14]。另外,芦荟苷处理还可减弱非小细胞肺癌细胞侵袭[15]。本研究检测了10、40和80 μmol/L芦荟苷对食管癌细胞KYSE70侵袭能力的影响,发现食管癌细胞KYSE70侵袭能力会随着芦荟苷浓度的升高而降低。

    许多蛋白质在细胞增殖,凋亡及侵袭中起着重要的调控作用。如Ki67、PCNA、Caspase及MMPs等[16-18]。大量数据表明芦荟苷具有调控细胞增殖、凋亡及侵袭相关蛋白表达的功能。据报道芦荟苷可降低结肠癌中增殖相关蛋白PCNA的表达[19]。另外,芦荟苷处理非小细胞肺癌细胞后,凋亡相关蛋白Caspase-3、Caspase-8和Caspase-9表达上升,侵袭相关蛋白VEGF、MMP-9和MMP-14表达下降[15]。本研究结果显示,芦荟苷可减弱食管癌KYSE70细胞增殖相关蛋白PCNA和侵袭相关蛋白MMP-9表达,增强凋亡相关蛋白caspase-3的表达。

    本研究中,低浓度(10和20 μmol/L)的芦荟苷对食管癌KYSE70细胞的生存活力无影响,中高浓度(40、80和120 μmol/L)的芦荟苷则可以抑制食管癌KYSE70细胞活力。40和80 μmol/L的芦荟苷作用于食管癌KYSE70细胞72 h后,细胞增殖能力明显减弱。10、40和80 μmol/L的芦荟苷还可以促进食管癌KYSE70细胞凋亡,抑制细胞侵袭。

    综上所述,体外研究表明芦荟苷可以抑制食管癌KYSE70细胞的增殖和侵袭,促进细胞凋亡。本研究仅在细胞层面进行了探索,为了更加深入研究芦荟苷在食管癌治疗中的作用,下一步,我们计划建立KYSE70荷瘤小鼠模型,探索芦荟苷在体内对食管癌细胞增殖和迁移的影响及相应的信号通路,为新一代的食管癌抗癌药物的开发提供理论依据。

    作者贡献
    赵方超:构思并设计研究、撰写论文
    王伟健:搜集数据、实施实验
    刘建明:分析数据、论文审查
  • 图  1   回归方程的ROC曲线

    Figure  1   ROC curve of regression equation

    图  2   预测模型效能的ROC曲线

    Figure  2   ROC curve for predicting model effectiveness

    图  3   预测模型预测效能的拟合优度曲线

    Figure  3   Fitting curve of prediction probability of the model

    表  1   影响非小细胞肺癌术后复发转移发生的单因素分析

    Table  1   Single factor analysis of postoperative recurrence and metastasis in non-small cell lung cancer patients

    下载: 导出CSV

    表  2   影响非小细胞肺癌术后复发转移的多因素分析

    Table  2   Multivariate analysis of postoperative recurrence and metastasis in non-small cell lung cancer patients

    下载: 导出CSV
  • [1]

    Siegel RL,  Miller KD,  Jemal A, et al. Cancer statistics, 2019[J].CA Cancer J Clin, 2019, 69(1) : 7-34. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/zlzhzldzzz201901014

    [2] 林金兰, 郭天兴, 潘小杰, 等.长春瑞滨软胶囊单药节拍化疗一线治疗老年非小细胞肺癌临床疗效观察[J].肿瘤防治研究, 2018, 45(11): 909-912. doi: 10.3971/j.issn.1000-8578.2018.18.0841

    Li JL, Guo TX, Pan XJ, et al. clinical observation of metronomic oral vinorelbine monotherapy as first-line treatment on elderly patients with advanced non-small cell lung cancer[J]. Zhong Liu Fang Zhi Yan Jiu, 2018, 45(11): 909-912. doi: 10.3971/j.issn.1000-8578.2018.18.0841

    [3] 罗猛, 刘波, 刘迪, 等.非小细胞肺癌患者微创切除术后的复发与转移状况研究[J].中国内镜杂志, 2017, 23(9): 42-47. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/zgnjzz201709009

    Luo M, Liu B, Liu D, et al. Recurrence and metastasis of patients with non-small cell lung cancer after minimally invasive surgery[J].Zhongguo Nei Jing Za Zhi, 2017, 23(9): 42-47. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/zgnjzz201709009

    [4]

    Zhao J, Zhang X, Gong C, et al. Targeted therapy with apatinib in a patient with relapsed small cell lung cancer: A case report and literature review[J]. Medicine (Baltimore), 2017, 96(50): e9259. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29390367

    [5]

    Yoshida Y,  Watanabe S. Primary Lung Cancer Surgery-Clinical Trial Results[J]. Gan To Kagaku Ryoho, 2018, 45(10): 1405-1409. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30382033/

    [6] 叶轩婷, 张朋, 沈丽萍, 等.非小细胞肺癌根治术后预防复发转移的治疗进展[J].医学综述, 2018, 24(5): 879-883. doi: 10.3969/j.issn.1006-2084.2018.05.010

    Ye XT, Zhang P, Shen LP, et al. Advance of the Prevention from Recurrence and Metastasis after Radical Resection for Non-Small Cell Lung Cancer[J]. Yi Xue Zong Shu, 2018, 24(5): 879-883. doi: 10.3969/j.issn.1006-2084.2018.05.010

    [7]

    Oguma J, Ozawa S, Kazuno A, et al. Clinical Significance of New Magnetic Resonance Thoracic Ductography Before Thoracoscopic Esophagectomy for Esophageal Cancer[J]. World J Surg, 2018, 42(6): 1779-1786. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=c9b1a8ad7b1f3ca6622dbd8f2996c1c3

    [8] 江涵.非小细胞肺癌淋巴结转移及术后局部(区域)复发因素荟萃分析[D].南方医科大学, 2018. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-12121-1018276395.htm

    Jiang H. Meta-analysis of lymph node metastasis and postoperative local (regional) recurrence in non-small cell lung cancer[D]. Southern Medical University, 2018. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-12121-1018276395.htm

    [9] 葛会景, 郭占林.非小细胞肺癌术后预后相关因素的研究进展[J].内蒙古医科大学学报, 2018, 40(6): 650-653. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/nmgyxyxb201806031

    Ge HJ, Guo ZL. Research progress on prognositic factors of non-small cell lung cancer after operation[J]. Neimenggu Yi Ke Da Xue Xue Bao, 2018, 40(6): 650-653. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/nmgyxyxb201806031

    [10] 陶洪, 孙国平.非小细胞肺癌根治术后复发及进展影响因素的回顾性分析[J].医学信息, 2018, 31(12): 61-64. doi: 10.3969/j.issn.1006-1959.2018.12.019

    TAO H, Sun GP. Retrospective analysis of factors influencing recurrence and progression after radical resection of non-small cell lung cancer[J]. Yi Xue Xin Xi, 2018, 31(12): 61-64. doi: 10.3969/j.issn.1006-1959.2018.12.019

    [11] 宋勇. Ⅲ期非小细胞肺癌手术治疗患者预后的影响因素分析[J].中国实用医药, 2019, 14(1): 25-26. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/zgsyyy201901009

    Song Y. Analysis of factors affecting prognosis of patients with stage Ⅲ non-small cell lung cancer undergoing surgical treatment[J]. Zhongguo Shi Yong Yi Yao, 2019, 14(1): 25-26. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/zgsyyy201901009

    [12]

    Flores RM, Nicastri D, Bauer T, et al. Computed tomography screening for lung cancer: mediastinal lymph node resection in stage IA nonsmall cell lung cancer manifesting as subsolid and solid nodules[J]. Ann Surg, 2017, 265(5): 1025-1033. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27232256

    [13] 李星凯, 刘战业, 姜运峰, 等.原发性中央型和周围型肺鳞癌临床病理学及预后差异[J].山东大学学报(医学版), 2017, 55(9): 73-78. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/shandykdxxb201709013

    Li XK, Liu ZY, Jiang YF, et al. Clinicopathological factors and prognosis between primary central and peripheral lung squamous cell carcinoma[J]. Shandong Da Xue Xue Bao(Yi Xue Ban), 2017, 55(9): 73-78. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/shandykdxxb201709013

    [14] 金澄宇, 续文栋, 杜亮, 等.非小细胞肺癌患者术后复发240例临床分析[J].中国临床研究, 2018, 31(7): 933-935, 939. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-ZGCK201807018.htm

    Jin CY, Xu WD, Du L, et al. Postoperative recurrence of non-small cell lung cancer: analysis of 240 cases[J]. Zhongguo Lin Chuang Yan Jiu, 2018, 31(7): 933-935, 939. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-ZGCK201807018.htm

图(3)  /  表(2)
计量
  • 文章访问数:  2402
  • HTML全文浏览量:  629
  • PDF下载量:  1881
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2019-06-16
  • 修回日期:  2019-09-28
  • 网络出版日期:  2024-01-12
  • 刊出日期:  2020-04-24

目录

/

返回文章
返回
x 关闭 永久关闭