三期结肠癌预后评估：倍性联合间质比和染色质结构分析的应用

结直肠癌 (Colorectal cancer，CRC) 是最常见的消化道恶性肿瘤之一，严重威胁着人类的健康。2015年中国CRC新发病数和死亡数分别高达37.6万和19.1万，总体死亡率居我国所有恶性肿瘤的第五位[1, 2]。研究报告显示大约有三分之一的患者诊断时已发展为III期或淋巴结阳性肠癌[3,4]。目前外科手术是非转移性结肠癌的最重要的根治性手段。联合5-氟尿嘧啶和奥沙利铂的辅助化疗是III期结肠癌常规的治疗模式，III期结肠癌患者接受辅助化疗后可减低6年内复发及死亡风险 [5,6]。然而，仍然有三分之一的III期结肠癌的患者接受了根治性治疗，在随访过程中发生疾病进展[7，8]。其中远处转移是肿瘤患者的主要死因，因此，有必要寻找复发风险相关因素，对III期结肠癌患者进行复发风险分层，指导术后进行个体化辅助治疗。 既往结直肠癌的临床实践指南均推荐6个月作为含奥沙利铂和氟尿嘧啶类药物为基础的术后辅助化疗为标准时长[9,10]。然而，奥沙利铂化疗疗程的累加使外周神经毒性的发生率明显上升，前期研究显示约有20-30%患者未能完成6个月的辅助化疗[11,12]。因此有研究者提出疑问：是否所有三期结肠癌都应进行6个月的辅助化疗？一项国际多中心合作的临床研究（IDEA）对比3个月和6个月含奥沙利铂为基础的辅助化疗（XELOX或FOLFOX方案）的长期疗效以及毒性反应，研究结果显示全组的非劣效目标尚未未达到。然而，研究把T1-3、N1患者划分到低复发风险组，而将T4或N2患者定义为高复发风险组则可获得显著临床意义，因此提示：低危患者推荐进行3个月的术后辅助化疗，而对于高危患者仍然推荐6个月的XELOX方案或FOLFOX方案的术后辅助化疗[13]。因此确定患者的复发风险是指导III期结肠癌患者术后个体化辅助治疗的关键。 肿瘤TNM分期不是影响结肠癌术后复发转移的唯一因素。既往回顾性研究发现，术前预后营养指数越低的III期右半结肠癌患者3年总体生存显著下降[11]。同样，III期右半结肠癌患者的预后即使同样接受了根治性手术及辅助化疗预后也比左半结肠癌预后差[12]。既往也有研究表明肿瘤脉管癌栓、神经束侵犯、癌结节是III期结肠癌的不良预后因素[14-16]。然而，以上评分均基于临床因素的分析，未能深入至细胞结构的精细分析。因此寻找更精准的适用于临床的III期结肠癌预后风险评估的指标具有重要的临床意义。 异常的细胞DNA含量与肿瘤发生有关[17-19]。正常细胞是包含23对染色体的二倍体，而细胞癌变时，细胞核内染色体异常增生，DNA含量异常。染色体不稳定（CIN）会导致DNA倍性为非二倍体。DNA倍性分析可以用来评估肿瘤细胞的不稳定性，即细胞核中染色体数量的异常。DNA倍性分析在肿瘤的分类、分级和预后评估中有重要作用，可以帮助医生确定肿瘤的恶性程度和预测患者的预后。一项荟萃分析纳入63个研究的10126名I-IV期结直肠癌患者[20]，结果提示60%的结直肠癌表现为CIN，和二倍体患者相比，未接受辅助化疗和非转移性的CIN患者预后较差（HR=1.66，95％CI 1.41-1.95，p <0.001），接受基于5-FU辅助化疗的CIN患者预后也较差（HR=1.85；95％CI 1.21-2.82，p=0.004）。 肿瘤间质是指肿瘤细胞周围的非肿瘤细胞成分，包括血管、免疫细胞、纤维组织等。肿瘤间质比是指肿瘤细胞与肿瘤间质的比例。肿瘤间质比分析可以评估肿瘤的浸润性和侵袭性，帮助医生判断肿瘤的生长方式和预测患者的预后。既往在II-III期结肠癌的研究表明高间质比组与低间质比组相比，5年OS的风险比是1.96，5年DFS的风险比是2.15，此差异具有统计学意义。基于上述考虑，结合倍性和间质比的分析对CRC患者的预后评估进行了进一步的研究。Danielsen等人对2624名I-III期CRC患者的临床及随访信息与肿瘤DNA倍性和间质比的结果进行了分析。此种DNA倍性联合肿瘤间质比的检测使用了牛津肿瘤生物标记物公司（OCB）的数字细胞病理技术（以下简称倍性联合间质比，商品名畅乐复）。结果发现倍性联合间质比能将II期CRC患者根据临床复发风险分为低，中，高三组，三组5年肿瘤特异性生存率（CSS）分别为90%, 83% and 73%（风险比 [HR]=1.77 [95% CI 1.13-2.77，低风险 vs 中风险]， HR=2.95 [95% CI 1.73-5.03，低风险 vs 高风险], P<0.001）[21]。 染色质是细胞核中的DNA和蛋白质的复合物，对基因的表达和调控起着重要作用。染色质结构分析可以揭示染色质的三维结构和组织方式，帮助我们理解基因调控的机制和肿瘤发生的分子机理。染色质变异是癌细胞区域突变的主要决定因素[22-24]。Kleppe 等人利用机器学习算法和使用图像纹理分析方法，对不同癌种的肿瘤细胞核染色质进行结构分析，结果显示在所有入组的患者中，染色质异质型（CHE）患者与染色质同质型（CHO）患者相比，癌症特异性生存期（CSS）更差[25]。 DNA倍性、肿瘤间质比和染色质结构分析在肿瘤研究和诊断中扮演着重要角色，可以提供关键的信息，指导肿瘤的分类、分级、预后评估和个体化治疗方案的选择。基于倍性联合间质比和染色质结构分型是CRC独立的预后预测因子的设想，利用数字病理技术（畅乐复和泛乐复）评估DNA倍性、肿瘤间质比状态和染色质结构分型，结合其他临床因素综合考虑，有望为三期结肠癌患者提供客观、定量的预后评估。因此，本研究将通过回顾性的方法收集术后使用XELOX方案的三期结肠癌手术患者的临床信息，随访3年的OS和DFS，并用倍性联合间质比和染色质结构分型技术，检测患者手术获得的病理标本，进行风险分层，来评价倍性联合间质比和染色质结构分型能否为三期结肠癌患者提供准确的评估，同时以该技术对患者进行化疗时长获益的分层，旨在并为后续辅助治疗方案的选择提供个体化的指导。