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第一部分:直肠癌新辅助治疗后分期优化研究背景:直肠癌新辅助治疗导致原发瘤降期和淋巴结检出数目减少,而目前的分期系统仍沿用治疗前分期,可能会造成分期偏移。研究目的:本研究的主要目的为分析比较ypN、LNR(lymphnodesratio,淋巴结比率)和 LODDS(logarithmic odds of positive lymph nodes,阳性淋巴结对数比)三种N分期系统与患者预后关系。材料与方法:回顾性分析2004年至2015年就诊于中国医学科学院肿瘤医院/国家癌症中心(Nation cancer center,NCC队列),接受长程新辅助同步放化疗并行根治性手术的直肠癌患者的临床病理资料,首先比较ypN分期、LNR和LODDS三种N分期系统与无疾病生存关系,随后通过SEER公共数据库(surveillance,epidemiology,and end results,SEER,SEER 队列)进行验证。结果:本研究NCC队列中共纳入445例患者,中位随访时间46.7个月。单因素分析发现,ypN分期中ypN1组和ypN2组之间DFS无显著性差异(P=0.252),而LNR和LODDS分期系统与DFS显著相关(所有组P<0.05)。此外,LODDS可以将ypN0组分为不同预后亚组(P<0.05)。当淋巴结总数(Totallymphnodes,TLN)<12枚时,LODDS与DFS显著相关(所有组均P<0.05),而ypN和LNR分期系统并不能区分患者预后。同时,SEER数据库证实了我们的研究结果。多因素分析结果显示LODDS、肿瘤退缩分级(tumorregressiongrading,TRG)和癌结节(tumor deposits,TD)是直肠癌新辅助治疗后独立预后因素。结论:直肠癌新辅助治疗后,LODDS要比目前的AJCC ypN分期和LNR分期系统提供更准确的预后信息,特别是对于TLN<12枚或无淋巴结转移的患者。第二部分:转录组学预测直肠癌淋巴结转移研究背景:准确评价区域淋巴结状态是直肠癌术前分期的最大挑战,决定患者是否需要行术前新辅助同步放化疗。研究目的:本研究通过转录组学来预测淋巴结转移,初步探索联合miRNA、mRNA和lncRNA来提高预测淋巴结转移的准确性。材料和方法:纳入2015年10月至2017年12月于中国医学科学院肿瘤医院结直肠外科收集的27例经外科切除的初治直肠癌患者的癌组织和配对的形态学正常组织,其中10例患者分期为T3N0,17例患者分期为T3N+,作为开发队列。构建miRNA、编码RNA(mRNA)和长链非编码RNA(lncRNA)两种文库并进行高通量测序。采用R软件中DESeq2软件包和秩和检验来筛选差异基因,然后在TCGA公共数据中建立预测淋巴结转移模型并验证。结果:在开发组队列中,根据差异基因筛选标准,共筛选出39个miRNA,最终纳入6个miRNA用于构建淋巴结转移风险模型,在验证组和建模组中6个miRNA预测淋巴结转移的AUC分别为0.777和0.768。共筛选出76个mRNA,采用随机森林和logistic逐步回归降维后,共纳入6个mRNA用于构建模型,在建模组和验证组中6个mRNA预测淋巴结转移的AUC分别为0.849和0.789。开发队列中共筛选出66个差异表达lncRNA,通过随机森林和logistic回归降维后,共纳入7个lncRNA用于模型构建,其在建模组和验证组中预测淋巴结转移的AUC为0.815和0.830。我们将三种RNA整合后,共纳入11个RNA构建淋巴结转移风险模型,在建模组和验证组预测淋巴结转移的ROC曲线下面积分别为0.912和0.875,并且在验证组中预测淋巴结转移的灵敏度为0.952,特异度为0.778,阳性预测值0.769,阴性预测值0.955,预测准确度为0.854。结论:基于转录组学方法预测直肠癌淋巴结转移是一种可行方法,我们筛选的11个基因panel是一种潜在准确预测淋巴结转移的标志物。