中国医科大学学报  2023, Vol. 52 Issue (3): 199-205

文章信息

王廉源, 杨毅, 丛慧文, 石福艳, 王素珍
WANG Lianyuan, YANG Yi, CONG Huiwen, SHI Fuyan, WANG Suzhen
基于竞争风险模型的早发性结直肠癌患者预后影响因素分析
Analysis of prognostic factors in patients with early-onset colorectal cancer based on a competitive risk model
中国医科大学学报, 2023, 52(3): 199-205
Journal of China Medical University, 2023, 52(3): 199-205

文章历史

收稿日期:2022-05-07
网络出版时间:2023-03-15 15:55:43
基于竞争风险模型的早发性结直肠癌患者预后影响因素分析
潍坊医学院公共卫生学院卫生统计学教研室, 山东 潍坊 261053
摘要目的 探讨竞争风险时早发性结直肠癌患者的预后影响因素。方法 选取美国SEER数据库中2011年至2015年早发性结直肠癌患者4 226例。在考虑竞争风险的前提下,分别采用Gray检验和Fine-Gray模型进行单因素及多因素分析。结果 Gray检验结果显示,婚姻状况、参保情况、发病位置、肿瘤大小、组织学分级、T分期、N分期和M分期对早发性结直肠癌患者的预后有影响(均P < 0.001),种族对早发性结直肠癌患者的预后也有影响(均P=0.001)。多因素竞争风险模型结果显示,组织学分级、婚姻状况、参保情况、T分期、N分期和M分期是影响早发性结直肠癌患者预后的重要因素。结论 竞争风险模型下,未参保,组织学分级越高,T分期、N分期和M分期高的早发性结直肠癌患者的预后更差。
关键词竞争风险模型    早发性    结直肠癌    危险因素    列线图    
Analysis of prognostic factors in patients with early-onset colorectal cancer based on a competitive risk model
Department of Health Statistics, School of Public Health, Weifang Medical University, Weifang 261053, China
Abstract: Objective To explore factors influencing survival in patients with early-onset colorectal cancer with competing risk. Methods A total of 4 226 patients with early-onset colorectal cancer from 2011 to 2015 were selected from the US SEER database. The Gray test and Fine-Gray model were used for univariate and multifactorial analyses, respectively, with consideration of competing risks. Results Gray's test revealed that marital status, insurance status, location, tumor size, histologic grade, T stage, N stage, and M stage had an effect on the prognosis of patients with early-onset colorectal cancer (all P < 0.001). Race also had an effect on the prognosis of patients with early-onset colorectal cancer (P=0.001). The results of the multifactorial competing risk model showed that histological grade, marital status, insurance status, T stage, N stage, and M stage were important factors affecting the prognosis of patients with early-onset colorectal cancer. Conclusion The prognosis of uninsured, early-onset colorectal cancer patients with higher histologic grade and uninsured, higher T stage, N stage, and M stage patients was worse under the competing risk model.
Keywords: competing risk model    early-onset    colorectal cancer    risk factor    nomogram    

结直肠癌是消化道的常见肿瘤,在全球范围内,结直肠癌发病率仅次于乳腺癌和肺癌。预计2035年全球结直肠癌发病数将增加至2 500万[1-2]。20世纪90年代以来,国外50岁以下人群结直肠癌即早发性结直肠癌[3-4]的发病率一直在上升,预计在2030年增长将超过140%[5]。国内亦有研究[6]表明,我国早发性结直肠癌的发病率和死亡率呈现逐步升高的趋势。有研究[7]表明,早发性结直肠癌相比于迟发性结直肠癌(患者年龄 > 50岁),是一种在病理学、代谢和生物学上均存在差异的疾病。

相关研究[8-10]表明,非结直肠癌原因导致的竞争性死亡事件的发生会影响早发性结直肠癌预后评估效果。SOUTHERN等[8]研究显示K-M方法往往会高估事件的发生率。RAUCH等[10]研究表明,不充分考虑竞争风险可能会产生估计误差甚至得出错误的结论。因此,本研究拟以竞争风险模型方法探讨影响早发性结直肠癌患者预后的危险因素,并将竞争风险模型与列线图相结合,进而为结直肠癌的诊疗及临床决策提供科学依据。

1 材料与方法 1.1 数据来源及筛选标准

本研究数据来源于美国SEER数据库,使用SEER* Stat(v8.3.9)提取患者数据。纳入标准:(1)位置编码ICD-O-3/WHO 2008为结肠和直肠;(2)诊断年份为2011年至2015年;(3)完整的生存时间记录且生存时间 > 0 d。排除标准:(1)年龄 < 18岁或 > 50岁;(2)缺乏完整的流行病学和临床信息。

1.2 主要变量

参阅国内外相关文献,结合临床专家意见,本研究纳入的主要变量包括年龄、性别、种族、婚姻状况、参保情况、发病位置、组织学分级、TNM分期和肿瘤大小。

1.3 统计学分析

采用SPSS 22.0软件和R 4.0.5软件进行统计分析。单因素分析采用Gray检验、K-M法和Cox单因素分析,多因素分析选择竞争风险模型(Fine-Gray)和Cox回归模型。竞争风险分析采用cmprsk包,列线图绘制采用mstate包和rms包。所有的统计检验均为双侧检验,P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果 2.1 早发性结直肠癌患者一般情况

本研究共纳入研究对象4 226例,其中555例在随访期间死亡,468例患者死于早发性结直肠癌,87例患者死于其他原因。男性和女性发生死于早发性结直肠癌事件的例数分别为257例和211例,不同的TNM分期中,T1、N2和M1发生死于早发性结直肠癌的例数最多,分别为261例、215例和271例,组织学分级中,Ⅱ级发生死于结直肠癌事件的例数最多,为254例。见表 1

表 1 不同年龄段早发性结直肠癌患者一般情况分析 Tab.1 Analysis of general conditions of patients with early-onset colorectal cancer in different age groups
Factor Total(n Died of early-onset colorectal cancer(n Age group(year) P
20- < 30 30- < 40 40- < 50
Sex 0.530
  Male 2 216 257 108 478 1 630
  Female 2 010 211 88 457 1 465
Race 0.198
  White 3 067 309 147 677 2 243
  Black 643 93 25 128 490
  Other 516 66 24 130 362
Marital status < 0.001
  Married 2 520 219 54 535 1 931
  Single/separate/divorced/widowed 1 668 246 142 396 1 130
  Unmarried 38 3 - 4 34
Insurance status 0.009
  Insured 3 147 280 131 676 2 340
  Any medicaid 780 135 52 190 538
  Uninsured 299 53 13 69 217
Primary site 0.107
  Ascending colon 924 149 47 189 688
  Transverse colon 524 74 23 141 360
  Descending colon 558 64 24 132 402
  Rectum 2 220 181 102 473 1 645
Primary size 0.026
   < 50 mm 2 741 187 102 469 1 705
  ≥50 mm 2 228 281 94 466 1 390
Grade < 0.001
  Ⅰ 486 10 42 113 331
  Ⅱ 2 915 254 89 614 2 212
  Ⅲ 677 165 54 172 451
  Ⅳ 148 39 11 36 101
T stage < 0.001
  T1 646 20 48 135 464
  T2 524 22 17 104 403
  T3 2 420 261 90 533 1 797
  T4a 370 85 28 87 255
  T4b 266 70 13 76 177
N stage 0.015
  N0 2 163 112 98 444 1 621
  N1 1 233 141 49 286 898
  N2 830 215 49 205 576
M stage 0.737
  M0 3 551 197 161 784 2 606
  M1 675 271 35 151 489

2.2 2种模型早发性结肠直肠癌死亡的累积发生率(cumulative incidence function,CIF)

本研究分别采用K-M法和Fine-Gray模型计算患者死于早发性结肠直肠癌这一本研究兴趣事件的CIF。K-M法得到的CIF高于Fine-Gray模型得到的CIF,见图 1

图 1 2011年至2015年期间早发性结直肠癌患者的早发性结直肠癌累积发生率 Fig.1 The CIF of early-onset colorectal cancer between 2011 and 2015

2.3 早发性结直肠癌Cox回归分析结果

本研究基于诊断时的年龄、性别、种族、婚姻状况、参保情况、发病位置、组织学分级、TNM分期、肿瘤大小等因素对患者进行了单因素Cox回归分析。单因素Cox回归分析结果显示除年龄和性别无影响外,其他因素对早发型结直肠癌的预后均有影响,见表 2

表 2 早发性结直肠癌患者预后单因素分析结果 Tab.2 The results of univariate analysis of prognosis in patients with early-onset colorectal cancer
Factor Fine-Gray model Cox model
Censored(n Died of early-onset colorectal cancer(n P Censored(n Died of early-onset colorectal cancer(n P
Age 0.063 0.215
  20- < 30 years 165 29 165 31
  30- < 40 years 813 109 813 122
  40- < 50 years 2 693 330 2 693 402
Sex 0.381 0.275
  Male 1 910 257 1 910 306
  Female 1 761 211 1 761 249
Race 0.001 0.002
  White 2 701 309 2 701 366
  Black 527 93 527 116
  Other 443 66 443 73
Marital status < 0.001 < 0.001
  Married 2 256 219 2 256 264
  Single/separate/divorced/widowed 1 381 246 1 381 287
  Unmarried 34 3 34 4
Insurance status < 0.001 < 0.001
  Insured 2 819 280 2 819 328
  Any medicaid 620 135 620 160
  Uninsured 232 53 232 67
Primary site < 0.001 < 0.001
  Ascending colon 753 149 753 171
  Transverse colon 440 74 440 84
  Descending colon 484 64 484 74
  Rectum 1 994 181 1 994 226
Primary size < 0.001 < 0.001
   < 50 mm 2 048 187 2 048 228
  ≥50 mm 1 623 281 1 623 327
Grade < 0.001 < 0.001
  Ⅰ 468 10 468 18
  Ⅱ 2 609 254 2 609 306
  Ⅲ 492 165 492 185
  Ⅳ 102 39 102 46
T stage < 0.001 < 0.001
  T1 615 20 615 31
  T2 492 22 492 32
  T3 2 109 261 2 109 311
  T4a 268 85 268 102
  T4b 187 70 187 79
N stage < 0.001 < 0.001
  N0 2 014 112 2 014 149
  N1 1 067 141 1 067 166
  N2 590 215 590 240
M stage < 0.001 < 0.001
  M0 3 292 197 3 292 259
  M1 379 271 379 296

以单因素分析中有统计学意义的变量为自变量,以患者的结局状态为应变量进行多因素Cox回归分析。结果显示,种族、组织学分级、N分期和M分期是早发性结直肠癌的主要影响因素,性别和年龄对早发性结直肠癌的预后无影响,见表 3

表 3 早发性结直肠癌患者预后多因素分析结果 Tab.3 The results of a multifactorial analysis of prognosis in patients with early-onset colorectal cancer
Factor Fine-Gray model Cox model
coefficient HR(95%CI P coefficient HR(95%CI P
Race
  White Reference Reference Reference Reference
  Black 0.152 1.164(0.895-1.515) 0.260 0.285 1.329(1.068-1.654) 0.011
  Other 0.490 1.632(1.258-2.118) < 0.001 0.419 1.521(1.177-1.965) 0.001
Marital status
  Married Reference Reference Reference Reference
  Single/separate/divorced/widowed 0.335 1.398(1.135-1.721) 0.002 0.296 1.345(1.122-1.613) 0.001
  Unmarried 0.288 1.334(0.451-3.944) 0.600 0.165 1.179(0.437-3.184) 0.745
Grade
  Ⅰ Reference Reference Reference Reference
  Ⅱ 0.831 2.295(1.298-4.057) 0.004 0.534 1.706(1.046-2.782) 0.032
  Ⅲ 1.488 4.429(2.449-8.013) < 0.001 1.235 3.439(2.071-5.710) < 0.001
  Ⅳ 1.667 5.298(2.672-10.507) < 0.001 1.474 4.366(2.470-7.716) < 0.001
Insurance status
  Insured Reference Reference Reference Reference
  Any medicaid -0.350 0.704(0.490-1.013) 0.059 -0.465 0.628(0.478-0.826) < 0.001
  Uninsured 0.234 1.264(0.858-1.860) 0.240 0.146 1.157(0.865-1.546) 0.325
Primary site
  Rectum Reference Reference Reference Reference
  Ascending colon 0.216 1.240(0.968-1.589) 0.088 0.149 1.160(0.935-1.439) 0.177
  Transverse colon -0.029 0.971(0.710-1.328) 0.860 -0.131 0.878(0.672-1.147) 0.339
  Descending colon -0.252 0.778(0.579-1.044) 0.094 -0.268 0.765(0.585-1.001) 0.051
Primary size
   < 50 mm Reference Reference Reference Reference
  ≥50 mm 0.003 1.003(0.815-1.236) 0.980 0.004 1.004(0.836-1.206) 0.963
T stage
  T1 Reference Reference Reference Reference
  T2 0.021 1.021(0.561-1.858) 0.940 0.164 1.017(0.616-1.679) 0.949
  T3 0.384 1.468(0.896-2.407) 0.130 0.206 1.229(0.820-1.842) 0.317
  T4a 0.604 1.829(1.033-3.239) 0.038 0.373 1.452(0.916-2.301) 0.113
  T4b 0.824 2.280(1.287-4.037) 0.005 0.679 1.973(1.245-3.126) 0.004
N stage
  N0 Reference Reference Reference Reference
  N1 0.288 1.334(1.012-1.758) 0.041 0.248 1.282(1.013-1.622) 0.039
  N2 0.774 2.168(1.654-2.842) < 0.001 0.713 2.040(1.622-2.567) < 0.001
M stage
  M0 Reference Reference Reference Reference
  M1 1.840 6.299(5.061-7.840) < 0.001 1.754 5.778(4.809-6.942) < 0.001

2.4 早发性结直肠癌竞争风险回归模型分析结果

基于诊断时患者的一般情况进行了单因素Gray检验。单因素分析结果显示,种族、婚姻状况、参保情况、发病位置、肿瘤大小、组织学分级和T分期、N分期和M分期对早发性结直肠癌发预后有影响。见表 2

以单因素分析中有统计学意义的变量为自变量进行竞争风险多因素分析。结果显示,组织学分级、N分期和M分期是早发性结直肠癌预后的主要影响因素,见表 3

2.5 早发性结直肠癌患病风险列线图及验证

基于多因素分析结果,本研究构建了早发性结直肠癌的竞争风险模型的预测列线图。结果显示,该列线图的一致性指数为0.762,说明该模型有较好的预测能力,见图 2

图 2 早发性结直肠癌预后风险列线图 Fig.2 Nomogram of prognostic risk for early-onset colorectal cancer

3 讨论

相关研究[10]表明,早发性结直肠癌因有较高的风险寿命年而值得更多的关注。姜艳芳等[6]研究发现,我国青年大肠癌的发病率和死亡率呈现逐年上升趋势。然而,目前国内外对早发性结直肠癌致病和预后影响因素的研究[7, 11]多采用传统Cox比例风险回归模型进行统计分析,往往忽略了竞争风险事件的影响。竞争风险模型可以估计竞争结局事件的效应大小,对早发性结直肠癌病因的深入探讨提供一定帮助。

本研究采用2种方法计算早发性结直肠患者兴趣事件CIF,结果显示,K-M法会高估兴趣事件发生率,这可能与K-M法未考虑到竞争风险有关,与其他相关研究[8]结论一致。另外,本研究基于竞争风险模型分析对早发性结肠直肠癌患者的预后风险因素进行了研究,结果显示,种族和婚姻状况不同的患者预后生存情况不同,这与其他研究[12]结果一致,可能与不同种族人群生活习俗不同,以及已婚、分居等婚姻情况导致的生活习惯不同有关。此外,本研究结果显示,组织学分级是早发性直肠癌预后的重要影响因素,其中,组织学分级Ⅱ级、Ⅲ级和Ⅳ级的患者发生兴趣事件的相对危险度分别是Ⅰ级患者的2.295倍、4.429倍和5.298倍。另外,N分期对早发性结直肠癌患者的预后也有影响,其中与基线N0相比,N1期和N2期的相对危险度分别为1.334和2.168;与基线M0相比,M1期患者出现死于早发性结直肠癌结局的风险更高(HR = 6.299,95%CI:5.061~7.840)。以上结果表明,组织学分级以及TNM分期越高,肿瘤恶性程度越高,患者的死亡风险也随之增加。

本研究还发现性别和年龄对早发性结直肠癌的预后无影响,与其他研究[13-19]结果不一致。有研究[17]显示,与老年患者相比,年轻的结直肠癌患者存活率更低[7, 13],预后更差,这可能与年轻人检查少和诊断延迟有关。但是也有研究[18, 20]得出相反的结论,即年轻的结直肠癌患者拥有与老年患者相似甚至更好的生存率,且预后更好[15]。除此之外,本研究对模型的预测能力进行了评价,一致性指数为0.762,提示该模型具有较好的预测能力,可以为早发性结肠直肠癌患者的临床预后预测提供一定参考。

综上所述,本研究发现存在竞争风险事件时选择K-M法估计事件的CIF具有一定的偏倚,导致高估结果的情况出现。同时本研究基于竞争风险模型分析SEER数据发现种族、婚姻状况、组织学分级和TNM分期是早发性结直肠癌患者预后的影响因素,因此,在实际临床决策和预后护理中要特别注意组织学分级等级程度高、TNM分期程度高的早发性结直肠癌患者,这类患者的预后危险性会增加。本研究结果也存在一定的局限性。例如,本研究为回顾性研究,研究变量仅包含一些临床指标,未包括饮食习惯、肥胖、体质量指数等因素。因此,后续研究中,在条件允许的情况下可以基于队列数据进行深入探讨分析。

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