围术期血清CEA动态轨迹与非小细胞肺癌预后关联的回顾性纵向队列研究：揭示术后监测新策略

本研究通过回顾性队列分析，揭示非小细胞肺癌（NSCLC）患者围术期癌胚抗原（CEA）动态轨迹与预后的显著关联。研究发现术后CEA持续升高或早期上升轨迹强烈预示复发（HR=10.84）和死亡风险（HR=13.37），强调术后CEA连续监测对个体化预后评估的重要临床价值。

　　

背景

在全球范围内，肺癌持续位居新发癌症病例和癌症相关死亡的首位。其中非小细胞肺癌（NSCLC）约占所有肺癌病例的80%至85%。对于诊断为局部非小细胞肺癌（I-IIIA期）的患者，主要治疗方法是根治性切除术。不幸的是，III期患者的无复发生存率（RFS）从1年的68%下降到5年的34%，显著降低了长期生存率。因此，早期识别预后不良的患者已成为NSCLC术后管理的关键焦点。

癌胚抗原（CEA）是一种参与细胞粘附过程的糖蛋白，被广泛认为是NSCLC的重要指标。大量荟萃分析已确立术前高CEA水平与NSCLC患者生存率降低之间的明确联系。然而，术后测量的CEA水平是否能准确预测预后仍存在争议。虽然一些研究指出术后CEA值升高是NSCLC患者不良结局的指标，但其他研究未发现显著关联。大多数研究集中于早期疾病患者，并采用了不同的CEA升高阈值。此外，术后血清CEA水平的动态变化常被忽视，围术期CEA轨迹尚未明确界定。因此，这些轨迹与NSCLC结局之间的关系仍不清楚。

本研究旨在评估术后血清CEA作为NSCLC预后指标的作用，并确定围术期CEA水平的变化是否能为患者结局提供更多信息。这些动态变化包括从术前到术后CEA水平的变化以及从术前到术后36个月CEA变化的轨迹。此外，我们还检查了作为连续变量的术前和术后CEA浓度与NSCLC患者临床结局的关联。

方法

研究设计为回顾性队列分析，获得了浙江大学医学院附属第二医院机构审查委员会的伦理批准（2020LSYD829）。连续招募了2015年6月至2023年9月期间在附属第二医院接受根治性手术的I至IIIA期NSCLC患者。纳入标准包括：1）组织学确诊为原发性NSCLC；2）无其他癌症病史；3）除根治性切除外无局部手术治疗；4）手术切缘阴性，无残留病变；5）未接受新辅助治疗。

血清CEA浓度使用COBAS 8000 e602分析仪（罗氏诊断，日本东京）通过化学发光免疫测定法测量，遵循世界卫生组织（WHO）国际标准73/601。术前CEA水平定义为切除前30天内测量的浓度。术后CEA水平指术后七个月内最接近手术日期的测量值。对于轨迹分析，纳入术前有CEA测量且术后36个月内至少测量三次CEA水平的患者。所有纳入的术后CEA测量均在任何临床结局发生前进行。

研究随访于2023年11月2日完成。无复发生存期（RFS）作为主要结局，捕获局部和转移性疾病事件。次要终点是总生存期（OS）。无复发时间从手术日期计算到复发检测时间，复发通过活检标本的组织学检查或影像学阳性结果确定。生存信息通过电话随访获取。

协变量包括年龄、性别、吸烟状态（是或否）、手术方法（楔形切除、肺段切除或肺叶切除）、病理分期（I-IIIA）、组织学亚型（腺癌或鳞状细胞癌）和肿瘤分化等级（高分化、中分化或低分化）。在分析轨迹与NSCLC结局的关系时，也考虑了术前CEA水平。数据从内部部门记录和数字医疗档案中检索。病理分期根据美国癌症联合委员会（AJCC）第八版肺癌分类标准指定。

统计分析

研究流程图如图1所示。所有统计分析在R（v4.4.2）中进行，缺失值通过“mice”包（v2.1.0）进行多重插补处理。我们检查组间差异。连续变量（表示为中位数[四分位距]）采用基于非参数bootstrap的检验评估组间差异。分类数据（表示为n[%]）使用G检验（似然比卡方检验的替代方法）进行比较。

CEA超过5 ng/mL被分类为升高，等于或低于该阈值则为正常，根据标准参考值。结合术前和术后水平进一步分为术前正常、正常化和持续升高组。鉴于CEA测量的巨大变异性，值被限制在参考上限的十倍以内以改善轨迹拟合。这些截断值的对数随后用于建模轨迹，因为它们呈现非正态分布。

应用潜在类别增长混合模型（LCGMM）识别围术期CEA水平的不同轨迹模式。该方法基于估计的异质性将人群分割为潜在类别，并使用线性混合模型框架构建个体轨迹。我们将测量值的长期变化建模为与时间关系的线性或非线性（包括时间、其二阶或三阶项）。我们探索了2到5个潜在轨迹组。最佳聚类数量和最合适曲线形式根据贝叶斯信息准则（BIC）选择，约束每个类别代表≥5%的队列且平均后验概率高于0.7。使用“lcmm”包（版本1.9.2）进行潜在类别增长混合建模。生成总生存期（OS）和无复发生存期（RFS）的Kaplan-Meier曲线，组间差异使用对数秩检验评估。轨迹类别与结局的关联进一步使用Cox回归模型分析。比例风险假设使用log-log图评估。我们使用了三个模型：第一个未调整；第二个控制年龄、性别和吸烟状态；第三个进一步调整手术类型、病理分期、组织学亚型和肿瘤分化。在涉及CEA轨迹组的分析中，也考虑了术前CEA水平。我们还构建了三个额外统计模型，分别纳入术前CEA、术后CEA以及两者。模型比较通过似然比检验（LRT）进行。为灵活表征非线性效应，应用限制性立方样条（RCS）建模评估连续术前和术后CEA水平与NSCLC复发风险的关系。在生存分析中，RCS可以建模Cox比例风险回归模型中的非线性关系。选择三个节点进行建模。模型考虑了患者年龄、性别、吸烟状态、手术程序类型、基于病理报告的疾病分期、病理特征和细胞分化程度等因素。

结果

研究参与者

研究包括5733名诊断为NSCLC的个体。具体而言，5309人纳入术前分析，2027人纳入术后调查，1860人纳入围术期动态变化研究，988人纳入CEA轨迹分析。参与者评估和排除理由总结如图2所示。

CEA轨迹分析

研究包括988名患者（435名[44.03%]男性；中位年龄[四分位距，IQR]：60岁[52-67]）。中位随访时间为29.54个月（IQR：18.33-38.21）。随访期间98名患者（9.92%）复发，发生率为每1000人年5.44例。同时，48名患者（4.86%）死亡，相应死亡率为每1000人年2.50例。共评估了6298个个体CEA测量值，每名患者平均中位测量次数为6次（范围：4-36）。LCGMM模型拟合结果见补充表S1。根据预定义指南，代表三个可能聚类的非线性曲线被认为是CEA建模的最佳拟合。图3A描绘了围术期CEA浓度的轨迹。确定了三个独立的围术期CEA轨迹组：低稳定组（n = 926, 93.72%）、早期上升组（n = 34, 3.44%）和晚期上升组（n = 38, 3.85%）。在低稳定组成员中，CEA水平从术前到术后36个月始终保持在5.0 ng/mL以下。在早期上升组中，CEA在术后5个月降至最低值，随后迅速上升。在晚期上升组中，CEA在术后6个月内降至标准参考区间，并在10个月后逐渐上升。

与CEA持续低水平组相比，CEA早期上升和晚期上升组的特点是肿瘤分期和分化水平较低。此外，这些上升组中接受楔形切除或肺段切除的患者较少。两个上升组也表现出更高的复发和死亡风险（表1）。5年RFS率在早期上升组为23.85%（95% CI：12.10%–47.02%），晚期上升组为32.00%（95% CI：12.00%–85.30%），而低稳定组显著更高，为86.15%（95% CI：81.99%–90.52%）（P < 0.001；图3B，左）。总生存期也观察到类似趋势：低稳定组的5年OS率达到94.55%（95% CI：92.00%–97.18%），而早期上升组为33.93%（95% CI：19.47%–59.13%），晚期上升组为80.50%（95% CI：61.60%–100.00%）（P < 0.001；图3B，右）。按组织学分层亚组分析显示，在腺癌患者中，三个CEA轨迹组的5年RFS和OS模式与总体人群高度一致。

表2和表3总结了围术期CEA轨迹与RFS和OS的关系。相对于低稳定组，早期和晚期上升组的复发风险显著更高，风险比（HR）分别为10.84（95% CI：5.57–21.10, P < 0.001）和3.56（95% CI：1.62–7.81, P = 0.002）。调整人口特征和术前CEA后，关联略有减弱但仍显著。早期上升组显示出显著更高的死亡风险（HR = 13.37, 95% CI：5.45–32.81, P < 0.001），而晚期上升组的死亡风险在完全调整后无统计学意义（HR = 2.00, 95% CI：0.58–6.93, P = 0.276）。

术前和术后CEA分析

图4显示了按术前、术后和围术期CEA分层的Kaplan-Meier生存曲线。Cox模型显示，不同的CEA水平与NSCLC预后显著相关，如表2和表3所示。较高的术前log2转换CEA与增加的复发风险（HR = 1.31, 95% CI：1.19-1.46）和死亡风险（HR = 1.24, 95% CI：1.10-1.40）相关。术前CEA水平升高的个体相比术前CEA正常者，复发风险（HR = 2.49, 95% CI:1.80-3.44）和死亡风险（HR = 2.26, 95% CI: 1.54-3.33）显著更高。同样，较高的术后log2转换CEA与增加的复发风险（HR = 1.53, 95% CI: 1.29-1.81）和死亡风险（HR = 1.72, 95% CI: 1.42-2.09）相关。术后CEA水平升高的个体相比术后CEA正常者，复发风险（HR = 2.64, 95% CI: 1.65-4.23）和死亡风险（HR = 3.34, 95% CI: 2.09-5.80）显著更高。调整术前CEA后，术后CEA仍然是死亡的独立预测因子（HR = 2.13, 95% CI: 1.42–2.09）。

术前和术后CEA水平持续升高的个体表现出显著更高的复发和死亡风险，复发HR为3.00（95% CI: 1.77-5.10），死亡HR为3.30（95% CI: 1.79-6.07）。术后CEA水平恢复正常