本文作者
申鼎成 王小琳 汪恒 徐高坡 谢羽墨
庄卓凯 黄梓蓥 李娟 林金鑫 汪普宁
黄美近 骆衍新 禹汇川
翻译：林凯鑫
原文题录
Shen, D., Wang, X., Wang, H., Xu, G., Xie, Y., Zhuang, Z., Huang, Z., Li, J., Lin, J., Wang, P., Huang, M., Luo, Y., & Yu, H. (2022). Current Surveillance After Treatment is Not Sufficient for Patients With Rectal Cancer With Negative Baseline CEA, Journal of the National Comprehensive Cancer Network, 20(6), 653-662.e3.
通讯作者评论：
癌胚抗原（CEA）等肿瘤标志物在直肠癌中的表达水平存在着异质性，通过这些标志物监测疗效和治疗后的肿瘤复发，在不同患者中也存在异质性。我们的研究证实目前直肠癌NCCN指南中以CEA为基础的术后随访方案在基线CEA正常的患者中存在不足。基于此，我们改良了直肠癌NCCN指南中的术后随访方案并提出了“CEA分层监测方案”，针对不同CEA基线值的患者推荐与之对应的随访监测方案。此外，我们还发现并定义了一种“CEA转化肿瘤”，出现CEA转化的复发患者表现出肿瘤生物学特征的时间异质性和不良的生存结局。这些研究结果可能为今后国内外权威指南中直肠癌随访方案的更新提供有价值的循证医学证据。本研究另一个重要的意义是为肿瘤标志物在复发监测中的应用提供了一种范式，在解读治疗和随访监测过程中的肿瘤标志物检测结果前，包括液体活检和经典的血清学指标，都值得开展研究探讨是否应该对治疗前的基线水平进行分层，从而更好地改善患者的预后。
摘要
背景：血清CEA已被广泛应用于筛查直肠癌患者术后可能存在的复发。然而，患者基线CEA水平对CEA在肿瘤复发监测效果中的影响仍有待探讨。
患者和方法：这项纵向队列研究从前瞻性登记的结直肠疾病数据库项目的18013名患者中纳入484例非转移性直肠癌患者。患者治疗前检测基线CEA水平，治疗后的监测中采用基于CEA的随访检验和检查方案。
结果：在出现整体复发的患者中，有62.6% （62/99）的患者复发时CEA水平与其基线状态相似，这一情况在局部复发和远处复发中分别为53.5%（23/43）和64.9%（50/77）。与基线CEA升高组患者相比，基线CEA正常组患者在随访期间通过CEA升高提示疾病整体复发的敏感度显著降低（41.3% vs. 69.4%；P=0.005）。此外，在疾病的局部复发（50% vs. 61.5%；P=0.048）和远处复发（39.6% vs. 72.4%，P=0.005）方面也观察到相似的结果。但是，CEA在两组的复发监测过程中有着相当且较高的特异度。CEA联合CA19-9较单独CEA相比能显著提高其在基线CEA正常组患者复发监测中的敏感度（49.2% vs. 41.3%；P=0.037）。最后，我们定义了一类CEA转化型肿瘤，其特征是患者基线CEA正常但是复发时CEA升高，这一类患者复发后生存结局更差（风险比为1.88；95%CI，1.07-3.30；P=0.026）。
结论：对于基线CEA正常的直肠癌患者，血清CEA在治疗后的复发监测中敏感性不足，需联合更多的监测手段也许可以改善肿瘤学结局。在将来的随访临床试验中，基于CEA的随访方案应考虑到患者的基线CEA水平。
1
背景
结直肠癌（Colorectal cancer，CRC）是全球范围内最常见的癌症之一，也是癌症相关死亡的主要原因之一[1,2]。大约有25%-40%的CRC患者在进行根治性切除和系统性治疗后会出现复发从而导致患者死亡[3]。已有研究发现更密集的随访监测能更早发现肿瘤复发和提高复发后的根治比例[4,5]。此外，一项研究显示，患者在治疗后严格的术后随访能使患者[5]年无复发生存率从69%提高至94%[6]。这些研究显示直肠癌术后复发的早期诊断能有效提高患者的总生存期。
美国国家综合癌症网络(National Comprehensive Cancer Network，NCCN)发布的《直肠癌指南》[7]指出，血清CEA是直肠癌患者治疗后监测的重要项目之一，且CEA的连续升高强烈提示疾病复发，从而需要更多检查或更密集的监测来进一步确诊。简而言之，随访期间CEA水平升高应怀疑疾病复发，需进一步行肠镜、CT甚至PET-CT等检查进一步明确是否复发。然而，直肠癌在分子和细胞水平上表现出异质性，在包括CEA在内的一些生物标志物的表达方面也存在很大的异质性[8]。约70%的结直肠肿瘤被证明由缺乏或没有CEA分泌的细胞系组成[9]，这和早前报道的49%-75%的结直肠癌患者血清CEA正常的结论一致[10-13]。因此，我们推测基线CEA正常的原发肿瘤患者在复发时更可能维持正常的血清CEA水平，并需要开展一个队列研究来评估随访期CEA对基线CEA正常的患者在治疗后监测中的作用。
考虑到患者在复发时的CEA水平可能和其基线状态一样，我们假设随访期CEA升高在患者治疗后的监测作用受到不同基线CEA水平的影响，在基线CEA正常的患者中随访期CEA升高监测复发的敏感度有限，使得在相关症状或影像学检查阳性结果出现之前的早期复发检测变得更困难。因此，我们基于一个前瞻性收集并长期随访的直肠癌患者数据库进行纵向队列分析，来评估随访期CEA升高对不同基线CEA水平患肿瘤复发的诊断水平。
2
病例和方法
2.1 病例队列
这项研究对从中山大学附属第六医院的结直肠疾病数据库项目（IDPCD）中收集的患者资料进行纵向分析。IDPCD从2007年开始前瞻性收集并随访了18013名CRC患者[14-16]。IDPCD整合了结直肠癌国家973计划项目的患者数据[17-25]。图1是这项纵向研究中患者的纳入流程和诊治时间轴。简而言之，这项研究纳入2007年6月至2012年6月间确诊的I–III期接受了根治性切除的直肠癌患者的临床资料，并对患者进行了足够长时间且完整的术后随访。本项研究的排除标准为既往接受抗肿瘤治疗、接受非根治性手术、除了CRC外同时患有其它癌症、遗传性肿瘤、非恶性的慢性疾病状态如炎症性肠病、肝衰竭、消化性溃疡、终末期肺疾病和甲状腺功能减退的患者。患者根据腹部MRI和CT影像学表现基于第7版AJCC指南进行肿瘤分期[26]。
图1. 纵向队列的病例纳入流程图（A）
和患者诊治时间轴（B）
2.2 肿瘤标志物的检测
CEA和CA19-9水平在符合相关标准的临床实验室进行检测[27，28]。CEA的参考范围是0-5ng/mL，CA19-9的参考范围是0-37ng/mL[29，30]。基线CEA是指患者确诊时的CEA水平，随访期CEA是指随访监测到疾病复发或末次随访时的CEA水平。然后根据基线CEA和随访期CEA是否高于正常参考范围，将直肠癌患者分为正常和升高两组。CEA转化型肿瘤患者指的是基线CEA正常但是复发时CEA升高的患者。
2.3 治疗和随访方案
IDPCD队列中患者均按照结直肠癌NCCN指南推荐的方案进行术后随访，这些也在我们之前的研究中具体进行了描述[27，31-32]。简而言之，具体措施就是患者在术后前两年每3到6个月进行一次随访，术后第三年到第五年每6个月进行一次随访。常规随访内容包括患者的相关病史询问、体格检查、血清CEA和CA19-9水平的测定。胸腹盆CT检查为术后每6到12个月进行一次，肠镜为术后一年进行一次，然后每一至三年进行一次。如果发现CEA水平升高，应在1周内再次检测。对于CEA水平持续升高的患者，我们会进行更密集的随访以确保及时发现疾病复发，对CEA水平先升高后恢复正常的患者视为无肿瘤复发。局部或远处复发的确诊是基于CT、MRI或PET影像学检查或病理活检发现新病灶。总体复发是指该项研究中经根治性切除后发生局部或远处复发的所有患者。研究的主要终点是肿瘤无进展生存期（DFS）、复发后生存期（PRS）和总生存期（OS）。DFS指的是从根治性切除到复发、死亡或末次随访的时间段。PRS指的是从确诊为复发到死亡或末次随访的时间段。OS指的是从根治性切除到患者死亡或末次随访的时间段。
2.4 统计学分析
基于数据的非正态分布，连续性变量使用中位数和四分位距进行描述并用 Mann-Whitney U 检验进行分析。分类变量用百分位数法进行描述，并用卡方检验或Fisher精确检验进行分析。通过计算敏感度、特异度、阳性预测值（positive predictive value，PPV）和阴性预测值（negative predictive value，NPV）等指标来评估在CEA和CA19-9在复发监测中的有效性。使用Pearson方差分析评估正常基线CEA和升高基线CEA的患者的监测效能。我们记录了随访中患者的死亡时间和末次随访时间，使用Kaplan-Meier分析计算DFS、PRS和OS的百分率，并用log-rank检验比较组间差异。采用Cox比例风险模型对OS进行单变量生存分析。使用SPSS22（IBM Corp）、GraphPad Prime 8和R 3.5.1（R project，Institute for Statistics and Mathematics）进行统计分析。双边检验的P值<0.05被认为具有统计学意义。
中山大学附属第六医院医学伦理委员会审核并批准这项研究（编号：2017ZSLYEC-006）。所有参与该研究的患者均由本人或家属签署了知情同意书。研究的开展遵循《赫尔辛基宣言》。
3
结果
3.1 患者特征
研究共纳入了484例直肠癌患者，其中279例男性患者和205例女性患者，中位年龄是58岁。患者的TNM分期分别为I期占26.7%，II期占32.6%，III期占40.7%。52.3%的患者在R0切除后接受了术后辅助化疗。中位随访时间为52个月，监测到共有99例患者出现整体复发（20.5%），其中局部复发43例（8.9%），远处复发77例（15.9%）。表1列出了整个队列患者的基线特征和临床病理学特征。在这484例直肠癌患者中，基线CEA正常的患者有350例（72.3%），基线CEA升高的患者有134例（27.7%）。总体上来说，基线CEA升高的患者的临床病理学表现更差，患者更高龄，TNM分期更晚、肿瘤浸润更深、区域淋巴结转移更常见（所有P<0.05）。与基线CEA正常组的患者相比，基线CEA升高组患者肿瘤低分化（22.4% vs. 14.0%，P=0.043）、粘液和印戒细胞癌（20.1% vs. 12.0%, P=0.022）、合并神经束侵犯（13.4% vs. 6.3%, P=0.011）、基线CA19-9升高（22.4% vs. 8.6%, P<0.001）的比例更高，同时，基线CEA升高的患者需围手术期输血的比例也显著高于基线CEA正常组的患者。此外，基线CEA升高的患者有更高的总体复发率（26.9% vs. 18.0%，P=0.031）和远处复发率（21.6% vs. 13.7%, P=0.033）。
表1. 直肠癌患者的临床病理学特征
3.2 CEA在治疗后复发监测中的影响
共有62.6%（62/99）的复发患者CEA水平与其基线水平相似。在对36例基线CEA升高的复发患者纵向分析中，有25例（69.4%）患者随访期CEA水平升高。而在63例基线CEA水平正常的复发患者中，37例（58.7%）患者的CEA水平保持在正常水平。而另外26例CEA转化型亚组患者的随访期CEA水平升高。有意思的是，当我们根据局部和远处复发位置的不同对患者总体复发结果进行分层时，发现CEA水平和基线状态相似的患者在局部复发和远处复发两组中分别占53.5%（23/43）和64.9%（50/77）。
为了探究随访期CEA升高对直肠癌患者术后复发的诊断效能，我们对基线CEA正常和基线CEA升高两组患者的敏感度、特异度、PPV和NPV的差异进行了分析比较。如图2所示，两组间的特异度、PPV和NPV在监测复发有着同等有效的表现，而敏感度存在明显差异。与基线CEA升高组患者相比，基线CEA正常组患者在随访期间通过CEA升高提示疾病整体复发的敏感度显著降低（41.3% vs. 69.4%；P=0.005）。此外，在疾病的局部复发（50% vs. 61.5%；P=0.048）和远处复发（39.6% vs. 72.4%，P=0.005）方面也观察到相似的结果。
图2. 随访期CEA水平对于监测复发（局部和远处）的诊断表现：整个队列、基线CEA正常组和基线CEA升高组中随访期CEA预测治疗后复发的（A)敏感度，(B)特异度，(C)PPV.(D)NPV的对比。
缩写：DR,远处复发；LR,局部复发；NPV,阴性预测值；PPV,阳性预测值。
*基线CEA正常组和基线CEA升高组的相关参数对比，其中P值<0.05时认为具有统计学意义。
3.3 联合CA19-9的随访监测
我们进一步研究了联合CA19-9是否能够提高基线CEA正常组患者中随访期CEA预测疾病复发的敏感性。在CEA/CA19-9联合检测中，如果有CEA或CA19-9的单独或同时升高均被分到CEA/CA19-9升高组。如图3所示，CEA/CA19-9联合组相比于单独检测CEA能显著提高监测总体复发（49.2% vs. 41.3%，P=0.037）和远处复发（50.0% vs. 39.6%，P=0.030）的敏感性。尽管没有统计学意义，但我们观察到CEA/CA19-9联合检测局部复发比单独检测CEA似乎更敏感。出乎意料的是，我们发现CEA/CA19-9联合检测不能提高基线CEA升高组患者随访期CEA的监测效果（附图1）。
图3. CEA/CA19-9联合检测在基线CEA正常组患者中诊断总体和远处复发的（A）敏感度，（B）特异度，（C）PPV，（D）NPV。CEA/CA19-9联合检测时任一CEA和（或）CA19-9的升高被认为是阳性。
缩写：DR，远处复发；LR，局部复发；NPV，阴性预测值；PPV，阳性预测值；OR，总体复发。
*表示组间的敏感度差异具有统计学差异（P<0.05）。
附图1. CEA/CA19-9联合检测在基线CEA升高水平患者中的监测表现。在基线CEA升高水平患者中CEA/CA19-9联合检测不能提高监测复发的敏感性。
缩写：DR，远处复发；LR，局部复发；OR，总体复发。
3.4 不同基线和随访期CEA水平患者的生存结局
意料之中的是，基线CEA升高患者的OS（HR 2.33；95% CI，1.51-3.61；P<0.001）和DFS（HR，1.83；95% CI，1.27-2.62；P<0.001）明显更差（附图2A、2B）。除此之外，随访期CEA升高患者的OS（HR，10.70；95% CI，3.88-16.65；P<0.001）和DFS（HR，11.86；95% CI，8.14-17.27；P<0.001）也明显更差（附图2C、2D）。然后，我们通过亚组分析来研究随访期CEA水平和生存的关系是否受基线CEA的影响。我们观察到了基线CEA正常组和升高组患者的预后关系仍然与之前一致（附图2E-H）。值得关注的是，这种预后差的表现在基线CEA正常组中更为明显。因此，我们定义了一种CEA转化型肿瘤并分析了组中的患者复发后的生存结局，发现相比于其他患者，CEA转化型患者的PRS（HR，1.88；95% CI，1.07-3.30；P<0.026；图4）更差。这个结果提示，CEA转化型患者复发时肿瘤的恶性程度更高，预后更差。
附图2. 根据基线CEA和随访期CEA的水平分组的生存结局。全部患者不同基线CEA（A，B）和随访期CEA（C，D）水平的OS和DFS的K-M曲线。
缩写：DFS，无病生存期；HR，风险比；OS，总体生存期。
附图2（续）. 根据基线CEA和随访期CEA的水平分组的生存结局。基线CEA正常（E，F）和基线CEA升高（G，H）组的OS和DFS的K-M曲线。
缩写：DFS，无病生存期；HR，风险比；OS，总体生存期。
图4. CEA转化组和其他患者的PRS结果。
缩写：HR，风险比；PRS，复发后生存期
4
讨论
这项研究主要通过对患者基线CEA进行分层来探究血清CEA在非转移性直肠癌患者术后复发中监测效能。研究的主要发现是在基线CEA正常的直肠癌患者中，血清CEA在治疗后复发监测中的敏感性不足，但是其仍有良好的特异度、PPV和NPV。我们的纵向分析发现大部分患者复发时的CEA水平和他们治疗前的基线状态相似，但是有一种CEA转化型肿瘤亚组的患者复发后的生存结局显著更差。我们的研究结果说明了对于基线CEA升高的患者来说，目前基于CEA的监测方案是有效的。但是，我们推荐在基线CEA正常的患者中除了CEA之外，应当考虑包括联合CA19-9、医学观察和放射影像学检查在内的额外检查来尽早识别疾病复发。这些研究结果可能为今后结直肠癌指南中的术后随访方案的更新提供有价值的循证医学证据。
正如我们所假设的一样，大部分患者肿瘤复发时CEA水平和他们的基线状态相似，从而削弱了随访期CEA在基线CEA正常患者中的术后复发诊断效能。同时，我们在复发时CEA水平显著改变的患者中识别出一个CEA转化型亚组，该组患者在复发后的生存结局显著更差。CEA转化型亚组指的是基线CEA正常而复发时CEA升高的肿瘤患者，提示复发肿瘤和原发肿瘤存在不同。我们推测由于肿瘤细胞重编程和显著细胞克隆增殖，导致CEA转化型患者复发后的临床结局更差。后续基于测序分析的研究可能有助于揭示CEA转化型复发肿瘤的分子特征变化。
自1965年首次报道CEA后不久[35]，CEA因其无创性、标准化和经济有效的检测方式而被广泛应用于CRC患者根治性术后的监测。最新的NCCN直肠癌指南7建议术后前两年每3到6个月检测一次CEA，术后第3年到第5年每半年检测一次，若发现患者的CEA水平持续升高（CEA升高大于 5ng/mL）时，则建议进一步的检查或更频繁监测来发现潜在的复发。来自荷兰的一项包含2093名接受根治性切除CRC患者的队列研究显示，CEA水平升高在诊断局部和远处复发的敏感度分别为66.9%和66.6%[10]。然而，在两项来自日本的小样本量的研究中，CEA诊断总体复发的敏感度只有21.0%和36.8%[34，35]。但这些研究并未评估不同基线CEA水平的敏感度。我们通过收集到的基线和随访期两个时间点的临床数据进行纵向队列分析，发现在基线CEA正常的患者中，通过CEA升高来识别总体复发和远处复发的敏感度不足。我们的结论和日本的一项包括106名复发性CRC患者的研究结果相似，在以5ng/mL为截取值时的CEA检测识别基线CEA正常和基线CEA升高的患者复发的敏感度分别为44.1％和75.0％[12]。因此，我们建议在基线CEA正常的患者中采取更加频繁的包括症状体征病史采集、肠镜和放射影像学等检查在内的随访策略。（图5）
图5. 基于血清基线CEA水平的分层监测策略，现有直肠癌患者的随访策略应根据基线CEA水平进一步分层。在基线CEA正常的患者中应当额外加入CA19-9检测、更密集的医学观察和影像学等检查。
术后随访期CEA水平升高可能来源于局部或远处器官内的复发肿瘤。因此，我们根据局部和远处复发部位的不同对总体复发进行分层。与局部复发的患者相比，我们发现有更多远处复发的患者CEA和原发肿瘤的基线CEA相同。此外，我们在单独分析基线CEA正常的患者后，发现CEA对于监测远处复发的敏感度比监测局部复发的敏感度更低。这些结果反映了CEA监测基线CEA正常患者远处复发的敏感度更低。
有可靠的证据表明虽然生存结局没有改变，但是更加积极的术后监测可以更早发现CRC患者的复发[4，5，36，37]。考虑到大部分CRC患者的CEA处于正常水平[10-13]，我们推测在后续的随访试验中，在CEA正常的患者中通过CEA检测联合其他检测可以更早识别出肿瘤的复发，改善生存结局。此外，共享所收集人群和患者报告的症状体征[38]可以作为未来随访试验中医学观察的一部分，以此来早期检测疾病复发和减少肿瘤相关死亡。
众所周知，某些良性肿瘤或如COVID-19之类的炎症性疾病也可以导致循环CEA水平的升高[39，40]，因此通过CEA来诊断胃肠道肿瘤的特异度有限。然而，我们发现整个队列或各亚组中随访期CEA升高对于诊断局部或远处的复发有着良好的特异度和NPV（均大于85%）。我们的结论证明了随访期CEA升高作为一个预测肿瘤潜在复发特异标志物的重要性，并且需要对基线CEA正常或升高的患者进行更多的体查、肠镜或影像学检查的必要性[7]。
CA19-9是目前最常用于包括胆胰肿瘤在内的胃肠道肿瘤的生物标志物之一[41]。先前的研究报道围手术期CA19-9是监测肺和肝转移灶的一个重要标志物，同时也可以作为CRC患者监测复发的另一标志物[42-44]。我们研究队列中所有患者均接受CEA/CA19-9联合检测的监测策略，我们发现在基线CEA正常的直肠癌患者中联合CA19-9检测可以提高CEA的监测敏感度。联合CA19-9检测后CEA监测的敏感度从41.3%提高到49.2%，但在基线CEA升高的患者中这一变化没有统计学差异。虽然目前在直肠癌中几乎没有经随机对照试验或荟萃分析证实的随访标志物，但我们认为联合其他标志物的检测能够进一步提升CEA的监测效应。此外，我们发现在基线CEA升高的患者中CA19-9检测不能提高监测的敏感度，所以我们建议新的随访策略中在基线CEA升高的患者单独监测CEA，而在基线CEA正常的患者则需CEA联合CA19-9监测（图5）。
尽管这项包含足够多样本量的纵向队列研究已经证明了我们的结论，但是根据预先制定标准进行前瞻性登记的患者的随访试验分析可以减少复发监测的时间异质性影响。我们的研究结果建议未来基于CEA的随访试验研究应考虑基线CEA的水平以获得更可靠的结果。
5
结论
血清CEA对于基线CEA正常的直肠癌患者治疗后监测不够敏感。我们根据本研究的结果提出一个对直肠癌患者更加有效的分层监测策略。我们建议NCCN指南中的CEA监测策略应先对基线CEA水平进行分层。由于CEA对于基线CEA正常的患者的复发监测不够敏感，所以在这些患者应用CA19-9检测、医学观察和影像学检查等额外监测手段后将会有更好的生存结局。
