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【中国好声音】山东大学公共卫生学院薛付忠、山东省肿瘤医院王家林团队构建基于内镜筛查的食管鳞癌风险预测模型

2023年03月17日

审校：薛付忠教授、王家林研究员

来源：肿瘤资讯

2023年1月26日，山东大学齐鲁医学院公共卫生学院教授、国家健康医疗大数据研究院院长薛付忠担任主通讯作者，山东省肿瘤医院王家林研究员共同担任副通讯作者，山东大学齐鲁医学院公共卫生学院韩君铭博士、山东省疾病预防控制中心慢病所所长郭晓雷主任医师共同担任第一作者，于国际期刊JAMA Network Open（IF: 13.37）发表题为“Development and Validation of Esophageal Squamous Cell Carcinoma Risk Prediction Models Based on an Endoscopic Screening Program”的原创研究。

专家简介

薛付忠

教授，博士研究生导师

现任国家健康医疗大数据研究院院长，山东大学数据科学研究院副院长/健康医疗大数据研究院院长，山东省健康医疗大数据科技创新平台主任；兼任中华预防医学会健康保险专业委员会主任委员等职。主要研究方向健康大数据理论方法与转化，健康大数据因果推断等。先后主持科技部国家重点研发专项1项、国家科技支撑计划项目1项、国际合作项目1项、国家自然科学基金项目7项。发表论文180余篇，其中150余篇被SCI收录。获省部级奖4项，获国家发明专利8项。参编卫生部、教育部规划教材多部。

王家林

研究员, 硕士生导师

近年来，作为负责人承担国家自然科学基金1项，山东省科技发展计划3项,山东省重点自然科学基金1项，美国中华医学会横向课题1项；作为第二负责人承担国家自然科学基金1项，省自然科学基金1项等。以第一作者和通讯作者发表学术论文40余篇，其中SCI收录10篇。作为参与者获得国家科技进步二等奖1项，山东省科技进步二等奖2项、三等奖2项，山东软科学优秀成果奖一等奖，山东省保健科技协会科学技术奖一等奖等多项科技成果奖，以第一发明人获批国家发明专利7项。

背景及研究目的

食管癌早期多无症状，死亡率高，多数患者确诊时已为晚期。既往研究显示，接受内镜治疗或手术切除的早期食管癌患者五年生存率有所提高。早期诊断和早期治疗对于改善食管癌患者的预后至关重要，其中，内镜检查是食管癌的主要筛查方式。食管癌筛查模式因地理因素而异，欧美国家筛查重点为Barrett食管癌和食管腺癌（EAC），中国则以食管鳞状细胞癌（ESCC）为主。

图1.国内食管癌筛查流程；注：氩气刀，即氩等离子凝固术（APC）；内镜下黏膜切除术（EMR）

研究者认为，食管癌筛查的未来方向应是基于预测模型的精准化、个体化筛查模式。然而，现有的预测模型有许多局限性：例如，基于病例对照研究的预测模型证据级别较低，基于队列研究的预测模型大多未考虑内镜相关因素，且往往基于问卷数据，很少得到外部人群的验证。

本研究旨在建立并验证一种基于内镜的食管癌筛查预测模型，以优化食管癌筛查方案。

研究人群

本研究的开展是基于中国山东省食管癌筛查数据库。其中，山东省肥城市筛查中心的数据（2006年9月1日至2019年2月28日）用于建立预测模型（Derivation），其他15个中心的数据（2017年1月1日至2020年8月31日）用于模型验证（Validation）。

研究人群纳入标准为：

自2006年起在山东省参加食管癌筛查；
年龄为40岁至69岁；
既往无癌症史，包括癌症登记及基线诊断记录；
已签署知情同意书；
已完成基线调查问卷；
基线时未诊断为重度异型增生或其他更重度病变。

12..PNG 图2.研究人群入组流程图：左为模型建立队列（Derivation Cohort）；右为模型验证队列（Validation Cohort）

共有16，212人接受入组评估，其中，模型推导队列为87，685人，最终纳入59,481人；模型验证队列为73,527人，最终纳入44，648人。

候选预测因素及数据收集

研究者收集了多种数据（包括基线诊断、内镜检查、病理学数据、癌症登记及死亡登记），基于先前的综述及研究文献筛选了模型的候选预测因素。除却常用的食管鳞状细胞癌（ESCC）危险因素，研究者还将三种内镜相关因素（病灶数量、病变大小、轻中度异型增生）纳入模型。

表1.候选预测因素

注：体重指数（BMI）；病灶数量（NL，可疑病变或病灶阳性）；明显病变（DL，≥1cm）；轻中度异型增生（MD）；高水平，即≥每周两次；低水平，即＜每周两次

ESCC风险预测模型

研究者建立了两种模型（模型A和模型B）来预测3年ESCC发病风险。模型A包含年龄、性别和病灶数量（NL）三个预测变量；模型B的预测变量则涵盖年龄、性别、饮酒史、吸烟史、BMI、腌制食品摄入量、家庭年收入水平、胃肠道疾病史、病灶数量、轻中度异型增生及病变大小。其中，模型A的三个因素直接确定，模型B的预测因素经筛选后最终确定。

预测模型的验证

模型A和模型B的区分度（Discrimination Ability）、校准度（Calibration Ability）及临床实用性评估分别见表2、图3和图4。

表2.ESCC风险预测模型的区分度

图3.模型A和模型B推导队列及验证队列的校准曲线
A代表斜率，B代表截距，C代表c统计值

图4.模型A和模型B中推导队列及验证队列的决策曲线
横坐标为风险阈值，横坐标为优势减去劣势后的净获益

评分模型

研究者构建了基于模型B的评分模型，见表3。

表3.基于模型B的评分模型

研究者提供了4种食管癌筛查策略（策略1、2、3、4），其中策略1为目前推荐的筛查手段，策略2、3、4均是以模型B作为评估工具。

4种筛查策略包括：

策略1：根据现有的癌症筛查流程，对轻中度不典型增生患者进行3-5年随访；

策略2：根据模型B，对评分≥37的患者进行随访；

策略3：根据模型B，对评分≥36的患者进行随访；

策略4 ：根据模型B，对评分≥25的患者进行随访。

图5.ESCC高危患者的四种筛查策略鉴别比较

总结

本研究基于大规模、多中心的食管癌筛查数据构建了两个ESCC风险评估模型（模型A和模型B），首次将内镜检查及病理诊断纳入预测模型，这些模型在内部效度和外部效度的验证中均表现出良好的区分度和校准度，同时具有良好的临床实用性。

此研究的数据仅来自山东省，且目前随访诊断出的ESCC病例数相对较少，但研究者认为，随着后续的进一步评估和应用，以上模型可用于识别ESCC高危人群以便进行后续治疗决策，对癌症筛查流程的优化具有重要意义。

参考文献

Han J, Guo X, Zhao L, et al. Development and Validation of Esophageal Squamous Cell Carcinoma Risk Prediction Models Based on an Endoscopic Screening Program. JAMA Netw Open. 2023;6(1):e2253148. doi:10.1001/jamanetworkopen.2022.53148

责任编辑：肿瘤资讯-Bree
排版编辑：肿瘤资讯-Astrid