《Journal of Hepatocellular Carcinoma》：Development and Validation of a Nomogram for Predicting Response to TACE Combined with Lenvatinib and Anti-PD-1 Therapy in Unresectable Hepatocellular Carcinoma
Abstract
背景
不可切除肝细胞癌（u-HCC）患者接受单一疗法预后仍然较差，这推动了对更有效联合疗法的需求。尽管经动脉化疗栓塞（TACE）联合靶向治疗和免疫疗法显示出良好的疗效，但仍需要可靠的生物标志物来识别最可能获益的患者。本研究旨在开发和验证一个列线图，用于预测接受三联疗法的u-HCC患者的治疗反应。
方法
我们进行了一项多中心回顾性研究，纳入了2021年1月至2024年6月期间接受三联疗法的u-HCC患者。来自一家医院的患者（n=91）被分配到训练队列，来自另外两个中心的患者（n=54）构成外部验证队列。治疗反应根据mRECIST标准评估。采用单变量和多变量逻辑回归分析来确定客观缓解率（ORR）的独立预测因子。构建了一个整合临床和影像学特征的列线图，并使用受试者工作特征（ROC）曲线、校准曲线和决策曲线分析（DCA）进行评估。
结果
多变量分析确定了ORR的六个独立预测因子：甲胎蛋白（AFP）水平、淋巴细胞与单核细胞比值（LMR）、门静脉癌栓（PVTT）、肿瘤数目、动脉期不规则强化和肿瘤破裂。整合了临床和影像学特征的组合列线图显示出卓越的预测性能，训练队列的AUC为0.915（95% CI: 0.838–0.963），验证队列的AUC为0.933（95% CI: 0.831–0.983）。校准曲线显示预测概率与观察概率之间具有良好的一致性，DCA证实了模型的临床实用性。不同治疗方案的不良事件发生率无显著差异（P > 0.05）。
结论
我们开发并验证了一个非侵入性列线图，它整合了易于获取的临床和影像学特征，能有效预测u-HCC患者对三联疗法的治疗反应。该工具有望用于个性化治疗策略和改善预后评估。
Introduction
肝细胞癌（HCC）是肝癌的主要组织学类型，约占病例的75%-85%。2020年，其全球发病率排名第六，癌症相关死亡率排名第三。HCC起病隐匿，常导致患者在中期或晚期才被诊断，此时通常不适合进行根治性手术切除。对于此类患者，标准治疗包括局部区域疗法（如经动脉化疗栓塞）和全身疗法，主要包括靶向药物和免疫治疗药物。近年来，肝癌靶向治疗和免疫治疗的研究取得了可喜的成果，并在临床实践中得到广泛应用。然而，对于中晚期肝癌患者，单独使用TACE或药物治疗的效果仍不理想。因此，TACE联合靶向治疗和免疫治疗（三联疗法）在晚期肝癌的临床治疗中日益普及，并显示出良好的效果。例如，一项涉及98例中晚期肝细胞癌患者的研究报告称，三联疗法的客观缓解率（ORR）达到56.1%，疾病控制率（DCR）为81.6%。联合治疗被证明可以增强细胞免疫。尽管部分晚期肝癌患者从联合治疗中获得了显著的生存获益，但另一些患者治疗效果不佳。这种差异可能归因于患者肿瘤特征和免疫反应的差异。此外，联合治疗的高成本以及药物相关不良反应发生率的增加，凸显了早期评估临床疗效的重要性。
研究表明，癌症患者的全身炎症反应和免疫状态与治疗结果密切相关。大多数肝细胞癌（HCC）由慢性肝病发展而来，常见病因包括病毒性肝炎感染、非酒精性脂肪性肝病和过量饮酒。肝病导致的慢性肝脏炎症会损害肝脏免疫系统，使肿瘤细胞更容易逃避免疫监视。在炎症背景下，癌细胞被基质细胞和免疫细胞包围，形成促进肿瘤进展的肿瘤微环境。先前的研究表明，炎症标志物可以反映癌症预后。例如，淋巴细胞与单核细胞比值（LMR）代表了促肿瘤因素和抗肿瘤免疫功能之间的平衡，LMR低与HCC患者预后不良相关。
此外，肿瘤的内在特征是影响HCC预后的关键因素。对比增强计算机断层扫描（CT）因其高效和成本效益而成为HCC的首选影像学方法。然而，虽然研究人员专注于基于临床和血液学因素预测HCC预后，但增强CT特征尚未得到充分考虑。增强CT特征的预后意义仍有待进一步确定。与单一生物标志物相比，包含多个生物标志物的预测模型更有用。增强CT扫描可以显示肿瘤大小、位置、破裂、出血以及门静脉癌栓（PVTT）的存在。例如，肝癌患者的肿瘤破裂和出血导致预后不良，死亡率高达50%至80%。此外，PVTT的存在促进肝内肿瘤扩散，限制治疗选择，并降低HCC患者的治疗耐受性。
因此，本研究旨在开发和验证一个整合影像学特征和全身炎症标志物（如LMR）的非侵入性模型，以帮助在治疗前识别能从三联疗法中获益最大的u-HCC患者，从而有助于个性化治疗决策。
Methods
研究人群
这项多中心回顾性研究由盐城市亭湖区人民医院牵头，并得到其机构伦理委员会批准（批准号：2024-SR-016）。由于研究的回顾性性质，同一委员会放弃了知情同意的要求。合作中心（南通大学附属医院、南通市第三人民医院和南通市肿瘤医院）也认可了伦理批准。我们纳入了2021年1月至2024年6月期间接受三联疗法的145例不可切除肝细胞癌（u-HCC）患者。根据来源机构，将患者分为来自附属医院的训练队列（n=91）和来自另外两个中心的验证队列（n=54）。纳入标准包括：年龄≥18岁；无既往HCC相关治疗（局部或全身）；Child-Pugh肝功能分级为A或B级（≤9分）；至少存在一个可测量的HCC病灶（根据mRECIST标准）；病理确诊或临床诊断为u-HCC（根据《原发性肝癌诊疗指南（2024年版》）；定期接受TACE、靶向治疗和免疫抑制剂治疗；完整的临床和影像学数据。排除标准包括：存在其他原发性癌症或转移性肝癌；三联疗法禁忌症；不完整的临床或影像学数据；中止治疗；观察开始前接受过抗肿瘤治疗；存在自身免疫性疾病。
临床和影像学数据
所有患者均接受TACE联合靶向和免疫治疗。我们回顾性查阅医院信息系统，检索三联治疗前一周的基线数据，包括性别、年龄、高血压、糖尿病、肝炎、肝硬化、抗病毒治疗、Child-Pugh分级、ECOG体能状态、血清学和影像学标志物。血清学数据包括淋巴细胞、单核细胞、中性粒细胞、血小板、血小板分布宽度、红细胞、红细胞分布宽度、白蛋白、纤维蛋白原、LMR、中性粒细胞与淋巴细胞比值（NLR）、血小板与淋巴细胞比值（PLR）、全身炎症反应指数（SIRI）、全身免疫炎症指数（SII）。影像学数据包括肿瘤大小、数目、分布、形态、包膜完整性、破裂出血状态、PVTT、动脉期强化模式和转移状态。
TACE操作流程
所有患者均按照标准化方案接受TACE，由所有参与中心经验丰富的介入放射科医生（≥10年经验）操作。研究开始前，制定并分发了统一的TACE操作手册以确保操作一致性。禁忌症包括Child-Pugh C级或ECOG评分>2。在无菌条件下，采用Seldinger技术经股动脉穿刺。进行血管造影以评估肿瘤血管分布，如果观察到肿瘤染色不充分则评估其他血管。然后使用2.7F微导管进行超选择性栓塞，注射碘油-多柔比星/表柔比星乳剂直至实现完全去血管化，随后进行明胶海绵栓塞。栓塞终点定义为肿瘤供血动脉中造影剂停滞。术后支持治疗包括保肝、补液和抗炎管理。所有TACE操作均由独立的介入放射学专家组审查，以确认是否符合标准化方案。
全身治疗
所有药物均按照所有中心预定义的统一给药方案给药。仑伐替尼口服给药，体重≤60 kg的患者剂量为8 mg每日一次，体重>60 kg的患者为12 mg每日一次。剂量调整仅允许用于管理不良事件，并遵循预定方案。免疫治疗药物（包括卡瑞利珠单抗、信迪利单抗和替雷利珠单抗）静脉给药，固定剂量为200 mg，每三周一次。治疗周期在各中心同步，所有患者在TACE后一周内接受首次给药。为最大限度地减少各中心在支持性护理方面的差异，在所有参与机构实施了针对不良事件的标准化管理指南。
随访和结果评估
患者随访包括每4-6周进行实验室检查（全血细胞计数、肝肾功能、甲状腺功能、心肌酶、肿瘤标志物）和至少每2个月进行影像学检查（对比增强腹部CT和胸部CT）。两名对临床数据不知情的放射科医生（具有5-6年经验）独立评估图像。分歧通过协商一致解决。肿瘤负荷通过数目（分类为单发或多发[>2个]）和最大病灶的最长直径来表征。
主要结局是在三联疗法开始后4至6个月（约16-24周）首次预定影像学评估时评估的客观缓解率（ORR）。ORR定义为根据mRECIST标准达到完全缓解（CR）或部分缓解（PR）的患者比例。CR定义为所有目标病灶的任何瘤内动脉期增强消失。PR要求目标病灶（动脉期增强）直径总和至少减少30%。疾病稳定（SD）或疾病进展（PD）的患者被归类为无应答者。
数据分析
使用SPSS（版本25.0）和R软件（版本4.0.5）进行统计分析。双侧P值<0.05被认为具有统计学意义。连续变量根据其分布的正态性表示为均值±标准差或中位数（四分位距），并分别使用独立样本t检验或Mann-Whitney U检验进行比较。分类变量以数字（百分比）表示，并使用卡方检验或Fisher精确检验（如适用）进行比较。考虑到候选预测因子的数量相对于样本量，采用两步变量选择过程以减轻模型过拟合的风险。首先，应用最小绝对收缩和选择算子（LASSO）回归方法降低数据维度并选择最相关的特征。我们采用LASSO回归进行变量选择，因为它适用于样本量有限的高维数据，能够通过L1正则化防止过拟合，并且在临床预测建模中具有既定效用。通过10折交叉验证和最小准则确定最佳调优参数（λ）。随后，将LASSO回归选择的非零系数变量纳入单变量逻辑回归分析。在单变量分析中达到P < 0.05显著性水平的变量随后使用输入法输入多变量逻辑回归模型，以识别客观缓解率（ORR）的独立预测因子。基于最终的多变量模型，使用R中的rms包构建预测列线图。通过评估其区分度和校准度来评估模型性能。区分度指模型区分应答者和无应答者的能力，通过受试者工作特征曲线下面积（AUC）量化。校准度评估预测概率与观察结果之间的一致性，使用校准曲线和Hosmer-Lemeshow拟合优度检验进行评估。使用决策曲线分析（DCA）进一步评估列线图的临床实用性，该分析估计了在一系列阈值概率下的净获益。
Results
患者特征
图1展示了患者筛选流程图。训练队列和验证队列的患者特征，包括临床参数和影像学特征，总结在表1和表2中。临床参数和影像学特征在训练队列和验证队列之间相似。两组的详细用药方案呈现在表3中。这些发现表明两个队列的基线数据无显著差异，表明它们是同质且可比的，为后续分析奠定了坚实基础。
治疗反应预测因子的识别
考虑到分析了近40个变量且训练队列样本量有限（n=91），应用LASSO回归以降低数据维度并减轻过拟合风险。如图2A和B所示，在最优lambda值（λ = 0.048）下，选择了八个预测因子：AFP水平、肿瘤数目、肿瘤破裂、PVTT、转移、动脉期不规则强化、RDW和LMR。
单变量分析（表4）确定LMR、AST、AFP水平、肿瘤数目、肿瘤破裂、PVTT和动脉期不规则强化与治疗反应显著相关。综合LASSO回归和单变量分析的结果，最终确定以下关键变量为三联疗法结局的主要预测因子：AFP水平、肿瘤破裂、肿瘤数目、LMR、动脉期不规则强化和PVTT。
三联疗法ORR预测模型的开发
基于单变量分析和LASSO选择的特征，将AFP水平、肿瘤破裂、肿瘤数目、LMR、动脉期不规则强化和PVTT纳入多变量逻辑回归模型，以识别独立预测因子并构建预测列线图。如表5总结，所有六个变量均被确认为与治疗反应显著相关的独立因素。模型显示出良好的拟合度且无过拟合，Hosmer-Lemeshow检验（χ2 = 6.178, P = 0.627）表明。因此，使用这六个预测因子开发了一个模型，用于估计训练队列中三联疗法后的ORR。
模型比较与选择
为验证和评估综合模型的性能，我们开发了三个不同的模型：组合模型（包含AFP、LMR、肿瘤破裂、肿瘤数目、动脉期不规则强化和PVTT）、临床模型（包含AFP和LMR）和影像学模型（包含肿瘤破裂、肿瘤数目、动脉期不规则强化和PVTT）（表6）。训练集的结果表明，组合模型的预测准确性显著高于临床模型和影像学模型。这一优越性能在验证集中一致观察到（图3A和B）。基于这些综合发现，选择组合模型作为接受联合治疗患者治疗反应的最佳预测因子（图3C）。
模型性能与验证
如图4A所示，组合模型在训练队列中表现出高预测准确性，AUC为0.915（95% CI, 0.838 to 0.963），区分度强。在验证队列中（图4B），列线图的AUC为0.933（95% CI, 0.831 to 0.963），显示出持续强劲的预测性能。这些结果表明模型在验证队列中也表现良好。此外，校准曲线与理想的45度线紧密对齐，表明列线图在不同时间点对治疗效果的预测与实际测量值高度一致（图4C）。对于外部测试集，我们开发的列线图准确预测了治疗效果（图4D）。DCA（图4E和F）表明，列线图在约15%至80%的阈值概率范围内提供了正的净获益，支持其在指导治疗决策中的实用性。
安全性评估
在接受TACE联合仑伐替尼和免疫检查点抑制剂治疗期间，患者经历了不同级别的不良事件。如表7所示，三组间不良事件发生率无统计学显著差异（P > 0.05），表明三种联合方案的安全性相当。
Discussion
HCC仍然是全球癌症相关死亡的主要原因。虽然手术切除为早期疾病提供了潜在的治愈机会，但早期HCC常无症状，导致诊断时已处于晚期不可切除阶段。对于这些患者，涉及局部区域和全身药物的联合疗法已成为治疗的基石，部分患者可实现足够的降期，从而有资格接受根治性切除。自1976年Goldstein等人首次报道以来，TACE已被确立为u-HCC患者的标准局部区域疗法。TACE通过阻塞动脉血供诱导肿瘤坏死；然而，由此产生的缺氧可能矛盾地上调促血管生成因子如血管内皮生长因子（VEGF），促进血管再通和侧支循环发展，最终限制其长期疗效。因此，将TACE与其他治疗方式结合对于改善结局至关重要。
靶向治疗和免疫治疗的最新突破彻底改变了HCC的治疗格局。靶向药物，如仑伐替尼，抑制参与血管生成的酪氨酸激酶，可能抵消TACE后缺氧诱导的VEGF激增。相反，免疫检查点抑制剂（如PD-1抑制剂）阻断PD-1/PD-L1通路，与TACE释放的肿瘤相关抗原协同作用，增强抗肿瘤免疫力。免疫抑制性肿瘤微环境（TME）起着关键作用，其中来自肿瘤相关巨噬细胞的VEGF-A等因素可募集免疫抑制细胞并诱导内皮细胞表达Fas配体，抑制T细胞浸润。抗血管生成治疗可能通过血管正常化逆转这种免疫抑制性TME，增强T细胞介导的免疫力。因此，TACE、仑伐替尼和PD-抑制剂三联组合具有强大的协同作用理论基础。LAUNCH试验证明，在晚期HCC中，TACE加仑伐替尼显著优于单用仑伐替尼，这一发现在真实世界研究中得到证实。随着三联疗法的普及，关键挑战在于识别最可能获益的患者，这凸显了对预测性生物标志物的需求。
本研究开发并验证了一个非侵入性预测模型，整合了影像学特征、外周血炎症指标和肿瘤标志物，用于估计接受三联疗法的u-HCC患者的治疗反应可能性。我们的分析确定AFP水平、LMR、PVTT存在、肿瘤数目、动脉期不规则边缘样强化和肿瘤破裂为治疗效果的独立预测因子。包含这六个因素的组合模型，其预测性能优于仅基于临床或影像学特征的模型，训练集和验证集的AUC值分别为0.915和0.933。校准曲线和DCA进一步证实了模型的强大准确性和临床实用性。
已识别预测因子的预后意义可以通过它们在肿瘤微环境（TME）框架内相互关联的生物学和临床意义来解释。AFP升高不仅反映肿瘤负荷，还可能通过VEGF介导的途径促进免疫抑制性TME。LMR降低通常意味着全身炎症向促肿瘤性单核细胞（M2巨噬细胞）转变和淋巴细胞活性减弱。值得注意的是，PVTT和动脉期不规则强化等影像学特征是异常血管生成的标志，它促进缺氧、免疫排斥的TME，有利于疾病进展，并可能导致对治疗的反应欠佳。多发肿瘤提示肝内播散或异质性，使局部区域治疗的有效性复杂化。肿瘤破裂引发促炎级联反应，可能矛盾地调节免疫反应。关于PVTT患者的安全性，虽然我们的队列未显示严重不良事件（如大出血或血栓形成）显著增加，但与大血管浸润相关的固有风险需要在临床实践中进行警惕性监测。
我们的三联疗法策略在机制上旨在对抗这些不利的TME特征：TACE诱导肿瘤坏死和抗原释放，仑伐替尼使血管正常化并减轻免疫抑制，抗PD-1药物重振T细胞免疫力。因此，我们的预测模型本质上是识别那些基础TME和肿瘤生物学最适于这种多模式攻击的患者。
关于治疗方案，我们的研究使用了仑伐替尼联合三种不同的PD-1抑制剂（卡瑞利珠单抗、信迪利单抗和替雷利珠单抗）。结果表明，三种组合在疗效或安全性方面无统计学显著差异，提示这些药物与仑伐替尼配对时具有可比的治疗效果。这一观察结果与先前报道不同PD-1/PD-L1抑制剂与抗血管生成疗法联合使用疗效相似的研究一致。尽管这些药物之间存在结构差异，但它们共同的作用机制——阻断PD-1/PD-L1轴以重新激活T细胞免疫力——可能是观察到的与仑伐替尼协同效应相当的基础。
本研究存在若干局限性应予承认。首先，严格的纳入标准（初治患者，未接受其他抗肿瘤治疗）导致来自单一地理区域的样本量相对有限，可能引入选择偏倚并限制普适性。因此，无法进行有足够效力的亚组分析（如按肿瘤大小或肝功能），也无法评估治疗期间动态生物标志物变化的影响——这两者都可能提高特定亚群中的预测准确性。其次，回顾性研究固有的未测量混杂因素可能存在。第三，尽管影像学评估已标准化，但某些主观性不可避免，且我们的模型未纳入可能预测微血管浸润和卫星结节的先进影像学生物标志物（如肿瘤诱导的血管压迫）。第四，主要终点是短期影像学反应（ORR）；长期结局如总生存期和无进展生存期仍有待评估。
未来的研究应解决这些局限性。具体而言，必须在更大、更异质的队列中进行前瞻性、多中心验证，以确认跨不同人群和环境的普适性，这也将解决观察到的训练集和外部验证集之间性能一致性的问题。这种扩展的验证也将支持稳健的亚组分析。纳入系列生物标志物测量和先进影像学特征（如血管压迫）可能增强动态预测。此外，整合影像组学、深度学习或液体活检可能发现新的生物标志物。最终，针对长期生存结局验证该工具，并探索其在三联疗法框架内指导个性化组合策略的实用性，是关键的下一步。
总之，我们开发并验证了一个实用的、非侵入性的列线图，它整合了常规可用的临床、炎症和放射学生物标志物。该工具在治疗开始前预测u-HCC患者对基于TACE的三联疗法的反应方面表现出高准确性。经过进一步验证，它具有显著潜力，可帮助临床医生个性化治疗策略，从而优化结局，并避免对不太可能获益的患者造成不必要的毒性。
Ethics Approval and Consent to Participate
本研究遵循《赫尔辛基宣言》（2013年修订版）进行，并获得盐城市亭湖区人民医院伦理委员会批准（批准号：2024-SR-016）。由于本研究为回顾性研究，对参与者的风险不超过最小风险，伦理委员会放弃了知情同意的要求。所有患者数据均经过匿名化处理并严格保密，以保护患者隐私。
Author Contributions
所有作者对报告的工作做出了重大贡献，无论是在构思、研究设计、执行、数据获取、分析和解释方面，还是在所有
