Prediction of pathologic complete remission after preoperative chemoradiation in rectal cancer with multidimensional approach including 3D cell culture

Abstract

연구의 배경: 국소진행성 직장암에서 수술전 화학방사선 치료의 반응을 예측할 수 있는 치료 전 요인들을 이용하여 환자의 맞춤 치료에 사용하기 위한 노력들이 많이 있었으나, 이러한 여러 요인들의 유용성이 동일한 환자군에서 비교 분석된 연구는 드물다. 본 연구의 목적은 수술전 화학방사선 치료를 시행 받은 직장암 환자에서 임상요인, 내시경, 자기공명영상 및 3D 세포 배양 등의 다중요인을 적용하여 화학방사선 치료 예측인자를 확인하는 것이다. 재료 및 방법: 본 연구의 환자들은 study/validation 및 experimental 군으로 구성되어 있다. 2012년부터 2014년까지 60명의 환자를 후향적으로 선택 하였다. 모든 환자들에서 화학방사선 치료 전후에 MRI 검사 및 화학방사선 치료 후 내시경 검사를 시행하였고 이 환자군이 study 군을 이룬다. 2015년 8월부터 2017년 4월까지 49명의 국소 진행성 직장암 환자들에 대하여 전향적인 자료를 수집하였고, 이 환자군들이 validation set 를 형성한다. 49명의 환자군에서 3D 세포 배양결과가 확인 가능한 26명의 환자들을 experimental 군으로 분류하였다. 임상소견, 내시경 및 MRI 소견을 이용하여 단변량 및 다변량 로지스틱 회귀 분석을 시행하여 우수한 종양반응을 예측하는 요인을 확인하였다. 노모 그램은 study군 에서 개발되었고 validation 군에서 검증되었다. pCR, good TRG 반응 및 림프절 양성과 관련된 인자는 전방 또는 후방 단계별 변수 선택에 의해 수행된 로지스틱 회귀 분석에 의해 분석되었다. 결과: study 군에서 83% 이상의 종양감축과 Endoscopy_grade 가 독립적으로 pCR 을 예측할 수 있는 것으로 확인되었다. 양호한 종양 반응 (TRG I 및 TRG II)과 관련하여 Endoscopy_grade 및 MR_DWI (확산 가중 이미지)가 의미 있는 인자로 분석되었다. 종양 위치, Endosocpy_grade, MR_TRG 및 MR_TVRR을 이용하여 logistic regression analysis를 이용한 pCR의 예측모델을 만들었다. 이 변수를 사용하는 노모 그램은 study 군 (AUC = 0.894)과 validation 군 (AUC = 0.750)에서 우수한 차별 능력을 보였다. Experimental 군에서, 수술 후 세포 독성 분석 과 림프절 전이 여부에 관한 ROC곡선을 이용한 분석에서 AUC값은 0.801이었다. 다변량 분석에서 세포 독성 분석이 림프절 양성을 예측하는 유일한 인자로 확인되었다 (OR: 13; 95% CI: 1.2–133.2; p = 0.031). 결론: 본 연구는 내시경 검사와 MRI 측정값의 조합이 좋은 종양 반응을 예측할 수 있음을 보여 주었다. 3D 세포배양 및 방사선치료를 시행 후 세포 독성 분석을 통해 preop-CRT 후 림프절 전이 여부 예측가능성이 있었다.