放射治疗对接受化疗的肛门直肠癌患者骨骼CT衰减的影响

《Journal of Clinical Densitometry》：Effect of Radiation Therapy on CT Attenuation of Bone in Patients with Anorectal Cancer Treated with Chemotherapy

　　骨密度变化与盆腔放疗的关系研究。回顾性分析302例肛管癌患者盆腔放疗前后的腰椎L1-L5和骶骨CT衰减值，发现L5和骶骨骨衰减值在放疗后3个月分别下降48.8HU（-31.0%）和65.9HU（-28.6%），L1和L3变化较小。研究证实放疗导致的骨流失与照射部位距离相关，且主要发生在放疗初期。

　　本研究探讨了放射治疗（RT）对局部晚期直肠癌和肛管癌患者骨密度的影响。研究团队由来自美国俄亥俄州立大学韦克斯纳医学中心内分泌科、糖尿病与代谢疾病科的多位专家组成，他们分析了接受RT治疗的302名患者在治疗前后骨密度的变化。通过使用CT扫描图像的衰减值来评估骨矿物质密度（BMD），研究发现，RT治疗后，L5和骶骨的骨密度显著下降，而L1和L3的变化则相对较小。这一结果表明，RT导致的骨丢失与辐射照射区域的接近程度密切相关，且大部分骨密度下降发生在治疗开始后的前三个月内。研究还强调了CT扫描在评估骨密度方面的可靠性，尤其是在骨密度变化不明显的情况下，通过多次测量可以提高评估的准确性。

### 研究背景与意义

尽管RT是治疗局部晚期直肠癌和肛管癌的标准方法，但目前尚无明确的指南建议在治疗前评估患者的骨健康状况。然而，近期研究表明，CT图像中腰椎的衰减值可以作为BMD的替代指标。因此，本研究旨在评估接受RT治疗的患者在治疗前后腰椎和骶骨的CT衰减值变化情况，从而更好地理解RT对骨骼的影响。

直肠癌和肛管癌是重要的胃肠道肿瘤，其发病率在美国每年超过45,000例直肠癌和8,500例肛管癌。虽然整体结直肠癌的发病率在近年来有所下降，但年轻患者的直肠癌发病率却在上升，而老年患者的肛管癌发病率也在增加。这种趋势表明，随着患者群体的扩大，RT相关骨丢失的风险也日益受到关注。尤其是考虑到RT在治疗过程中对骨骼的潜在影响，如何有效评估和预防骨丢失成为临床实践中的重要课题。

在RT治疗中，通常包括对腰椎L5/S1交界处、骨盆边缘以及骨盆前部的照射，以覆盖骨盆前部空间。因此，这些区域的骨密度变化可能是治疗后关注的重点。同时，研究团队注意到，尽管RT的目的是治疗肿瘤，但其对骨骼的副作用也值得深入研究，特别是对于那些在接受RT治疗后具有良好预后情况的患者，如何平衡治疗效果与副作用的管理显得尤为重要。

### 治疗方式与骨丢失机制

对于局部晚期的直肠癌患者，通常采用新辅助放化疗（CRT）作为治疗手段，即在手术前给予放疗和化疗。放疗一般与化疗同时进行，有时也会在手术前或术后进行。而肛管癌的标准治疗则是以CRT为主，同时可能涉及对腹股沟和外侧骨盆淋巴结的照射，这会增加对股骨头和骨盆区域的辐射剂量。此外，肛管癌患者通常接受更高的放疗剂量，并且常与化疗药物如丝裂霉素-C和5-氟尿嘧啶（5-FU）联合使用，而这些药物对骨髓的毒性可能比单独使用5-FU更大。

放疗导致骨丢失的机制是多方面的，包括成骨细胞的细胞周期停滞、DNA损伤、胶原蛋白合成减少、骨形成受阻、破骨细胞生成增加以及促吸收性炎症细胞因子水平升高。这些机制共同作用，导致骨密度下降，从而增加骨折的风险。此外，放疗还会损害成骨细胞的功能，增加其凋亡率，进而影响骨骼对动态负荷的承受能力。同时，放疗还会破坏骨骼的血管供应，导致血管周围水肿、小血管出血、血流减少、内膜纤维化和血管中层玻璃样变，最终可能导致血管阻塞。

### 研究方法与数据收集

本研究采用单中心回顾性队列分析的方法，收集了2008年至2021年间接受RT治疗的430名患者的数据。其中，107名患者因缺少治疗前或治疗后的CT扫描而被排除，另有10名患者因缺乏至少一个椎体或骶骨的CT衰减值测量而被剔除。最终，302名患者被纳入分析，这些患者均接受了标准的盆腔放疗，且在治疗期间均接受了化疗。

为了评估CT衰减值的变化，研究团队使用了多种CT扫描设备，包括西门子（Force、Definition、Emotion、Flash）和GE Revolution型号。所有CT图像均通过电子图像存档与通信系统（PACS）存储，并使用NilRead Diagnostic Image Viewer软件进行分析。为了提高评估的准确性，研究团队对CT衰减值进行了调整，以消除IV对比剂和非标准CT管电压的影响。例如，IV对比剂的存在会提高CT衰减值，因此研究团队通过从测量值中减去11来校正这一影响。此外，CT管电压与衰减值之间存在线性关系，因此研究团队根据Garner等人的建议，使用转换因子将所有CT衰减值调整为标准电压120 kV。

### 研究结果

研究结果显示，治疗前L1、L3、L5和骶骨的平均骨衰减值分别为158.4、151.1、157.8和231.0 HU。治疗后三个月，L1和L3的骨衰减值变化较小，分别为+1.7 HU（+1.1%）和-7.7 HU（-5.1%），而L5和骶骨的骨衰减值则显著下降，分别为-48.8 HU（-31.0%）和-65.9 HU（-28.6%）。值得注意的是，治疗后超过三个月的时间内，所有椎体和骶骨的骨衰减值变化趋于稳定，没有进一步下降或上升的迹象。这表明，RT引起的骨丢失主要发生在治疗开始后的前三个月内，且在之后的三年内没有显著变化。

为了进一步验证CT衰减值的可靠性，研究团队评估了不同观察者之间的测量一致性。结果显示，L1和L5的测量一致性（ICC）分别为0.94和0.92，表明不同观察者之间的测量结果高度一致。此外，研究团队还分析了短期测量的精确性，通过比较治疗前后的CT扫描图像，发现测量结果的重复性良好，根均方差为13.8 HU，对应的最小显著变化（LSC）为38.2 HU，变异系数为9.5%。这表明，CT衰减值在短期测量中具有较高的精确性和可靠性。

### 讨论与临床意义

本研究的结果表明，接受盆腔放疗的直肠癌和肛管癌患者，其L5椎体和骶骨的骨密度显著下降，而L1和L3的变化则相对较小。这一现象提示，RT对骨骼的影响与照射区域的接近程度密切相关。此外，骨密度下降主要发生在治疗开始后的前三个月内，之后变化趋于稳定，这可能意味着骨丢失的过程在短期内完成。

尽管本研究的结果提供了关于RT对骨密度影响的重要信息，但仍然存在一些局限性。首先，由于CT扫描的频率和时间点存在差异，因此无法精确评估所有时间点的骨密度变化。其次，虽然大多数患者接受了相同的放疗剂量，但仍有少数患者因个体差异或治疗方案的不同而受到不同的影响。此外，部分患者在治疗期间接受了骨质疏松药物或激素替代治疗，这可能对CT衰减值的变化产生干扰，但这些患者仅占8%，因此对整体结果的影响较小。

本研究还指出，尽管CT衰减值的变化在治疗后三个月内显著，但在之后的三年内并未出现进一步的变化。这表明，RT对骨密度的影响具有时间依赖性，且主要集中在治疗初期。因此，对于接受RT治疗的患者，应在治疗后前三个月内密切监测骨密度变化，并采取相应的预防措施，如补充钙和维生素D、使用骨质疏松药物或进行物理治疗，以减少骨折风险。

此外，本研究的结果支持了使用CT衰减值作为评估骨密度的替代方法。虽然双能X线吸收法（DXA）仍然是评估骨密度的标准方法，但CT扫描在临床实践中更为常见，特别是在接受癌症治疗的患者中。因此，利用CT衰减值进行骨密度评估可能是一种更为便捷和可行的方法，尤其是在没有专门的DXA设备的情况下。同时，本研究的结果也表明，CT衰减值的变化可以作为评估RT对骨骼影响的可靠指标，有助于临床医生更好地理解治疗的潜在副作用。

### 未来研究方向

尽管本研究提供了关于RT对骨密度影响的重要数据，但仍有许多问题需要进一步研究。例如，CT衰减值的变化是否能够预测未来的骨折风险？如何在不同患者群体中更准确地评估RT对骨密度的影响？此外，RT对不同骨骼部位的影响是否存在差异？这些问题的答案将有助于进一步优化RT治疗方案，减少其对骨骼的负面影响。

本研究的局限性也提示了未来研究的方向。例如，由于研究是回顾性的，因此无法控制所有可能的混杂因素，如患者的年龄、性别、种族、BMI、吸烟和饮酒状况、糖尿病等。这些因素都可能影响骨密度的变化，因此在未来的前瞻性研究中，需要更全面地收集这些数据，以更准确地评估RT对骨密度的影响。此外，研究团队未能对L5和骶骨的倾斜角度进行调整，这可能会影响测量的准确性。因此，未来的研究可以考虑使用更精确的测量方法，以提高CT衰减值评估的可靠性。

总的来说，本研究为理解RT对骨密度的影响提供了重要的临床证据，同时也为未来的研究方向指明了路径。通过进一步的研究，可以更好地评估和管理RT引起的骨丢失，从而提高患者的生活质量和治疗效果。