研究背景结肠癌是第四大常见的恶性肿瘤,2020年中国消化道肿瘤新发病例176万例,其中结肠癌新发病例约为56万,位居前列。大约50%-60%的结肠癌患者在初步诊断时就发现了转移性疾病,而75-85%的转移性患者转移瘤是不可切除的病灶。与早期癌症以手术治疗为主的策略不同,晚期肿瘤更关注多模式治疗管理,以提高患者生活质量提高,延长生存期。原发灶切除术（Primarytumorresection,PTR）的提出是基于对与完整原发性肿瘤相关的并发症的担忧,而对于症状轻微（无肠出血、肠梗阻或肠穿孔等并发症）或无症状的患者,PTR对生存和生活质量的改善仍然有争议。本论文旨在研究原发灶切除术对转移瘤不可切除的晚期结肠癌的生存影响、如何筛选合适的患者进行PTR治疗以及PTR改善生存的潜在机制。目的（1）本论文通过对公共数据库的转移瘤不可切除的晚期结肠癌患者做回顾性研究,分析PTR对转移瘤不可切除的晚期结肠癌患者的生存影响,并建立术后预后模型,以评估患者术后的生存情况。同时,我们构建PTR的筛选评分,为选择适合进行PTR的优势患者提供决策依据。（2）我们通过开展了一项单中心前瞻性非随机对照试验,比较PTR联合术后化疗与单纯化疗对症状轻微或无症状的转移瘤不可切除的晚期结肠癌患者的疗效和安全性,并用我院患者数据验证预后模型和PTR筛选评分。（3）我们评估了接受PTR的转移瘤不可切除的晚期结肠癌患者术前和术后的血浆外泌体水平,分析血浆外泌体对CD4+T细胞的作用,探索PTR改善生存的潜在机制。方法（1）我们提取“监测、流行病学和最终结果数据库”（Surveillance,Epidemiology,and End Results Program,SEER）汇总的资料来识别确诊时病理为结肠癌的患者。纳入标准为:病理确诊为结肠癌、分期为M1期、转移瘤不可切除、临床病理特征与预后信息明确、以及无其他原发肿瘤。排除标准为接受原发瘤和转移瘤联合切除术、原发肿瘤损毁术、相关信息不明确、生存期小于1个月。（2）我们对提取的上述晚期患者信息进行整理和重新编码。患者分为PTR组和non-PTR组,使用卡方（χ2）检验对两组之间基线特征（例如确诊年龄、性别、种族、原发灶部位和肿瘤分级等）的统计学差异进行分析。为了尽可能地模拟随机对照试验中的随机化分组,我们使用倾向评分匹配（Propensity score matching,PSM）分析对两组患者进行匹配,以减少两组之间的混杂偏倚。匹配后的两组患者之间的总生存期（Overall Survival,OS）差异采用log-rank检验比较,并绘制Kaplan-Meier（K-M）生存曲线图。为了进一步探索PTR对转移瘤不可切除的晚期结肠癌的生存影响,我们进行分层分析,具体的亚组包括:转移部位、确诊年份、不同年龄段以及左右半结肠癌。（3）我们构建术后预后模型来预测接受PTR的生存。我们对接受PTR的患者进行7:3随机分组,用于构建模型的推导集和验证集。采用多因素Cox回归分析来评估所有术后潜在生存危险因素,把P＜0.05的变量作为独立预后因素纳入列线图的构建中。我们使用bootstrap自抽样的方法对列线图进行内部验证,并计算出C-index作为列线图预测模型性能指标。同时,我们创建列线图的校准曲线以显示观察到的真实结果频率与预测概率之间的符合度。根据术后预后模型得到的生存评分,我们称之为“术后生存评分”（Ppost-surgery）,使用X-tile分析获得其最佳截断值（cut-off值）,作为临床判断预后的分析决断点。我们根据cut-off值将接受PTR的患者分为不同的死亡率风险子集。（4）本文用同样的方法对治疗前的潜在预后因素进行多因素Cox回归分析,并构建基于治疗前预后因素的列线图预测模型。我们将治疗前预后模型得到的评分称为“治疗前生存评分”:Ppre-treatment,用以在初步诊断时预测患者的生存率。（5）另外,我们利用治疗前预后模型中的术前因素对患者评分,称为“术前评分”:Ppre-surgery。进而通过X-tile分析获得术前评分Ppre-surgery的最佳cut-off值,将患者分为术前高、低风险子集。然后我们比较了接受手术的患者高、低风险子集与非手术患者的生存期。我们假设术前评分Ppre-surgery低风险的患者最能从原发灶切除术中获益,属于“手术获益人群”。（6）我们也开展了一项单中心非随机前瞻性对照试验,比较PTR联合术后化疗与单纯化疗对症状轻微的不可切除的晚期结肠癌患者的疗效。主要入组标准为转移瘤不可切除的结肠癌、症状轻微（无肠出血、肠梗阻或肠穿孔等并发症）以及体力状态（Eastern Cooperative Oncology Group,ECOG）评分为＜2。按治疗意愿入组,分为PTR组和non-PTR组,化疗方案为mFOLFOX6或Bevacizumab+mFOLFOX6。主要结局指标为总生存期（overall survival,OS）。次要结局指标如下:无进展生存期（progressionfreesurvival,PFS）、客观反应率（objective response rate,ORR）、化疗导致的不良事件发生率、术后并发症发生率,以及严重的肠道并发症（需要急诊手术干预）。此外,我们采用绘制受试者工作特征（Receiver Operating Characteristic,ROC）曲线,对我们构建的预后模型进行外部验证。我们对患者进行术前评分Ppre-surgery,并分析术前评分Ppre-surgery结合cut-off值是否能将手术获益人群筛选出来。（7）我们采集了我院患者PTR组6名患者手术前后的血液样本,用差分超速离心法获得血浆外泌体,然后使用透射电镜（Transmission Electron Microscope,TEM）、纳米颗粒跟踪分析（Nanoparticle Tracking Analysis,NTA）和 Western Blot鉴定血浆外泌体。我们对比晚期结肠癌患者和健康人的血浆外泌体水平以及患者术前和术后7天、术后15天的血浆外泌体水平。我们从公共数据库exoRbase下载结肠癌的血浆外泌体mRNA表达谱,利用limma差异分析得到在结肠癌患者血浆中表达上调的mRNA,并单独分析了 CD274（PD-L1）的表达。我们通过流式细胞术检测血浆外泌体处理后的活化CD4+T细胞产生的IL-2和INF-γ。另外,我们采用Western Blot检测PD-1在未经处理的CD4+T细胞、活化CD4+T细胞和血浆外泌体处理后的活化CD4+T细胞的表达。结果（1）我们发现初始治疗选择PTR的患者较non-PTR组的患者生存期延长（median OS:20个月vs.6个月,P＜0.001）。这个趋势在不同转移部位、不同年份确诊人群、不同年龄组以及左右半结肠癌人群中均存在。（2）我们构建了术后预后模型,预测接受PTR的患者的生存,该模型预测性能良好（C-index=0.715,校准曲线显示预测生存率与观察的生存率基本一致）。术后生存评分:Ppost-surgery=Page+Psite+Pgrade+PTstage+PLNexamined+PLNpositive+Pchemo。其中,Ppost-surgery以22.3分和27.7分为界值可以将PTR的患者进行术后危险分层。（3）我们基于2010-2017年的患者构建治疗前预后模型。治疗前预后模型也能较好的模拟患者的实际生存率:C-index=0.724。治疗前评分:Ppre-treatment=P’age+P’site+P’grade+P’Tsize+P’cLN+P’liver+P’bone+P’brain+P’PTR+P’chemo。其中:（4）我们构建的 PTR 筛选评分如下:Ppre-surgery=P’age+P’site+P’grade+P’Tsize+P’cLN+P’liver+P’lung+P’bong+P’brain,利用 X-tile 计算Ppre-surgery最佳 cut-off值为13.2分。若患者的Ppre-surgery≤13.2分,患者初始治疗接受PTR的中位生存期明显高于未接受手术的患者（中位OS:23个月vs.7个月,HR=0.43,95%CI:0.39-0.474,P＜0.001）,患者属于“手术获益人群”,建议将PTR作为该患者的治疗方式。（5）我们的前瞻性研究共入组我院80例患者（每组各40例）,结果显示PTR组的总生存期比non-PTR组延长（21.8个月vs.17.4个月,HR=0.59,95%CI,0.37-0.93,P=0.02）。PTR 组中术后方案为 Bevacizumab+mFOLFOX6 的中位 OS 为25.4个月,比mFOLFOX6的中位OS延长。虽然两组患者未观察到肿瘤完全缓解,但是 PTR 组的 ORR 比 non-PTR 更高（21.25%vs.10.00%,P=0.05）。我们还观察到PTR组的中位PFS 比 non-PTR组更长（10.9个月vs.8个月,HR=0.45,95%CI,0.28-0.73,P＜0.001）。PTR 组与 non-PTR 组在严重化疗不良事件发生率及急诊手术发生率上未见明显统计学差异。（6）我们通过比较我院转移瘤不可切除的晚期结肠癌患者与SEER数据库中的患者的基线特征,发现我院手术患者的年龄较SEER数据库手术患者略小,62.3±10.279岁vs.64.79±13.512岁,P=0.035。此外区域淋巴结转移与肝转移的发生率在我院患者中更高。然而在两组人群中,性别、原发肿瘤部位、肿瘤分级、原发肿瘤大小、肺转移、骨转移和脑转移没有明显差别。（7）我们对患者进行治疗前生存评分,绘制ROC曲线图,1年AUC=0.81,95%CI:0.67-0.95,1.5 年 AUC=0.74,95%CI:0.63-0.85,2 年 AUC=0.79,95%CI:0.68-0.89,结果显示治疗前预后模型在实际应用中性能良好。（8）我们进一步验证了 PTR筛选评分Ppre-surgery≤ 13.2能否筛选出手术获益人群。我们对我院患者进行了术前评分Ppre-surgery,以13.2分为界将其划分为手术获益组（50例）和手术非获益组（30例）。我们发现手术获益组患者中,接受手术的生存期比非手术明显延长（中位OS:27.8个月vs.19.1个月,HR= 2.34,95%CI:1.27-4.31,P＜0.001）,说明术前评分低于13.2分的患者适合接受PTR。而对于手术非获益的患者,手术和非手术的生存未见明显差异（HR= 1.58,95%CI:0.74-3.35,P=0.23）。（9）我们分析了我院接受PTR的患者的预后因素,发现原发肿瘤部位、肿瘤分级、T分期和淋巴结清扫范围是独立预后因素。此外,我们对患者进行术后生存评分,绘制 ROC 曲线图,1 年 AUC=0.85,95%CI:0.63-1.0,1.5 年 AUC=0.74,95%CI:0.55-0.93,2 年 AUC=0.79,95%CI:0.64-0.93,结果显示术后预后模型在实际应用中性能良好。（10）我们发现转移瘤不可切除的晚期结肠癌患者的血浆外泌体水平比健康人更高（305.62±19.47 μg/mL vs.135.78±12.76μg/mL,P＜0.001）。而进行 PTR 手术后,患者的血浆外泌体水平明显下降（术后7天下降至228.98±30.18μg/mL:P＜0.001,术后 15 天下降至 204.72±39.12μg/mL:P＜0.001）。（11）我们对公共数据库中的结肠癌和健康人的血浆外泌体mRNA进行了 limma差异分析,发现有67个mRNAs表达上调（差异倍数为2,FDR＜0.05）,其中CD274（PD-L1）在结肠癌外泌体中的表达水平比健康人升高。我们进一步分析了患者血浆外泌体能否通过PD-1/PD-L1的相互作用进而影响CD4+T细胞活性。当我们将血浆外泌体加入活化的CD4+T细胞时,我们发现CD4+T细胞INF-γ的产生以剂量依赖性方式减少。另外,PD-1在未经处理的CD4+T细胞中的表达最少,在活化的CD4+T细胞中有所增加,在外泌体处理的活化CD4+T细胞中表达最明显。这表明血浆外泌体可能通过PD-1/PD-L1相互作用调节CD4+T细胞中的IFN-γ分泌。结论（1）本论文的研究结果表明,对于症状轻微或无症状的转移瘤不可切除的晚期结肠癌患者,PTR作为初始治疗方式对患者生存有益,对治疗方案的制定具有参考价值。（2）我们构建的预后模型性能良好,PTR筛选评分Ppre-surgery≤13.2可以帮助筛选合适人群进行手术治疗,Ppre-surgery≤13.2为手术获益人群,为治疗策略的选择提供依据。（3）结肠癌患者的血浆外泌体可能通过PD-1/PD-L1途径抑制CD4+T细胞活化。而PTR可以降低晚期结肠癌血浆外泌体水平,可能有利于降低肿瘤引起的免疫抑制,这也许是PTR改善生存的潜在机制。