人体成分分析在放疗中的应用进展与临床意义

文章来源：严玲,廖正凯 .人体成分分析在放疗中的应用进展与临床意义[J/CD].肿瘤代谢与营养电子杂志,202 5 ,1 2 ( 1 ): 25 - 29 .

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https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=lwcs1eIaudizQHQ376GpTZPRZuXG2LxTRQv3MN42k7FOn2G6bYR5qIBzeEbBI05zxBaUB9-q6wn6sqc_aiE-chVpXijx7wzgsuHgnATtYJ1HMwVVAxgx6zcxipTpxwdPyijOaulwPIdb2gxqMdYKnVr5nZezG72zHtSdIFuQAWfqrpiIuVjIIyk_QO9bnkV6&uniplatform=NZKPT&language=CHS

专家介绍

廖正凯，医学博士，肿瘤学副教授，主任医师，硕士生导师。武汉大学中南医院放射肿瘤住培基地教学主任。美国芝加哥大学(The University of Chicago)放射与细胞肿瘤科访问学者。中国抗癌协会肿瘤营养专委会副秘书长和青委副主委，中国医师协会放疗医师分会营养与支持治疗学组副组长，湖北省医师协会营养医师专委会副主委，湖北省抗癌协会肿瘤营养与代谢专委会副主委。发表学术论文77篇，其中SCI收录论文32篇。获湖北省科技进步奖一等奖1项。

摘要: 随着医学技术的进步,人体成分分析(BCA)作为一种非侵入性、易于操作的评估工具,在放疗领域显示出越来越重要的作用。BCA通过精确量化患者的肌肉量、脂肪量和水分等关键指标,为放疗患者的营养状态评估提供了新维度。这些指标不仅反映了患者的代谢状态,还能预测治疗疗效和潜在的不良反应风险,为个性化放疗计划的制定提供了科学依据。当前,在放疗患者中应用BCA,不仅能优化治疗方案、提高治疗效果,还能降低患者毒副反应,改善其生活质量。本文综述了近年来BCA在放疗患者中的研究进展,探讨了放疗对患者身体成分的影响,以及这些变化与治疗效果和患者预后的关系。同时,对当前常用的BCA方法进行了评估,包括其优势和局限性。本文旨在推动BCA在放疗临床实践中的常规应用,通过精准的身体成分分析为患者提供更为个性化和高效的治疗方案。此外,本文还展望了BCA技术的未来发展方向,以及如何通过技术创新满足临床需求,进一步提升放疗的科学性和有效性。

人体成分分析(BCA)是指通过科学的方法来测量和评估人体中各种成分的含量和比例,这些成分包括脂肪、肌肉、骨骼、水分、蛋白质和无机盐等。它可以帮助我们了解个体的营养状况、健康状况以及身体成分的变化趋势。在肿瘤放疗领域,BCA不仅发挥着关键的诊断作用,更是实现个性化患者护理、优化治疗措施不可或缺的手段。通过对患者身体成分分布的细致评估,医护人员能够全面了解患者的整体健康状况,为制定更为精准、个体化的治疗方案提供有力支持。

放疗作为肿瘤治疗的重要基石,其在有效杀灭肿瘤细胞的同时,不可避免地会对正常组织造成一定程度的损伤。这种损伤往往伴随着一系列不良反应,如恶心、呕吐、食欲减退和体重下降等,不仅严重影响患者的生活质量,还可能增加治疗中断或终止的风险。因此,如何精确评估放疗剂量分布、预测并减轻正常组织损伤,一直是放射肿瘤学研究的重点。近年来,越来越多的研究证据表明,放疗对患者的营养状态和身体组成具有显著影响,尤其是在接受同步放化疗的患者中,瘦体组织的损失尤为显著。

明确BCA在肿瘤放疗中的应用意义和方法,对于及时、准确地评估患者的营养状态和身体组成至关重要。这不仅有助于指导治疗决策、优化治疗方案,还能显著改善患者的预后。本综述旨在系统梳理BCA在放疗患者中的应用现状,深入探讨其临床应用价值,并为医护人员提供关于如何有效利用BCA技术提高放疗增益的宝贵知识,以期在肿瘤治疗中发挥更大的作用。

1人体成分分析在放疗中的意义

1.1优化治疗方案

辐射能量沉积是指射线将自己的能量传递给特定体积物质的过程。光子的能量沉积主要取决于电子密度(每单位体积的平均电子数),放疗计划中依据这个量的值改变剂量分布。在设计放疗计划时,必须考虑肿瘤及其周围正常组织的密度差异。高水分含量的组织会比低水分含量的组织(如脂肪)更有效地吸收辐射。脂肪组织的密度低,吸收辐射的能力相对较弱。肌肉组织的密度和水分含量较高,能够有效吸收辐射。精确评估人体组织结构是为肿瘤靶区确定照射剂量,同时保护周围正常组织的基础。Kutynec CL等研究发现无论体重维持、增加或减少,接受辅助治疗的乳腺癌患者都会发生身体成分变化。患者解剖结构的内部变化将是剂量分布的重要影响因素。放疗靶区中的组织成分差异可能导致放疗剂量不均匀。研究发现头颈部肿瘤放疗患者,尤其是体重比较大、身高比较高和体能状态(PS)评分1 ～ 2分的患者,放疗过程中出现的摆位误差更大,建议使用在线图像引导放疗(IGRT)。体重因子(BMF)包括体重、身高、颈部周长和双侧厚度。放疗过程中的BMF减少可以反映摆位误差的增加,此时应该相应地调整放疗计划。此外,脂肪层厚度及肠道内容物体积的变化亦会对目标靶区和危及器官的深度造成影响,进而影响剂量沉积。潜在可切除胰腺癌患者在新辅助治疗过程中,骨骼肌减少程度与无病生存率降低相关,而内脏脂肪减少与总生存率和无进展生存率下降相关。研究者认为在设计新辅助治疗方案时必须考虑肌肉和内脏脂肪组织的变化,可以借助计算机断层(CT)扫描图像提供的人体成分信息。

1.2反映放疗不良反应

放疗过程中的正常组织损伤与人体成分之间的关系日益受到关注。研究表明,人体成分与放疗所致的急性和慢性损伤之间存在紧密联系。例如,头颈部肿瘤患者在三维适形放疗期间,正常体重患者的体重减轻程度往往超过超重患者。特别是在年轻患者和接受高剂量放疗的群体中,体重减轻的现象更为普遍。头颈部肿瘤患者的晚期肿瘤分期及联合治疗方式被认为是放疗期间体重严重减轻的危险因素。此外,内脏肥胖与直肠癌患者的并发症和不良预后之间存在显著关联。针对接受新辅助放化疗的628例局部晚期直肠癌患者开展回顾性研究,多变量分析证实,体质指数(BMI)降低和骨骼肌指数(SMI)降低是放疗依从性差的独立影响因素。这些人体成分的变化,如体重下降和肌肉萎缩,通常与放疗后生活质量的降低密切相关。

1.3评估营养状态

放疗患者常常面临营养不良的风险,这可能与疾病本身、治疗方式及治疗过程中的不良反应有关。营养不良不仅会降低患者的治疗耐受性,还可能加剧治疗相关的不良反应。因此,对患者进行人体成分变化的密切监测对于早期识别营养问题至关重要。例如,接受根治性放疗的直肠癌患者如果采用生酮饮食,将有助于降低体重和脂肪量,同时保留骨骼肌。对于接受同步放化疗的鼻咽癌患者,体成分参数的纵向变化同样具有重要价值。尤其是无脂肪质量指数(FFMI),已被证实对于诊断放化疗期间的营养不良具有重要意义。鉴于生物电阻抗分析(BIA)在评估体成分方面的准确性和便捷性,建议将其更广泛地应用于放疗患者的营养状态评估中,以实现早期诊断和及时干预。

1.4人体成分分析还与放疗的疗效密切相关

通过分析CT扫描第3腰椎水平横断面图像,可以评估患者的内脏脂肪面积、皮下脂肪面积、总肌肉面积和骨骼肌密度等关键指标。研究表明,胸腰椎转移瘤接受放疗的患者,肌肉密度减少与90 d和365 d后的生存率降低显著相关,体脂分布与生存率没有显著相关性。对于头颈鳞状细胞癌患者而言,低SMI和瘦体组织(FFM)的患者,尤其是接受放疗的头颈鳞状细胞癌患者,预后明显较差。宫颈癌患者在同步放化疗期间常经历营养状况的恶化,其中肌肉损失是影响患者临床预后的重要因素。同样,在直肠癌患者中,新辅助放化疗期间骨骼肌质量的损失是影响无病生存和无远处转移生存的独立预后因素。

2放疗影响患者人体成分的机制

放疗在肿瘤治疗中扮演重要角色,但其对患者人体成分的影响亦不容忽视。治疗过程中,消化系统功能可能受损,导致恶心、呕吐、食欲减退等不良反应,进而降低营养摄入与吸收能力。机体为补偿能量不足,可能加速蛋白质分解,引起肌肉消耗。因此,肿瘤患者在放疗期间常面临营养不良和人体成分改变的挑战。放疗在杀灭肿瘤细胞的同时,亦对周围正常组织造成损伤。为了修复这些损伤,机体需消耗额外能量,可能导致基础代谢率增加。此外,放疗后的机体应激状态亦不容忽视。细胞死亡时释放的代谢产物可能扰乱体内代谢平衡,进一步增加基础代谢率。

放疗的远期反应尤为显著。其可能导致神经肌肉和肌肉骨骼功能障碍,其中“放射性纤维化”作为隐匿性变化,在放疗后逐渐显现。此外,放射诱导的损伤还可能累及脊髓神经根及其周围神经结构,不仅削弱肌肉力量,还可能引发广泛的运动功能障碍。放疗对代谢途径的深远影响亦不容忽视,例如可能诱导胰岛素抵抗,加剧肌肉蛋白质的分解,从而影响肌肉质量和功能。同时,长期高剂量使用糖皮质激素治疗亦可能加剧肌肉萎缩和功能障碍。

在脂肪组织方面,放疗可激活TREM2-TY-ROBP网络,这一网络在慢性组织损伤中起复杂作用,可能参与调节炎症反应和损伤后修复过程。脂肪组织的辐射暴露与脂肪因子分泌失调密切相关,如脂联素水平降低和纤溶酶原激活剂抑制剂-1水平增加,可能促进胰岛素抵抗,导致患者临床代谢紊乱,如空腹血糖和糖化血红蛋白水平升高。特别的,接受腹部或全身放疗的儿童肿瘤患者,可能出现慢性皮下脂肪组织功能障碍,以脂肪因子分泌失调为特征,对全身代谢健康产生长期负面影响。

放疗诱发的炎症反应亦对患者代谢与营养状态产生重要影响。机体在应对炎症时需消耗更多能量,导致基础代谢率上升。放疗引起的细胞损伤可触发炎症反应,释放细胞因子和其他炎症介质,这些介质可能进一步损害肌肉和脂肪组织。特别是,放疗可能诱发全身性炎症反应,加速肌肉高代谢状态和蛋白质分解,并可通过血清C反应蛋白水平进行评估。在胃癌根治术后接受辅助放化疗的患者中,全身性炎症反应与营养状况和体成分变化密切相关,结合全身性炎症标志物的评估可为预后提供更为准确的信息。此外,放疗诱导的肌肉纤维化与转化生长因子β和纤维连接蛋白的表达密切相关,这些因子在炎症反应中扮演关键角色。持续的炎症反应导致组织损伤累积,最终可能演变为以胶原蛋白沉积增加、血管功能减退和瘢痕形成为特征的纤维化过程,严重影响组织正常功能。

3人体成分测量的常用方法各有优缺点

人体成分测量方法多样,每种方法在准确性、便捷性、成本等方面各有优缺点,具体如表1所示。

4基于人体成分的营养治疗对预后的影响

将人体成分分析纳入肿瘤患者的整体健康评估中,为临床医师提供了识别高危人群、预测治疗反应和优化治疗策略的宝贵信息。通过这一方法,医师能够及时识别出具有不利人体成分变化风险的患者,进而为他们定制个性化的治疗计划,以期达到更好的治疗结果。一项前瞻性对照研究探索了体育锻炼在肿瘤患者放疗和化疗期间及其后的影响。结果显示,为期3个月、每周2 ～ 3次有监督的锻炼方案对肿瘤患者而言是可行的,并能显著提高患者的耗氧量、改善身体成分,进而提升生活质量。此外,放疗前采用BIA技术测量相位角(PA)在评估头颈部肿瘤患者无脂肪质量、瘦体组织和BMI降低方面显示出高度的诊断准确性。

定期监测和分析患者的人体成分数据,对于为放疗患者提供个性化的营养治疗和运动康复干预至关重要。这种及时地干预有助于患者维持良好的身体状态,提高生活质量。例如,在食管癌患者中,补充富含氨基酸的饮食有助于对抗放疗期间肌肉减少症的发展,从而可以改善患者的生活质量和临床治疗结果。类似地,ω-3多不饱和脂肪酸被证实能有效维持宫颈癌患者的营养状况和骨骼肌质量,并减轻放化疗引起的相关症状。在直肠癌患者中,新辅助放化疗期间的运动干预同样展现出积极的效果。研究表明,这一时期的运动是可行的且耐受性良好,能够增强身体功能,同时减少身体成分和肿瘤相关疲劳的不良变化。然而,也有研究指出,在食管癌患者新辅助放化疗期间给予个性化营养咨询,其对治疗方案调整的影响相对较小,这可能与治疗前营养状况参数的多样性有关。

5总结与展望

BIA在放疗患者的营养状态评估、治疗相关毒性监测及康复期管理中展现出了不可忽视的重要性。然而,目前的研究在深入探索BCA的潜力时仍面临多重挑战,包括样本规模有限、研究设计多样导致的数据异质性,以及长期随访数据的稀缺。这些局限性对于全面理解BCA在放疗领域的应用价值构成了制约。

为克服现有研究中的不足,未来的研究需聚焦于以下几个方面。首先,优化BCA技术,制订统一的操作标准,确保测量结果的准确性和可重复性。其次,开展大规模、多中心的临床试验,以验证BCA在不同肿瘤类型和治疗模式下的有效性和可靠性。同时,应鼓励开发更为便捷、精确的BCA技术,以满足临床实践中对快速、高效评估患者营养状态的需求。此外,未来的研究还应探索BCA测量指标与其他生物标志物的整合应用,通过多维度数据的综合分析,实现对患者整体状况的更全面、更精准的评估。这不仅有助于医师更准确地判断患者的营养状况和治疗反应,还能为制订更为个性化的治疗计划提供有力支持。

随着研究的深入和技术的进步,BCA有望在放疗患者的临床管理中发挥更加重要的作用。通过精确评估患者的营养状态、监测治疗相关毒性,以及优化康复期管理,BCA将助力医师制订更为科学、合理的治疗计划,从而有效改善患者预后,提高患者的生活质量。