CC BY
23
УДК 616.345/.351-006.4-036.22(571.13) 001: 10.17238/РшД609-1175.2018.3.38-41
Персонификация оценки индивидуального риска развития колоректального рака у жителей Омской области
Д.В. Турчанинов, В.Л. Стасенко, Н.Г. Ширлина, Д.В. Щербаков
Омский государственный медицинский университет (644099, г. Омск, ул. Ленина, 12)
Показана возможность персонифицированной оценки индивидуального риска развития колоректального рака у жителей региона с помощью алгоритма, основанного на теореме Байеса. Проведена оценка информативности факторов риска развития рака данной локализации и признаков по показателям отношения правдоподобия. Определены значения чувствительности и специфичности предлагаемой методики. На основании полученных данных разработана программа для ЭВМ по оценке индивидуального риска развития колоректального рака. Ключевые слова: рак толстой кишки, факторы риска, байесовский подход, прогнозирование
Вследствие неинфекционных заболеваний в мире ежегодно преждевременно умирают более 16 млн человек. Такие данные приводятся в докладе специалистов Всемирной организации здравоохранения, призвавших международное сообщество принять необходимые меры для снижения бремени этих заболеваний [1, 2, 12]. Злокачественные новообразования - вторая по частоте и социальной значимости после сердечно-сосудистых заболеваний причина смертности населения, формирующая отрицательный демографический баланс в нашей стране.
В структуре злокачественных новообразований желудочно-кишечного тракта колоректальный рак (КРР) занимает третье место по инцидентности и второе - по уровню смертности [4, 12]. Существенным можно назвать тот факт, что несмотря на возросшие возможности ранней диагностики рака ободочной и прямой кишок, до настоящего времени удельный вес осложненных клинических форм этих заболеваний довольно высок. При этом значительную часть (около 50 %) пациентов выявляют в инкурабельном состоянии с далеко зашедшими стадиями заболевания, у которых опухоль считается нерезектабельной, а 5-летняя выживаемость составляет менее 5 % [5].
Эпидемиологические исследования последних десятилетий убедительно свидетельствуют об интенсивном росте заболеваемости злокачественными новообразованиями, в том числе, колоректальным раком, а также о несовершенстве первичной профилактики актуальных онкологических заболеваний [3, 4, 6]. Некоторые исследователи считают, что повсеместно регистрируемая тенденция к увеличению роста заболеваемости осложненным раком ободочной кишки и, в несколько меньшей степени, осложненным раком прямой кишки в разных возрастно-половых популяциях городского и сельского населения объясняется запоздалой диагностикой и различными уровнями экспрессии факторов риска в разных социально-бытовых условиях [6]. Генетическими, экспериментальными
Ширлина Наталья Геннадьевна - канд. мед. наук, ассистент кафедры эпидемиологии ОмГМУ; e-mail: [email protected]
и эпидемиологическими исследованиями установлено, что КРР развивается в результате ассоциации генетической предрасположенности и экзогенных (канцерогенных) факторов. Биологическую основу формирования онкологической патологии популяционного уровня составляет спектр различных по характеру и силе патогенных (этиологических) факторов, влияние которых зависит от взаимодействия с гетерогенной по степени восприимчивости к ним популяции людей [8, 10].
Ведущее значение в снижении онкологической заболеваемости имеет первичная профилактика рака, направленная на предупреждение возникновения опухолей и предшествующих им предопухолевых состояний. Оценка персонифицированного риска и своевременные профилактические мероприятия здесь можно назвать наиболее перспективными. Однако вопросы прогнозирования индивидуального риска развития онкопатологии толстой кишки до сих пор достаточно глубоко не разработаны [7, 9]. Для решения проблемы может быть использован байесовский подход [11]. Теорема Байеса применима для оценки вероятности развития указанной патологии при конкретном комплексе симптомов (факторов).
Цель настоящего исследования - обоснование методики оценки индивидуального (персонального) риска развития КРР на основе байесовской модели для организации первичной профилактики заболевания.
Материал и методы
Проведены эпидемиологические исследования (поперечное и типа «случай-контроль») для изучения распространенности и значимости известных факторов риска КРР в Омской области. Группу А (наблюдения) сформировал 51 пациент с КРР, группу Б - 505 человек без КРР.
Критериями включения в первую группу стали: постоянное проживание на исследуемой территории (10 и более лет), возраст от 30 до 79 лет (в среднем 56,8 года), наличие в анамнезе КРР, согласие на включение в исследование и на обработку персональных данных.
Таблица 1
Факторы риска развития КРР [1, 4, 7, 9, 10, 12]
Код Фактор риска Код Фактор риска
F1 Возраст более 50 лет F27 Употребление алкоголя более одного раза в месяц
F2 Женский пол F28 Возраст начала употребления алкоголя до 18 лет
F3 Национальность - русский(ая) F29 Преобладающий вид алкоголя - крепкий и суррогаты
F4 Проживание в Омской области более 30 лет F30 Вид потребляемой питьевой воды - централизованное
F5 Образование - ниже высшего водоснабжение
F6 Длительность рабочего дня больше 8 часов F31 Часть дохода семьи, расходуемая на продукты, более 30%
F7 Наличие вредных факторов на рабочем месте F32 Употребление красного мяса чаще 15 раз в месяц
F8 Неблагоприятный микроклимат (температура, влажность, сквозняки и т.п.) на рабочем месте F33 Употребление красного мяса более 100 г за один раз
F34 Употребление свежих фруктов за один прием 200 г и
F9 Нервно-эмоциональные нагрузки на рабочем месте менее
F10 Преимущественно физически тяжелый труд F35 Жирность употребляемых молочных продуктов менее 3% (либо неупотребление)
F11 Работа в ночные смены
F36 Употребление яиц - больше 5 штук в неделю
Наличие запахов, химических веществ в воздухе на рабочем месте
F12 F37 Предпочтение жирной пищи
F13 Курение в настоящее время F38 Предпочтение острой пищи
F14 Кол-во выкуриваемых сигарет в день более 10 штук F39 Предпочтение мясной пищи
F15 Характер труда управленческий F40 Предпочтение соленой пищи
F16 Неквалифицированный тяжелый физический труд F41 Предпочтение сладкой пищи
F17 Неиспользование средств индивидуальной защиты на рабочем месте F42 Индекс массы тела более 25
F43 Натуральный цвет волос - светлый
F18 Нахождение на открытом солнце во время работы F44 Цвет кожи без загара - белый/бледный
F19 Прохождение мед. осмотра 4 года назад и более F45 Высокий уровень холестерина
F20 Нахождение на открытом воздухе 2 часа и более в день F46 Наличие полипов, геморроя, трещин прямой кишки
F21 Посещение солярия за последний год - один раз и более F47 Склонность к запорам/поносам
F22 Проживание в частном доме F48 Примесь крови в кале, черный стул
F23 Более 7 часов в день в положении сидя F49 Наличие ложных позывов на стул
F24 Сон менее 7 часов в сутки F50 Наличие родственников первой линии с КРР
F25 Отдых более 2 часов в день F51 Наличие родственников второй линии с КРР
F26 Занятия физической культурой более часа в неделю F52 Положительный анализ кала на «скрытую кровь»
Критерии включения в группу Б: постоянное проживание на исследуемой территории (10 и более лет), возраст от 30 до 79 лет (средний возраст 51,7 года), отсутствие в анамнезе КРР, согласие на включение в исследование и на обработку персональных данных.
На основе анализа литературных данных для изучения были выбраны 52 основных известных фактора риска КРР (табл. 1). Опрос участников выборки осуществлялся посредством пассивного анкетирования. Для оценки вероятности развития опухоли у конкретного участника при определенном сочетании факторов риска применялась теорема Байеса.
Оценивалась информативность факторов риска и признаков по показателям отношения правдоподобия (Ь), которое характеризует выраженность, специфичность симптома (признака), иными словами - его информативность. При Ь>1 анализируемый симптом (признак) учитывался как скорее характерный, чем нехарактерный, для данного заболевания.
Для сравнения групп применялись методы описательной статистики. Проводился расчет отношения шансов (ОШ), доверительных интервалов (ДИ), критерия х2, критерия ф (углового преобразования Фишера). Статистический анализ осуществлялся
с использованием пакета Statistica 6.0 и приложения Excel MS Office 7.0. Во всех процедурах статистического анализа критический уровень значимости р принимался равным 0,05.
Результаты исследования
Факторы риска развития КРР были выявлены у всех участников исследования. Из этих факторов подтвердили свою значимость - примесь крови в кале, положительный анализ кала на «скрытую кровь», ложные позывы на стул, наличие родственников первой линии с КРР, вредности на рабочем месте, полипы, геморрой и трещины прямой кишки, предпочтение жирной пищи, употребление более пяти куриных яиц в неделю, склонность к запорам/поносам, прохождение последнего медицинского осмотра 4 года назад и более, употребление менее 200 г свежих фруктов за один прием, неиспользование средств индивидуальной защиты на рабочем месте, употребление красного мяса более 15 раз в месяц, проживание в частном доме, предпочтение соленой пищи, употребление крепкого алкоголя и суррогатов, нервно-эмоциональная напряженность на рабочем месте, выкуривание более 10 сигарет в день,
Таблица 2
Частота выявления и значимость факторов риска КРР в группах исследования
Код факто- Кол-во наблюдений, абс. ОШ 95% ДИ ОШ Ф Код факто- Кол-во наблюдений, абс. ОШ 95% ДИ ОШ Ф
ра риска группа А группа Б ра риска группа А группа Б
Б1 47 448 1,49 0,52-4,30 0,79 Б27 24 172 1,72 0,96-3,07 1,81
Б2 25 353 0,41 0,23-0,74 2,92 Б28 16 113 1,59 0,85-2,97 1,37
Б3 49 447 3,18 0,75-13,42 1,99 Б29 17 84 2,51 1,34-4,69 2,66
Б4 33 474 0,12 0,06-0,24 5,26 Б30 40 392 1,05 0,52-2,11 0,14
Б5 34 309 1,27 0,69-2,33 0,77 Б31 25 412 0,21 0,12-0,39 4,80
Б6 19 147 1,45 0,79-2,63 1,18 Б32 39 222 4,14 2,12-8,10 4,63
Б7 50 407 12,04 1,64-88,23 4,29 Б33 35 237 2,47 1,33-4,58 3,02
Б8 16 115 1,55 0,83-2,90 1,32 Б34 46 325 5,09 1,99-13,05 4,38
Б9 32 206 2,44 1,35-4,43 3,01 Б35 24 294 0,64 0,36-1,14 1,52
Б10 12 62 2,20 1,09-4,42 2,03 Б36 23 52 7,16 3,84-13,33 5,60
Б11 11 88 1,30 0,64-2,64 0,73 Б37 24 47 8,66 4,63-16,21 6,06
Б12 13 77 1,90 0,97-3,73 1,73 Б38 17 104 1,93 1,04-3,59 1,95
Б13 19 116 1,99 1,09-3,64 2,13 Б39 34 301 1,35 0,74-2,49 1,00
Б14 27 162 2,38 1,33-4,26 2,86 Б40 21 87 3,36 1,84-6,15 3,65
Б15 6 35 1,79 0,71-4,49 1,15 Б41 15 165 0,86 0,46-1,61 0,49
Б16 11 70 1,71 0,84-3,49 1,40 Б42 37 340 1,28 0,67-2,44 0,77
Б17 42 245 4,95 2,36-10,39 5,10 Б43 14 88 1,79 0,93-3,46 1,66
Б18 30 211 1,99 1,11-3,57 2,32 Б44 29 263 1,21 0,68-2,17 0,66
Б19 25 77 5,34 2,93-9,74 5,09 Б45 22 149 1,81 1,01-3,26 1,92
Б20 34 263 1,84 1,00-3,38 2,04 Б46 36 98 9,97 5,25-18,93 7,37
Б21 6 31 2,04 0,81-5,15 1,36 Б47 36 155 5,42 2,88-10,19 5,60
Б22 27 112 3,95 2,19-7,11 4,42 Б48 37 36 34,43 17,06-69,49 10,19
Б23 15 149 1,00 0,53-1,87 0,00 Б49 29 36 17,17 8,97-32,88 7,95
Б24 21 124 2,15 1,19-3,89 2,44 Б50 14 13 14,32 6,27-32,70 5,31
Б25 12 155 0,69 0,35-1,36 1,09 Б51 6 31 2,04 0,81-5,15 1,36
Б26 13 175 0,64 0,33-1,24 1,37 Б52 20 10 31,93 13,8-74,08 7,26
физическая нагрузка, сон менее 7 часов в сутки, употребление красного мяса (более 100 г за один прием), нахождение на открытом солнце во время работы (табл. 2).
Обсуждение полученных данных
Результаты исследования позволили рассчитать условные вероятности обнаружения факторов риска КРР при наличии/отсутствии новообразования. Установленные величины информативности и шансы были использованы для расчета вероятности развития КРР при их определенном сочетании. Благодаря такой информации появляется возможность оценки и прогнозирования риска при изменении сочетания факторов у конкретного человека.
Так как прогнозирование относится к методам диагностики, для него были рассчитаны операционные характеристики: чувствительность теста составила 86,3 % (95 % ДИ: 83,4-89,1), специфичность - 93 % (95 % ДИ: 90,8-95,1), прогностичность положительного результата - 54,3 (95 % ДИ: 50,2-58,5), прогностичность отрицательного результата - 98,6 (95 % ДИ: 97,6-99,6).
Итоги ЯОС-анализа позволили определить оптимальные операционные характеристики предлагаемого теста с пороговым уровнем принятия решения в 25 %
(площадь под ЯОС-кривой - 0,89). В случае превышения порогового значения пациенту может быть рекомендована консультация специалиста.
Удобнее всего реализовать данную методику в виде компьютерной программы, которая была разработана нами (свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2017618584). Программа может быть использована в работе врача общей практики, терапевта, гастроэнтеролога, онколога с целью персонификации индивидуального риска КРР и выработки рекомендаций по индивидуальной первичной профилактике заболевания. Расчет величины риска для конкретного пациента можно проводить неоднократно, меняя характеристики корригируемых факторов и управляя таким образом риском развития онкопа-тологии. Разработанная методика прошла апробацию и в дальнейших исследованиях будет уточняться с учетом региональных особенностей.
Выводы
1. Предикторами КРР у жителей Омской области можно считать 22 из 52 изученных факторов риска, из которых к наиболее значимым относятся примесь крови в кале, ложные позывы на стул, наличие родственников первой линии с этим заболеванием, вредности на рабочем месте, полипы, геморрой
и трещины прямой кишки, предпочтение жирной пищи.
2. Предложенная методика позволяет персонифицировать уровень индивидуального риска развития КРР с учетом региональной распространенности и значимости факторов риска, гено- и фенотипических особенностей пациента.
3. Разработанная программа для ЭВМ по оценке индивидуального риска развития колоректального рака валидна и может быть рекомендована для практического применения.
Литература / References
1. Брусина Е.Б., Магарил Ю.А., Кутихин А.Г. Эпидемиология рака. Кемерово: КемГМА, 2011. С. 76-80.
Brusina E.B., Magarill Yu.A., Kutihin A.G. Cancer Epidemiology. Kemerovo: KemGMA, 2011. P. 76-80.
2. Власов В.В. Эпидемиология: учебное пособие для студентов вузов. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2004. 448 с.
Vlasov V.V. Epidemiology: A manual for students. Moscow: GEOTAR-Media, 2004. 448 p.
3. Далматов В.В., Стасенко В.Л., Турчанинов Д.В. Реализация системного подхода в теории и практике современной эпидемиологии // Информатика и системы управления. 2008. № 2. С. 20-24.
Dalmatov V.V., Stasenko V.L., Turchaninov D.V. Implementing system approach in the theory and practice of modern epidemiology // Informatics and Control Systems. 2008. No. 2. P. 20-24.
4. Заридзе Д.Г. Профилактика рака: руководство для врачей. М.: ИМА-Пресс, 2009. 224 с.
Zaridze D.G. Prevention of cancer: A guide for physicians. Moscow: IMA-Press, 2009. 224 p.
5. Злокачественные новообразования в России в 2014 году (заболеваемость и смертность) / под ред. А.Д. Каприна, В.В. Старин-ского, Г.В. Петровой. М.: МНИОИ им. П.А. Герцена, 2016. 250 с. Malignant neoplasm in Russia in 2014 (morbidity and mortality) / A.D. Kaprin, V.V. Starinskiy, G.V. Petrova [eds]. Moscow, 2016. 250 p.
6. Злокачественные новообразования в России в 2015 году (заболеваемость и смертность) / под ред. А.Д. Каприна, В.В. Старин-ского, Г.В. Петровой. М.: МНИОИ им. П.А. Герцена, 2017. 250 с. Malignant neoplasm in Russia in 2015 (morbidity and mortality) / A.D. Kaprin, VV Starinskiy, G.V. Petrova [eds]. Moscow, 2017. 250 p.
7. Профилактика рака и борьба с ним: материалы 58-й сессии Всемирной ассамблеи здравоохранения. Женева, 2005. URL: http://www.ppr-info.ru/index.php?option=com_content&task= view&id=80&Itemid=18 (дата обращения: 15.05.2018). Cancer prevention and control: Materials 58th session of the World Health Assembly. Geneva, 2005. URL: http://apps.who.int/ gb/ebwha/pdf_files/WHA58-REC1/english/A58_2005_REC1-en. pdf (date of access: 15.05.2018).
8. Ластед Л. Введение в проблему принятия решений в медицине / пер. с англ. И.М. Быховской; под ред. проф. М.Л. Бы-ховского. М.: Мир, 1971. 282 с.
Lasted L. Introduction to the problem of decision-making in medicine / with engl. I.M. Bykhovskaya; ed. by M.L. Bykhovskiy. Moscow: Mir, 1971. 282 p.
9. Ширлина Н.Г., Стасенко В.Л., Вьюшков Д.М., Леонов О.В. Основные направления совершенствования профилактики рака молочной железы на территории Омской области // Современные проблемы науки и образования. 2015. № 2-1. URL: https://www.science-education.ru/ru/article/view?id=19203 (дата обращения: 15.05.2018).
Shirlina N.G., Stasenko V.L., Vjushkov D.M., Leonov O.V. The main directions of improving breast cancer prevention in the territory of Omsk region // Contemporary problems of science and education. 2015. No. 2-1. URL: https://www.science-education. ru/ru/article/view?id=19203 (date of access: 15.05.2018).
10. Ширлина Н.Г., Стасенко В.Л., Долгих Т.И. Спектр полиморфизмов гена BRCA1 и гена BRCA2 у женского населения г. Омска // Медицинский альманах. 2012. № 3. С. 172-175. Shirlina N.G., Stasenko V.L., Dolgih T.I. Range ofpolymorphisms of the gene BRCA1 and BRCA2 among female population of Omsk // Medical Almanac. 2012. No. 3. P. 172-175.
11. Ширлина Н.Г., Турчанинов Д.В., Стасенко В.Л., Вильмс Е.А. Оценка информативности факторов риска развития рака молочной железы у женского населения Омской области: байесовский подход // Эпидемиология и вакцинопрофилак-тика. 2015. № 6. С. 53-59.
Shirlina N.G., Turchaninov D.V., Stasenko V.L., Wilms E.A. In-formativity risk factors for breast cancer in the female population of Omsk region: the Bayesian approach // Epidemiology and Vaccines. 2015. No. 6. P. 53-59.
12. GLOBOCAN 2012: Estimated cancer incidence and prevalence worldwide in 2012. URL: http://globocan.iarc.fr/Default.aspx (date of access: 15.05.2018).
Поступила в редакцию 28.05.2018.
PERSONIFICATION OF EVALUATION OF INDIVIDUAL RISK OF COLORECTAL CANCER DEVELOPMENT IN OMSK REGION RESIDENTS
D.V. Turchaninov, V.L. Stasenko, N.G. Shirlina, D.V. Shcherbakov
Omsk State Medical University (12 Lenina St. Omsk 644099 Russian Federation)
Objective. The purpose of this study is to substantiate the assessment methodology with the Bayesian model of individual (personal) risk of developing colorectal cancer (CRC) in the population based on the Bayesian model for organizing primary prevention of the disease.
Methods. Epidemiological studies (transverse and "case-control") were conducted to study the prevalence and significance of known risk factors in the development of CRC in the Omsk region population. Based on the analysis of literature data, 52 main known factors of development of colorectal cancer. To assess the probability of development of CRC in a particular participant with a certain combination of risk factors Bayes theorem was applied.
Results. Risk factors for colorectal cancer were detected in 100 % of participants. Of the studied risk factors for the development of colorectal cancer among the participants in the study, residents of the Omsk region, confirmed their importance 22 factors. Based on the results of the survey, the participants in the study calculated conditional probability of detection of factors in the presence / absence of CRC. The established values of informa-tivity and the chances were used to calculate the probability of development of CRC under a certain combination of risk factors. The results of the ROC analysis made it possible to determine the optimal operational characteristics of the proposed test with a decision threshold of 25 % (area under the ROC curve - 0.89). In case of exceeding the threshold value, a specialist consultation can be recommended to the patient.
Conclusions. Risk factors for development of colorectal cancer in Omsk region residents are 22 of 52 studied factors, of which the most significant are the presence of admixture of blood in the feces, false desires for stools, the presence of relatives of the first line with colorectal cancer, the presence of harmful substances in the workplace, the presence of polyps, hemorrhoids, cracks in the rectum, a preference for fatty foods. The proposed technique allows personifying the level of individual risk of colorectal cancer development taking into account regional prevalence, significance of risk factors, genotype and phenotypic features of a patient. The developed computer program for assessing the individual risk of developing colorectal cancer is valid and can be recommended for practical use. Keywords: colorectal cancer, risk factors, Bayesian model, prognostication
Pacific Medical Journal, 2018, No. 3, p. 38-41.
