IA期周圍型肺腺癌的CT特征與EGFR基因突變的相關(guān)性研究

康錚, 張磊, 謝曉東, 沈文榮

肺癌作為發(fā)病率第一的癌癥,其個體化精準(zhǔn)治療對于提升患者生存率有重大意義。中國臨床腫瘤學(xué)會(CSCO)在2018版《原發(fā)性肺癌診療指南》中新增推薦相對早期(I～IA期)非小細胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)手術(shù)后采用組織進行分子檢測(1B類證據(jù)),并且強調(diào)了基于病理類型、分期和分子分型的綜合治療。表皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor, EGFR)基因是NSCLC中最常見且研究最為深入的驅(qū)動基因,對于驅(qū)動基因陽性的NSCLC患者分子靶向治療策略選擇至關(guān)重要[1-3]。我們試圖通過高分辨CT圖像的分析預(yù)測病灶的EGFR基因突變狀態(tài),給予無條件進行手術(shù)、穿刺活檢或基因檢測的患者提供有價值的參考,為臨床精準(zhǔn)醫(yī)療的開展提供決策支持。

1 資料與方法

1.1 一般資料 本研究收集了南京醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院2016年1月至2017年12月期間進行了手術(shù)切除的肺腺癌病例58例共68個病灶,其中1例6個,1例3個,3例2個。納入排除標(biāo)準(zhǔn):①所有病灶均經(jīng)手術(shù)切除,CT檢查與手術(shù)間隔時間<1個月,且術(shù)前未經(jīng)任何治療;②所有病灶<3 cm,臨床分期為IA期;③每個病灶均有獨立并完整的臨床信息、高分辨CT影像資料及病理結(jié)果,并分別做了全套基因組測序。④年齡33～76(58.88±9.7)歲;⑤ 實驗室檢查未發(fā)現(xiàn)明顯腫瘤指標(biāo)升高。本研究經(jīng)本院醫(yī)學(xué)倫理審查委員會批準(zhǔn)。

1.2 影像學(xué)檢查 患者在術(shù)前1個月內(nèi)接受了螺旋CT(美國 GE Light Speed VCT 64 層螺旋 CT 機及 Discovery CT750 HD 能譜 CT 機)掃描?；颊呷⊙雠P位,管電壓 120 kV,管電流自動調(diào)整,螺距均為 0.984,掃描層厚 64 mm×0.625 mm,重組層厚為 1.25 mm,層間距 1.25 mm。能譜 CT 采用迭代算法重組。肺窗采用肺算法,縱隔窗采用標(biāo)準(zhǔn)算法。所有患者在吸氣末屏氣后進行掃描。

1.3 圖像分析 肺結(jié)節(jié)的觀察采用中華放射學(xué)會胸部學(xué)組推薦的窗位及窗寬,即肺窗窗寬 1 500 HU,窗位-600～650 HU; 縱隔窗寬 350 HU,窗位 40 HU。對通過多平面重建以揭示病灶形態(tài)特征及與鄰近的胸膜、支氣管和血管之間的關(guān)系。兩位具有10年和20年豐富肺小結(jié)節(jié)診斷經(jīng)驗的放射科醫(yī)師獨立評估圖像,對結(jié)節(jié)分類的任何解釋上的差異都通過討論解決,直到達成共識。兩位放射科醫(yī)師不知曉病理報告或EGFR基因突變情況。

病灶大小定義為薄層CT掃描軸位肺窗圖像上病灶的最大直徑。依據(jù)高分辨率CT圖像中結(jié)節(jié)的密度將病灶分為3組:純磨玻璃密度結(jié)節(jié)(pure ground glass density nodules,PGGN)組(17個);部分實性結(jié)節(jié)(partial solid tumors,PST)組(44個);實性結(jié)節(jié)(solid tumors,ST)組(7個)。再依據(jù)PST中實性成分最長徑與PST最長徑的比值(CTR),將PST組再分為磨玻璃成分為主的PST(GP-PST),CTR<50%;實性成分為主的PST(CP-PST),CTR≥50%。觀察指標(biāo)包括:瘤-肺界面(清晰、毛糙)、胸膜凹陷征、支氣管空泡征、深分葉;微血管征參考鄭向鵬等[4]的分類方法,當(dāng)有單支及以上血管進入病灶,且病灶血管段走行扭曲、僵直即視為有 CT 腫瘤微血管征。

1.4 基因突變分析 手術(shù)切除標(biāo)本均使用福爾馬林固定,經(jīng)石蠟包埋,行常規(guī)HE染色。EGFR基因突變檢測采用Illumina 平臺 Hiseq二代測序方法 (Illumina Inc, San Diego, CA, USA)。

1.5 統(tǒng)計學(xué)方法 本文采用SPSS 20.0軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學(xué)分析,如果變量為連續(xù)性定量數(shù)據(jù),采用t檢驗;非連續(xù)性定性數(shù)據(jù),采用χ2檢驗,如表中頻數(shù)有零,則用Fisher精確檢驗。P<0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 68個IA期周圍型肺腺癌病灶的臨床資料、病理亞型、EGFR基因檢測數(shù)據(jù) 本組58例68個病灶EGFR突變43個占63.2%,其中,19外顯子缺失占51.2%(22/43),21外顯子L858R點突變占37.2%(16/43),共占突變的88.4%，其他占11.6%(5/43)。見表1。

表1 58例(68個病灶)患者的臨床資料、病理亞型、EGFR基因檢測數(shù)據(jù)

變量病灶數(shù)(%) 變量病灶數(shù)(%) 性別EGFR檢測結(jié)果 男20/68(29.4) 野生型25/68(36.8) 女48/68(70.6) 突變型43/68(63.2) 吸煙史 21外顯子L858R 點突變16/43(37.2) 無55/68(80.9) 19外顯子缺失突變22/43(51.2) 有13/68(19.1) 其他5/43(11.6) 病理亞型 AIS2/68(2.9) MIA11/68(16.2) IAC55/68(80.9)

2.2 68個IA期周圍型肺腺癌病灶的HRCT征象與EGFR基因突變的相關(guān)性分析(表2) PGGN、PST、SN 3組CT圖像特征(圖1)與EGFR突變的相關(guān)性分析差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.047),3組中EGFR突變分別占52.9%(9/17個)、72.7%(32/44個)和28.6%(2/7個);但不能夠預(yù)測EGFR突變亞型,L858R點突變和第19外顯子缺失突變的各組比例差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.714)。根據(jù)CTR再將44個PST再分為GP-PST(圖1B)及CP-PST(圖1C)兩組,突變型和野生型分別為17/7個、15/5個,兩組間比較差異沒有統(tǒng)計學(xué)意義。

表2 68個IA期周圍型肺腺癌的CT特征與EGFR基因突變的相關(guān)性分析

指標(biāo)EGFR, n野生型(n=25)突變型(n=43)t/χ2值P值 性別(男/女)9/1611/320.8270.363 吸煙(有/無)7/186/372.0170.156 年齡(歲)(x±s)58.88±9.7257.81±8.490.4730.638 結(jié)節(jié)大小(cm)(x±s)1.42±0.611.86±0.82-2.3410.014 結(jié)節(jié)分組[n(%)]6.0980.047 PGGN8(32.0)9(20.9) PST12(48.0)32(74.4) ST5(25.0)2(4.7)瘤肺界面(模糊)[n(%)]15(60.0)24(55.8)0.1130.736 深分葉征[n(%)]12(48.0)29(67.4)2.4960.114 空氣支氣管征[n(%)]5(20.0)25(58.1)9.3270.002 胸膜牽拉[n(%)]12(48.0)27(62.8)1.4100.234 微血管征[n(%)]13(52.0)31(72.1)2.7950.095

EGFR突變及野生型的病灶大小分別為1.86 cm±0.82 cm和1.42 cm±0.61 cm,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.014),空氣支氣管征與EGFR突變亦具有相關(guān)性,EGFR突變陽性的病灶中空氣支氣管征的出現(xiàn)率增多(58.1%vs. 20.0%),差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.002);深分葉征、胸膜牽拉微血管征在EGFR突變陽性的病灶中出現(xiàn)率較高,但差異無統(tǒng)計學(xué)意義。

1A:純磨玻璃密度結(jié)節(jié)(箭頭所指)，EGFR基因為野生型；1B：磨玻璃成分為主的部分實性結(jié)節(jié)(粗箭頭所指)，實性部分小于50%，可見深分葉(細長箭頭所指)、空氣支氣管征(細短箭頭所指)、微血管征(星)，EGFR基因為突變型(第19外顯子突變)；1C:實性成分為主的部分實性結(jié)節(jié)(粗箭頭所指)，實性部分大于50%，可見深分葉(細箭頭所指)，瘤肺界面毛糙，EGFR基因為突變型(L858R點突變)；1D：實性結(jié)節(jié)(箭頭所指),邊緣毛糙,EGFR基因為野生型圖1 IA期周圍型肺腺癌病灶CT影像圖

3 討論

文獻報道,肺腺癌的EGFR突變在東亞裔人群、非吸煙、女性患者較為常見,本組資料EGFR突變中女性占72.7%,未吸煙者占84.1%,與文獻報道相一致[5]。目前還沒有可靠的臨床特征準(zhǔn)確區(qū)分肺腺癌的EGFR表型,臨床上主要依賴組織標(biāo)本的基因檢測?；驒z測不僅費用昂貴,而且組織標(biāo)本的獲取是有創(chuàng)性的,有時不能獲取,且難以反復(fù)取材;尤其當(dāng)穿刺活檢組織標(biāo)本中含腫瘤細胞數(shù)較少且腫瘤內(nèi)部異質(zhì)性較高時,容易出現(xiàn)假陰性。因此,如能通過腫瘤的影像學(xué)表現(xiàn)提示其不同基因表達，從而協(xié)助臨床制定有針對性的個性化治療方案就變得十分有意義。

由于肺癌早篩的普及,使更多<3 cm的病灶被發(fā)現(xiàn),CT作為肺癌首選和應(yīng)用最為廣泛的影像學(xué)檢查手段,以卓越的密度分辨率和空間分辨力提供肺癌微結(jié)構(gòu)信息,而這些微結(jié)構(gòu)信息可能是腫瘤基因表型的反映。本組病灶中,EGFR基因突變占63.2%,其中19外顯子缺失占37.2%,21外顯子L858R點突變占51.2%,占突變的88.4%。

國外許多研究報道了EGFR突變與圖像模式之間的關(guān)聯(lián)[6-10],結(jié)果并不一致。Lee等[6]報道第21外顯子突變腫瘤的肺磨玻璃影(ground glass opacity,GGO)體積百分比明顯高于EGFR野生型腫瘤和第19外顯子突變腫瘤。Wang等[7]研究中發(fā)現(xiàn)IA期肺腺癌患者的GGO中實性部分比例越高,EGFR或KRAS突變頻率越高。Hong等[8]研究中發(fā)現(xiàn)EGFR突變在GGO比例>50%的和任何有GGO存在的腫瘤中更為頻繁,CT上GGO的缺失是EGFR野生型的獨立預(yù)測因子。Cao等[9]通過TDR(腫瘤陰影消除率)反映GGO在整個病灶中的比例,其中第19外顯子突變的腺癌中的TDR高于EGFR野生型腫瘤;GGO也更多見于第19外顯子突變的腫瘤中。分析原因,可能與所選擇的樣本不同、樣本量大小,以及分組的方式不一致有關(guān),但都反映了GGO的診斷價值。本組研究中,全部為IA期<3 cm病灶,在PGGN、PST、ST 3組間,與EGFR突變的相關(guān)性分析差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.047),其中PST組中EGFR突變比較高,占72.7%,PGGN組及ST組中突變率較低,分別為52.9%和28.6%,但不能夠預(yù)測EGFR突變亞型,L858R和第19外顯子缺失突變的各組比例相似(P=0.714)。我們發(fā)現(xiàn)有一部分病灶雖然很小,甚至<1 cm,但表現(xiàn)為實性結(jié)節(jié),這部分的EGFR突變出現(xiàn)的頻率較低(2/7個,28.6%),這與文獻中[11]發(fā)現(xiàn)EGFR突變的發(fā)生頻率和病理亞型中實體優(yōu)勢腫瘤呈負相關(guān)一致。可能由于本研究病例偏少或反映了腫瘤的不同生長方式,有別于不典型腺瘤樣增生-原位癌-微浸潤癌-浸潤癌的惰性發(fā)展模式,有待更多的病例數(shù)證實。在PST中,EGFR突變率較高,與文獻中[11-12]肺腺癌EGFR基因突變與其貼壁生長方式的特性具有緊密的相關(guān)性一致,肺腺癌的貼壁生長方式在CT上的典型表現(xiàn)就是GGO。我們還進一步分析了GP-PST及CP-PST兩組間EGFR突變的比例,差異無統(tǒng)計學(xué)意義。同時,對同1例患者的6個亞實性結(jié)節(jié)也分別做了分析,其中EGFR野生型1個、突變5個(19外顯子缺失1個,21外顯子L858R點突變3個,其他1個),純磨玻璃結(jié)節(jié)2個,亞實性結(jié)節(jié)4個,隨著病灶中實性成分比例的增加,IAC比例增高,但與EGFR突變與否以及突變亞型均無相關(guān)性,也反映了腫瘤的異質(zhì)性。這種腫瘤的異質(zhì)性同樣出現(xiàn)在另外2例多病灶的個體中,表現(xiàn)在突變亞型的不一致。

研究顯示隨著肺磨玻璃結(jié)節(jié)(ground glass nodule,GGN)侵襲程度的加深,瘤肺界面不清(包括模糊或毛刺)、深分葉征、空氣支氣管征、胸膜牽拉、腫瘤微血管征五個征象出現(xiàn)的比例逐漸增加,反映了 GGN 由浸潤前病變發(fā)展到 MIA/IAC這一系列過程中的形態(tài)學(xué)變化[12-14]。本研究中IAC 以上征象的出現(xiàn)率明顯高于AIS及MIA,表明這些征象對判斷 GGN 是否具有浸潤性及浸潤程度有較高的價值。與以往文獻[12，14]相一致,在與EGFR基因突變的相關(guān)性研究結(jié)果顯示,EGFR突變的病灶直徑較EGFR野生型的增大、空氣支氣管征的出現(xiàn)率顯著增多,差異有統(tǒng)計學(xué)意義;胸膜牽拉、深分葉及微血管征在EGFR突變的病灶中出現(xiàn)率較高,但差異無統(tǒng)計學(xué)意義。

總之,IA期周圍型肺腺癌患者中,PST、病灶的大小及含空氣支氣管征的結(jié)節(jié)與EGFR突變具有相關(guān)性,結(jié)合其他有意義的CT征象及臨床特征,可為肺腺癌EGFR突變情況提供重要信息,給臨床難以獲取標(biāo)本的患者是否選擇分子靶向治療以一定的參考。