臨床、病理特征聯(lián)合能譜CT評估非小細胞肺癌表皮生長因子受體基因突變

何小群，李 琦，羅天友，呂發(fā)金，劉筱霜，霍繼文

(重慶醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院放射科，重慶 400016)

肺癌是全身發(fā)病率和死亡率最高的惡性腫瘤，其中非小細胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC)占比最高。目前對NSCLC已進入靶向治療時代。臨床已就如何治療表皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor, EGFR)基因狀態(tài)明確的NSCLC患者達成共識，即對EGFR基因突變者可優(yōu)先選擇EGFR酪氨酸激酶抑制劑，以獲得最佳療效[1-2]，使得評估NSCLC EGFR基因突變狀態(tài)對指導(dǎo)靶向治療具有重要意義。另外，仍有部分患者由于各種原因未能接受EGFR基因檢測，有必要尋找能夠輔助識別EGFR基因突變的新方法。能譜CT可通過特有能譜掃描及圖像后處理技術(shù)對病變進行多參數(shù)、定量分析，使CT逐漸從單純反映病變大體形態(tài)學特征的宏觀研究轉(zhuǎn)變?yōu)榭捎^察病變分子病理學特征的微觀研究方法[3-4]。本研究觀察臨床、病理特征以及常規(guī)CT征象聯(lián)合能譜CT定量參數(shù)評估NSCLC患者EGFR基因突變的價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析2014年1月—2018年6月91例于重慶醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院就診的NSCLC患者，年齡25～84歲，平均(60.2±10.7)歲；EGFR基因突變率為51.65%(47/91)，以19-Del(42.55%，20/47)和21-L858R(51.06%，24/47)外顯子突變多見。納入標準：①經(jīng)手術(shù)病理或胸腔穿刺抽出液檢查、纖維支氣管鏡活檢、經(jīng)皮肺穿刺活檢及淋巴結(jié)穿刺活檢證實為NSCLC；②有EGFR基因突變檢測結(jié)果；③能譜CT掃描及EGFR基因檢測前未接受任何抗腫瘤治療；④能譜CT掃描與病理檢查及EGFR基因檢測間隔時間<2周；⑤腫瘤為單發(fā)實性結(jié)節(jié)或腫塊，直徑≥1 cm。排除標準：①影像學資料不完整，多灶性腫瘤或邊界無法確定；②病灶為磨玻璃密度為主的亞實性結(jié)節(jié)；③病灶內(nèi)存在較大空洞或肺不張。根據(jù)EGFR基因檢測結(jié)果將患者分為突變陽性組(n=47，以下簡稱陽性組)及突變陰性組(n=44，以下簡稱陰性組)。

1.2 儀器與方法 采用GE Discovery CT750 HD能譜CT機能譜成像(gemstone spectral imaging, GSI)模式行胸部平掃及增強掃描，掃描范圍自胸廓入口至肋膈角水平，管電壓80 keV與140 keV瞬時切換，自動管電流，容積劑量指數(shù)10.30 mGy，螺距1.375，層厚及層間距均為5.0 mm。以流率3.0 ml/s注射對比劑碘海醇(300 mgI/ml)1.5 ml/kg體質(zhì)量后行增強掃描，動脈期、靜脈期掃描延遲時間分別為30 s、60 s。掃描結(jié)束重建薄層圖像，層厚及層間距均為0.625 mm。

由分別具有12年及20年胸部影像學診斷經(jīng)驗的副主任醫(yī)師、主任醫(yī)師各1名閱片，意見不一致時經(jīng)討論決定，評價常規(guī)CT征象，包括腫瘤位置(周圍型/中央型)、最長徑[于軸位肺窗圖像(窗寬：1 600 HU；窗位：-600 HU)上測量]、有無毛刺征、充氣支氣管征、含氣腔隙(包括空泡及空洞)、鈣化、壞死、血管集束征和胸膜凹陷征。之后以盲法定量分析能譜CT圖像，于軸位平掃及增強圖像病灶最大及其上、下層面放置3個大小相同ROI，避開血管、鈣化、壞死及肺不張，盡可能使平掃及增強圖像中ROI大小、形態(tài)及位置一致。病灶密度不均時，測量實性成分最多層面；密度均勻時使ROI面積>病灶橫截面積的1/2。以平掃圖像獲得腫瘤有效原子序數(shù)(effective atomic number, Eff-Z)、40 keV及65 keV單能量圖像腫瘤CT值及鈣(水)濃度，計算40～65 keV能譜曲線斜率(K40～65 keV)=[CT值(40 keV)-CT值(65 keV)]/25。測量動、靜脈期圖像的碘(水)濃度(iodine concentration, IC)及水(碘)濃度(water concentration, WC)。

根據(jù)國際抗癌聯(lián)盟和美國癌癥聯(lián)合委員會制定的第八版肺癌TNM分期(2017)評估臨床TNM分期，并記錄患者年齡、性別、吸煙狀態(tài)及腫瘤病理類型。

1.3 統(tǒng)計學分析 采用SPSS 20.0及MedCalc統(tǒng)計分析軟件。以Shapiro-Wilk檢驗對定量資料進行正態(tài)性分析，符合正態(tài)分布者以±s表示，采用兩獨立樣本t檢驗進行比較。計數(shù)資料以χ2檢驗進行比較。以多因素Logistic回歸分析基于差異存在統(tǒng)計學意義的參數(shù)構(gòu)建預(yù)測EGFR基因突變模型，以ROC曲線法評價模型預(yù)測效能，以Delong檢驗比較模型AUC差異。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 臨床、病理資料比較 2組患者性別、吸煙狀態(tài)及腫瘤病理類型差異均有統(tǒng)計學意義(P均<0.05)，年齡及TNM分期差異無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)，見表1。

2.2 常規(guī)CT征象比較 陽性組病灶存在含氣腔隙者多于陰性組(P<0.05)，陰性組病灶鈣化及壞死多于陽性組(P均<0.05)，組間其余常規(guī)CT征象差異無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)，見表2。

2.3 組間能譜CT參數(shù)比較 陽性組動、靜脈期IC及WC均高于陰性組(P均<0.05)，組間其余能譜參數(shù)差異均無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)，見表3及圖1、2。

表1 EGFR突變陽性與陰性NSCLC患者臨床及病理資料比較

表2 EGFR突變陽性與陰性 NSCLC常規(guī)CT征象比較

表3 EGFR突變陽性與陰性 NSCLC能譜CT參數(shù)比較(±s)

表3 EGFR突變陽性與陰性 NSCLC能譜CT參數(shù)比較(±s)

組別平掃Eff-Z平掃K40～65 keV平掃鈣(水)濃度(mg/cm3)動脈期IC(mg/cm3)動脈期WC(mg/cm3)靜脈期IC(mg/cm3)靜脈期WC(mg/cm3)陽性組(n=47)7.73±0.262.65±2.813.13±0.971.85±0.871 026.77±14.461.24±1.331 028.32±19.29陰性組(n=44)7.68±0.192.00±2.242.08±0.541.34±0.651 023.85±17.480.94±0.991 019.07±16.02t值1.1961.2551.4142.6652.4122.4682.514P值0.2320.2100.1570.0080.0160.0140.012

圖1 患者女，40歲，肺腺癌，無吸煙史，EGFR基因突變陽性 A～C.CT肺窗動脈期圖像(A)、碘(水)濃度圖(B)、水(碘)濃度圖(C)示右肺下葉病灶，內(nèi)見含氣腔隙，IC=1.58 mg/cm3，WC=1 026.12 mg/cm3

圖2 患者男，57歲，肺腺癌，有吸煙史，EGFR基因突變陰性 A～C.CT肺窗動脈期圖像(A)、碘(水)濃度圖(B)、水(碘)濃度圖(C)示左肺上葉病灶，內(nèi)見小片狀壞死區(qū)，實性區(qū)域IC=0.92 mg/cm3，WC=1 022.13 mg/cm3

2.4 構(gòu)建多因素Logistic回歸模型及評價模型診斷效能 根據(jù)差異有統(tǒng)計學意義的臨床、病理及常規(guī)CT征象的構(gòu)建回歸模型1預(yù)測EGFR基因突變的準確率為64.80%，AUC為0.686，敏感度及特異度分別為76.60%及52.27%；根據(jù)差異有統(tǒng)計學意義的臨床、病理、常規(guī)CT征象及能譜CT定量參數(shù)構(gòu)建的回歸模型2預(yù)測EGFR基因突變的準確率為71.40%，AUC為0.788，敏感度及特異度分別為65.96%及81.82%。模型2的AUC高于模型1(Z=2.606，P=0.019，圖3)。女性(OR=3.019，P=0.025)、病灶存在含氣腔隙(OR=4.890，P=0.016)和無鈣化(OR=1.702，P=0.035)、靜脈期IC(OR=7.693，P=0.013)為NSCLC患者EGFR基因突變的獨立預(yù)測因素。

圖3 預(yù)測EGFR基因突變回歸模型的ROC曲線

3 討論

EGFR基因突變狀態(tài)為常規(guī)及個體化治療NSCLC患者的重要依據(jù)。然而我國檢測肺癌患者EGFR基因狀態(tài)面臨諸多問題，檢測費用昂貴，且現(xiàn)有檢查方式多為有創(chuàng)性，并常因活檢獲取組織量不足或取材部位不理想而檢測失敗。肺癌EGFR基因突變狀態(tài)與其病理組織學特征密切相關(guān)。多項研究[5-6]表明，能譜CT可客觀反映肺癌病理組織學特征。本研究探討能譜CT定量參數(shù)結(jié)合臨床表現(xiàn)、病理所見及常規(guī)CT征象預(yù)測NSCLC患者EGFR基因狀態(tài)的價值。

本研究陽性組多為女性、不吸煙及腺癌患者，與既往研究[7]結(jié)果相符；陽性組病灶多見含氣腔隙，陰性組多見鈣化及壞死。既往關(guān)于EGFR基因突變與CT征象相關(guān)性的研究結(jié)果各不相同。針對與EGFR表達密切相關(guān)的因素，LEE等[8]提出包括腫瘤直徑及亞實性密度，俞哲燕等[9-11]認為CT征象包括充氣支氣管征、毛刺征、胸膜凹陷征、空泡征、無肺纖維化及淋巴結(jié)強化方式等；但也有學者[12-14]發(fā)現(xiàn)腫瘤大小、邊緣及密度等CT征象與EGFR基因突變無明顯相關(guān)。本研究比較陽性組與陰性組間常規(guī)CT征象，所獲結(jié)果與鄭軍等[10]相符,而與PARK等[14]相悖，原因可能在于納入標準和樣本量不同，以及部分CT征象缺乏客觀標準等。

能譜CT不僅可提供病變形態(tài)學信息，還能生成40～140 keV共101個連續(xù)單能量圖像及相應(yīng)能譜曲線、Eff-Z和多種物質(zhì)分離圖像，定量分析多個參數(shù)。碘和水是能譜CT物質(zhì)分離技術(shù)中最常用的基物質(zhì)對，碘是CT增強對比劑的主要成分，IC能準確反映病灶的血供情況。本研究陽性組動脈期及靜脈期IC均高于陰性組，可能與EGFR基因突變腫瘤微血管密度更高有關(guān)。LI等[15]認為標準化碘濃度可能是預(yù)測肺腺癌EGFR基因突變的潛在能譜CT定量參數(shù)，本研究結(jié)果與之相符。WC反映組織細胞含水量。本研究中陽性組WC亦高于陰性組，與EGFR基因突變腫瘤多呈中低分化[16]，癌細胞密度更大、含水量更高有關(guān)。Eff-Z及能譜曲線斜率均與物質(zhì)化學成份有關(guān)，鈣(水)濃度主要反映腫瘤內(nèi)鈣鹽沉積情況。CT平掃所獲組織器官Eff-Z及能譜曲線可免受對比劑干擾，更準確地反映腫瘤內(nèi)部化學成分等信息。本研究陽性組與陰性組間平掃Eff-Z、鈣(水)濃度及K40～65 keV差異均無統(tǒng)計學意義，與WU等[17]結(jié)果有所不同，原因在于分析期相不同。本研究根據(jù)臨床、病理特征及常規(guī)CT征象聯(lián)合能譜CT定量參數(shù)構(gòu)建的回歸模型2預(yù)測NSCLC患者EGFR基因突變的效能高于模型1，有利于更好地指導(dǎo)NSCLC個體化治療。

本研究的主要局限性：①樣本量偏少，且為回顧性分析，難以避免選擇偏倚；②未針對間變性淋巴瘤激酶重排、Kirsten大鼠肉瘤病毒癌基因同源突變等其他基因或突變位點進行觀察。

綜上，臨床、病理特征及常規(guī)CT征象聯(lián)合能譜CT定量參數(shù)可提高預(yù)測NSCLC患者EGFR基因突變的效能。