基于CT圖像特征預(yù)測(cè)肺腺癌Ki-67表達(dá)水平的可行性研究

任占麗，張喜榮，2，賈永軍，韓 冬，賀太平

（1.陜西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院，陜西咸陽712000；2.陜西中醫(yī)藥大學(xué)，陜西咸陽712000）

0 引言

肺癌是全球癌癥患者死亡的首要病因[1]，其5 a生存率約19%[2]。肺癌的生物學(xué)特性較為復(fù)雜，而影響肺癌患者預(yù)后的因素較多，因此對(duì)肺癌進(jìn)行早期診斷是臨床治愈肺癌、改善肺癌預(yù)后的關(guān)鍵[3]。文獻(xiàn)報(bào)道[4]肺癌最常見的亞型是肺腺癌，而Ki-67是存在于增殖細(xì)胞中的核抗原[5]，是一項(xiàng)能迅速而可靠地反映出惡性腫瘤增殖活性的重要指標(biāo)，其表達(dá)水平的高低能直接反映出腫瘤細(xì)胞的增殖活性及侵襲能力[6]，影像學(xué)常通過觀察CT征象來評(píng)價(jià)肺腺癌，因此可以通過觀察肺腺癌影像學(xué)特征從而間接地反映腫瘤Ki-67表達(dá)水平和生物學(xué)特性[7]。以往臨床對(duì)于Ki-67表達(dá)水平的測(cè)定只能通過支氣管鏡、穿刺或手術(shù)病理等有創(chuàng)方法獲取組織標(biāo)本并進(jìn)行免疫組織化學(xué)分析，通過影像學(xué)征象來評(píng)價(jià)Ki-67表達(dá)水平的研究甚少。史利紅等[8]發(fā)現(xiàn)分葉征和Ki-67陰性表達(dá)相關(guān)，然而研究結(jié)果與李文文等[9]發(fā)現(xiàn)分葉征與Ki-67陽性表達(dá)有關(guān)存在不一致之處。因此本研究針對(duì)CT影像學(xué)征象與Ki-67表達(dá)水平之間是否存在相關(guān)性的問題，通過觀察肺腺癌CT圖像特征和定量測(cè)量Ki-67表達(dá)水平，展開基于CT圖像特征在預(yù)測(cè)Ki-67表達(dá)水平的可行性研究。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象

選取2019年1—12月于陜西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院就診并經(jīng)病理證實(shí)的肺腺癌患者60例，其中男性38例、女性22例。納入標(biāo)準(zhǔn)：年齡≥18歲，首診發(fā)現(xiàn)肺部結(jié)節(jié)或腫塊，行CT引導(dǎo)下穿刺經(jīng)活組織病理證實(shí)為肺腺癌的患者，且自愿參與本研究。排除標(biāo)準(zhǔn)：甲狀腺功能亢進(jìn)、心肝骨功能不全、對(duì)比劑外滲致檢查失敗的患者。免疫組織化學(xué)檢測(cè)選用即用型免疫組化ElivisionTMplus試劑盒和鼠抗人Ki-67抗原免疫組化單克隆抗體，Ki-67檢測(cè)采用Elivision二步免疫組化法，詳細(xì)步驟嚴(yán)格按照說明書進(jìn)行。顯微鏡下觀察細(xì)胞核內(nèi)有棕黃色顆粒即為陽性結(jié)果，計(jì)數(shù)1 000個(gè)視野下細(xì)胞中陽性細(xì)胞所占的比例，Ki-67表達(dá)水平用陽性細(xì)胞百分率表示，50倍顯微鏡下Ki-67 1 000個(gè)細(xì)胞中陽性結(jié)果記錄≥50%為Ki-67高表達(dá)水平，50倍顯微鏡下Ki-67 1 000個(gè)細(xì)胞中陽性結(jié)果記錄＜50%為Ki-67低表達(dá)水平。根據(jù)免疫組織化學(xué)檢測(cè)結(jié)果分為Ki-67低表達(dá)組（33例）和Ki-67高表達(dá)組（27例）。Ki-67低表達(dá)組中男性15例、女性18例，年齡（60.79±10.96）歲，身體質(zhì)量指數(shù)（body mass index，BMI）為（22.15±1.39）kg/m2；Ki-67高表達(dá)組中男性16例、女性11例，年齡（65.22±9.50）歲，BMI為（22.45±1.87）kg/m2。2組患者一般資料比較詳見表1。所有患者檢查前均簽署知情同意書，且本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)審批同意。

表1 不同Ki-67表達(dá)水平患者一般資料

1.2 圖像采集

所有患者均采用美國GE公司Discovery 750HD CT設(shè)備進(jìn)行圖像采集。患者取仰臥位，雙手上舉置于頭頂兩側(cè)，掃描前對(duì)患者進(jìn)行呼吸訓(xùn)練，對(duì)甲狀腺、盆腔等部位進(jìn)行防護(hù)，掃描范圍自肺尖上方1 cm至雙側(cè)肋膈角下方1 cm。選取胸部GSI-36能譜掃描協(xié)議，對(duì)患者進(jìn)行CT平掃聯(lián)合胸部雙期增強(qiáng)掃描，選取非離子型對(duì)比劑通過高壓注射器自肘正中靜脈注入，對(duì)比劑流速為4.0 mL/s，對(duì)比劑用量為50~60 mL，動(dòng)脈期在注射對(duì)比劑22 s后采集圖像，靜脈期在動(dòng)脈期采集完成后延遲30 s采集圖像。

1.3 CT圖像征象觀察

由2名具有5 a放射學(xué)診斷工作經(jīng)驗(yàn)的影像醫(yī)師分別對(duì)胸部圖像進(jìn)行影像特征觀察和數(shù)據(jù)測(cè)量，在能譜70 keV平掃圖像上測(cè)量病灶大小及平掃CT值，并觀察肺腺癌病變位置、發(fā)生類型及有、無分葉征、毛刺征、胸膜凹陷征、空泡征、支氣管充氣征、壞死、鈣化、淋巴結(jié)腫大、胸腔積液、支氣管截?cái)唷⒀芗?、胸膜轉(zhuǎn)移等CT征象，在動(dòng)脈期及靜脈期圖像上觀察病變是否包繞血管、侵犯血管并測(cè)量病灶CT值。若2名影像醫(yī)師對(duì)圖像特征觀察意見不一致時(shí)，經(jīng)共同商議討論后決定。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)學(xué)分析軟件，對(duì)患者一般資料（性別采用χ2檢驗(yàn)）、Ki-67指數(shù)、病灶大小、各期CT值差異采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)進(jìn)行分析，CT圖像特征中計(jì)數(shù)資料采用χ2檢驗(yàn)進(jìn)行比較，以P<0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。將患者臨床資料及CT征象進(jìn)行單變量分析，并將具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的影像征象指標(biāo)納入多變量Logistic回歸分析，用于篩選預(yù)測(cè)Ki-67表達(dá)水平的影響因子。采用多指標(biāo)聯(lián)合ROC曲線分析CT圖像特征預(yù)測(cè)肺腺癌Ki-67表達(dá)水平的診斷效能。

2 結(jié)果

肺腺癌患者Ki-67平均表達(dá)水平為（44.42±22.64）%，其中Ki-67低表達(dá)組Ki-67表達(dá)水平為（26.21±10.83）%，Ki-67高表達(dá)組Ki-67表達(dá)水平為（66.67±9.20）%，2組間具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.05）。CT圖像特征中毛刺征、淋巴結(jié)腫大、血管集束征與肺腺癌Ki-67高表達(dá)有關(guān)（P＜0.05），支氣管充氣征與肺腺癌Ki-67低表達(dá)有關(guān)（P＜0.05），靜脈期CT值在Ki-67低表達(dá)組與Ki-67高表達(dá)組間具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.05），其他CT征象與肺腺癌Ki-67表達(dá)水平無相關(guān)性（P＞0.05），詳見表2。肺腺癌CT影像圖如圖1所示。

圖1 肺腺癌CT影像圖

表2 CT圖像特征與Ki-67表達(dá)水平的相關(guān)性

將臨床特征中性別、年齡及CT征象納入單變量Logistic回歸分析，結(jié)果顯示毛刺征、支氣管充氣征、淋巴結(jié)腫大、血管集束征等征象及靜脈期CT值是Ki-67表達(dá)水平的影響因子。將上述影響因子納入多變量Logistic回歸方程，多變量回歸分析結(jié)果顯示毛刺征、支氣管充氣征、淋巴結(jié)腫大是Ki-67表達(dá)水平的獨(dú)立影響因素，其中支氣管充氣征[優(yōu)勢(shì)比（OR）值為0.11，95%置信區(qū)間為0.02～0.73，P=0.023]是Ki-67表達(dá)水平的獨(dú)立保護(hù)因子，毛刺征（OR值為7.82，95%置信區(qū)間為1.70～35.97，P=0.008）和淋巴結(jié)腫大（OR值為6.61，95%置信區(qū)間為1.47～29.79，P=0.014）是Ki-67表達(dá)水平的獨(dú)立危險(xiǎn)因子，詳見表3。ROC曲線聯(lián)合毛刺征、支氣管充氣征、淋巴結(jié)腫大、血管集束征等征象和靜脈期CT值預(yù)測(cè)Ki-67表達(dá)水平的AUC為0.851，如圖2所示。

圖2 CT圖像特征預(yù)測(cè)Ki-67表達(dá)水平的ROC曲線

表3 單變量及多變量Logistic回歸分析

3 討論

細(xì)胞出現(xiàn)異常增殖是惡性腫瘤的顯著特征，因此檢測(cè)腫瘤細(xì)胞增殖狀態(tài)對(duì)于評(píng)估腫瘤生物學(xué)特性和患者預(yù)后具有重要意義。有文獻(xiàn)報(bào)道增殖細(xì)胞核抗原Ki-67與腫瘤發(fā)生、發(fā)展及患者預(yù)后具有密切關(guān)系[10]。

Ki-67是一種核蛋白質(zhì)，由MKI67基因編碼，被認(rèn)為是細(xì)胞增殖的標(biāo)記物[11]，其在細(xì)胞增殖的整個(gè)細(xì)胞周期中表達(dá)。Ki-67在細(xì)胞增殖G1期的中晚期出現(xiàn)，然后在S期和G2期表達(dá)增加，直到M期達(dá)到高峰，即Ki-67存在于細(xì)胞周期的活躍期（G1、S和G2）以及有絲分裂期間，但Ki-67在細(xì)胞增殖的靜止期（G0）細(xì)胞中不表達(dá)[12]。因此，它已成為評(píng)估細(xì)胞群中增殖細(xì)胞比例的一個(gè)較好指標(biāo)，用以提示細(xì)胞的增殖活躍程度[13]。

在本研究中，Ki-67低表達(dá)組Ki-67表達(dá)水平為（26.21±10.83）%，Ki-67高表達(dá)組Ki-67表達(dá)水平為（66.67±9.20）%，2組間具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.05），提示Ki-67高表達(dá)組腫瘤細(xì)胞增殖更活躍，腫瘤惡性程度更高。毛刺征是肺腺癌病變周圍的小葉間隔水腫或肺腺癌腫瘤細(xì)胞沿著鄰近支氣管血管鞘向外浸潤；血管集束征是肺腺癌周圍細(xì)小血管向病灶聚攏。本研究發(fā)現(xiàn)毛刺征、淋巴結(jié)腫大、血管集束征等征象在Ki-67高表達(dá)組中更為常見，提示病變出現(xiàn)此3種CT征象時(shí)惡性程度較高，癌細(xì)胞增殖能力較強(qiáng)、生長(zhǎng)速度較快、侵襲破壞性更大。支氣管充氣征在Ki-67低表達(dá)組中更多見，表明肺腺癌出現(xiàn)支氣管充氣征時(shí)其惡性程度較低。本研究結(jié)果與李明玉等[14]研究發(fā)現(xiàn)縱隔淋巴結(jié)腫大患者Ki-67表達(dá)水平高而支氣管充氣征患者Ki-67表達(dá)水平低具有一致性，這與Ki-67表達(dá)肺腺癌惡性程度高且更易引起淋巴結(jié)腫大有關(guān)。靜脈期CT值在Ki-67低表達(dá)組與高表達(dá)組間具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.05），其中Ki-67低表達(dá)組靜脈期CT值更高，而Ki-67高表達(dá)組靜脈期CT值較低，這可能與腫瘤細(xì)胞內(nèi)部微血管密度有關(guān)。Ki-67高表達(dá)組腫瘤細(xì)胞增殖能力更強(qiáng)，其內(nèi)微血管密度較大，靜脈期對(duì)比劑排泄較快與引起CT值較低有關(guān)。肺腺癌病灶大小、病變位置、發(fā)生類型及有無分葉征、胸膜凹陷征、空泡征、壞死、鈣化、包繞血管、侵犯血管、胸腔積液、支氣管截?cái)唷⑿啬まD(zhuǎn)移等征象在肺腺癌Ki-67表達(dá)水平高、低組間無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05），提示上述多種CT征象與腫瘤細(xì)胞增殖程度及侵襲性無明確相關(guān)性。

本研究將臨床資料和CT征象先納入單變量Logistic回歸分析進(jìn)行篩選，結(jié)果發(fā)現(xiàn)毛刺征、支氣管充氣征、淋巴結(jié)腫大、血管集束征等征象及靜脈期CT值會(huì)影響Ki-67表達(dá)水平，同時(shí)進(jìn)行多變量Logistic回歸分析篩選Ki-67表達(dá)水平的獨(dú)立保護(hù)因子和危險(xiǎn)因子，結(jié)果顯示支氣管充氣征是Ki-67表達(dá)水平的獨(dú)立保護(hù)因子，表明肺腺癌病灶中觀察到支氣管充氣征時(shí)，Ki-67表達(dá)水平低或者無Ki-67表達(dá)。而毛刺征和淋巴結(jié)腫大是獨(dú)立危險(xiǎn)因子，提示肺腺癌患者病灶出現(xiàn)毛刺征或者患者伴發(fā)淋巴結(jié)腫大時(shí)，Ki-67表達(dá)水平較高。本研究同時(shí)對(duì)CT征象進(jìn)行多指標(biāo)聯(lián)合ROC曲線分析，結(jié)果顯示聯(lián)合CT圖像毛刺征、支氣管充氣征、淋巴結(jié)腫大、血管集束征等征象和靜脈期CT值預(yù)測(cè)Ki-67表達(dá)水平的AUC為0.851，其診斷效能較高，表明多種肺腺癌CT征象可以預(yù)測(cè)肺腺癌Ki-67表達(dá)水平，其可以作為臨床評(píng)價(jià)癌細(xì)胞增殖能力和侵襲性的指標(biāo)。

本研究尚存在不足之處：研究樣本量較小，未涉及肺腺癌分化程度、病理類型與Ki-67相關(guān)性的研究，有待在以后的研究中進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量，將反映腫瘤細(xì)胞增殖活性的Ki-67表達(dá)水平應(yīng)用于肺腺癌分化程度、病理類型等研究中。

綜上所述，CT圖像作為發(fā)現(xiàn)和評(píng)價(jià)肺腺癌病變的基本手段，其圖像特征中毛刺征、支氣管充氣征、淋巴結(jié)腫大、血管集束征等征象和靜脈期CT值可以作為評(píng)價(jià)肺腺癌Ki-67表達(dá)水平的指標(biāo)，為臨床評(píng)價(jià)肺腺癌增殖活性和生物學(xué)行為提供了影像學(xué)依據(jù)。