非小細胞肺癌CT征象與Ki67表達的相關性研究

李紅 聞敏 劉松 陳文萍 周正揚

肺癌是全球最常見的惡性腫瘤之一[1]，發(fā)病率呈逐年升高趨勢，其中非小細胞肺癌(non-small cell lung cancer，NSCLC)在所占比例達80%[2]。Ki67作為細胞增殖有關的核抗原，可以反應細胞周期中活性細胞的比例[3]，與NSCLC增殖、浸潤、轉(zhuǎn)移的病理特征及預后密切相關[4-][5]。但目前僅能依靠免疫組織化學法檢測，無法通過無創(chuàng)方法評估。CT具有簡單、快速、無創(chuàng)等優(yōu)點，是臨床上肺癌診斷、治療及檢測的主要影像手段，本研究旨在探討非小細胞肺癌 CT征象與Ki67表達的相關性，評價CT在診斷Ki67表達方面的價值。

資料與方法

一、臨床資料

回顧性分析2017年1月至2018年12月期間南京大學醫(yī)學院附屬鼓樓醫(yī)院經(jīng)手術及病理確診的NSCLC。納入標準：(1)經(jīng)手術及病理證實為NSCLC且具有Ki67免疫組化結果；(2)術前接受本院胸部CT檢查，且術前CT檢查與手術間隔小于1月。排除標準：(1)術前接受腫瘤相關治療；(2)合并其他肺外其惡性腫瘤；(3)術前CT圖像質(zhì)量不佳，影響分析。根據(jù)納入和排除標準，共230例肺癌患者納入研究。

二、CT檢查方法

胸部CT平掃采用GE VCT 64排，GE Discovery HD 750,Ingenuity Flex16排，聯(lián)影uCT780 64排。掃描參數(shù)為：管電壓120 kV，自動毫安，轉(zhuǎn)速0.7 s/圈，矩陣512×512，掃描層厚5 mm，層間距5 mm，重建層厚1.25 mm。掃描范圍自胸廓入口處至肋膈角，受檢者吸氣末一次屏氣完成掃描。

三、圖像評估及分析

1 定性評估 由2名經(jīng)驗豐富的放射科醫(yī)師共同評估CT征象，當意見不一致時討論達成一致。包括：邊界(不清、清晰)、密度(實性、混合密度、純磨玻璃)、分葉(無或有)、毛刺(無或有)、鈣化(無或有)、血管集束征(無或有)、支氣管充氣征(無或有)、空泡征(無或有)、空洞(無或有)、結節(jié)型/腫塊型(結節(jié)≤3 cm，腫塊>3 cm)、胸膜增厚(無或有)、胸膜凹陷征(無或有)、阻塞性肺氣腫(無或有)、外周纖維化(無或有)、胸腔積液(無或有)、腫大淋巴結(短徑大于1 cm)、多發(fā)腫大淋巴結≥3個。

2 定量評估 (1)選取最橫截面測量病灶長徑及短徑；(2)選擇腫瘤最大層面，測量平均CT值(CTmean)、最大CT值(CTmax)、最小CT值(CTmin)及標準差(SD)，感興趣區(qū)的勾畫需盡量避開空洞、空泡、鈣化。

四、免疫組織化學染色

全部NSCLC組織標本均經(jīng)常規(guī)10%甲醛固定石蠟包埋，制成4 μm連續(xù)切片后進行免疫組化染色(SP法)檢測Ki67的表達情況。Ki67陽性細胞核呈棕黃色或淺黃色，100倍光鏡下，取任意5個視野，共計數(shù)100個細胞，根據(jù)染色陽性的細胞總數(shù)占總細胞數(shù)的百分比，≤20%者定義為低表達，>20%定義為高表達。

五、統(tǒng)計學方法

采用SPSS 22.0及MedCalc軟件進行統(tǒng)計分析，計量資料CTmean、CTmax、CTmin、SD及長徑、短徑不滿足正態(tài)分布及方差齊性，采用中位數(shù)(四分位數(shù)間距)表示，進行Mann-WhitneyU檢驗比較兩組間計量資料的差異；計數(shù)資料用頻數(shù)表示，并進行χ2檢驗比較組間計數(shù)資料的差異。將上述差異具有統(tǒng)計學意義的CT特征構建多參數(shù)二元邏輯回歸模型，使用差異有統(tǒng)計學意義的CT計量資料及回歸模型預測概率值繪制受試者操作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲線，各參數(shù)的診斷效能通過曲線下面積(AUC)衡量，并評估敏感度、特異度、準確度，通過約登指數(shù)確定最佳閾值。計量資料采用組內(nèi)相關系數(shù)(intraclass correlation，ICC)對2名醫(yī)師的測量結果進行可重復性評價，ICC值<0.40認為一致性差，ICC值為0.40～0.75之間認為一致性一般，ICC值>0.75認為一致性良好。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

結 果

一、非小細胞肺癌Ki67低表達組與高表達組CT參數(shù)的比較

納入的230例NSCLC患者中，高表達組171例(74.3%)，低表達組59例(25.7%)，男114例(49.6%)，女116例(50.4%)；年齡范圍28～85歲，平均61±10歲，其中年齡<60歲106例(46.1%)，年齡≥60歲124例(53.9%)。Ki67高表達病例HE染色及免疫組化染色(見圖1A-B)。

圖1 A-B為同一患者，A：HE染色(×100)：腺泡型為主型腺癌(腺泡型約80%，實體型約20%)；B：腫瘤細胞Ki67抗原染色(×100)，Ki67標記指數(shù)約40%

CT形態(tài)學特征分析顯示(表1)：8個CT特征差異有統(tǒng)計學意義，包括邊界(P=0.005)、密度(P<0.001)、支氣管充氣征(P=0.001)、結節(jié)型/腫塊型(P<0.001)、阻塞性肺氣腫(P=0.034)、胸腔積液(P<0.001)、腫大淋巴結(P<0.001)、多發(fā)腫大淋巴結(≥3個)(P=0.005)(圖2-3)。

表1 Ki67高表達組與低表達組間CT分類變量分析[n(%)]

圖2 A-C:為同一患者，男性，77歲，大細胞肺癌，Ki67高表達，肺窗示CT示左肺上葉實性結節(jié)，病灶周圍伴阻塞性肺氣腫(黑箭頭);縱隔窗示：縱隔及左肺門多發(fā)腫大淋巴結。圖3 男性，67歲，腺癌，Ki67高表達，肺窗示右肺中葉腫塊，邊界清晰，內(nèi)見支氣管充氣征。

CT連續(xù)性參數(shù)分析顯示(表2)：5個參數(shù)差異具有統(tǒng)計學意義，分別為CTmean(P<0.001)、CTmin(P<0.001)、SD(P<0.001)及長徑(P<0.001)、短徑(P<0.001)，Ki67高表達組的病灶長徑、短徑、CTmean、CTmin值均顯著高于低表達組，而Ki67高表達組SD值均顯著低于低表達組。

表2 Ki67 高表達組與低表達組間CT連續(xù)參數(shù)的描述性分布[M(Q)]

二、CT連續(xù)性參數(shù)診斷非小細胞肺癌Ki67表達情況

CTmean、CTmin、SD及長徑、短徑在診斷非小細胞肺癌Ki67表達效能較好，其AUC值分別為0.790、0.772、0.773、0.772、0.809，以短徑2.00 cm為閾值診斷NSCLC患者Ki67抗原表達的敏感度為74.6%，特異度為73.1%(見表3)。

三、二元Logistic回歸分析預測危險因素及多參數(shù)模型分析

通過二元Logistic回歸分析，將單因素分析中具有統(tǒng)計學意義的指標邊界、密度、支氣管充氣征、結節(jié)型/腫塊型、阻塞性肺氣腫、胸腔積液、腫大淋巴結、多發(fā)腫大淋巴結節(jié)(≥3個)、CTmean、CTmin、SD及長徑、短徑納入logistic回歸分析并保留預測概率值。結果顯示邊界、密度、支氣管充氣征、阻塞性肺氣腫、多發(fā)腫大淋巴結節(jié)(≥3個)、CTmin、SD及短徑為有效相關參數(shù)。

將差異有統(tǒng)計學意義的CTmean、CTmin、SD及長徑、短徑、預測概率值進行ROC曲線分析，結果顯示多參數(shù)模型預測概率值診斷效能最好，AUC值為0.913，以擬合參數(shù)0.306為閾值診斷非小細胞肺癌患者Ki67表達的敏感度為88.1%，特異度為83.0%(見圖4、表3)。

表3 Ki67高表達組與低表達組間 CT參數(shù)的ROC分析

圖4 logistic回歸模型預測概率值及各單因素參數(shù)診斷Ki67表達水平的ROC曲線。logistic回歸模型預測概率值的診斷效能最高，AUC值顯著高于單因素AUC值，曲線下面積為0.913，敏感度為88.1%，特異度為83.0%。

表4示CT連續(xù)性參數(shù)測量者間的ICC范圍為0.355～0.952。

表4 CT連續(xù)性參數(shù)測量者間一致性分析

討 論

NSCLC是全球癌癥相關死亡的主要原因[6-7]，嚴重威脅人們的身心健康與生命安全，Ki67是一種DNA結合蛋白，僅在活躍增殖的細胞核中表達[8]，可準確反應腫瘤的生物學行為，是評估多種腫瘤細胞增殖及預后的有效參數(shù)[9-][10]，對NSCLC的預后評估具有重要意義[11]。

對于連續(xù)變量，測量者間的ICC范圍在 CTmean、CTmin、SD及長徑、短徑間的一致性較好，而CTmax一致性較差，推測原因是CTmax為極值，易產(chǎn)生偏差。CTmean、CTmin、SD、長徑及短徑在高表達與低表達組間差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，Ki67高表達組較低表達組CTmean、CTmin值更高、長徑及短徑更大，考慮因為腫瘤細胞增生活躍，導致病灶腫瘤細胞數(shù)目增多，密度增高，病灶體積增大。

對于分類變量，本研究結果顯示CT參數(shù)邊界、密度、支氣管充氣征、結節(jié)型/腫塊型、阻塞性肺氣腫、胸腔積液、腫大淋巴結、多發(fā)腫大淋巴結(≥3個)的組間差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。(1)高表達組病灶多為實性腫塊型，考慮與Ki67高表達的腫瘤細胞增生活躍有關；(2)阻塞性肺氣腫及胸腔積液在高表達組較低表達性組發(fā)生率更高，筆者認為可能是腫瘤侵襲性增加，浸潤細支氣管導致管腔閉塞引起病灶周圍阻塞性肺氣腫，而當腫瘤侵犯胸膜時容易引起胸腔積液。(3)高表達組更易出現(xiàn)腫大淋巴結及多發(fā)腫大淋巴結，潛在原因可能是KI67高表達的腫瘤細胞的增殖力增強及腫瘤細胞與淋巴細胞的粘附導致腫瘤細胞更易進入淋巴系統(tǒng)，這與文獻提到的Ki67高表達與腫瘤預后差相一致[12-13]。

此外，我們聯(lián)合CT影像特征構建二元邏輯回歸模型，結果顯示密度、支氣管充氣征、阻塞性肺氣腫、多發(fā)腫大淋巴結節(jié)(≥3個)、CTmin、SD及短徑為NSCLC的Ki67表達有效相關參數(shù)，多參數(shù)模型對于診斷Ki67表達水平的效能較單因素明顯提高，AUC為0.913，敏感度為88.1%，特異度為83.0%，多參數(shù)模型AUC值顯著高于單參數(shù)AUC值。

本研究存在一定局限性：(1)本研究為回顧性分析且所有病例均為手術病例，可能存在選擇性偏倚；(2)僅研究CT影像特征在診斷非小細胞肺癌Ki67表達中的價值，未考慮臨床實驗室指標及病理指標的診斷價值。上述不足有待后續(xù)進行更深入的研究來完善。

綜上所述，本研究回顧性分析230例具有Ki67免疫組化NSCLC 的影像資料，結果顯示CT參數(shù)聯(lián)合多參數(shù)模型對于診斷NSCLC的Ki67表達狀態(tài)具有重要作用，其中密度、支氣管充氣征、阻塞性肺氣腫、多發(fā)腫大淋巴結節(jié)(≥3個)、最小CT值、SD及短徑為有效相關參數(shù)，多參數(shù)模型的診斷效能明顯高于各單因素參數(shù)，為Ki67表達狀態(tài)的無創(chuàng)診斷提供新思路。