基于HRCT浸潤(rùn)性肺腺癌異質(zhì)性分析及其與腫瘤倍增時(shí)間的相關(guān)性

劉江勇,黃文才,薛陽(yáng),徐城,江遠(yuǎn)亮,鄒佳妮

肺癌是全球發(fā)病率和死亡率均較高的主要惡性腫瘤之一[1],肺腺癌是其中常見(jiàn)的一種病理類(lèi)型,然而同樣是肺腺癌早期手術(shù)患者,不同的病理成份構(gòu)成亦會(huì)影響患者的預(yù)后。由于基因、環(huán)境和生活方式等個(gè)體化差異,肺癌的發(fā)生發(fā)展存在高度異質(zhì)性,一般認(rèn)為,腫瘤分化程度越低,惡性越高,侵襲性越強(qiáng),異質(zhì)性越明顯。目前胸部HRCT是肺癌早期診斷的重要無(wú)創(chuàng)性手段[2],HRCT影像特征能在一定程度上反映肺腺癌的病理基礎(chǔ)、腫瘤細(xì)胞在肺內(nèi)的生長(zhǎng)方式及腫瘤發(fā)展的不同階段。腫瘤倍增時(shí)間(tumor doubling time,TDT)是一項(xiàng)評(píng)估腫瘤生長(zhǎng)速度的指標(biāo),可以較直觀(guān)地反映腫瘤的生長(zhǎng)速度,有研究結(jié)果顯示TDT是肺癌的重要獨(dú)立預(yù)后因素[3-4]。本文通過(guò)回顧性分析肺浸潤(rùn)性腺癌(invasive adenocarcinoma,IAC)患者的病理成份構(gòu)成與腫瘤倍增時(shí)間以及CT征象的相關(guān)性,旨在進(jìn)一步提高對(duì)肺癌的影像診斷水平。

材料與方法

1.臨床資料

回顧性搜集2019年1月-2021年12月在本院就診且經(jīng)手術(shù)病理證實(shí)為IAC的99例患者的臨床及影像資料。其中,男52例、女47例,年齡(63.3±8.2)歲。本研究獲得本院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

納入標(biāo)準(zhǔn):①術(shù)前在本院行肺部HRCT掃描至少兩次,時(shí)間間隔不限,取第一次和術(shù)前最近一次CT掃描圖像進(jìn)行分析。②CT顯示孤立性肺結(jié)節(jié);③經(jīng)手術(shù)切除且病理確診為肺IAC;④臨床、病理和影像資料完整。

排除標(biāo)準(zhǔn):①術(shù)前接受化療、放療、免疫治療等抗腫瘤治療;②既往有其它惡性腫瘤病史;③既往有肺結(jié)核、結(jié)節(jié)病病史;④有遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移。

2.病理檢查方法

標(biāo)本處理:所有標(biāo)本均由手術(shù)切除后獲取,并使用10%中性緩沖甲醛固定液進(jìn)行固定,再進(jìn)行石蠟包埋,最后制片并進(jìn)行蘇木精-伊紅(HE)染色。當(dāng)HE染色切片無(wú)法獲得明確診斷時(shí),則進(jìn)一步進(jìn)行免疫組織化學(xué)染色以明確病理類(lèi)型。

診斷標(biāo)準(zhǔn):在肺IAC中,約有80%的病灶由多種組織學(xué)亞型混合組成。本研究中根據(jù)2015版WHO肺腫瘤分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行病理診斷,該分類(lèi)推薦按腺癌中最主要的組織學(xué)亞型進(jìn)行分類(lèi),以其生長(zhǎng)方式作為主型,其后列出含有5% 以上的其它各亞型。本研究中按照IAC的病理成分構(gòu)成,分為腺泡為主型、貼壁為主型、乳頭型伴微乳頭型和實(shí)性為主伴黏液型共4種類(lèi)型。

3.HRCT檢查方法

使用Toshiba Aquilion 16排螺旋CT機(jī)。檢查前對(duì)患者進(jìn)行呼吸訓(xùn)練。掃描時(shí)患者取仰臥位,雙臂上舉,深吸氣后屏氣或平靜呼吸后屏氣掃描。掃描參數(shù):掃描范圍自肺尖至肋膈角,120 kV,智能毫安秒技術(shù),螺距1.438,層厚7 mm。靶重建層厚1 mm、層間距1 mm。分別采用標(biāo)準(zhǔn)算法和高分辨算法進(jìn)行圖像重建,并進(jìn)行多平面重組。肺窗:窗寬1500 HU,窗位-550 HU;縱隔窗:窗寬350 HU,窗位50 HU。所有圖像傳輸至工作站進(jìn)行后處理。

4.CT圖像分析

由兩位高年資胸部影像診斷醫(yī)師共同閱片,意見(jiàn)不一致時(shí)通過(guò)協(xié)商達(dá)成共識(shí)。結(jié)節(jié)的影像特征主要包括大小、類(lèi)型、平均CT值、分葉、毛刺、空洞、支氣管充氣征和胸膜牽拉征共 8項(xiàng)內(nèi)容。參考Fleischner學(xué)會(huì)胸腔成像術(shù)語(yǔ)表(2008),結(jié)節(jié)影像特征的評(píng)價(jià)內(nèi)容/標(biāo)準(zhǔn)如下[5]。①結(jié)節(jié)大小:結(jié)節(jié)長(zhǎng)徑是指在其最大層面的CT圖像上測(cè)量腫瘤最大直徑,短徑是指同一層面上與長(zhǎng)徑垂直的腫瘤最大直徑。結(jié)節(jié)長(zhǎng)徑、短徑在PACS系統(tǒng)采用手動(dòng)光標(biāo)法進(jìn)行測(cè)量。②結(jié)節(jié)成分:分為磨玻璃成分(ground glass opacity,GGO)和實(shí)性成分(solid area,SA)。GGO是指在 MSCT 上局部肺組織呈云霧狀密度增高影,但未掩蓋其內(nèi)的支氣管血管束(即透過(guò)病灶區(qū)可以看到肺紋理的結(jié)構(gòu));SA是指在MSCT上密度較高的區(qū)域,透過(guò)結(jié)節(jié)無(wú)法看到肺紋理的結(jié)構(gòu)。結(jié)節(jié)大小:選取結(jié)節(jié)的最大層面,分別測(cè)量其長(zhǎng)徑(L)和短徑(S);SA的大小:選取實(shí)性成分最大的層面,分別測(cè)量實(shí)性區(qū)域的L和S;GGO的大小:選取毛玻璃成分最大的層面,分別測(cè)量其L和S。然后,分別計(jì)算結(jié)節(jié)內(nèi)SA和GGO與結(jié)節(jié)的L和S的比值。③CT值:ROI面積=15 mm2,分別在病變最大層面測(cè)量2次,取平均值,測(cè)量時(shí)盡量避開(kāi)鄰近的血管。④分葉:瘤體輪廓上間距不等切跡,分為深分葉(弧弦距/弧長(zhǎng)>2/5)與淺分葉(弧弦距/弧長(zhǎng)≤2/5)。⑤毛刺:結(jié)節(jié)邊緣向周?chē)螌?shí)質(zhì)伸展的、不與胸膜相粘連的、放射狀無(wú)分支的、數(shù)條長(zhǎng)短不一、遠(yuǎn)近端粗細(xì)差異不大的線(xiàn)條狀影,區(qū)分長(zhǎng)、短毛刺。⑥空洞:指肺內(nèi)病變組織的壞死部分經(jīng)支氣管樹(shù)排出而產(chǎn)生的充盈氣體的腔隙。⑦支氣管充氣征:在含氣少的致密肺背景上看到含氣支氣管。⑧胸膜牽拉征:結(jié)節(jié)指向鄰近胸膜或者葉間裂細(xì)線(xiàn)影,可伴有鄰近胸膜凹陷、增厚等。

腫瘤倍增時(shí)間的定義為腫瘤體積增大一倍所需的時(shí)間。使用Schwartz公式計(jì)算腫瘤的TDT[6]:

腫瘤體積V=π/6×ab2

(1)

TDT=(t×log2)/log(Vt/V0)

(2)

其中,a=腫瘤長(zhǎng)徑,b=腫瘤短徑,t=2次測(cè)量的間隔時(shí)間,Vt=最近一次掃描時(shí)的腫瘤體積,V0=第一次掃描時(shí)的腫瘤體積。

按照國(guó)際肺癌病理研究協(xié)會(huì)委員會(huì)(International Association for the Study of Lung Cancer Pathology Committee,IASLC)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(2021)[7]對(duì)浸潤(rùn)性肺腺癌進(jìn)行惡性程度分級(jí):1級(jí),高分化腺癌,腫瘤組織以貼壁型為主,高級(jí)別結(jié)構(gòu)(實(shí)體型、微乳頭型和/或復(fù)雜的腺體結(jié)構(gòu))無(wú)或少于20%;2級(jí),中分化腺癌,腫瘤組織以腺泡或乳頭狀為主,高級(jí)別結(jié)構(gòu)無(wú)或少于20%;3級(jí):低分化腺癌,腫瘤組織內(nèi)高級(jí)別結(jié)構(gòu)占20%或以上。

5.統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

使用python 3.7軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。正態(tài)分布的計(jì)量資料用以均數(shù)土標(biāo)準(zhǔn)差表示,非正態(tài)分布的計(jì)量資料采用中位值(P25,P75)表示。分析浸潤(rùn)性肺腺癌各病理亞型的CT征象和TDT的差異時(shí),對(duì)分類(lèi)變量采用卡方檢驗(yàn);對(duì)連續(xù)變量,若符合正態(tài)分布則采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn),若不符合正態(tài)分布則采用Kolmo-gorov-Smirnov(KS)檢驗(yàn)。采用一元logistic回歸分析對(duì)CT征象與病理分型的相關(guān)性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,并基于嚴(yán)進(jìn)寬出的策略(進(jìn)入方程為P<0.05、出方程為P>0.10)采用雙向逐步回歸法進(jìn)行特征篩選,以消除多重共線(xiàn)性,得到各病理分型的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

1.IAC各病理亞型CT征象和TDT的比較

病理檢查結(jié)果顯示99例中,腺泡為主型49例,貼壁為主型33例,實(shí)性為主伴黏液型15例,乳頭型伴微乳頭型9例。四種病理類(lèi)型肺腺癌間的CT征象和TDT的比較結(jié)果詳見(jiàn)表1。

表1 浸潤(rùn)性肺腺癌各病理亞型間的CT影像學(xué)特征、腫瘤倍增時(shí)間的差異性分析

腺泡為主型與非腺泡為主型比較,淺分葉、深+淺分葉、短毛刺、長(zhǎng)+短毛刺及無(wú)毛刺等征象的檢出率的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05);腺泡為主型的淺分葉、深+淺分葉、短毛刺、長(zhǎng)+短毛刺及無(wú)毛刺等征象更多見(jiàn)(圖1)。

圖1 男,60歲,右下肺背段浸潤(rùn)性腺癌(腺泡型占80%,貼壁型占20%),a)磨玻璃結(jié)節(jié)(箭),可見(jiàn)長(zhǎng)毛刺,其內(nèi)血管增粗;b)13個(gè)月后復(fù)查結(jié)節(jié)稍增大。 圖2 男,70歲,右下肺外基底段浸潤(rùn)性腺癌(貼壁型占70%,腺泡型30%),a)實(shí)性為主結(jié)節(jié)(箭),可見(jiàn)淺分葉、短毛刺、血管穿行征;b)15個(gè)月后復(fù)查結(jié)節(jié)稍增大。 圖3 男,64歲,右下肺背段浸潤(rùn)性腺癌(實(shí)體伴黏液分泌型占70%,腺泡型占30%),a)實(shí)性為主不規(guī)則結(jié)節(jié)(箭),可見(jiàn)長(zhǎng)毛刺、深分葉、胸膜牽拉征;b)6個(gè)月后復(fù)查結(jié)節(jié)明顯增大,完全實(shí)性,其內(nèi)見(jiàn)小空洞。 圖4 女,67歲,左下肺背段浸潤(rùn)性腺癌(乳頭型占50%,微乳頭型占10%,腺泡型占30%,實(shí)體型占10%),a)實(shí)性結(jié)節(jié)(箭),可見(jiàn)短毛刺、胸膜牽拉征;b)7個(gè)月后復(fù)查結(jié)節(jié)明顯增大,其內(nèi)見(jiàn)支氣管充氣征。

貼壁為主型與非貼壁為主型比較,實(shí)性成分、磨玻璃成分、深分葉、深+淺分葉、短毛刺、長(zhǎng)+短毛刺、空洞和胸膜牽拉征的檢出率及腫瘤倍增時(shí)間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05),貼壁為主型以磨玻璃成分、深分葉、深+淺分葉、短毛刺、長(zhǎng)+短毛刺、空洞和胸膜牽拉征等征象更多見(jiàn)(圖2)。

實(shí)性為主伴黏液型與非實(shí)性為主伴黏液型比較,實(shí)性成分、磨玻璃成分和胸膜牽拉征的檢出率及腫瘤倍增時(shí)間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),實(shí)性為主伴黏液型以實(shí)性成分和胸膜牽拉征等征象更多見(jiàn)(圖3),乳頭型伴微乳頭型與非乳頭型伴微乳頭型比較,空洞和支氣管充氣征的檢出率的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),乳頭型伴微乳頭型以空洞和支氣管充氣征等征象更多見(jiàn)(圖4)。

2.臨床和影像指標(biāo)預(yù)測(cè)IAC分型的回歸分析

進(jìn)一步將臨床和影像指標(biāo)納入多因素logistic回歸分析,篩選出預(yù)測(cè)IAC各病理分型的危險(xiǎn)因素,結(jié)果見(jiàn)表2。回歸分析結(jié)果顯示:深分葉、長(zhǎng)毛刺和短毛刺是腺泡為主型的獨(dú)立危險(xiǎn)因素(P<0.05);實(shí)性成分、磨玻璃成分、長(zhǎng)毛刺、短毛刺、深分葉、淺分葉、空洞和胸膜牽拉征是貼壁為主型的獨(dú)立危險(xiǎn)因素(P<0.05);實(shí)性成分、磨玻璃成分和腫瘤倍增時(shí)間是實(shí)性為主伴黏液型的獨(dú)立危險(xiǎn)因素(P<0.05);支氣管充氣征和空洞是乳頭型伴微乳頭型的獨(dú)立危險(xiǎn)因素(P<0.05)。

表2 浸潤(rùn)性肺腺癌病理類(lèi)型logistic逐步回歸分析結(jié)果

3.惡性程度分級(jí)與TDT的相關(guān)性分析

99例IAC患者中,惡性程度分級(jí)為1級(jí)、2級(jí)和3級(jí)者分別有25、49及25例,各級(jí)的TDT中位數(shù)(P25,P75)分別為1546.2(1057.3,2199.0)、1035.6(656.5,2158.1)和413.7(204.7,689.3)個(gè)月,3組之間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=163.712,P<0.001)。惡性程度越差,腫瘤倍增時(shí)間越短(圖5)。

圖5 不同惡性程度分級(jí)的腫瘤倍增時(shí)間箱式圖,顯示惡性程度越差,腫瘤倍增時(shí)間越短。

討 論

肺腺癌是非小細(xì)胞肺癌中常見(jiàn)的病理類(lèi)型,近年來(lái)肺腺癌在我國(guó)的發(fā)生率呈逐年上升趨勢(shì)。從病理學(xué)的角度上來(lái)看,肺腺癌屬于起源于支氣管腺體的一種惡性腫瘤,患者在病程早期常有咳嗽、痰中帶血等癥狀,疾病發(fā)展過(guò)程中常有區(qū)域性淋巴結(jié)和血行轉(zhuǎn)移,嚴(yán)重威脅人民健康和生命。因此,肺腺癌的早診早治對(duì)有效降低其死亡率具有重要的臨床意義?；诮M織病理特征,浸潤(rùn)性肺腺癌可分為貼壁型、腺泡型、乳頭型、微乳頭型和實(shí)體型,多個(gè)亞型常?；旌洗嬖?不同的病理亞型具有不同的預(yù)后和復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。與其它常見(jiàn)亞型相比,實(shí)性為主伴黏液型和乳頭型伴微乳頭型的侵襲性更強(qiáng)、更容易轉(zhuǎn)移且預(yù)后更差[8]。

目前已有不少學(xué)者對(duì)肺腺癌病理分型與影像學(xué)之間的關(guān)系進(jìn)行了研究[9-12],但多數(shù)研究都是從鑒別良惡性腫瘤或者浸潤(rùn)性與非浸潤(rùn)性肺腺癌的角度出發(fā),來(lái)比較影像學(xué)特征的差異。本研究通過(guò)對(duì)比分析不同病理成份構(gòu)成的浸潤(rùn)性肺腺癌之間腫瘤倍增時(shí)間及CT影像學(xué)特征的差異,發(fā)現(xiàn)不同病理成份構(gòu)成的浸潤(rùn)性肺腺癌的CT征象及征象組合模式存在一定的差異:深分葉、長(zhǎng)毛刺和短毛刺是腺泡為主型的獨(dú)立危險(xiǎn)因素(P<0.05);實(shí)性成分、磨玻璃成分、長(zhǎng)毛刺、短毛刺、深分葉、淺分葉、空洞和胸膜牽拉征是貼壁為主型的獨(dú)立危險(xiǎn)因素(P<0.05);實(shí)性成分、磨玻璃成分和腫瘤倍增時(shí)間是實(shí)性為主伴黏液型的獨(dú)立危險(xiǎn)因素(P<0.05);支氣管充氣征和空洞是乳頭型伴微乳頭型的獨(dú)立危險(xiǎn)因素(P<0.05);貼壁為主型、實(shí)性為主伴黏液型與腫瘤倍增時(shí)間具有顯著相關(guān)性(P<0.05)。雖然本研究中由于樣本量所限,尤其是實(shí)性為主伴黏液型和乳頭型伴微乳頭型的例數(shù)相對(duì)較少,可能會(huì)使得結(jié)果存在一定的偏倚,但是總體而言,本研究向我們展示出從影像學(xué)特征的角度來(lái)分析預(yù)測(cè)浸潤(rùn)性肺腺癌的病理成份構(gòu)成是可行的,啟發(fā)我們可以通過(guò)智能影像學(xué)特征分析及處理技術(shù)來(lái)拓寬浸潤(rùn)性肺腺癌個(gè)體化診療的思路。

肺腺癌腫瘤倍增時(shí)間的長(zhǎng)短與其病理生長(zhǎng)特點(diǎn)、組織學(xué)類(lèi)型及分化程度等因素密切相關(guān)[13-14]。本研究結(jié)果顯示浸潤(rùn)性肺腺癌惡性程度越高,腫瘤倍增時(shí)間越短(P<0.001),分化程度差提示預(yù)后不良,這與相關(guān)研究報(bào)道的結(jié)論是一致的[15-16]。與分化差或未分化的IAC相比,分化好的肺腺癌的TDT更長(zhǎng),腫瘤呈乳頭型、實(shí)體性生長(zhǎng)的TDT較貼壁型生長(zhǎng)者更短;貼壁生長(zhǎng)為主、腺泡為主、乳頭為主及實(shí)性為主的肺腺癌患者,5年無(wú)病生存率分別為93.8%、69.7%、66.7%和43.3%。有研究發(fā)現(xiàn)腫瘤倍增時(shí)間長(zhǎng)的患者往往具有更長(zhǎng)的無(wú)復(fù)發(fā)生存率、更高的總生存率以及更好的預(yù)后,提示腫瘤倍增時(shí)間在預(yù)測(cè)腫瘤分化程度方面具有潛在的應(yīng)用價(jià)值,TDT 值可以作為評(píng)估肺腺癌預(yù)后的獨(dú)立風(fēng)險(xiǎn)因素。

由于病例數(shù)量限制,本研究的部分結(jié)論可能會(huì)存在一定的偏倚,未來(lái)將繼續(xù)通過(guò)擴(kuò)大樣本量,更好地提升基于CT影像學(xué)檢查評(píng)估肺癌惡性程度及預(yù)后的能力。

綜上所述,本研究分析探討了不同病理成份構(gòu)成的浸潤(rùn)性肺腺癌與腫瘤倍增時(shí)間、CT影像學(xué)特征之間的差異性和相關(guān)性,以及腫瘤倍增時(shí)間與腫瘤惡性程度之間的關(guān)聯(lián)性,進(jìn)一步提升了CT影像學(xué)診斷在臨床肺癌診治及預(yù)后評(píng)估中的應(yīng)用價(jià)值,具有一定的臨床指導(dǎo)意義。