臨床、病理特征聯合能譜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，呂發金，劉筱霜，霍繼文

(重慶醫科大學附屬第一醫院放射科，重慶 400016)

肺癌是全身發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)基因狀態明確的NSCLC患者達成共識，即對EGFR基因突變者可優先選擇EGFR酪氨酸激酶抑制劑，以獲得最佳療效[1-2]，使得評估NSCLC EGFR基因突變狀態對指導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對病變進行多參數、定量分析，使CT逐漸從單純反映病變大體形態學特征的宏觀研究轉變為可觀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CT征象聯合能譜CT定量參數評估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例于重慶醫科大學附屬第一醫院就診的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經手術病理或胸腔穿刺抽出液檢查、纖維支氣管鏡活檢、經皮肺穿刺活檢及淋巴結穿刺活檢證實為NSCLC；②有EGFR基因突變檢測結果；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腫瘤為單發實性結節或腫塊，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節；③病灶內存在較大空洞或肺不張。根據EGFR基因檢測結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驗的副主任醫師、主任醫師各1名閱片，意見不一致時經討論決定，評價常規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(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)。

根據國際抗癌聯盟和美國癌癥聯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、吸煙狀態及腫瘤病理類型。

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

2 結果

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

2.2 常規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CT征象差異無統計學意義(P均>0.05)，見表2。

2.3 組間能譜CT參數比較 陽性組動、靜脈期IC及WC均高于陰性組(P均<0.05)，組間其余能譜參數差異均無統計學意義(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CT征象比較

表3 EGFR突變陽性與陰性 NSCLC能譜CT參數比較(±s)

表3 EGFR突變陽性與陰性 NSCLC能譜CT參數比較(±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，內見小片狀壞死區，實性區域IC=0.92 mg/cm3，WC=1 022.13 mg/cm3

2.4 構建多因素Logistic回歸模型及評價模型診斷效能 根據差異有統計學意義的臨床、病理及常規CT征象的構建回歸模型1預測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%；根據差異有統計學意義的臨床、病理、常規CT征象及能譜CT定量參數構建的回歸模型2預測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基因突變的獨立預測因素。

圖3 預測EGFR基因突變回歸模型的ROC曲線

3 討論

EGFR基因突變狀態為常規及個體化治療NSCLC患者的重要依據。然而我國檢測肺癌患者EGFR基因狀態面臨諸多問題，檢測費用昂貴，且現有檢查方式多為有創性，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基因突變狀態與其病理組織學特征密切相關。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定量參數結合臨床表現、病理所見及常規CT征象預測NSCLC患者EGFR基因狀態的價值。

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。既往關于EGFR基因突變與CT征象相關性的研究結果各不相同。針對與EGFR表達密切相關的因素，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強化方式等；但也有學者[12-14]發現腫瘤大小、邊緣及密度等CT征象與EGFR基因突變無明顯相關。本研究比較陽性組與陰性組間常規CT征象，所獲結果與鄭軍等[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學信息，還能生成40～140 keV共101個連續單能量圖像及相應能譜曲線、Eff-Z和多種物質分離圖像，定量分析多個參數。碘和水是能譜CT物質分離技術中最常用的基物質對，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。LI等[15]認為標準化碘濃度可能是預測肺腺癌EGFR基因突變的潛在能譜CT定量參數，本研究結果與之相符。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。Eff-Z及能譜曲線斜率均與物質化學成份有關，鈣(水)濃度主要反映腫瘤內鈣鹽沉積情況。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差異均無統計學意義，與WU等[17]結果有所不同，原因在于分析期相不同。本研究根據臨床、病理特征及常規CT征象聯合能譜CT定量參數構建的回歸模型2預測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CT征象聯合能譜CT定量參數可提高預測NSCLC患者EGFR基因突變的效能。