EGFR基因突變與非小細胞肺癌CT影像組學特征的相關性研究

滿都花 莊翔 徐佳歡 吳鵬飛 初超 金海蛟 張強

靶向治療是現階段臨床治療非小細胞肺癌患者的一種新型手段，其中表皮生長因子受體酪氨酸激酶抑制劑（epidermal growth factor receptor tyrosine kinase inhibitor，EGFR-TKI）是應用最為廣泛的靶向藥物之一[1]。肺癌患者經EGFR-TKI治療后，出現表皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor，EGFR）有效突變者相比未有效突變者，其生存率有更大幅度提升，預后質量也普遍更理想[2]。因此在當前精準醫學愈發受到重視的背景下，對于一系列主要驅動基因的檢測及研究成為分子生物學領域的熱點內容[3]。然而目前由于臨床驅動基因多種多樣，檢測成本相對較高，部分患者很難有效獲取病理活檢標本，危重患者機體也無法耐受部分有創檢查[4]。所以，有效、準確篩選對EGFR-TKI治療有較高敏感程度的突變患者極其關鍵。近些年，越來越多學者嘗試借助影像學手段來提取肺癌患者相關基因突變信息，從而得到更多對驅動基因進行識別的輔助影像學征象，也加快了臨床影像基因組學的發展進程[5]。為此，本研究主要分析非小細胞肺癌CT影像組學特征與EGFR基因突變之間的關系，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析包頭市腫瘤醫院2020年1月—2023年12月明確診斷的256例非小細胞肺癌患者臨床資料，全部患者均進行EGFR突變基因檢測。納入標準：（1）非小細胞肺癌在包頭市腫瘤醫院經過通過穿刺、手術或者纖維支氣管鏡取得病理學標本后活檢得到明確證實。（2）在包頭市腫瘤醫院接受EGFR突變基因檢測。（3）接受抗腫瘤治療（化療、放療、射頻消融等）前1個月開展胸部CT掃查。（4）臨床資料無缺失。（5）年齡均＞18歲。排除標準：（1）胸部CT影像圖質量不達標，病灶主體模糊，無法準確判斷病灶體積大小情況。（2）在其他醫院開展胸部CT掃查，不能得到完整影像學資料。（3）合并其他部位惡性腫瘤或者出現遠處轉移。所有患者中，男性102例，女性154例；年齡45～79歲，平均（63.48±6.35）歲。本研究經醫院醫學倫理委員會批準（倫理審批號：2019-12-06）。

1.2 方法

胸部CT掃查方法：檢查設備使用荷蘭飛利浦PHILIPS公司生產的Brilliance型16排螺旋CT掃描儀及Incisive AI 64排螺旋CT掃描儀（購自上海涵飛醫療器械有限公司）。掃查參數設定，其中管電流設置250 mA，管電壓設置120 kV，層厚設置1 mm，螺距設置1 mm，采集矩陣設置512×512，掃描視野設置400 mm。掃描范圍從胸廓入口開始，到膈平面停止。隨后開展增強掃描，通過專用高壓注射器進行團注，使用非離子型碘劑碘海醇（北京北陸藥業股份有限公司，國藥準字H20053800，規格：100 mL：35 g），注射劑量1.5 mL/kg，注射過程中將速率控制在2.5 mL/s，延遲時間45 s開始掃描。掃描前指導患者開展屏氣練習，確保患者在平穩呼吸狀態下屏氣后開始進行掃描。由影像科2名具有副主任及以上職稱的資深醫師對采集到影像圖進行獨立閱片，采取雙盲法。肺窗窗寬設置1 600 Hu，窗位設置-550 Hu，縱隔窗窗寬設置400 Hu，窗位設置50 Hu。繼續開展多平面重組，全面觀察分析病灶情況。收集患者相關CT影像征象，結合肺癌病灶組織的形態、大小等將其劃分成團塊（病灶接近圓形且直徑3 cm以上）、結節（病灶接近圓形且直徑3 cm及以下）、實變浸潤型（沒有觀察到明顯腫塊，只可看到斑片影或團片影）。將團塊、結節型病灶組織根據其性質又將其細分為實性以及半實性（包括磨玻璃密度影）2種。詳細統計病灶壞死、空洞、毛刺、分葉、強化是否均勻以及有無氣道阻塞等影像學特征，同時觀察記錄有無暈征、空泡征、胸膜凹陷征等CT影像學征象。另外觀察原發病灶是否出現了肺葉相關轉移性結節、非原發病灶肺葉內轉移性結節、肺外轉移、胸膜受累、縱隔淋巴受累等現象。如果2名醫師存在不同意見，經過相互協商最終得到一致的結果。

評價方法：影像中實性結節定義為均質軟組織密度，半實性結節定義為實性軟組織與磨玻璃密度影同時存在，磨玻璃密度影定義為CT像上不掩蓋底層的支氣管結構與肺血管的模糊不透明影。空泡征定義為病灶內的小灶性透光區，直徑＜5 mm（多為2～3 mm），邊界不甚銳利的密度減低區；直徑≥5 mm則為空洞征。

EGFR突變基因檢測：通過人EGFR基因突變檢測試劑盒對全體患者開展EGFR突變基因檢測，檢測方法采取熒光聚合酶鏈式反應（polymerase chain reac，PCR）法，主要針對EGFR 18、19、20、21號外顯子突變完成測定。結合突變位點與EGFR-TKI的療效關系，將其中96例EGFR有效突變患者作為陽性組，將160例EGFR未有效突變患者作為陰性組。其中18、19、20、21號外顯子的S7681位點出現突變，則將其歸類于EGFR有效突變范疇；除S7681之外的20號外顯子突變以及野生型，則將其歸類于EGFR非有效突變范疇。

1.3 觀察指標

（1）分析胸部CT掃查結果，收集相關CT影像組學征象數據。（2）通過logistic回歸分析非小細胞肺癌CT影像組學特征與EGFR基因突變之間的相關性。

1.4 統計學處理

采用SPSS 21.0統計學軟件進行數據分析。計量資料以（）表示，組間比較采用獨立樣本均數t檢驗；計數資料以n（%）表示，采用χ2檢驗。通過二分類logistic回歸分析非小細胞肺癌患者CT影像組學征象與EGFR突變基因的關系。檢驗水準α＝0.05。

2 結果

2.1 2組患者CT影像組學特征比較

陽性組出現毛刺、分葉形狀、邊緣清晰、病灶密度半實性、氣道支氣管征、胸膜凹陷征、癌性淋巴管炎、肺轉移、不均勻強化的患者占比均高于陰性組，差異有統計學意義（P＜0.05）。而2組在肺部病灶組織壞死、鈣化、空洞、暈征、空泡征、胸腔積液、淋巴結轉移、胸膜轉移、遠處轉移占比方面，差異無統計學意義（P＞0.05）。見表1。

表1 陽性組與陰性組患者CT影像學特征比較[例（%）]

2.2 非小細胞肺癌CT影像組學特征與EGFR基因突變之間的logistic回歸分析

根據上述分析結果，將有無EGFR有效突變作為因變量（否＝1，是＝0），自變量選擇分葉（否＝1，是＝0）、毛刺（否＝1，是＝0）、氣道支氣管征（否＝1，是＝0）、邊緣狀態（清晰＝1，模糊＝2）、病灶密度（實性＝1，半實性＝2）、強化特征（均勻＝1，不均勻＝2）、胸膜凹陷征（否＝1，是＝0）、肺轉移（否＝1，是＝0）、癌性淋巴管炎（否＝1，是＝0）。開展logistic回歸分析，結果得知非小細胞肺癌患者CT影像組學征象中存在分葉、毛刺征象、病灶密度為半實性、不均勻強化是出現EGFR突變基因的影響因素（P＜0.05）。見表2。

表2 非小細胞肺癌CT影像組學特征與EGFR基因突變之間的logistic回歸分析

3 討論

現代社會由于人們各種不健康生活習慣的影響，以及環境、大氣污染現象持續加劇，導致肺癌患者在我國呈現出快速增長的趨勢，對于肺癌的診治工作是臨床一項重大醫療衛生問題[6]。胸部CT作為臨床廣泛開展的一種無創影像學檢查方法，其體現出操作簡便、準確性高、無創等諸多優勢，尤其在肺癌檢查中體現出重要作用，對該疾病的臨床診斷、術前分期、預后評估都提供了關鍵性依據[7]。近些年，臨床分子生物學技術得到迅猛發展更新，大量新型靶向以及免疫藥物等不斷涌現，推動了臨床肺癌治療方案的變化、創新[8]。在此背景下，非小細胞肺癌患者胸部CT影像組學特征和基因突變之間的聯系也成為臨床一項研究熱點，旨在采取更加無創、簡便的方式輔助臨床治療方案制定[9]。當前，臨床大量研究也指出了臨床、影像特征、基因突變之間存在的密切聯系。為進一步解決現階段基因檢測中存在的不足，如需要重復病理組織活檢，許多學者建議通過胸部CT來收集相關數據，利用提取到的影像學特征信息來制定治療策略[10]。

結合肺部病灶組織密度的差異，本研究將其劃分成實性以及半實性2種，其中半實性又包含了磨玻璃密度。磨玻璃密度影在胸部CT掃查中，通常是附壁為主型腺癌一種特征性表現。現階段，臨床大多數研究均指出了肺癌患者肺部病灶存在磨玻璃密度影時，其預后效果更加理想，復發風險較低[11]。關于磨玻璃密度影成分與EGFR有效突變之間的聯系，目前臨床上也存在磨玻璃密度影成分的肺癌病例，其更容易出現EGFR有效突變。從本研究結果中能夠發現，陽性組患者在半實性人數占比上相比陰性組要更高。同時回歸分析結果也得知，胸部CT檢查中所發現的磨玻璃密度影成分對EGFR有效突變可做出一定預測。本研究發現，不均勻強化是出現EGFR突變基因的影響因素，這可能和基因突變腫瘤血供更為豐富及腫瘤的異質性存在密切聯系。EGFR基因突變的發生可導致基因過度表達，上調血管內皮生長因子表達，對病灶形成刺激，加快其血管內皮細胞分化、遷移，促進新生血管形成。由于腫瘤新生血管數量增多，對比劑進入體內后持續在腫瘤血管堆積，并且此類血管都不是正常血管，生長尚未成熟，缺少相關肌層，內皮細胞間隔大，對比劑可以更輕松地達到腫瘤病灶的組織間隙內，各種因素交織造成病灶內新生血管越多，增強越明顯和不均勻。

一直以來，臨床大多數研究均指出了分葉對預測EGFR有效突變的價值較高[12]。本研究結果顯示，陽性組患者分葉征占比相比陰性組要更高，同時回歸分析結果得知分葉征在預測EGFR有效突變的價值高，證實了這一結論。對于非小細胞肺癌患者毛刺征產生的具體機制，目前臨床還沒有統一結論，但普遍指出可能和腫瘤在附近肺間質內所表現出的不均勻浸潤生長狀態有一定聯系。回歸分析結果發現，毛刺征是非小細胞肺癌患者出現EGFR有效突變的一項影響因素。而國外部分研究指出毛刺征與非小細胞肺癌患者EGFR基因突變發生沒有密切聯系[13]。這可能和人種因素之間的差異有關。

現階段，臨床許多研究指出胸膜凹陷征體現的是臟胸膜受侵犯征象，對于未觀察到胸膜凹陷的患者，往往生存率也明顯提升。有研究指出，1期肺癌患者影像征象中發現空氣支氣管征以及未存在胸膜凹陷征時，其5年生存率明顯提高[14]。本研究結果得知，陽性組患者胸膜凹陷征人數占比相較陰性組有明顯提升，進一步回歸分析結果發現胸膜凹陷征不是非小細胞肺癌患者發生EGFR基因突變的影響因素。這也說明了胸膜凹陷征對于預測EGFR基因突變有一定意義，但整體價值并不明顯。除此之外，本研究結果還得知，陽性組與陰性組患者在壞死、鈣化、空洞、暈征、縱隔肺門淋巴結轉移、胸腔積液、小泡征等征象方面均不存在明顯的差異。壞死征象通常表明腫瘤生長速度較快，同時伴隨空洞征象，此類征象的發生和腫瘤內部血管供血異常有密切聯系。若腫瘤增殖速度較快，一般很少出現鈣化。但由于不同腫瘤細胞在供血方面難以保持均勻，其中部分細胞可出現壞死現象，隨著鈣鹽不斷堆積，在CT掃查中便可觀察到鈣化，通常呈現出砂石狀或多發點狀鈣化。小泡征主要是腫瘤內尚沒有受到累積的細支氣管、肺泡等含氣的低密度影，邊緣清晰，通常直徑不超過3 mm。若小泡征消失，通常表明腫瘤細胞正處于快速破壞階段，侵襲能力不斷提高。在國外一項針對國內肺腺癌患者的調查研究中，發現EGFR有效突變患者大部分存在小泡征[15]。同時有研究指出，EGFR非有效突變的肺腺癌患者一般很少伴隨空洞以及胸腔積液[16]。與本研究結果有一定差異，分析原因可能和本研究并未排除樣本種族因素的干擾，同時入組對象在腫瘤分期的差異均會對研究結果造成影響有關。

綜上所述，非小細胞肺癌患者EGFR基因突變在CT檢查中通常表現出磨玻璃影成分、分葉、毛刺、不均勻強化等典型征象。對于部分危重患者難以獲取病理的情況下，進行CT影像組學檢查評估EGFR有效突變，可為臨床靶向藥物選擇、預后評估及影像學特征的后期診斷標準制定等方面提供了借鑒內容和重要參考依據。