非小细胞肺癌影像学特征与ALK基因重排相关性研究进展*

王一棣 王化 叶兆祥

肺癌是中国最常见的恶性肿瘤之一，其发生率及死亡率均居癌症首位［1］。非小细胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）约占肺癌的85%，且大部分患者确诊时已为晚期［2］。以铂类为基础的两药化疗是传统的一线治疗方案，但是晚期NSCLC患者对其反应率仍低于30%［3］。近年来，随着分子生物学的迅速发展，针对特定基因或蛋白的分子靶向治疗得到越来越多的关注。Soda 等［4］首次在NSCLC 中发现间变性淋巴瘤激酶（anaplastic lymphoma kinase，ALK）基因重排，其中以棘皮动物微管相关蛋白（echinoderm microtubule-associated protein-like 4，EML4）基因与ALK融合型（EML4-ALK）最为常见。由于肿瘤异质性，部分患者无法通过一次活检获得准确的基因突变类型，而基因检测受多种因素限制无法进行重复活检。医学影像学检查在疾病的检出、诊断、病情评估、治疗方法选择及治疗效果评价等多个阶段均具有不可替代的作用。本文对ALK基因重排型NSCLC及其与影像学特征相关性研究进展进行总结。

1 ALK基因重排及抑制剂相关研究

ALK基因于1994年首次在间变性大细胞淋巴瘤（anaplastic large cell lymphoma，ALCL）中被发现并因此得名［5］。Soda等［4］研究显示，将EML4-ALK融合基因导入小鼠3T3成纤维细胞后可促进肿瘤形成，其抑制剂WHI-P154 能明显抑制转染EML4-ALK 的BA/F3 细胞增殖，这一结果使ALK 重排基因成为NSCLC治疗研究的新靶点。EML4-ALK重排在NSCLC中发生率约3%～8%，主要好发于年轻、不吸烟或轻度吸烟者中，组织学分型多为腺癌，且多存在于无EGFR、KRAS基因突变的患者中［4，6-9］。

第一代ALK 重排型NSCLC 靶向药物克唑替尼（crizotinib）于2011年通过美国食品药品监督管理局（FDA）批准上市，是一种小分子多靶点ATP竞争性酪氨酸激酶抑制剂（tyrosine kinase inhibitor，TKI），临床试验显示，克唑替尼治疗ALK 重排型NSCLC 疗效及预后均明显优于其他化疗药物［10-11］。FDA 随后于2014年至2017年相继审批通过了两种第二代ALKTKI-色瑞替尼（ceritinib）和艾乐替尼（alectinib）和第三代ALK-TKI-劳拉替尼（loratinib），用于一线/二线治疗ALK 阳性NSCLC，此外还有多种ALK-TKI 处于临床研发阶段［12］。

2 ALK重排型NSCLC的检测方法

由于ALK-TKI 的广泛应用，准确检出ALK 基因重排型NSCLC 对制定临床治疗策略具有重要的意义。检测ALK基因重排常用方法包括免疫组织化学法（immunohistochemistry，IHC）、荧光原位杂交法（fluorescentin situhybridization，FISH）和逆转录聚合酶链反应（reverse transcriptase polymerase chain reaction，RT-PCR）。目前，FISH法是唯一经FDA认定为“金标准”的ALK基因重排检测方法，但由于EML4-ALK融合基因是在同一染色体内倒位形成，FISH 法有时不易分辨出这种微小的变化而出现假阴性结果［6，13-14］。IHC法为目前临床应用较多的筛选方法，其优点是直接检测作为ALK抑制剂靶点的ALK融合蛋白的表达情况［13］。Ventana IHC 被推荐为ALK 重排型NSCLC的临床首选常规诊断方法［15］。RT-PCR 技术敏感性和特异性较高，可用于检测肿瘤实质含量较低的标本及胸腔积液、支气管肺泡灌洗液、外周血标本［4］。使用RT-PCR技术对实验室环境要求较高，故常规临床应用较少［14］。

尽管病理检测仍然是确诊ALK 重排阳性型NSCLC 的主要途径，临床上患者常常受到经济条件或病情的限制，难以进行基因检测。通过年龄、吸烟史、组织学类型等特征可筛选出部分可能发生ALK基因重排的人群［16-17］，但准确性较低，仍需要更多的辅助信息。

3 ALK重排型NSCLC影像学特征相关研究

影像表现一定程度上可以反映肿瘤的组织学特征，如磨玻璃密度影（ground-glass opacity，GGO）多是由于炎症、肺癌等各种原因造成气腔部分充盈，液体、细胞和（或）纤维化致间质增厚，肺泡塌陷，毛细血管血容量增加等综合因素而形成，肿瘤边缘呈毛刺征时多是由于癌细胞沿支气管壁、小叶间隔和（或）血管浸润生长而形成，分叶征则主要由于肿瘤细胞分化程度及生长速度不一致形成［18-19］。而肿瘤的组织学特征及生长方式又受到基因调控，因此，近年来越来越多的研究致力于探究影像特征与基因突变之间的关系。

3.1 ALK重排型与EGFR突变型

多项研究［20-25］显示，ALK重排型NSCLC多为实性肿物，无或少GGO，肿瘤消失率（tumor shadow disappearance rate，TDR）较小。Zhou等［20］采用容积测量的方法计算出肿瘤的GGO容积比例，结果显示ALK重排组（48例）GGO容积比例及TDR均明显小于EGFR突变组（166例），此外，相较于EGFR突变组，ALK重排型NSCLC边缘分叶征较少，多细毛刺征及胸膜牵拉征。而在另外一些研究［25-26］中ALK重排型肿物边缘多分叶征，毛刺征则多存在于EGFR突变组中。样本来源构成比例及样本量的差异可能是造成这些结果存在差异的原因。Kim等［25］研究发现相比于EGFR突变组病灶，ALK重排型肿瘤CT增强程度较低，Logistics分析显示年龄（OR=0.956，95%CI：0.919～0.995）、分叶征（OR=6.246，95%CI：2.087～18.693）、实性（OR=3.509，95%CI：1.024～12.026）及CT增强程度（OR=0.323，95%CI：0.123～0.845）是ALK重排阳性的独立预测因素，其ROC曲线下面积为0.832（95%CI：0.775～0.889）。Wang等［22］分析了44例ALK重排型及61例EGFR突变型NSCLC患者，基于向后法的简约模型显示，年龄（OR=0.93，95%CI：0.89～0.98）、GGO（OR=0.14，95%CI：0.03～0.67）及淋巴结肿大（OR=4.15，95%CI：1.49～11.60）是ALK重排的独立预测因素。

除常用的形态学特征外，一些研究中还加入了最大标准摄取值SUVmax 这一PET/CT 特征参数。Putora 等［27］分析表明ALK 重排型NSCLC 多为中央型，且SUVmax 较EGFR 组（P=0.01）更高。在Kim等［25］研究中，SUVmax 在ALK 重排组及EGFR 突变组间差异无统计学意义。

晚期NSCLC患者的检查中还常出现如淋巴结肿大、胸腔积液、胸膜结节、癌性淋巴管炎及骨转移等影像特征。Choi等［26］的研究中对比了68例ALK重排型及130例EGFR突变型Ⅳ期NSCLC病例，多因素分析显示分叶征（OR=4.815，95%CI：1.789～12.961）、淋巴 结 转 移N2/N3 期（OR=2.445，95% CI：1.005～5.950）、淋巴管性肺转移（OR=8.485，95%CI：2.238～32.170）及骨转移（OR=0.184，95%CI：0.074～0.445）是ALK 重排的独立预测因素。Miao 等［28］研究纳入145例（33例ALK重排型，118例EGFR突变型，其中6例含ALK 及EGFR 双突变）临床诊断为ⅢB-Ⅳ期患者，Logistics 分析显示年龄（＜50 岁），低CEA 水平（≤4.95µg/L），肿瘤直径（≤36 mm）及无脑转移与ALK重排相关。Park等［21］分析了47例ALK重排型及126例EGFR突变型ⅢB-Ⅳ期NSCLC患者，单因素分析显示ALK 重排组特点为较少含GGO（P=0.009），伴多发淋巴结肿大（P=0.079），易向外侵犯（P=0.001），易发生癌性淋巴管炎（P=0.049）。Halpenny等［29］研究中对淋巴结特征进行了更细致的描述及分类，对127 例（30例ALK 重排型，97例EGFR 突变型）患者的分析结果显示ALK 重排型NSCLC 患者肿大淋巴结短径较大（P=0.009），发生部位较多（P=0.001），在同侧肺门（P=0.003）、对侧肺门（P=0.013）、纵隔（P=0.001）以及锁骨上（P=0.001）的发生率均高于EGFR 突变组，且易发生癌性淋巴管炎（P=0.046）。

3.2 ALK重排型与野生型

一些研究将ALK重排型与ALK重排阴性型（ALKWT）或同时不含ALK及EGFR突变的纯野生型（wild type，WT）NSCLC影像特征进行对比研究，结果均表明，相比于野生型（包括ALKWT和WT），ALK重排型NSCLC主要为实性肿物，较少含有GGO［20，23-24，30-31］。在Kim等［25］研究中，ALK重排组肿物强化程度虽然明显低于EGFR组，但与WT组无显著差异。Choi等［31］研究纳入18例ALK重排型及157例WT型NSCLC患者，亚组分析表明，在晚期亚组及肿物＞3 cm亚组中ALK重排组在淋巴结转移、肿瘤大小及SUVmax方面与WT组均差异无统计学意义，而在肿物＜3 cm亚组中，ALK重排组具有SUVmax较大、易发生淋巴结和远处转移的特点。

一项多中心回顾性研究收集了47例ALK重排型病例及125 例ALKWT病例，并对其6 项临床特征及24项CT特征进行了分析，结果显示＜60岁及中央型、大量胸腔积液、无胸膜尾征对预测ALK 重排具有一定价值，该研究还对各特征与克唑替尼治疗预后的相关性进行探究，结果显示，肿瘤周围出现紊乱的血管征象提示预后不良［32］。在Rizzo 等［33］研究中，ALK 重排组（31例）比ALKWT组（239例）易出现胸腔积液（P=0.02），Logistics 多因素回归分析显示年龄（OR=0.96，95%CI：0.92～1.00）和胸腔积液（OR=2.91，95%CI：1.25～6.80）为ALK 重排的独立预测因素，该研究与上述研究结论相近，但在该研究中肿物位置及胸膜尾征无预测价值。Jeong等［30］研究中显示ALK重排组边缘特征与ALKWT组差异具有统计学意义（P=0.002），毛刺征多见，且具有更高的SUVmax（P=0.0016）。李成州等［34］研究中纳入48 例ALK 重排型及482例ALKWT型患者，Logisti回归分析显示年龄、吸烟、分叶、实性成分及SUVmax≥3.45为ALK重排阳性的独立预测因素，ROC 曲线下面积为0.809（95%CI：0.744～0.875）。

3.3 ALK重排型与其它突变型

放射组学（radiomics），是指从影像图像中高通量的提取并分析大量的特征，以综合评估肿瘤的各种表型［35］。Yoon 等［36］使用放射组学方法对47 例ALK重排型及17例ROS1/RET突变型患者进行分析，结果显示ALK 重排阳性病变具有临床分期晚（P=0.042）、中央型（0.017）、较高SUVmax（P=0.005）、1、2、3 体素距离均质性（P=0.030、0.023、0.038）及2 体素距离总均值（P=0.049）较大等特点。Park等［21］研究中将ALK重排组（47 例）与KRAS 突变组（35 例）进行比较，结果显示ALK重排型患者更易出现恶性淋巴结向外侵犯（P=0.049）及胸腔积液（P=0.026）。

综上所述，与EGFR 突变型、野生型及其它突变型相比较，ALK 重排型更多为实性肿物，不含或较少含GGO，具有较小TDR值，晚期易出现多发淋巴结转移，PET-CT检查时SUVmax较高。其位置、大小与边缘状况等形态特征及定量特征，仍需要进一步研究。

4 结语

目前，对影像特征与基因突变相关性的研究仍处于初始阶段。传统CT 特征缺乏统一标准，且受读片者经验影响较大，放射组学方法虽排除了部分主观因素，但在扫描设备、靶病灶分割、特征提取及筛选等诸多方面均能产生误差。另外，ALK 基因重排在NSCLC 中占比例较小，研究中病例收集相对困难且存在偏倚。以上诸多原因造成了如今研究结果之间的分歧。随着影像学研究的进一步发展，相信一定会逐渐建立起统一标准，实现数据多中心共享，影像数据可以被充分挖掘，为疾病的诊疗提供更多的信息。