QCT 定量评估癌症病人身体组分的应用进展

王昕 王传彬 王震寰 董江宁，*

近年来，癌症病人身体组分的变化对其预后的影响逐渐受到关注。身体组分由脂肪组织（fat mass，FM）和非脂肪组织（fat free mass，FFM）构成，前者包括皮下脂肪、内脏脂肪和肌间脂肪，后者包括肌肉、骨骼以及内脏器官[1]。内脏脂肪浸润、肌肉减少症、肌肉减少性肥胖和骨质疏松等已被确定为影响癌症病人预后的不利因素[2]。营养不良是癌症病人最常见的合并症之一，40%～80%的恶性肿瘤病人合并营养不良。其表现为骨骼肌丢失，还包括食欲减退、体质量减轻和脂肪消耗，易导致放化疗耐受性降低、感染风险升高、生活质量降低，最终可发展为癌症恶病质。50%～80%的癌症病人受癌症恶病质影响，占癌症死亡人数的20%[3-4]。2010 年Fearon 等[5]在《癌症恶病质的定义与分类国际共识》中首次将CT 和MRI 纳入癌症恶病质营养不良的评估体系中。CT 和MRI 作为无创、直接的常规检查方法，具有较高的准确性、可靠性、实用性和可重复性，可作为肌肉和脂肪含量评估的金标准[1,6-7]。随着CT 设备和技术的不断发展，定量CT（quantitative computed tomography, QCT） 在量化骨密度 （bone mineral density,BMD）、肌肉和脂肪含量中突显出独特的优势，已广泛应用于骨质疏松症及脂肪肝的诊断[8-9]。本文就QCT 在癌症病人身体组分评估中的应用进展进行综述。

1 癌症病人身体组分定量评估的必要性

癌症作为一种慢性消耗性疾病，肌肉萎缩是癌症病人治疗过程中最主要的病理生理学变化，癌细胞需摄取大量氨基酸来促进自身肿瘤生长，并分泌大量促蛋白分解因子，使体内蛋白质分解加速，肌蛋白溶解增加[10]。研究[11-12]表明肥胖与多种恶性肿瘤的发生发展相关，并对预后也有一定影响，但具体作用机制尚未明确，可能与体内促炎因子大量分泌、胰岛素抵抗作用增强并引起内分泌激素水平变化相关。一项国际共识指出肌肉含量可作为癌症恶病质的标志物，若出现肌肉减少并伴体质量减轻＞2%即进入恶病质期[5]。癌症病人肌量减少的同时会引起血清维生素D 水平的下降，易引起骨质丢失、骨折和骨转移风险增加，其中髋部骨折致死率极高[13]。采用影像学定量测量的方法获得癌症病人身体组分变化的信息，在抗肿瘤治疗的同时增加营养支持，能够预防癌症恶病质的发生，从而改善癌症病人的预后，提高生活质量，是近年来癌症治疗的一种新思路。

2 QCT 技术原理及评估身体组分的定量指标

QCT 是由 Cann 等[14]于 1982 年提出的一种定量检查技术，其原理是在常规CT 扫描的基础上，将被测体与已知浓度的校准体模同时扫描，通过QCT软件将被测区域的CT 值转化为物理密度，得到该测量区域的三维容积密度（mg/cm3）。该技术克服了常规CT 和双能X 线吸收法（dual energy X-ray absorptiometry，DXA）易受骨质退变、钙化和体型等因素影响，且是基于已有CT 影像的数据挖掘，不增加额外辐射剂量来获取病人身体组分定量信息。QCT 最初应用于骨密度的测量，国内外均已形成完善的临床应用指南[15-16]。在《骨质疏松的影像学与骨密度诊断专家共识》[17]中明确提出QCT 可作为骨质疏松诊断的重要手段，并形成以下诊断标准：体积骨密度（volumetric bone mineral density，vBMD）＞120mg/cm3为骨量正常；80mg/cm3＜vBMD＜120mg/cm3为低骨量；vBMD＜120 mg/cm3为骨质疏松。

QCT 可从以下3 个方面来定量分析癌症病人身体组分：①骨骼：测量松质骨的vBMD；②肌肉：测量肌肉面积（muscle area，MA）、肌肉密度（muscle density）；③脂肪：测量腹部总脂肪面积（total fat area，TFA）、皮下脂肪面积（subcutaneous fat area，SFA）、内脏脂肪面积（visceral fat area，VFA）、肌内脂肪面积（intermuscular fat area，IMFA），以及测量肝脏脂肪百分比（Fat%）。

3 QCT 与其他评估身体组分技术的比较

目前常用的身体组分评估方法包括体质量指数 （body mass index，BMI） 法、生物电阻抗分析（bioelectric impedance analysis，BIA）、DXA、MRI 与CT。BMI 对身体组分变化敏感度较低，不能反映全身肌肉含量变化和异常的脂肪浸润，从而模糊了病人营养状态的评估。BIA 测量身体组分精度较差，且一致性存在争议。DXA 不能直接测定肌肉和脂肪成分，并无法区分皮质骨和松质骨，其测量结果易受病人体型影响，且会增加病人的额外费用。MRI 是一种能够准确评估身体组分的方法，无电离辐射，但MRI 检查费用高、检查耗时长且操作相对繁琐，无法直接测量骨密度和肌肉密度，目前还不适用于癌症恶病质病人营养状况的评估和随访。常规CT常用于癌症病人的长期随访复查，但其参数值易受X 线伪影和CT 值不稳定等影响因素影响，需要严格的质量控制且操作繁杂，故不认为是癌症病人身体组分评估的最可靠的方法；而QCT 克服了常规CT 的不足，可以快捷、方便、标准化地定量测量癌症病人身体组分。

4 QCT 在癌症病人身体组分评估的研究进展

4.1 评估BMD 癌症病人在放疗或化疗后骨髓脂肪快速增加并伴随一定程度骨质吸收与破坏，故早期发现治疗过程中的骨质流失至关重要，已有部分研究使用QCT 对癌症病人治疗过程中的骨质变化进行了初步探讨。Hopson 等[18]的一项前瞻性研究中，在化疗前和化疗结束后12 个月分别对18 例绝经前患乳腺癌的女性行高分辨力外周骨QCT（high resolution peripheral bone quantitative CT,HR-pQCT）和DXA 检查，发现HR-pQCT 检测到桡骨和胫骨远端的总BMD 和皮质vBMD 均降低，胫骨皮质厚度和面积减少，而胫骨松质骨面积略有增加，提示HR-pQCT 可以观察到更多骨微结构信息，预警骨质疏松。Orgel 等[19]对38 例患急性淋巴细胞白血病（acute lymphocytic leukemia,ALL）青少年病人在治疗前后同时行QCT 和DXA 检查，在治疗1 个月后病人四肢松质骨vBMD 明显降低，较文献[20]报道的病人ALL 治疗期间出现骨质流失的时间更早，且生化结果显示病人在治疗开始和结束时均出现维生素D 水平的降低，表明QCT 可更早发现癌症病人的骨量细微变化；但皮质骨vBMD 未出现明显变化，可能与松质骨对化疗敏感性更高有关；而DXA测量的BMD 在基线时和治疗1 个月后均低估了病人的四肢骨密度变化；另外，该研究的样本量较少且未对病人的长期预后比较。Gunes 等[21]对70 例接受化疗的ALL 病人在基线时和治疗2 年后分别行QCT 检查，发现骨质疏松、骨质流失和骨质正常的病人分别占44%、41%和15%，与基线时比较均有降低；有12%的病人在2 年内发生骨折，经多元回归分析发现分期化疗时间间隔和每日的钙摄入量是病人椎体vBMD 降低的重要风险因子。以上研究表明，QCT 可以通过定量评估癌症病人骨密度，早期发现其骨量的细微变化并继续予以对症治疗，对预防癌症病人骨质疏松和骨折等并发症同时提高癌症病人的生活质量具有一定价值。

4.2 评估肌肉含量 癌症恶病质病人通过无氧氧化的方式进行代谢会导致乳酸堆积，蛋白质合成能力降低及分解加速；同时，内源性脂肪消耗增加等代谢异常导致病人出现骨骼肌丢失[22]。Owen 等[23]通过QCT 评估70 例经雄激素剥夺疗法的前列腺癌病人的肌肉和脂肪成分变化，治疗组比健康对照组的前臂肌肉和小腿肌肉横截面积百分比分别降低了5.2%～6.0%和3.0%～3.7%。Mueske 等[24]采用 QCT 持续观察12 例ALL 青年病人在基线时、治疗9 个月后的身体组分，并与健康对照组相比，结果显示，2 组在基线时的肌肉含量和肌肉脂肪含量无明显差异，但ALL 组在治疗9 个月后的肌肉含量和腹部总横截面积明显低于对照组，肌内脂肪含量明显增加，导致病人出现身体机能下降、代谢紊乱以及恶病质的风险增加。此外，QCT 参数还能预测癌症病人临床结局。Lee 等[25]通过观察245 例局部晚期宫颈癌病人放化疗过程中的肌肉含量变化发现，在治疗期间骨骼肌减少＞10%/150 d 的病人癌症特异性生存率（cancer-specific survival，CSS）及总生存率（overall survival，OS）较差；另外，治疗期间骨骼肌降低组、稳定组和升高组的5 年OS 分别为45.2%、91.2%和95.6%，5 年 CSS 分别为 59.8%、92.6%和 95.6%，提示肌肉含量变化可能是癌症预后的影像学标志物。在Lee 等[26]的另一项关于子宫内膜癌病人肌肉密度与预后关系的研究显示，治疗过程中肌肉密度下降＞5%的病人的预后较差。目前尚无关于QCT 参数预测癌症病人生存期的具体研究。

4.3 评估脂肪含量 癌症病人脂肪通常沉积于腹部，包括皮下脂肪与内脏脂肪，内脏脂肪组织在体内主要指大网膜脂肪、肠系膜脂肪以及肾周脂肪，并有研究证实内脏脂肪堆积与癌症恶病质、术后复发和死亡发生有关[11,27]。

4.3.1 腹部脂肪 王等[28]将160 例妇科肿瘤病人分为恶性肿瘤早期组、中晚期组以及良性病变组，结果显示恶性肿瘤组腹部和盆腔TFA、VFA 均高于良性病变组，并在早期组、中期组和良性组中依次递减，提示恶性肿瘤病人更易引起腹部脂肪堆积，其中恶性肿瘤早期病人更加明显，可能与恶性肿瘤更容易通过激素调节影响机体脂肪的储备和分布，而中晚期肿瘤病人全身消耗增加，容易出现恶病质，与腹部脂肪分解导致储备减少有关。Ozoya 等[29]回顾性研究了110 例采用QCT 进行检查的结肠癌病人内脏脂肪含量与短期预后之间的关系，结果显示术前评估为肥胖（VFA＞100 cm2及 VFA/SFA＞0.4）的病人出现术后并发症和恶病质的概率大大增加，表明术前脂肪含量对预测癌症病人的预后有一定意义。Nguyen 等[30]分析222 例肾透明细胞癌病人的腹部脂肪含量与其预后相关性发现，当VFA＞30.9%时，女性病人死亡风险比高于男性病人。Moon 等[31]对161 例结直肠癌病人回顾性研究发现，高VFA/SFA比值（＞50%）的病人无病生存率明显较低VFA/SFA比值的病人低，提示VFA 可能是癌症病人死亡的危险因素，可以作为评估长期预后的指标。

4.3.2 肝脏脂肪 目前已有关于QCT 定量诊断脂肪肝相关报道。龚等[32]首次提出可采用QCT 诊断脂肪肝，肝脏脂肪含量预测值（β 值） 的阈值为2.43.%，初步得出诊断轻、中、重度脂肪肝的β 值的临界范围，并具有较高的敏感度（91.2%）和特异度（88.2%）。Allen 等[33]在一项对健康人群和非酒精性脂肪肝病（nonalcoholic fatty liver disease,NAFLD）病人的随访研究中发现，NAFLD 病人罹患癌症的风险较健康人群高2 倍，其中肝癌的发生率最高，随后依次为结直肠癌和乳腺癌等，NAFLD 可能是重要的预测癌症风险的标志物。一项对764 例结直肠肿瘤病人的随访研究[34]中发现，合并患有NAFLD 的病人的病死率高于非NAFLD 组，提示肝内脂肪沉积可能是结直肠肿瘤预后的危险因素，但尚无明显数据支持NAFLD 与癌症复发率相关。

5 问题与展望

目前有关QCT 分析癌症病人身体组分的研究尚处于起步阶段，尚未定义癌症恶病质QCT 的诊断标准，扫描参数和兴趣区的选择尚未形成统一标准，许多研究存在样本量较少以及人工测量误差等问题，因此已发表的研究结果存在一定差异。另外，QCT 技术用于临床对癌症病人身体组分定量评估还需要设备技术的普及和临床医师的支持。

QCT 技术可以在癌症病人治疗各阶段获取身体组分定量信息，动态监测病人治疗前后骨密度、肌肉和脂肪含量等身体组分的变化。QCT 较其他影像学方法能更早地反映癌症病人身体组分的细微变化，早期预警癌症恶病质的发生，指导临床医师适时调整治疗方案，在进行抗肿瘤治疗同时给予相应营养支持来提高癌症病人生活质量并延长生存期。未来随着QCT 检查设备、技术的普及和标准的不断完善，QCT 将有可能在癌症恶病质预警和疗效评估中发挥重要作用。