临床、病理特征联合能谱CT评估非小细胞肺癌表皮生长因子受体基因突变

何小群，李 琦，罗天友，吕发金，刘筱霜，霍继文

(重庆医科大学附属第一医院放射科，重庆 400016)

肺癌是全身发病率和死亡率最高的恶性肿瘤，其中非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC)占比最高。目前对NSCLC已进入靶向治疗时代。临床已就如何治疗表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor, EGFR)基因状态明确的NSCLC患者达成共识，即对EGFR基因突变者可优先选择EGFR酪氨酸激酶抑制剂，以获得最佳疗效[1-2]，使得评估NSCLC EGFR基因突变状态对指导靶向治疗具有重要意义。另外，仍有部分患者由于各种原因未能接受EGFR基因检测，有必要寻找能够辅助识别EGFR基因突变的新方法。能谱CT可通过特有能谱扫描及图像后处理技术对病变进行多参数、定量分析，使CT逐渐从单纯反映病变大体形态学特征的宏观研究转变为可观察病变分子病理学特征的微观研究方法[3-4]。本研究观察临床、病理特征以及常规CT征象联合能谱CT定量参数评估NSCLC患者EGFR基因突变的价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 回顾性分析2014年1月—2018年6月91例于重庆医科大学附属第一医院就诊的NSCLC患者，年龄25～84岁，平均(60.2±10.7)岁；EGFR基因突变率为51.65%(47/91)，以19-Del(42.55%，20/47)和21-L858R(51.06%，24/47)外显子突变多见。纳入标准：①经手术病理或胸腔穿刺抽出液检查、纤维支气管镜活检、经皮肺穿刺活检及淋巴结穿刺活检证实为NSCLC；②有EGFR基因突变检测结果；③能谱CT扫描及EGFR基因检测前未接受任何抗肿瘤治疗；④能谱CT扫描与病理检查及EGFR基因检测间隔时间<2周；⑤肿瘤为单发实性结节或肿块，直径≥1 cm。排除标准：①影像学资料不完整，多灶性肿瘤或边界无法确定；②病灶为磨玻璃密度为主的亚实性结节；③病灶内存在较大空洞或肺不张。根据EGFR基因检测结果将患者分为突变阳性组(n=47，以下简称阳性组)及突变阴性组(n=44，以下简称阴性组)。

1.2 仪器与方法 采用GE Discovery CT750 HD能谱CT机能谱成像(gemstone spectral imaging, GSI)模式行胸部平扫及增强扫描，扫描范围自胸廓入口至肋膈角水平，管电压80 keV与140 keV瞬时切换，自动管电流，容积剂量指数10.30 mGy，螺距1.375，层厚及层间距均为5.0 mm。以流率3.0 ml/s注射对比剂碘海醇(300 mgI/ml)1.5 ml/kg体质量后行增强扫描，动脉期、静脉期扫描延迟时间分别为30 s、60 s。扫描结束重建薄层图像，层厚及层间距均为0.625 mm。

由分别具有12年及20年胸部影像学诊断经验的副主任医师、主任医师各1名阅片，意见不一致时经讨论决定，评价常规CT征象，包括肿瘤位置(周围型/中央型)、最长径[于轴位肺窗图像(窗宽：1 600 HU；窗位：-600 HU)上测量]、有无毛刺征、充气支气管征、含气腔隙(包括空泡及空洞)、钙化、坏死、血管集束征和胸膜凹陷征。之后以盲法定量分析能谱CT图像，于轴位平扫及增强图像病灶最大及其上、下层面放置3个大小相同ROI，避开血管、钙化、坏死及肺不张，尽可能使平扫及增强图像中ROI大小、形态及位置一致。病灶密度不均时，测量实性成分最多层面；密度均匀时使ROI面积>病灶横截面积的1/2。以平扫图像获得肿瘤有效原子序数(effective atomic number, Eff-Z)、40 keV及65 keV单能量图像肿瘤CT值及钙(水)浓度，计算40～65 keV能谱曲线斜率(K40～65 keV)=[CT值(40 keV)-CT值(65 keV)]/25。测量动、静脉期图像的碘(水)浓度(iodine concentration, IC)及水(碘)浓度(water concentration, WC)。

根据国际抗癌联盟和美国癌症联合委员会制定的第八版肺癌TNM分期(2017)评估临床TNM分期，并记录患者年龄、性别、吸烟状态及肿瘤病理类型。

1.3 统计学分析 采用SPSS 20.0及MedCalc统计分析软件。以Shapiro-Wilk检验对定量资料进行正态性分析，符合正态分布者以±s表示，采用两独立样本t检验进行比较。计数资料以χ2检验进行比较。以多因素Logistic回归分析基于差异存在统计学意义的参数构建预测EGFR基因突变模型，以ROC曲线法评价模型预测效能，以Delong检验比较模型AUC差异。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 临床、病理资料比较 2组患者性别、吸烟状态及肿瘤病理类型差异均有统计学意义(P均<0.05)，年龄及TNM分期差异无统计学意义(P均>0.05)，见表1。

2.2 常规CT征象比较 阳性组病灶存在含气腔隙者多于阴性组(P<0.05)，阴性组病灶钙化及坏死多于阳性组(P均<0.05)，组间其余常规CT征象差异无统计学意义(P均>0.05)，见表2。

2.3 组间能谱CT参数比较 阳性组动、静脉期IC及WC均高于阴性组(P均<0.05)，组间其余能谱参数差异均无统计学意义(P均>0.05)，见表3及图1、2。

表1 EGFR突变阳性与阴性NSCLC患者临床及病理资料比较

表2 EGFR突变阳性与阴性 NSCLC常规CT征象比较

表3 EGFR突变阳性与阴性 NSCLC能谱CT参数比较(±s)

表3 EGFR突变阳性与阴性 NSCLC能谱CT参数比较(±s)

组别平扫Eff-Z平扫K40～65 keV平扫钙(水)浓度(mg/cm3)动脉期IC(mg/cm3)动脉期WC(mg/cm3)静脉期IC(mg/cm3)静脉期WC(mg/cm3)阳性组(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阴性组(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

图1 患者女，40岁，肺腺癌，无吸烟史，EGFR基因突变阳性 A～C.CT肺窗动脉期图像(A)、碘(水)浓度图(B)、水(碘)浓度图(C)示右肺下叶病灶，内见含气腔隙，IC=1.58 mg/cm3，WC=1 026.12 mg/cm3

图2 患者男，57岁，肺腺癌，有吸烟史，EGFR基因突变阴性 A～C.CT肺窗动脉期图像(A)、碘(水)浓度图(B)、水(碘)浓度图(C)示左肺上叶病灶，内见小片状坏死区，实性区域IC=0.92 mg/cm3，WC=1 022.13 mg/cm3

2.4 构建多因素Logistic回归模型及评价模型诊断效能 根据差异有统计学意义的临床、病理及常规CT征象的构建回归模型1预测EGFR基因突变的准确率为64.80%，AUC为0.686，敏感度及特异度分别为76.60%及52.27%；根据差异有统计学意义的临床、病理、常规CT征象及能谱CT定量参数构建的回归模型2预测EGFR基因突变的准确率为71.40%，AUC为0.788，敏感度及特异度分别为65.96%及81.82%。模型2的AUC高于模型1(Z=2.606，P=0.019，图3)。女性(OR=3.019，P=0.025)、病灶存在含气腔隙(OR=4.890，P=0.016)和无钙化(OR=1.702，P=0.035)、静脉期IC(OR=7.693，P=0.013)为NSCLC患者EGFR基因突变的独立预测因素。

图3 预测EGFR基因突变回归模型的ROC曲线

3 讨论

EGFR基因突变状态为常规及个体化治疗NSCLC患者的重要依据。然而我国检测肺癌患者EGFR基因状态面临诸多问题，检测费用昂贵，且现有检查方式多为有创性，并常因活检获取组织量不足或取材部位不理想而检测失败。肺癌EGFR基因突变状态与其病理组织学特征密切相关。多项研究[5-6]表明，能谱CT可客观反映肺癌病理组织学特征。本研究探讨能谱CT定量参数结合临床表现、病理所见及常规CT征象预测NSCLC患者EGFR基因状态的价值。

本研究阳性组多为女性、不吸烟及腺癌患者，与既往研究[7]结果相符；阳性组病灶多见含气腔隙，阴性组多见钙化及坏死。既往关于EGFR基因突变与CT征象相关性的研究结果各不相同。针对与EGFR表达密切相关的因素，LEE等[8]提出包括肿瘤直径及亚实性密度，俞哲燕等[9-11]认为CT征象包括充气支气管征、毛刺征、胸膜凹陷征、空泡征、无肺纤维化及淋巴结强化方式等；但也有学者[12-14]发现肿瘤大小、边缘及密度等CT征象与EGFR基因突变无明显相关。本研究比较阳性组与阴性组间常规CT征象，所获结果与郑军等[10]相符,而与PARK等[14]相悖，原因可能在于纳入标准和样本量不同，以及部分CT征象缺乏客观标准等。

能谱CT不仅可提供病变形态学信息，还能生成40～140 keV共101个连续单能量图像及相应能谱曲线、Eff-Z和多种物质分离图像，定量分析多个参数。碘和水是能谱CT物质分离技术中最常用的基物质对，碘是CT增强对比剂的主要成分，IC能准确反映病灶的血供情况。本研究阳性组动脉期及静脉期IC均高于阴性组，可能与EGFR基因突变肿瘤微血管密度更高有关。LI等[15]认为标准化碘浓度可能是预测肺腺癌EGFR基因突变的潜在能谱CT定量参数，本研究结果与之相符。WC反映组织细胞含水量。本研究中阳性组WC亦高于阴性组，与EGFR基因突变肿瘤多呈中低分化[16]，癌细胞密度更大、含水量更高有关。Eff-Z及能谱曲线斜率均与物质化学成份有关，钙(水)浓度主要反映肿瘤内钙盐沉积情况。CT平扫所获组织器官Eff-Z及能谱曲线可免受对比剂干扰，更准确地反映肿瘤内部化学成分等信息。本研究阳性组与阴性组间平扫Eff-Z、钙(水)浓度及K40～65 keV差异均无统计学意义，与WU等[17]结果有所不同，原因在于分析期相不同。本研究根据临床、病理特征及常规CT征象联合能谱CT定量参数构建的回归模型2预测NSCLC患者EGFR基因突变的效能高于模型1，有利于更好地指导NSCLC个体化治疗。

本研究的主要局限性：①样本量偏少，且为回顾性分析，难以避免选择偏倚；②未针对间变性淋巴瘤激酶重排、Kirsten大鼠肉瘤病毒癌基因同源突变等其他基因或突变位点进行观察。

综上，临床、病理特征及常规CT征象联合能谱CT定量参数可提高预测NSCLC患者EGFR基因突变的效能。