肺癌Ki-67表达与CT影像征象及定量参数之间的相关性

张旭阳，任占丽，于 楠,，张喜荣,，贾永军，贺太平

1陕西中医药大学医学技术学院，陕西 咸阳 712046；2陕西中医药大学附属医院医学影像科，陕西 咸阳712000

肺癌是世界范围内发病率和死亡率极高的恶性肿瘤［1］，其发病隐匿，是癌症相关死亡的首要原因［2］。而肺癌的发生、发展与转移等恶性生物学行为均与癌细胞的异常增殖密切相关［3］。Ki-67是一种细胞增殖核蛋白，在细胞周期的所有活动期表达，是反映肿瘤细胞增殖活性及评估恶性程度的可靠指标［4］。目前临床检测方法常依靠活检或病理检测得知，取材方法有创，且由于肿瘤异质性可能造成病灶遗漏而出现假阴性结果，无法准确反映肿瘤组织的异常增殖状况。临床上需要一种准确和无创的方法来预测肺癌患者的Ki-67状态。CT被认为是筛查和监测肺癌的主要手段，目前通过影像学方法来评价Ki-67表达水平的研究甚少，既往的研究集中在通过CT征象或能谱参数对Ki-67表达水平进行预测，有研究发现分叶征与Ki-67阴性表达相关［5］，与另一研究［6］结果不一致；也有研究发现能谱参数碘浓度、标准化碘浓度、CT40keV、能谱衰减曲线斜率与Ki-67表达水平呈负相关关系［7］，但另有研究发现Ki-67表达状态与碘浓度、水浓度、能谱衰减曲线斜率及CT40keV均无相关关系［8］。本研究针对CT影像学征象及定量参数与Ki-67表达水平之间是否存在相关性的问题，旨在进一步探讨运用CT检查评估肺癌Ki-67表达的可行性，为肿瘤生物学行为的评价及临床诊治提供参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料

收集2019年9月～2021年7月就诊于本院且行CT检查的肺癌患者93例，其中男性53例，女性40例，年龄30～84（63.23±10.16）岁。Ki-67高表达组51例，表达水平为（7.11±0.77）%；中表达组33例，表达水平为（26.97±0.90）%；低表达组9例，表达水平为（55.49±2.08）%。纳入标准：经穿刺活检或纤维支气管镜或术后病理证实为原发性肺癌；临床及影像资料完整；有完整的免疫组化检测结果；未进行放化疗及靶向治疗者。排除标准：临床或影像资料不完整；未进行免疫组化检测或检测结果不完整；进行过放化疗或靶向治疗者。本研究获得所有受试者知情同意，符合《世界医学协会赫尔辛基宣言》。

1.2 CT检查

采用宝石能谱GE Discovery 750HD成像设备对所有患者进行常规胸部薄层扫描，患者采取仰卧位，扫描范围从肺尖至肺底，螺距0.625，矩阵512×512，管电压为120 kV，自动管电流，扫描层厚设为5.0 mm，图像重建层厚及重建间隔设为1.25 mm。

1.3 Ki-67表达水平检测

所有患者均于术中或活检取得组织标本，Ki-67检验采用国际标准的免疫组化二步法，经石蜡包埋、切片、常规HE染色及免疫组化法对Ki-67表达水平进行检测，由本院病理科高年资医生进行病理诊断并得出结果。以细胞核染成棕黄色或褐色为Ki-67阳性细胞，在低倍至高倍镜下观察、计数并做好记录染色阳性的肿瘤细胞百分数。根据Ki-67表达水平对其进行分组，以≤10%为低水平、>10%且≤30%为中水平组、>30%为高水平组［9］。

1.4 图像观察

1.4.1 CT征象分析 收集所有患者CT图像资料，由两位具有10年诊断经验的影像科医师在不知晓病理结果的情况下采用双盲法进行征象判定，当意见不一致时通过协商解决，判定征象内容包括：病灶大小、空泡征、支气管充气征、钙化、囊性坏死、分叶征、毛刺征、血管集束征、胸膜凹陷征、胸腔积液、支气管截断、纵隔或肺门淋巴结肿大。

1.4.2 CT定量参数分析 采用计算机辅助分析平台—“数字肺”（Digital Lung DEXIN,China）中的CAD模块对所有患者胸部CT平扫获得的图像进行结节识别、勾画以及自动分割，完成后记录肿瘤的CT定量参数，包括肿瘤容积、平均密度、表面积、最大直径、平均直径、视区血管总数、血管体积、血管平均密度、低衰减区体积（LAA）百分比，LAA阈值确定为-950 Hu，LAA 950%定义为低于-950 Hu的肺叶低密度区容积占全肺低密度区容积的百分比（图1）。

图1 肺结节分割结果及三维关系显示Fig.1 Pulmonary nodule segmentation results and three-dimensional relationship display.A-B:Female,54-year-old with adenocarcinoma in the outer segment of the right middle lobe of the lung,with a Ki-67 expression level of 5%.A: CT scan image showed the automatically segmented nodule;B: Three-dimensional display of the nodule position and its relationship with bronchi and blood vessels.The volume was 3.01 mL,the average density was-36.66 Hu,the surface area was 12.6 cm2,the maximum diameter was 2.44 cm,the average diameter was 1.87 cm,there were 14 visible blood vessels,the vascular volume was 1.19 mL,the mean vascular density was-547.13 Hu,with the LAA 950% 0.13.C-D: Female,57-year-old with squamous cell carcinoma in the outer lower segment of the right lung,with a Ki-67 expression level of 80%.C: CT scan image showed the automatically segmented nodule;D: Three-dimensional display of the nodule position and its relationship with bronchi and blood vessels.The volume was 6.72 mL,the average density was-44.98 Hu,the surface area was 22.84 cm2,the maximum diameter was 3.52 cm,the average diameter was 2.73 cm,there were 18 visible blood vessels,the vascular volume was 1.67 mL,the mean vascular density was-491.99 Hu,with the LAA 950%0.77.

1.5 统计学分析

采用SPSS 26.0 软件对所有数据进行统计学分析。分类变量及等级资料以n(%)表示，组间比较采用卡方检验；计量资料采用K-S检验确定其正态性，采用Levene进行方差齐性检验，符合正态分布且方差齐的资料以均数±标准差表示，组间比较行单因素方差分析，两两比较行LSD-t检验；不符合正态分布的采用K-W检验。采用Spearman相关性分析研究Ki-67表达与CT定量参数之间的相关性，r值在0～0.30为弱相关、0.31～0.70为中度相关、0.71～1.00为强相关。采用ROC曲线分析CT影像征象及定量参数预测肺癌Ki-67表达水平的诊断效能。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 各组临床资料比较

性别、病理类型在Ki-67高、中、低表达组间差异有统计学意义（P<0.05），组间分析结果显示：Ki-67表达指数在鳞癌中最高，其次是小细胞癌和腺癌；男性Ki-67表达指数更高；在临床分期及吸烟史的差异无统计学意义（P>0.05，表1）。

表1 各组临床资料比较Tab.1 Comparison of baseline data between groups[n(%)]

2.2 Ki-67表达与CT征象的关系

在不同Ki-67表达水平之间CT征象（肿瘤分叶征、毛刺征、胸膜凹陷征、空泡征、支气管充气征、囊性坏死、钙化、支气管截断、血管集束征、纵隔淋巴结肿大、胸腔积液）差异无统计学意义（P>0.05，表2）。

表2 各组间CT征象比较Tab.2 Comparison of CT signs between groups(n)

2.3 Ki-67表达与CT定量参数的关系

血管体积在Ki-67不同表达水平组的差异有统计学意义（P<0.05），而肿瘤容积、平均密度、肿瘤表面积、肿瘤最大直径、平均直径、视区血管总数、血管平均密度、LAA 950%在3组间的差异无统计学意义（P>0.05，表3）。对瘤内血管体积与Ki-67表达水平进行相关性分析，结果显示瘤内血管体积与Ki-67表达水平呈正相关关系（r=0.224，P=0.03）。

表3 各组间CT定量参数比较Tab.3 Comparison of CT quantitative parameters between groups(Mean±SD)

2.4 ROC曲线分析

绘制ROC曲线，在Ki-67低、中表达水平组，低、高水平组，中、高水平组间AUC 分别为0.726、0.759、0.569，敏感度分别为96.97%、43.14%、21.57%，特异性分别为44.44%，100%、96.97%（图2）。

图2 血管体积在鉴别3 组Ki-67 不同表达水平的ROC曲线Fig.2 The ROC curve of vessel volume in identifying different expression levels of Ki-67 in three groups.A: Low-expression groupvsmedium-expression group;B: Low-expression groupvshigh-expression group; C:Medium-expression groupvshigh-expression group.

3 讨论

Ki-67与细胞周期密切相关，其异常表达关乎肺癌的发展、转移及预后，可广泛用于肿瘤生物学行为的评估［10］。Ki-67增殖指数与非小细胞肺癌患者生存期呈反比［11］。肺癌病理类型多样，其中肺腺癌发病率最高，其次是鳞癌及小细胞癌［12-13］。本研究发现，Ki-67表达指数在不同组织学亚型之间的差异有统计学意义；组间比较发现，在小细胞肺癌组、鳞癌组Ki-67表达指数高于腺癌，提示小细胞癌及鳞癌肿瘤细胞分裂增殖速度高于腺癌，可能是由于小细胞肺癌及鳞癌的肿瘤细胞活性更高，而腺癌细胞增殖速度慢，Ki-67指数较前两者低；而鳞癌、小细胞癌的肿瘤细胞分裂速度相对较快，恶性程度更高，故Ki-67表达指数较腺癌高。既往研究［14］得到的结论与本研究类似，即在小细胞肺癌及鳞癌组Ki-67指数显著高于腺癌，这也与部分研究［15-17］结果一致。本研究发现男性患者Ki-67表达水平高于女性，这可能与女性相关激素的保护作用有关［18］。研究显示有分叶征、棘状突起征、毛刺征、增强值≥20 Hu和肺门、纵隔淋巴结肿大的周围型肺癌，Ki-67阳性表达率较高，且有磨玻璃征和空泡征的周围型肺癌Ki-67阳性表达率较低［19］；但另有研究显示：肺腺癌Ki-67表达水平高与毛刺征、淋巴结肿大、血管集束征有关，而低表达可能与支气管充气征有关［20］。与上述研究结果不同，本研究发现Ki-67不同表达水平组间CT征象的差异无统计学意义，可能由于本研究样本量较少，同时对于征象的判定依靠影像医师的主观评价，从一定程度上可能影响征象判定的结果。

Ki-67与血管内皮生长因子表达关系密切，可作为肺癌生长、转移的一个可靠生物学指标［21］。Ki-67的表达与分期呈正相关关系，表达指数随肿瘤分期增高而增高［22］。本研究发现Ⅲ～Ⅳ期Ki-67表达水平高于I～Ⅱ期，与既往研究一致，但Ki-67表达水平在临床分期间的差异无统计学意义，可能与本组病例数较少且病例Ⅲ～Ⅳ期肺癌数量较多有关。本研究发现Ki-67表达水平与血管体积呈正相关关系，Ki-67表达越多说明血供更丰富，肿瘤细胞增长越快。CT定量参数可用于鉴别肺癌Ki-67表达水平，在一定程度上可以协助临床评估肺癌患者肿瘤细胞增殖活性，为肺癌治疗方式的选择、术后生存时间的预测提供一定参考。

综上，本研究将CT扫描获得的主观征象及客观参数与Ki-67表达指数相结合以分析它们的相关性，并在术前通过CT成像预测肿瘤生物学行为，为肺癌的分化程度及增殖活性提供影像依据。但本研究也存在一定局限性，首先，样本量较少；其次，肺癌病理类型多样；最后，本组病例中Ki-67低表达组病例数相对较少，有待在以后研究中进一步扩大样本量，选取特定类型肺癌进行深入研究，为临床评价肺癌生物学特性提供影像依据。