QCT 定量評(píng)估癌癥病人身體組分的應(yīng)用進(jìn)展

王昕 王傳彬 王震寰 董江寧，*

近年來，癌癥病人身體組分的變化對(duì)其預(yù)后的影響逐漸受到關(guān)注。身體組分由脂肪組織（fat mass，F(xiàn)M）和非脂肪組織（fat free mass，F(xiàn)FM）構(gòu)成，前者包括皮下脂肪、內(nèi)臟脂肪和肌間脂肪，后者包括肌肉、骨骼以及內(nèi)臟器官[1]。內(nèi)臟脂肪浸潤(rùn)、肌肉減少癥、肌肉減少性肥胖和骨質(zhì)疏松等已被確定為影響癌癥病人預(yù)后的不利因素[2]。營(yíng)養(yǎng)不良是癌癥病人最常見的合并癥之一，40%～80%的惡性腫瘤病人合并營(yíng)養(yǎng)不良。其表現(xiàn)為骨骼肌丟失，還包括食欲減退、體質(zhì)量減輕和脂肪消耗，易導(dǎo)致放化療耐受性降低、感染風(fēng)險(xiǎn)升高、生活質(zhì)量降低，最終可發(fā)展為癌癥惡病質(zhì)。50%～80%的癌癥病人受癌癥惡病質(zhì)影響，占癌癥死亡人數(shù)的20%[3-4]。2010 年Fearon 等[5]在《癌癥惡病質(zhì)的定義與分類國(guó)際共識(shí)》中首次將CT 和MRI 納入癌癥惡病質(zhì)營(yíng)養(yǎng)不良的評(píng)估體系中。CT 和MRI 作為無創(chuàng)、直接的常規(guī)檢查方法，具有較高的準(zhǔn)確性、可靠性、實(shí)用性和可重復(fù)性，可作為肌肉和脂肪含量評(píng)估的金標(biāo)準(zhǔn)[1,6-7]。隨著CT 設(shè)備和技術(shù)的不斷發(fā)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顯出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，已廣泛應(yīng)用于骨質(zhì)疏松癥及脂肪肝的診斷[8-9]。本文就QCT 在癌癥病人身體組分評(píng)估中的應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 癌癥病人身體組分定量評(píng)估的必要性

癌癥作為一種慢性消耗性疾病，肌肉萎縮是癌癥病人治療過程中最主要的病理生理學(xué)變化，癌細(xì)胞需攝取大量氨基酸來促進(jìn)自身腫瘤生長(zhǎng)，并分泌大量促蛋白分解因子，使體內(nèi)蛋白質(zhì)分解加速，肌蛋白溶解增加[10]。研究[11-12]表明肥胖與多種惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展相關(guān)，并對(duì)預(yù)后也有一定影響，但具體作用機(jī)制尚未明確，可能與體內(nèi)促炎因子大量分泌、胰島素抵抗作用增強(qiáng)并引起內(nèi)分泌激素水平變化相關(guān)。一項(xiàng)國(guó)際共識(shí)指出肌肉含量可作為癌癥惡病質(zhì)的標(biāo)志物，若出現(xiàn)肌肉減少并伴體質(zhì)量減輕＞2%即進(jìn)入惡病質(zhì)期[5]。癌癥病人肌量減少的同時(shí)會(huì)引起血清維生素D 水平的下降，易引起骨質(zhì)丟失、骨折和骨轉(zhuǎn)移風(fēng)險(xiǎn)增加，其中髖部骨折致死率極高[13]。采用影像學(xué)定量測(cè)量的方法獲得癌癥病人身體組分變化的信息，在抗腫瘤治療的同時(shí)增加營(yíng)養(yǎng)支持，能夠預(yù)防癌癥惡病質(zhì)的發(fā)生，從而改善癌癥病人的預(yù)后，提高生活質(zhì)量，是近年來癌癥治療的一種新思路。

2 QCT 技術(shù)原理及評(píng)估身體組分的定量指標(biāo)

QCT 是由 Cann 等[14]于 1982 年提出的一種定量檢查技術(shù)，其原理是在常規(guī)CT 掃描的基礎(chǔ)上，將被測(cè)體與已知濃度的校準(zhǔn)體模同時(shí)掃描，通過QCT軟件將被測(cè)區(qū)域的CT 值轉(zhuǎn)化為物理密度，得到該測(cè)量區(qū)域的三維容積密度（mg/cm3）。該技術(shù)克服了常規(guī)CT 和雙能X 線吸收法（dual energy X-ray absorptiometry，DXA）易受骨質(zhì)退變、鈣化和體型等因素影響，且是基于已有CT 影像的數(shù)據(jù)挖掘，不增加額外輻射劑量來獲取病人身體組分定量信息。QCT 最初應(yīng)用于骨密度的測(cè)量，國(guó)內(nèi)外均已形成完善的臨床應(yīng)用指南[15-16]。在《骨質(zhì)疏松的影像學(xué)與骨密度診斷專家共識(shí)》[17]中明確提出QCT 可作為骨質(zhì)疏松診斷的重要手段，并形成以下診斷標(biāo)準(zhǔn)：體積骨密度（volumetric bone mineral density，vBMD）＞120mg/cm3為骨量正常；80mg/cm3＜vBMD＜120mg/cm3為低骨量；vBMD＜120 mg/cm3為骨質(zhì)疏松。

QCT 可從以下3 個(gè)方面來定量分析癌癥病人身體組分：①骨骼：測(cè)量松質(zhì)骨的vBMD；②肌肉：測(cè)量肌肉面積（muscle area，MA）、肌肉密度（muscle density）；③脂肪：測(cè)量腹部總脂肪面積（total fat area，TFA）、皮下脂肪面積（subcutaneous fat area，SFA）、內(nèi)臟脂肪面積（visceral fat area，VFA）、肌內(nèi)脂肪面積（intermuscular fat area，IMFA），以及測(cè)量肝臟脂肪百分比（Fat%）。

3 QCT 與其他評(píng)估身體組分技術(shù)的比較

目前常用的身體組分評(píng)估方法包括體質(zhì)量指數(shù) （body mass index，BMI） 法、生物電阻抗分析（bioelectric impedance analysis，BIA）、DXA、MRI 與CT。BMI 對(duì)身體組分變化敏感度較低，不能反映全身肌肉含量變化和異常的脂肪浸潤(rùn)，從而模糊了病人營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)的評(píng)估。BIA 測(cè)量身體組分精度較差，且一致性存在爭(zhēng)議。DXA 不能直接測(cè)定肌肉和脂肪成分，并無法區(qū)分皮質(zhì)骨和松質(zhì)骨，其測(cè)量結(jié)果易受病人體型影響，且會(huì)增加病人的額外費(fèi)用。MRI 是一種能夠準(zhǔn)確評(píng)估身體組分的方法，無電離輻射，但MRI 檢查費(fèi)用高、檢查耗時(shí)長(zhǎng)且操作相對(duì)繁瑣，無法直接測(cè)量骨密度和肌肉密度，目前還不適用于癌癥惡病質(zhì)病人營(yíng)養(yǎng)狀況的評(píng)估和隨訪。常規(guī)CT常用于癌癥病人的長(zhǎng)期隨訪復(fù)查，但其參數(shù)值易受X 線偽影和CT 值不穩(wěn)定等影響因素影響，需要嚴(yán)格的質(zhì)量控制且操作繁雜，故不認(rèn)為是癌癥病人身體組分評(píng)估的最可靠的方法；而QCT 克服了常規(guī)CT 的不足，可以快捷、方便、標(biāo)準(zhǔn)化地定量測(cè)量癌癥病人身體組分。

4 QCT 在癌癥病人身體組分評(píng)估的研究進(jìn)展

4.1 評(píng)估BMD 癌癥病人在放療或化療后骨髓脂肪快速增加并伴隨一定程度骨質(zhì)吸收與破壞，故早期發(fā)現(xiàn)治療過程中的骨質(zhì)流失至關(guān)重要，已有部分研究使用QCT 對(duì)癌癥病人治療過程中的骨質(zhì)變化進(jìn)行了初步探討。Hopson 等[18]的一項(xiàng)前瞻性研究中，在化療前和化療結(jié)束后12 個(gè)月分別對(duì)18 例絕經(jīng)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 檢查，發(fā)現(xiàn)HR-pQCT 檢測(cè)到橈骨和脛骨遠(yuǎn)端的總BMD 和皮質(zhì)vBMD 均降低，脛骨皮質(zhì)厚度和面積減少，而脛骨松質(zhì)骨面積略有增加，提示HR-pQCT 可以觀察到更多骨微結(jié)構(gòu)信息，預(yù)警骨質(zhì)疏松。Orgel 等[19]對(duì)38 例患急性淋巴細(xì)胞白血?。╝cute lymphocytic leukemia,ALL）青少年病人在治療前后同時(shí)行QCT 和DXA 檢查，在治療1 個(gè)月后病人四肢松質(zhì)骨vBMD 明顯降低，較文獻(xiàn)[20]報(bào)道的病人ALL 治療期間出現(xiàn)骨質(zhì)流失的時(shí)間更早，且生化結(jié)果顯示病人在治療開始和結(jié)束時(shí)均出現(xiàn)維生素D 水平的降低，表明QCT 可更早發(fā)現(xiàn)癌癥病人的骨量細(xì)微變化；但皮質(zhì)骨vBMD 未出現(xiàn)明顯變化，可能與松質(zhì)骨對(duì)化療敏感性更高有關(guān)；而DXA測(cè)量的BMD 在基線時(shí)和治療1 個(gè)月后均低估了病人的四肢骨密度變化；另外，該研究的樣本量較少且未對(duì)病人的長(zhǎng)期預(yù)后比較。Gunes 等[21]對(duì)70 例接受化療的ALL 病人在基線時(shí)和治療2 年后分別行QCT 檢查，發(fā)現(xiàn)骨質(zhì)疏松、骨質(zhì)流失和骨質(zhì)正常的病人分別占44%、41%和15%，與基線時(shí)比較均有降低；有12%的病人在2 年內(nèi)發(fā)生骨折，經(jīng)多元回歸分析發(fā)現(xiàn)分期化療時(shí)間間隔和每日的鈣攝入量是病人椎體vBMD 降低的重要風(fēng)險(xiǎn)因子。以上研究表明，QCT 可以通過定量評(píng)估癌癥病人骨密度，早期發(fā)現(xiàn)其骨量的細(xì)微變化并繼續(xù)予以對(duì)癥治療，對(duì)預(yù)防癌癥病人骨質(zhì)疏松和骨折等并發(fā)癥同時(shí)提高癌癥病人的生活質(zhì)量具有一定價(jià)值。

4.2 評(píng)估肌肉含量 癌癥惡病質(zhì)病人通過無氧氧化的方式進(jìn)行代謝會(huì)導(dǎo)致乳酸堆積，蛋白質(zhì)合成能力降低及分解加速；同時(shí)，內(nèi)源性脂肪消耗增加等代謝異常導(dǎo)致病人出現(xiàn)骨骼肌丟失[22]。Owen 等[23]通過QCT 評(píng)估70 例經(jīng)雄激素剝奪療法的前列腺癌病人的肌肉和脂肪成分變化，治療組比健康對(duì)照組的前臂肌肉和小腿肌肉橫截面積百分比分別降低了5.2%～6.0%和3.0%～3.7%。Mueske 等[24]采用 QCT 持續(xù)觀察12 例ALL 青年病人在基線時(shí)、治療9 個(gè)月后的身體組分，并與健康對(duì)照組相比，結(jié)果顯示，2 組在基線時(shí)的肌肉含量和肌肉脂肪含量無明顯差異，但ALL 組在治療9 個(gè)月后的肌肉含量和腹部總橫截面積明顯低于對(duì)照組，肌內(nèi)脂肪含量明顯增加，導(dǎo)致病人出現(xiàn)身體機(jī)能下降、代謝紊亂以及惡病質(zhì)的風(fēng)險(xiǎn)增加。此外，QCT 參數(shù)還能預(yù)測(cè)癌癥病人臨床結(jié)局。Lee 等[25]通過觀察245 例局部晚期宮頸癌病人放化療過程中的肌肉含量變化發(fā)現(xiàn)，在治療期間骨骼肌減少＞10%/150 d 的病人癌癥特異性生存率（cancer-specific survival，CSS）及總生存率（overall survival，OS）較差；另外，治療期間骨骼肌降低組、穩(wěn)定組和升高組的5 年OS 分別為45.2%、91.2%和95.6%，5 年 CSS 分別為 59.8%、92.6%和 95.6%，提示肌肉含量變化可能是癌癥預(yù)后的影像學(xué)標(biāo)志物。在Lee 等[26]的另一項(xiàng)關(guān)于子宮內(nèi)膜癌病人肌肉密度與預(yù)后關(guān)系的研究顯示，治療過程中肌肉密度下降＞5%的病人的預(yù)后較差。目前尚無關(guān)于QCT 參數(shù)預(yù)測(cè)癌癥病人生存期的具體研究。

4.3 評(píng)估脂肪含量 癌癥病人脂肪通常沉積于腹部，包括皮下脂肪與內(nèi)臟脂肪，內(nèi)臟脂肪組織在體內(nèi)主要指大網(wǎng)膜脂肪、腸系膜脂肪以及腎周脂肪，并有研究證實(shí)內(nèi)臟脂肪堆積與癌癥惡病質(zhì)、術(shù)后復(fù)發(fā)和死亡發(fā)生有關(guān)[11,27]。

4.3.1 腹部脂肪 王等[28]將160 例婦科腫瘤病人分為惡性腫瘤早期組、中晚期組以及良性病變組，結(jié)果顯示惡性腫瘤組腹部和盆腔TFA、VFA 均高于良性病變組，并在早期組、中期組和良性組中依次遞減，提示惡性腫瘤病人更易引起腹部脂肪堆積，其中惡性腫瘤早期病人更加明顯，可能與惡性腫瘤更容易通過激素調(diào)節(jié)影響機(jī)體脂肪的儲(chǔ)備和分布，而中晚期腫瘤病人全身消耗增加，容易出現(xiàn)惡病質(zhì)，與腹部脂肪分解導(dǎo)致儲(chǔ)備減少有關(guān)。Ozoya 等[29]回顧性研究了110 例采用QCT 進(jìn)行檢查的結(jié)腸癌病人內(nèi)臟脂肪含量與短期預(yù)后之間的關(guān)系，結(jié)果顯示術(shù)前評(píng)估為肥胖（VFA＞100 cm2及 VFA/SFA＞0.4）的病人出現(xiàn)術(shù)后并發(fā)癥和惡病質(zhì)的概率大大增加，表明術(shù)前脂肪含量對(duì)預(yù)測(cè)癌癥病人的預(yù)后有一定意義。Nguyen 等[30]分析222 例腎透明細(xì)胞癌病人的腹部脂肪含量與其預(yù)后相關(guān)性發(fā)現(xiàn)，當(dāng)VFA＞30.9%時(shí)，女性病人死亡風(fēng)險(xiǎn)比高于男性病人。Moon 等[31]對(duì)161 例結(jié)直腸癌病人回顧性研究發(fā)現(xiàn)，高VFA/SFA比值（＞50%）的病人無病生存率明顯較低VFA/SFA比值的病人低，提示VFA 可能是癌癥病人死亡的危險(xiǎn)因素，可以作為評(píng)估長(zhǎng)期預(yù)后的指標(biāo)。

4.3.2 肝臟脂肪 目前已有關(guān)于QCT 定量診斷脂肪肝相關(guān)報(bào)道。龔等[32]首次提出可采用QCT 診斷脂肪肝，肝臟脂肪含量預(yù)測(cè)值（β 值） 的閾值為2.43.%，初步得出診斷輕、中、重度脂肪肝的β 值的臨界范圍，并具有較高的敏感度（91.2%）和特異度（88.2%）。Allen 等[33]在一項(xiàng)對(duì)健康人群和非酒精性脂肪肝病（nonalcoholic fatty liver disease,NAFLD）病人的隨訪研究中發(fā)現(xiàn)，NAFLD 病人罹患癌癥的風(fēng)險(xiǎn)較健康人群高2 倍，其中肝癌的發(fā)生率最高，隨后依次為結(jié)直腸癌和乳腺癌等，NAFLD 可能是重要的預(yù)測(cè)癌癥風(fēng)險(xiǎn)的標(biāo)志物。一項(xiàng)對(duì)764 例結(jié)直腸腫瘤病人的隨訪研究[34]中發(fā)現(xiàn)，合并患有NAFLD 的病人的病死率高于非NAFLD 組，提示肝內(nèi)脂肪沉積可能是結(jié)直腸腫瘤預(yù)后的危險(xiǎn)因素，但尚無明顯數(shù)據(jù)支持NAFLD 與癌癥復(fù)發(fā)率相關(guān)。

5 問題與展望

目前有關(guān)QCT 分析癌癥病人身體組分的研究尚處于起步階段，尚未定義癌癥惡病質(zhì)QCT 的診斷標(biāo)準(zhǔn)，掃描參數(shù)和興趣區(qū)的選擇尚未形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，許多研究存在樣本量較少以及人工測(cè)量誤差等問題，因此已發(fā)表的研究結(jié)果存在一定差異。另外，QCT 技術(shù)用于臨床對(duì)癌癥病人身體組分定量評(píng)估還需要設(shè)備技術(shù)的普及和臨床醫(yī)師的支持。

QCT 技術(shù)可以在癌癥病人治療各階段獲取身體組分定量信息，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)病人治療前后骨密度、肌肉和脂肪含量等身體組分的變化。QCT 較其他影像學(xué)方法能更早地反映癌癥病人身體組分的細(xì)微變化，早期預(yù)警癌癥惡病質(zhì)的發(fā)生，指導(dǎo)臨床醫(yī)師適時(shí)調(diào)整治療方案，在進(jìn)行抗腫瘤治療同時(shí)給予相應(yīng)營(yíng)養(yǎng)支持來提高癌癥病人生活質(zhì)量并延長(zhǎng)生存期。未來隨著QCT 檢查設(shè)備、技術(shù)的普及和標(biāo)準(zhǔn)的不斷完善，QCT 將有可能在癌癥惡病質(zhì)預(yù)警和療效評(píng)估中發(fā)揮重要作用。