HRCT征象聯(lián)合TTF-1用于區(qū)分不同浸潤程度的磨玻璃結(jié)節(jié)樣肺腺癌＊

1.南方醫(yī)科大學(xué)順德醫(yī)院(佛山市順德區(qū)第一人民醫(yī)院)放射科(廣東 佛山 528308)

2.南方醫(yī)科大學(xué)順德醫(yī)院(佛山市順德區(qū)第一人民醫(yī)院)呼吸科(廣東 佛山 528308)

張 榕1 楊少民1 郭保亮1 歐陽富盛1 劉子蔚1 周翠銣1 肖 強(qiáng)2 胡秋根1,*

隨著工業(yè)化和城市化的進(jìn)展，肺癌已經(jīng)從罕見疾病轉(zhuǎn)變?yōu)槿蛐怨残l(wèi)生問題[1]。據(jù)估計(jì)，每年約有1800萬人被診斷出患有肺癌，且5年生存率僅約4%～17%[2]。近年來，對肺癌基因組學(xué)的了解使得肺癌的治療取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。然而，挑戰(zhàn)仍然存在，因?yàn)樵缙诜伟┑墓沧R(shí)性檢測方法仍然難以捉摸[3]。其中，直徑小于2cm的磨玻璃結(jié)節(jié)樣肺腺癌(small ground glass nodular lung adenocarcinoma，GGNs)的清晰顯示高度依賴于CT掃描和后處理技術(shù)。普通CT無法顯示GGNs或清晰顯示，因此，GGNs的早期檢測存在很大的限制[4]。而高分辨率計(jì)算機(jī)斷層掃描(high-resolution computed tomography，HRCT)，一種非破壞性技術(shù)，可進(jìn)行3D成像和各種物體內(nèi)部特征的分析，具有良好的敏感性和特異性[5]。根據(jù)解剖分布，HRCT征象可大致分為四類：實(shí)質(zhì)、氣道、血管和胸膜征[6]，可以更清晰地顯示GGNs[3-4]，并有助于胸外科醫(yī)師明確更合理的切除范圍[7]。因此，本文旨在進(jìn)一步評估HRCT征象對于預(yù)測GGNs浸潤程度的臨床價(jià)值。此外，本研究進(jìn)一步分析了HRCT征象與肺癌臨床相關(guān)免疫組化指標(biāo)的相關(guān)性，以期進(jìn)一步提高GGNs患者的早期診斷和及時(shí)治療。

1 資料與方法

1.1 臨床資料回顧性分析2019年1月至2020年5月于我院進(jìn)行HRCT掃描的144例(男46例，女98例)GGNs患者，最小年齡為28歲，最大年齡為80歲，平均年齡為(51.9±11.9)歲。根據(jù)2015年WHO制定的肺腺癌新分類[8]，將144例患者分為三組：浸潤前病變(pre-invasive lesion，PI)組(n=35)(圖1)微浸潤性腺癌(microinvasive adenocarcinoma，MIA)組(n=46)(圖2)和浸潤性腺癌(invasive adenocarcinoma，IA)組(n=63)(圖3)。此外，收集了144例患者的免疫組化切片，通過顯微鏡隨機(jī)拍攝每個(gè)樣本的3個(gè)視野并通過Image J打開圖片(400倍)。然后，根據(jù)圖片灰度值與OD(optical density)值進(jìn)行轉(zhuǎn)換，取平均值作為基因的相對表達(dá)以進(jìn)行后續(xù)統(tǒng)計(jì)分析。本項(xiàng)研究獲得了所有患者的知情同意以及我院倫理委員會(huì)的批準(zhǔn)。

1.2 檢查方法使用SIEMENS Somatom Definition AS 128層CT機(jī)(西門子，德國)進(jìn)行HRCT靶掃描檢查，掃描的上下范圍由肺尖到膈面，左右范圍包括兩側(cè)腋窩及胸壁。HRCT靶掃描的具體參數(shù)：掃描視野(FOV)180mm×180mm，管電流300mA，管電壓120kV，螺距(pitch)0.8mm，準(zhǔn)直0.6mm×128，掃描時(shí)間1.91s，重建厚度0.6mm，圖像矩陣512×512，掃描結(jié)束將原始圖像傳送至后平臺(tái)，再進(jìn)行多平面重建(MPR)和容積重組(VR)等后處理進(jìn)行閱片。所有圖像傳入SIEMENS后處理工作平臺(tái)進(jìn)行重建，并由兩位高年資醫(yī)生以雙盲法進(jìn)行閱片。在薄層圖像及重建圖像取最大合適截面進(jìn)行參數(shù)測量，每個(gè)樣本測量三次并取平均值。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析所有統(tǒng)計(jì)分析均采用SPSS22.0軟件進(jìn)行。符合正態(tài)分布的測量數(shù)據(jù)以()表示，并通過單因素方差分析和無序多分類logistic回歸分析比較三組患者的HRCT征象。使用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)進(jìn)行組間比較。使用R語言軟件4.1.0版本繪制小提琴圖和熱圖。P<0.05被認(rèn)為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 三組患者HRCT征象的單因素分析如表1所示，三組患者的GGNs平均大小、GGNs平均密度、分葉征、毛刺征、胸膜牽拉征、瘤-肺邊界、微血管穿行征及空氣支氣管征均有顯著的差異(P<0.05)。然而，空泡征在三組患者中無顯著差異(P>0.05)。

2.2 三組患者HRCT征象的無序多分類Logistic回歸分析為進(jìn)一步驗(yàn)證單因素分析篩選出來的自變量對不同浸潤程度肺腺癌的影響，引入了無序多分類Logistic回歸模型。模型Ⅰ：MIA組(參照=PI組),模型Ⅱ：IA組(參照=PI組)和模型 Ⅲ：MIA組(參照=IA組)。由表2可知，所建立模型的擬合優(yōu)度檢驗(yàn)結(jié)果較好且有效。如表3所示，在模型Ⅰ中，與PI組相比，MIA組的GGN平均大小和空氣支氣管征均具有顯著差異(P<0.05)；在模型Ⅱ中，與PI組相比，IA組GGNs平均大小、分葉征、瘤-肺邊界和空氣支氣管征均差異顯著(P<0.05)；在模型Ⅲ中，與IA組相比，MIA組GGNs平均大小、分葉征、毛刺征和瘤-肺邊界均差異顯著(P<0.05)。結(jié)合數(shù)據(jù)看:除了GGNs平均大小，其他單獨(dú)的HRCT征象不足以成為區(qū)分PI、MIA和IA病變的獨(dú)立因素。

表3 影響浸潤程度的無序多分類logistic回歸分析結(jié)果

圖1～3 三組患者HRCT征象和HE染色的示意圖。圖1 為PI組，右肺下葉外基底段見一大小約5mm×5mm磨玻璃結(jié)節(jié)，周圍可見微血管穿行，病灶內(nèi)見空泡征；術(shù)后病理：符合原位癌（浸潤前病變）。圖2 為MIA組，右下肺前基底段見一大小約9mm×10mm磨玻璃結(jié)節(jié)，病灶邊緣可見微血管穿行，邊界顯示清晰，微血管壁顯示毛糙，病灶邊緣見少許短毛刺，病灶中央見空泡征；術(shù)后病理：微浸潤性腺癌。圖3 為IA組，右上肺見一大小約22mm×16mm純磨玻璃結(jié)節(jié)，常規(guī)CT掃描顯示邊界稍模糊，病灶內(nèi)見微血管穿行及小空泡影；術(shù)后病理：浸潤性肺腺癌。

2.3 HRCT征象與肺癌相關(guān)蛋白的對比分析如圖4所示，與PI組相比，10個(gè)肺癌相關(guān)的臨床指標(biāo)CEA、EGFR、VEGF、NapsinA、CK7、TTF-1、CK5/6、P53、Ki67和P40在MIA組和IA組均顯著升高(P<0.05)。進(jìn)一步根據(jù)HRCT征象對這144個(gè)樣本進(jìn)行分類(圖5)：(1)與GGNs平均大小≤10mm組相比，GGNs平均大小>10mm組中10個(gè)肺癌相關(guān)的臨床指標(biāo)均顯著升高(P<0.05)；(2)與GGNs平均密度≤-425HU組相比，GGNs平均密度>-425HU組中僅TTF-1顯著增加(P<0.05)；(3)與分葉征陰性組相比，分葉征陽性組中CEA、VEGF、NapsinA、CK7、CK5/6、P53、P40的表達(dá)均顯著下降，然而EGFR、TTF-1和Ki67的表達(dá)均顯著增加(P<0.05)；(4)與毛刺征陰性組相比，毛刺征陽性組中10個(gè)肺癌相關(guān)的臨床指標(biāo)的表達(dá)均顯著升高(P<0.05)；(5)與胸膜牽拉征陰性組相比，胸膜牽拉征陽性組中TTF-1和Ki67的表達(dá)均顯著升高，然而，P53和P40的表達(dá)均顯著下降(P<0.05)；(6)與瘤-肺邊界陰性組相比，瘤-肺邊界陽性組中10個(gè)肺癌相關(guān)的臨床指標(biāo)均顯著升高(P<0.05)；(7)與微血管穿行征陰性組相比，微血管穿行征陽性組中CEA和TTF-1的表達(dá)均顯著升高，然而，EGFR、VEGF、NapsinA、CK7和P53的表達(dá)均顯著下降(P<0.05)；(8)與空氣支氣管征陰性組相比，空氣支氣管征陽性組中TTF-1和Ki67均顯著升高且CK5/6、P53和P40均顯著下降(P<0.05)；(9)與空泡征陰性組相比，空泡征陽性組中10個(gè)肺癌相關(guān)的臨床指標(biāo)均無顯著差異(P>0.05)。結(jié)合數(shù)據(jù)看:肺癌相關(guān)的臨床指標(biāo)結(jié)合HRCT征象可以提高PI、MIA和IA病變的分辨率。

圖4 免疫組化檢測三組患者中10個(gè)肺癌相關(guān)臨床指標(biāo):CEA、EGFR、VEGF、NapsinA、CK7、TTF-1、CK5/6、P53、Ki67和P40的蛋白表達(dá)水平。Mann Whitney test結(jié)果顯示，與PI組相比，MIA組中這10個(gè)肺癌相關(guān)臨床指標(biāo)均顯著高表達(dá)。此外，與MIA組相比，這10個(gè)肺癌相關(guān)臨床指標(biāo)在IA組中顯著高表達(dá)。備注：*代表P<0.05，**代表P<0.001，***代表P<0.0001。圖5 這10個(gè)肺癌相關(guān)臨床指標(biāo)：CEA、EGFR、VEGF、NapsinA、CK7、TTF-1、CK5/6、P53、Ki67和P40在HRCT征象陽性和陰性組中的表達(dá)情況。

3 討 論

近年來，隨著HRCT的廣泛應(yīng)用，GGNs的檢出率明顯增加[8-9]，從而將PI和MIA患者的5年生存率提高到100%[9]。然而GGNs的檢出率并非100%，于是，一些諸如分葉征、毛刺征和胸膜牽拉征等HRCT征象也常用于區(qū)分PI、MIA和IA病變[4]。因此，評估HRCT征象對于區(qū)分PI、MIA和IA病變具有重要的臨床意義，有助于提高肺腺癌患者的生存期和生活質(zhì)量。

GGNs的大小和密度一直被認(rèn)為是肺腺癌病變程度的兩個(gè)重要指標(biāo)[10]。有研究指出，大于8.12mm且密度大于-449.52HU的GGNs與IA病變密切相關(guān)[11]。在本研究中，單因素分析結(jié)果顯示GGNs平均大小和平均密度在三組患者中均有顯著的差異(P<0.05)。其中，PI組平均大小和平均密度分別為(5.03±1.52)mm和(-534.61±328.35)HU，MIA組GGNs平均大小和平均密度分別為(7.80±2.01)mm和(-485.09±100.50)HU，IA組GGNs平均大小和平均密度分別為(11.76±3.10)mm和(-307.87±147.07)HU。然而，無序多分類logistic回歸分析結(jié)果顯示，僅GGNs平均大小可以作為區(qū)分PI、MIA和IA病變的獨(dú)立因素，與Eguchi等[12]的研究報(bào)道一致。結(jié)合本研究結(jié)果可知：GGNs平均大小大于(7.80±2.01)mm和大于(11.76±3.10)mm，可作為預(yù)測MIA和IA病變的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。

除了GGNs的大小和密度，諸如分葉征、毛刺征和胸膜牽拉征等其他HRCT征象也與肺癌的發(fā)生和發(fā)展密切相關(guān)[13-14]。隨著GGNs浸潤程度的增加，病灶細(xì)胞的生長速度加快，分葉征和毛刺征也逐漸出現(xiàn)[15]。在本研究中，單因素分析結(jié)果顯示分葉征和毛刺征在三組患者中均有顯著的差異(P<0.05)，提示分葉征和毛刺征對于區(qū)分GGNs浸潤程度具有一定的輔助價(jià)值。無序多分類logistic回歸分析結(jié)果顯示，與PI組相比，IA組中分葉征(P=0.047)顯著增加而毛刺征無顯著差異(P=0.259)；與IA組相比，MIA組中分葉征(P=0.009)和毛刺征(P=0.000)均顯著變化；然而，分葉征(P=0.473)和毛刺征在(P=0.191)PI組和MIA組中無顯著差異?？傮w來說，本研究結(jié)果表明分葉征和毛刺征可作為區(qū)分MIA和IA病變的獨(dú)立因素，然而，由于本研究樣本數(shù)量的限制，需要擴(kuò)大樣本進(jìn)一步明確分葉征和毛刺征對于區(qū)分PI/IA病變和PI/MIA病變的臨床價(jià)值。

Lee等[16]報(bào)告顯示，在PI病變和IA病變之間胸膜牽拉征象的分布沒有明顯的差異。然而，本研究中，單因素分析結(jié)果顯示，PI組(0/35)、MIA組(19/46)和IA組(43/63)出現(xiàn)胸-膜牽拉征的病例數(shù)量具有顯著差異(P=0.000)，提示了胸-膜牽拉征在評估GGNs浸潤程度方面具有一定的臨床價(jià)值。在Lee等[16]的研究中，HRCT的重建厚度為1.0～2.5mm，而在本研究中HRCT的重建厚度為0.6mm。此外，本研究做了靶掃描以及冠狀和矢狀后處理重建技術(shù)，在不同方位可更清晰地顯示影像特征。因此，本研究結(jié)果對于胸-膜牽拉征的檢測更加精準(zhǔn)。然而，進(jìn)一步的無序多分類logistic回歸分析結(jié)果顯示，三組患者的胸-膜牽拉征無顯著差異(P>0.05)，提示胸-膜牽拉征可作為區(qū)分GGNs浸潤程度的非獨(dú)立性輔助指標(biāo)，需要聯(lián)合其他HRCT征象加以佐證。

肺瘤-肺邊界征象的出現(xiàn)往往提示GGNs存在惡性病變可能[17]。微血管穿行征和空氣支氣管征也與肺癌的進(jìn)展密切相關(guān)[4,18]。在本研究中，單因素分析結(jié)果同樣表明瘤-肺邊界，微血管穿行征和空氣支氣管征在三組患者中均有顯著的差異(P<0.05)。然而，無序多分類logistic回歸分析結(jié)果顯示：(1)與PI組相比，IA組中瘤-肺邊界的病例顯著增加(P=0.004)；與IA組相比，MIA組中瘤-肺邊界的病例顯著增加(P=0.011)；然而瘤-肺邊界的征象在PI組和MIA組中無顯著差異(P=0.410)，提示瘤-肺邊界可以作為區(qū)分PI/IA病變和MIA/IA病變的獨(dú)立指標(biāo)，然而不適用于作為區(qū)分PI/MIA病變的獨(dú)立因素。(2)微血管穿行征在PI組、MIA組和IA組中無顯著差異(P<0.05)，提示微血管穿行征僅可以作為區(qū)分PI、MIA和IA病變的輔助指標(biāo)。(3)與PI組相比，MIA組(P=0.000)和IA組中空氣支氣管征(P=0.000)顯著增加，然而空氣支氣管征在MIA組和IA組中無顯著差異(P=0.805)，提示空氣支氣管征可以作為區(qū)分PI病變和MIA/IA病變的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，然而僅可作為區(qū)分MIA和IA病變的輔助指標(biāo)。結(jié)合以上數(shù)據(jù)來看：除了GGNs的大小，其他的HRCT征象不能完全適用于作為評估GGNs病變類型的獨(dú)立指標(biāo)。因此，本研究希望通過結(jié)合其他臨床指標(biāo)，進(jìn)一步提高HRCT征象作為診斷GGNs病變類型的臨床價(jià)值。

肺癌相關(guān)的臨床指標(biāo)CEA[19]、EGFR[20]、VEGF[21]、NapsinA[22]、CK7[23]、TTF-1[24]、CK5/6[25]、P53[26]、Ki67[27]和P40[28]常用于評估肺癌的發(fā)生和發(fā)展。在本研究中，與PI組相比，這10個(gè)肺癌相關(guān)的臨床指標(biāo)在MIA組和IA組均顯著升高(P<0.05)。因此，進(jìn)一步評估這些肺癌相關(guān)臨床指標(biāo)與HRCT征象的相關(guān)性，以進(jìn)一步區(qū)分PI、MIA和IA病變。

本研究結(jié)果顯示，與相應(yīng)的對照組相比，在GGNs平均大小>10mm組、毛刺征陽性組和瘤-肺邊界征陽性組中CEA、EGFR、VEGF、NapsinA、CK7、TTF-1、CK5/6、P53、Ki67和P40均顯著升高(P<0.05)，表明GGNs平均大小>10mm，毛刺征和瘤-肺邊界征結(jié)合這10個(gè)肺癌相關(guān)臨床指標(biāo)的異常升高有助于進(jìn)一步明確GGNs病變類型的臨床診斷。然而，在胸膜牽拉征陽性組中僅TTF-1和Ki67的表達(dá)顯著升高(P<0.05)；在微血管穿行征陽性組中僅CEA和TTF-1的表達(dá)顯著升高(P<0.05)。此外，在空氣支氣管征陽性組中僅TTF-1和Ki67顯著升高(P<0.05)。這提示胸膜牽拉征和空氣支氣管征聯(lián)合高表達(dá)的TTF-1和Ki67；微血管穿行征聯(lián)合高表達(dá)的CEA和TTF-1，有助于進(jìn)一步提高PI、MIA和IA病變的診斷率。基于以上臨床分析，發(fā)現(xiàn)TTF-1的異常升高與所有HRCT征象密切相關(guān)。研究報(bào)道由NKX2-1編碼的TTF-1是調(diào)節(jié)肺形態(tài)和肺上皮細(xì)胞分化的主轉(zhuǎn)錄因子，在小細(xì)胞肺癌和肺腺癌中均高表達(dá)且與不良預(yù)后相關(guān)[29-30]。因此，可推測TTF-1的高表達(dá)是肺癌患者出現(xiàn)異常HRCT的潛在因素。

總之，HRCT征象聯(lián)合高表達(dá)的TTF-1有助于進(jìn)一步預(yù)測GGNs中的PI、MIA和IA病變。然而，本研究未對所納入病例的性別和年齡等相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行分層分析，需要擴(kuò)大樣本進(jìn)行前瞻性隊(duì)列分析，以進(jìn)一步明確HRCT征象聯(lián)合肺癌相關(guān)的臨床指標(biāo)對于評估GGNs浸潤程度的臨床價(jià)值，以及更細(xì)致的病人適用范圍。