EGFR基因突变与非小细胞肺癌CT影像组学特征的相关性研究

满都花 庄翔 徐佳欢 吴鹏飞 初超 金海蛟 张强

靶向治疗是现阶段临床治疗非小细胞肺癌患者的一种新型手段，其中表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂（epidermal growth factor receptor tyrosine kinase inhibitor，EGFR-TKI）是应用最为广泛的靶向药物之一[1]。肺癌患者经EGFR-TKI治疗后，出现表皮生长因子受体（epidermal growth factor receptor，EGFR）有效突变者相比未有效突变者，其生存率有更大幅度提升，预后质量也普遍更理想[2]。因此在当前精准医学愈发受到重视的背景下，对于一系列主要驱动基因的检测及研究成为分子生物学领域的热点内容[3]。然而目前由于临床驱动基因多种多样，检测成本相对较高，部分患者很难有效获取病理活检标本，危重患者机体也无法耐受部分有创检查[4]。所以，有效、准确筛选对EGFR-TKI治疗有较高敏感程度的突变患者极其关键。近些年，越来越多学者尝试借助影像学手段来提取肺癌患者相关基因突变信息，从而得到更多对驱动基因进行识别的辅助影像学征象，也加快了临床影像基因组学的发展进程[5]。为此，本研究主要分析非小细胞肺癌CT影像组学特征与EGFR基因突变之间的关系，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性分析包头市肿瘤医院2020年1月—2023年12月明确诊断的256例非小细胞肺癌患者临床资料，全部患者均进行EGFR突变基因检测。纳入标准：（1）非小细胞肺癌在包头市肿瘤医院经过通过穿刺、手术或者纤维支气管镜取得病理学标本后活检得到明确证实。（2）在包头市肿瘤医院接受EGFR突变基因检测。（3）接受抗肿瘤治疗（化疗、放疗、射频消融等）前1个月开展胸部CT扫查。（4）临床资料无缺失。（5）年龄均＞18岁。排除标准：（1）胸部CT影像图质量不达标，病灶主体模糊，无法准确判断病灶体积大小情况。（2）在其他医院开展胸部CT扫查，不能得到完整影像学资料。（3）合并其他部位恶性肿瘤或者出现远处转移。所有患者中，男性102例，女性154例；年龄45～79岁，平均（63.48±6.35）岁。本研究经医院医学伦理委员会批准（伦理审批号：2019-12-06）。

1.2 方法

胸部CT扫查方法：检查设备使用荷兰飞利浦PHILIPS公司生产的Brilliance型16排螺旋CT扫描仪及Incisive AI 64排螺旋CT扫描仪（购自上海涵飞医疗器械有限公司）。扫查参数设定，其中管电流设置250 mA，管电压设置120 kV，层厚设置1 mm，螺距设置1 mm，采集矩阵设置512×512，扫描视野设置400 mm。扫描范围从胸廓入口开始，到膈平面停止。随后开展增强扫描，通过专用高压注射器进行团注，使用非离子型碘剂碘海醇（北京北陆药业股份有限公司，国药准字H20053800，规格：100 mL：35 g），注射剂量1.5 mL/kg，注射过程中将速率控制在2.5 mL/s，延迟时间45 s开始扫描。扫描前指导患者开展屏气练习，确保患者在平稳呼吸状态下屏气后开始进行扫描。由影像科2名具有副主任及以上职称的资深医师对采集到影像图进行独立阅片，采取双盲法。肺窗窗宽设置1 600 Hu，窗位设置-550 Hu，纵隔窗窗宽设置400 Hu，窗位设置50 Hu。继续开展多平面重组，全面观察分析病灶情况。收集患者相关CT影像征象，结合肺癌病灶组织的形态、大小等将其划分成团块（病灶接近圆形且直径3 cm以上）、结节（病灶接近圆形且直径3 cm及以下）、实变浸润型（没有观察到明显肿块，只可看到斑片影或团片影）。将团块、结节型病灶组织根据其性质又将其细分为实性以及半实性（包括磨玻璃密度影）2种。详细统计病灶坏死、空洞、毛刺、分叶、强化是否均匀以及有无气道阻塞等影像学特征，同时观察记录有无晕征、空泡征、胸膜凹陷征等CT影像学征象。另外观察原发病灶是否出现了肺叶相关转移性结节、非原发病灶肺叶内转移性结节、肺外转移、胸膜受累、纵隔淋巴受累等现象。如果2名医师存在不同意见，经过相互协商最终得到一致的结果。

评价方法：影像中实性结节定义为均质软组织密度，半实性结节定义为实性软组织与磨玻璃密度影同时存在，磨玻璃密度影定义为CT像上不掩盖底层的支气管结构与肺血管的模糊不透明影。空泡征定义为病灶内的小灶性透光区，直径＜5 mm（多为2～3 mm），边界不甚锐利的密度减低区；直径≥5 mm则为空洞征。

EGFR突变基因检测：通过人EGFR基因突变检测试剂盒对全体患者开展EGFR突变基因检测，检测方法采取荧光聚合酶链式反应（polymerase chain reac，PCR）法，主要针对EGFR 18、19、20、21号外显子突变完成测定。结合突变位点与EGFR-TKI的疗效关系，将其中96例EGFR有效突变患者作为阳性组，将160例EGFR未有效突变患者作为阴性组。其中18、19、20、21号外显子的S7681位点出现突变，则将其归类于EGFR有效突变范畴；除S7681之外的20号外显子突变以及野生型，则将其归类于EGFR非有效突变范畴。

1.3 观察指标

（1）分析胸部CT扫查结果，收集相关CT影像组学征象数据。（2）通过logistic回归分析非小细胞肺癌CT影像组学特征与EGFR基因突变之间的相关性。

1.4 统计学处理

采用SPSS 21.0统计学软件进行数据分析。计量资料以（）表示，组间比较采用独立样本均数t检验；计数资料以n（%）表示，采用χ2检验。通过二分类logistic回归分析非小细胞肺癌患者CT影像组学征象与EGFR突变基因的关系。检验水准α＝0.05。

2 结果

2.1 2组患者CT影像组学特征比较

阳性组出现毛刺、分叶形状、边缘清晰、病灶密度半实性、气道支气管征、胸膜凹陷征、癌性淋巴管炎、肺转移、不均匀强化的患者占比均高于阴性组，差异有统计学意义（P＜0.05）。而2组在肺部病灶组织坏死、钙化、空洞、晕征、空泡征、胸腔积液、淋巴结转移、胸膜转移、远处转移占比方面，差异无统计学意义（P＞0.05）。见表1。

表1 阳性组与阴性组患者CT影像学特征比较[例（%）]

2.2 非小细胞肺癌CT影像组学特征与EGFR基因突变之间的logistic回归分析

根据上述分析结果，将有无EGFR有效突变作为因变量（否＝1，是＝0），自变量选择分叶（否＝1，是＝0）、毛刺（否＝1，是＝0）、气道支气管征（否＝1，是＝0）、边缘状态（清晰＝1，模糊＝2）、病灶密度（实性＝1，半实性＝2）、强化特征（均匀＝1，不均匀＝2）、胸膜凹陷征（否＝1，是＝0）、肺转移（否＝1，是＝0）、癌性淋巴管炎（否＝1，是＝0）。开展logistic回归分析，结果得知非小细胞肺癌患者CT影像组学征象中存在分叶、毛刺征象、病灶密度为半实性、不均匀强化是出现EGFR突变基因的影响因素（P＜0.05）。见表2。

表2 非小细胞肺癌CT影像组学特征与EGFR基因突变之间的logistic回归分析

3 讨论

现代社会由于人们各种不健康生活习惯的影响，以及环境、大气污染现象持续加剧，导致肺癌患者在我国呈现出快速增长的趋势，对于肺癌的诊治工作是临床一项重大医疗卫生问题[6]。胸部CT作为临床广泛开展的一种无创影像学检查方法，其体现出操作简便、准确性高、无创等诸多优势，尤其在肺癌检查中体现出重要作用，对该疾病的临床诊断、术前分期、预后评估都提供了关键性依据[7]。近些年，临床分子生物学技术得到迅猛发展更新，大量新型靶向以及免疫药物等不断涌现，推动了临床肺癌治疗方案的变化、创新[8]。在此背景下，非小细胞肺癌患者胸部CT影像组学特征和基因突变之间的联系也成为临床一项研究热点，旨在采取更加无创、简便的方式辅助临床治疗方案制定[9]。当前，临床大量研究也指出了临床、影像特征、基因突变之间存在的密切联系。为进一步解决现阶段基因检测中存在的不足，如需要重复病理组织活检，许多学者建议通过胸部CT来收集相关数据，利用提取到的影像学特征信息来制定治疗策略[10]。

结合肺部病灶组织密度的差异，本研究将其划分成实性以及半实性2种，其中半实性又包含了磨玻璃密度。磨玻璃密度影在胸部CT扫查中，通常是附壁为主型腺癌一种特征性表现。现阶段，临床大多数研究均指出了肺癌患者肺部病灶存在磨玻璃密度影时，其预后效果更加理想，复发风险较低[11]。关于磨玻璃密度影成分与EGFR有效突变之间的联系，目前临床上也存在磨玻璃密度影成分的肺癌病例，其更容易出现EGFR有效突变。从本研究结果中能够发现，阳性组患者在半实性人数占比上相比阴性组要更高。同时回归分析结果也得知，胸部CT检查中所发现的磨玻璃密度影成分对EGFR有效突变可做出一定预测。本研究发现，不均匀强化是出现EGFR突变基因的影响因素，这可能和基因突变肿瘤血供更为丰富及肿瘤的异质性存在密切联系。EGFR基因突变的发生可导致基因过度表达，上调血管内皮生长因子表达，对病灶形成刺激，加快其血管内皮细胞分化、迁移，促进新生血管形成。由于肿瘤新生血管数量增多，对比剂进入体内后持续在肿瘤血管堆积，并且此类血管都不是正常血管，生长尚未成熟，缺少相关肌层，内皮细胞间隔大，对比剂可以更轻松地达到肿瘤病灶的组织间隙内，各种因素交织造成病灶内新生血管越多，增强越明显和不均匀。

一直以来，临床大多数研究均指出了分叶对预测EGFR有效突变的价值较高[12]。本研究结果显示，阳性组患者分叶征占比相比阴性组要更高，同时回归分析结果得知分叶征在预测EGFR有效突变的价值高，证实了这一结论。对于非小细胞肺癌患者毛刺征产生的具体机制，目前临床还没有统一结论，但普遍指出可能和肿瘤在附近肺间质内所表现出的不均匀浸润生长状态有一定联系。回归分析结果发现，毛刺征是非小细胞肺癌患者出现EGFR有效突变的一项影响因素。而国外部分研究指出毛刺征与非小细胞肺癌患者EGFR基因突变发生没有密切联系[13]。这可能和人种因素之间的差异有关。

现阶段，临床许多研究指出胸膜凹陷征体现的是脏胸膜受侵犯征象，对于未观察到胸膜凹陷的患者，往往生存率也明显提升。有研究指出，1期肺癌患者影像征象中发现空气支气管征以及未存在胸膜凹陷征时，其5年生存率明显提高[14]。本研究结果得知，阳性组患者胸膜凹陷征人数占比相较阴性组有明显提升，进一步回归分析结果发现胸膜凹陷征不是非小细胞肺癌患者发生EGFR基因突变的影响因素。这也说明了胸膜凹陷征对于预测EGFR基因突变有一定意义，但整体价值并不明显。除此之外，本研究结果还得知，阳性组与阴性组患者在坏死、钙化、空洞、晕征、纵隔肺门淋巴结转移、胸腔积液、小泡征等征象方面均不存在明显的差异。坏死征象通常表明肿瘤生长速度较快，同时伴随空洞征象，此类征象的发生和肿瘤内部血管供血异常有密切联系。若肿瘤增殖速度较快，一般很少出现钙化。但由于不同肿瘤细胞在供血方面难以保持均匀，其中部分细胞可出现坏死现象，随着钙盐不断堆积，在CT扫查中便可观察到钙化，通常呈现出砂石状或多发点状钙化。小泡征主要是肿瘤内尚没有受到累积的细支气管、肺泡等含气的低密度影，边缘清晰，通常直径不超过3 mm。若小泡征消失，通常表明肿瘤细胞正处于快速破坏阶段，侵袭能力不断提高。在国外一项针对国内肺腺癌患者的调查研究中，发现EGFR有效突变患者大部分存在小泡征[15]。同时有研究指出，EGFR非有效突变的肺腺癌患者一般很少伴随空洞以及胸腔积液[16]。与本研究结果有一定差异，分析原因可能和本研究并未排除样本种族因素的干扰，同时入组对象在肿瘤分期的差异均会对研究结果造成影响有关。

综上所述，非小细胞肺癌患者EGFR基因突变在CT检查中通常表现出磨玻璃影成分、分叶、毛刺、不均匀强化等典型征象。对于部分危重患者难以获取病理的情况下，进行CT影像组学检查评估EGFR有效突变，可为临床靶向药物选择、预后评估及影像学特征的后期诊断标准制定等方面提供了借鉴内容和重要参考依据。