田雙鳳 楊萌 夏建國 田為中 李瑗 胡劍峰

肺癌的發(fā)病率和病死率居各類腫瘤之首，且發(fā)病率逐年上升［1］。目前，手術(shù)切除為肺癌患者的長期生存和治愈提供了機會［2］。然而，即使在根治性切除后，仍有30%～55%肺癌患者復(fù)發(fā)并死于肺癌［3］。Ki-67 被認為是與細胞增殖和腫瘤異質(zhì)性相關(guān)的關(guān)鍵標志物［4］，已經(jīng)在肺癌患者的治療和預(yù)后中顯示出重要的臨床價值［5］。通常采用免疫組織化學(xué)檢測活檢肺癌組織中Ki-67 表達水平，由于個別病例的樣本量較小或樣本選擇不具代表性而達不到診斷要求，能譜CT 成像是一種新的成像方法，除了揭示腫瘤CT 形態(tài)特征，還能提供更多定量信息，揭示組織一定的生物學(xué)特征，可能對反映肺癌組織內(nèi)Ki-67 表達水平有重要價值。本研究旨在探討實體性肺癌能譜CT 定量參數(shù)和Ki-67 表達水平之間的關(guān)系。

資料與方法

1.臨床資料

本研究回顧性收集了從2018 年7 月～2020 年2 月209 例到我院就診經(jīng)手術(shù)切除或活檢證實為肺癌的患者，所有患者手術(shù)或活檢前均用Revolution CT（GE Healthcare）行能譜增強胸部CT成像掃描。入組標準：（1）無CT 增強掃描檢查相關(guān)禁忌證；（2）患者屏氣配合良好；（3）圖像清晰；（4）胸部CT 顯示為最大徑大于10 mm 的實性結(jié)節(jié)或腫塊；（5）經(jīng)組織病理學(xué)證實為原發(fā)性肺癌（不區(qū)分病理類型），并測定Ki-67 陽性癌細胞表達百分率。209 例患者中，18 例病變最大徑小于等于10 mm，30 例病變呈磨玻璃樣影，9 例病例未完成免疫組織化學(xué)檢測Ki-67 陽性癌細胞百分率，均予以排除，最后共納入152 例患者。

2.檢查方法

胸部增強CT 檢查采用GE Revolution CT，能譜CT 成像掃描模式獲取圖像?；颊呷⊙雠P位，雙臂置于頭部兩側(cè)，在其深吸氣后屏氣狀態(tài)下掃描，掃描范圍從肺底到肺尖。掃描參數(shù)：高、低能量（140 和80 kVp）快速（0.25 ms）切換，管電流自動調(diào)節(jié)，X 線球管轉(zhuǎn)速0.5 s/r，掃描層厚為5 mm，層間距為5 mm，自動重組為1.25 mm 層厚及層間距的圖像，螺距為0.992。采用高壓注射器將對比劑（碘海醇300 mg I/L）經(jīng)外周靜脈以2.5 ml/s 注入，劑量為80 ml。注射結(jié)束后，采用Smart Phase 閾值觸發(fā)技術(shù)開始動脈期掃描（監(jiān)測層面置于降主動脈，觸發(fā)閾值為120 HU），動脈期掃描之后延遲20 s行靜脈期掃描。

3.圖像的后處理及數(shù)據(jù)分析

將獲得的靜脈期1.25 mm 層厚原始圖像傳輸至GE AW 4.7 后處理工作站進行后處理，應(yīng)用能譜分析軟件（GSI Viewer）進行圖像分析處理，自動生成40～140 keV 單能量圖像和碘基圖。結(jié)合病理結(jié)果，將興趣區(qū)（region of interest，ROI）放置于腫塊或結(jié)節(jié)相對均勻的區(qū)域（ROI 盡可能大的包括病灶實性成分）。使用復(fù)制粘貼功能，確保在單能量圖像和碘基圖像上勾畫的ROI 形狀、位置及面積相同。由同一個影像科醫(yī)師勾畫所有的ROI，以避免觀察者之間的誤差，且注意避開液化、壞死、肺不張、血管及鈣化等區(qū)域。在連續(xù)三個層面上分別測量病灶和同層面動脈的能譜參數(shù)后，再取平均值。分別從增強后靜脈期的40、70 和100 keV單能量圖像和碘基圖像上測量靜脈期病灶的40、70 和100 keV 時的CT 值（CT40keV、CT70keV、CT100keV）、碘濃度（iodine concentration，IC）。為了減少患者循環(huán)狀態(tài)和掃描次數(shù)引起的變異，將病變的IC 除以同層面主動脈或鎖骨下動脈的IC，得到標準化碘濃度（normalized iodine concentration，NIC）。采用如下公式計算能譜衰減曲線斜率（K）：

4.Ki-67 免疫組織化學(xué)檢測及分組

根據(jù)免疫組織化學(xué)檢查Ki-67 陽性癌細胞百分率，Ki-67 值大于30%為高水平組，10%～30%為中水平組，小于等于10%為低水平組。

5.統(tǒng)計學(xué)分析

采用SPSS 20.0 軟件進行統(tǒng)計學(xué)分析。單因素方差分析Ki-67 高、中和低表達組間肺癌能譜成像定量參數(shù)的差異，LSD-t 兩兩比較進一步分析兩組間定量參數(shù)的差異。Spearman 相關(guān)分析Ki-67 表達水平與能譜定量參數(shù)的相關(guān)性：0～0.30（弱相關(guān)）、0.31～0.70（中度相關(guān)）、0.71～1.00（強相關(guān)）。另外，繪制了具有統(tǒng)計學(xué)差異能譜參數(shù)的受試者工作特征曲線（receiver operating characteristic，ROC），并用曲線下面積（area under curve，AUC）、敏感度、特異度衡量各參數(shù)的鑒別診斷性能。P＜0.05 認為有統(tǒng)計學(xué)意義（P 值均為雙側(cè)）。

結(jié)果

152 例實性肺癌患者中Ki-67 高水平組90 例（腺癌31 例、鱗癌35 例、小細胞肺癌18 例、腺鱗癌2 例、腺癌合并神經(jīng)內(nèi)分泌癌3 例、黏液性表皮樣癌1 例），中水平組41 例（腺癌31 例、鱗癌9例、腺鱗癌1 例），低水平組21 例（腺癌19 例、鱗癌2 例）。三組患者靜脈期能譜CT 圖像如圖1～3所示。

1.Ki-67 各組間能譜參數(shù)單因素方差分析及LSD-t 比較（表1）

實性肺癌Ki-67 高、中、低水平三組間靜脈期的IC、NIC、CT40keV、CT70keV、K 差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義（P 均＜0.05）。高水平組靜脈期的所有能譜參數(shù)均低于低水平組及中水平組，且均有顯著差異性（P＜0.05）；中水平組靜脈期所有能譜參數(shù)與低水平組之間差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。

2.Ki-67 表達水平與能譜定量參數(shù)Spearman相關(guān)性分析（表2）

Spearman 非參數(shù)相關(guān)分析顯示靜脈期IC、CT40keV、K 和Ki-67 表達水平呈中度負相關(guān)（r=-0.415，r=-0.392，r=-0.417，P 均＜0.001）；靜脈期NIC、CT70keV與Ki-67 表達水平呈弱負相關(guān)（r=-0.278，r=-0.265，P 均＜0.001）。

表1 各組間能譜參數(shù)比較（±s）

表1 各組間能譜參數(shù)比較（±s）

注：IC：碘濃度；NIC：標準碘濃度；CT40keV：40 keV CT 值；CT70keV：70 keV CT 值；K：能譜曲線斜率；單因素方差分析三組間能譜參數(shù)差異；LSD-t 檢驗組內(nèi)能譜參數(shù)差異；與高表達組比較，*P<0.05。

圖1 患者，女，70歲，Ki-67 值5%，右肺中葉腺癌靜脈期能譜CT 圖。a)碘基物質(zhì)圖，IC=25.50 mg/ml；b)40 keV 單能量圖像，CT40keV=230.78 HU；c)70 keV 單能量圖像，CT70keV=86.54 HU；d)能譜曲線圖，K=3.0 圖2 患者，女，64歲，Ki-67 值20%，左肺上葉腺癌靜脈期能譜CT 圖。a)碘基物質(zhì)圖，IC=23.55 mg/ml；b)40 keV 單能量圖像，CT40keV=225.11 HU；c)70 keV 單能量圖像，CT70keV=91.49 HU；d)能譜曲線圖，K=3.068 圖3 患者，男，71歲，Ki-67 值為70%，右肺上葉鱗癌靜脈期能譜CT 圖。a)碘基物質(zhì)圖，IC=25.39 mg/ml；b)40 keV 單能量圖像，CT40keV=227.56 HU；c)70 keV 單能量圖像，CT70keV=84.20 HU；d)能譜曲線圖，K=2.6075

表2 各能譜參數(shù)與Ki-67 表達水平相關(guān)性

3.Ki-67 高水平與非高水平間統(tǒng)計學(xué)差異的能譜參數(shù)ROC 曲線分析

根據(jù)上述分析可知，Ki-67 高水平組的IC、NIC、CT40keV、CT70keV、K 分別與中、低水平組均有統(tǒng)計學(xué)差異。而中水平組與低水平組各能譜定量參數(shù)均無顯著差異。因此，本研究主要分析IC、NIC、CT40keV、CT70keV、K 在鑒別Ki-67 高水平組與非高水平組的效能。ROC 曲線分析表明，在鑒別Ki-67 高水平組和非高水平組，IC 及K 是鑒別Ki-67 高水平與非高水平的有效參數(shù)。IC 的敏感度、特異度、AUC、約登指數(shù)分別為69.4%、74.4%、0.745、0.438，最佳閾值為22.80；K 的敏感度、特異度、AUC、約登指數(shù)分別為69.4%、74.4%、0.746、0.438，最佳閾值為2.71（圖4）。

討論

Ki-67 蛋白存在于細胞周期的活躍期（G1、S、G2 和有絲分裂），但在靜息細胞（G0）中不表達［6］。大量薈萃分析表明，Ki-67 高水平與肺腫瘤切除后預(yù)后差［7］、疾病無瘤生存期短［8］及無復(fù)發(fā)生存期短［9］相關(guān)。以往也有研究者［10,11］采用MRI、PET-CT對肺癌Ki-67 表達水平進行研究，但是這些研究的成像方式復(fù)雜，且費用高昂。能譜CT 成像是一種新的成像方法，除了揭示腫瘤CT 形態(tài)特征，還能提供更多定量信息。能譜CT 成像采用單管快速切換技術(shù)，可在一次旋轉(zhuǎn)過程中實現(xiàn)高低能量（140 kVp 和80 kVp）的快速切換。能譜成像可以生成101 組40～140 keV 的單色圖像，優(yōu)化成像質(zhì)量，提高圖像對比度，也可以生成反映腫瘤血流的碘物質(zhì)分解圖像和反映不同化學(xué)成分和物質(zhì)結(jié)構(gòu)的能譜衰減曲線，進行多參數(shù)定量分析［12-14］，有助于對肺癌的生物學(xué)行為進行評估。

圖4 鑒別實性肺癌Ki-67 高水平與非高水平組ROC 曲線

本研究發(fā)現(xiàn)肺癌靜脈期IC、CT40keV與Ki-67 表達水平呈中度負相關(guān)（P＜0.001）；靜脈期NIC、CT70keV與Ki-67 表達水平呈弱負相關(guān)（P＜0.001）。Ki-67高水平組靜脈期IC、NIC、CT40keV、CT70keV均分別低于中、低水平組，差異有顯著性（P＜0.05）。IC 可以作為腫瘤血流分布的影像學(xué)標志物，也就是Ki-67 高水平組肺癌腫瘤血供低于中、低水平組。靜脈期CT40keV、CT70keV指在40 和70 keV 單能量時病灶的CT 值，代表了病灶的增強程度。以往研究［15,16］認為腫瘤組織Ki-67 值越高，細胞增殖和生長越活躍，血供越豐富，強化程度越高，導(dǎo)致NIC、CT40keV、CT70keV值越高。本研究與以往研究不同，一種可能的解釋是，Ki-67 高水平的肺癌增殖能力強，瘤內(nèi)細胞密度較大，生長速度快的部分血供相對不足，導(dǎo)致IC、NIC、CT40keV、CT70keV降低。李夢穎等［17,18］報道肺浸潤性腺癌Ki-67 表達與動靜脈期碘濃度呈負相關(guān)（P＜0.05）；Lin 等［5］研究發(fā)現(xiàn)非小細胞肺癌高表達組動靜脈期NIC、CT70keV顯著低于低表達組（P＜0.05）；與本研究結(jié)果類似。而Chen 等［19］發(fā)現(xiàn)肺腺癌的動靜脈期CT40keV和CT70keV與Ki-67 標記指數(shù)呈中度正相關(guān)，且Ki-67 標記指數(shù)四個等級間動靜脈期CT70keV有顯著差異（P＜0.05）。

研究結(jié)果表明肺癌靜脈期K 與Ki-67 表達水平呈中度負相關(guān)（P＜0.001）；肺癌Ki-67 高水平組靜脈期的K 低于中、低表達組，且差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。不同的化學(xué)成分和組織結(jié)構(gòu)具有不同的能譜曲線，因此能譜曲線的斜率能夠區(qū)分肺癌不同Ki-67 表達水平。腫瘤Ki-67 表達水平越高，其內(nèi)部細胞密度越大，細胞的核漿比越大、大分子蛋白含量越高、細胞外間隙越?。?,10］。Karaman 等［10,20］報 道MRI 的ADC 值、ADCmin 值與Ki-67 增殖指數(shù)呈顯著負相關(guān)（P＜0.001）。ADC值是描述水在組織中擴散的定量參數(shù)。腫瘤Ki-67 表達水平越高，腫瘤內(nèi)細胞密度越大，細胞外間隙越小，導(dǎo)致腫瘤內(nèi)水分子擴散受限。肺癌靜脈期的K 反映了高增殖能力腫瘤內(nèi)的復(fù)雜化學(xué)成分和組織結(jié)構(gòu)。Lin 等［5］報道非小細胞肺癌Ki-67 高表達組動靜脈期的K（40～100 keV 范圍）均低于低表達組，差異有顯著性（P＜0.05）。而Chen 等［19］報道肺腺癌Ki-67 標記指數(shù)四個等級間動靜脈期K（40～70 keV 范圍）無顯著差異性（P＞0.05）。筆者認為這可能是計算能譜曲線斜率范圍不同造成的。

本研究存在一些局限性。首先，為了確保腫塊或結(jié)節(jié)中放置ROI 的準確性，排除了最大直徑小于10 mm 的腫瘤；其次，本組數(shù)據(jù)中Ki-6 低表達組病例相對較少；再次，根據(jù)研究結(jié)果，Ki-67 表達分級與能譜參數(shù)呈顯著負相關(guān)，但相關(guān)系數(shù)較??；最后，由于腫瘤存在異質(zhì)性，雖然ROI 盡可能最大的包括層面內(nèi)病灶實性成分，但是筆者只選擇了測量三個層面，沒有將腫塊的整個實性成分包括在內(nèi)，所有ROI 不一定能代表整個腫瘤。

總之，實性肺癌能譜CT 定量參數(shù)與Ki-67 表達水平存在一定的相關(guān)性。本研究有助于術(shù)前評估肺癌癌細胞的增殖生長能力，并為臨床醫(yī)生確定治療方案和評估患者預(yù)后提供一定參考。