肺癌Ki-67表達與CT影像征象及定量參數之間的相關性

張旭陽，任占麗，于 楠,，張喜榮,，賈永軍，賀太平

1陜西中醫藥大學醫學技術學院，陜西 咸陽 712046；2陜西中醫藥大學附屬醫院醫學影像科，陜西 咸陽712000

肺癌是世界范圍內發病率和死亡率極高的惡性腫瘤［1］，其發病隱匿，是癌癥相關死亡的首要原因［2］。而肺癌的發生、發展與轉移等惡性生物學行為均與癌細胞的異常增殖密切相關［3］。Ki-67是一種細胞增殖核蛋白，在細胞周期的所有活動期表達，是反映腫瘤細胞增殖活性及評估惡性程度的可靠指標［4］。目前臨床檢測方法常依靠活檢或病理檢測得知，取材方法有創，且由于腫瘤異質性可能造成病灶遺漏而出現假陰性結果，無法準確反映腫瘤組織的異常增殖狀況。臨床上需要一種準確和無創的方法來預測肺癌患者的Ki-67狀態。CT被認為是篩查和監測肺癌的主要手段，目前通過影像學方法來評價Ki-67表達水平的研究甚少，既往的研究集中在通過CT征象或能譜參數對Ki-67表達水平進行預測，有研究發現分葉征與Ki-67陰性表達相關［5］，與另一研究［6］結果不一致；也有研究發現能譜參數碘濃度、標準化碘濃度、CT40keV、能譜衰減曲線斜率與Ki-67表達水平呈負相關關系［7］，但另有研究發現Ki-67表達狀態與碘濃度、水濃度、能譜衰減曲線斜率及CT40keV均無相關關系［8］。本研究針對CT影像學征象及定量參數與Ki-67表達水平之間是否存在相關性的問題，旨在進一步探討運用CT檢查評估肺癌Ki-67表達的可行性，為腫瘤生物學行為的評價及臨床診治提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集2019年9月～2021年7月就診于本院且行CT檢查的肺癌患者93例，其中男性53例，女性40例，年齡30～84（63.23±10.16）歲。Ki-67高表達組51例，表達水平為（7.11±0.77）%；中表達組33例，表達水平為（26.97±0.90）%；低表達組9例，表達水平為（55.49±2.08）%。納入標準：經穿刺活檢或纖維支氣管鏡或術后病理證實為原發性肺癌；臨床及影像資料完整；有完整的免疫組化檢測結果；未進行放化療及靶向治療者。排除標準：臨床或影像資料不完整；未進行免疫組化檢測或檢測結果不完整；進行過放化療或靶向治療者。本研究獲得所有受試者知情同意，符合《世界醫學協會赫爾辛基宣言》。

1.2 CT檢查

采用寶石能譜GE Discovery 750HD成像設備對所有患者進行常規胸部薄層掃描，患者采取仰臥位，掃描范圍從肺尖至肺底，螺距0.625，矩陣512×512，管電壓為120 kV，自動管電流，掃描層厚設為5.0 mm，圖像重建層厚及重建間隔設為1.25 mm。

1.3 Ki-67表達水平檢測

所有患者均于術中或活檢取得組織標本，Ki-67檢驗采用國際標準的免疫組化二步法，經石蠟包埋、切片、常規HE染色及免疫組化法對Ki-67表達水平進行檢測，由本院病理科高年資醫生進行病理診斷并得出結果。以細胞核染成棕黃色或褐色為Ki-67陽性細胞，在低倍至高倍鏡下觀察、計數并做好記錄染色陽性的腫瘤細胞百分數。根據Ki-67表達水平對其進行分組，以≤10%為低水平、>10%且≤30%為中水平組、>30%為高水平組［9］。

1.4 圖像觀察

1.4.1 CT征象分析 收集所有患者CT圖像資料，由兩位具有10年診斷經驗的影像科醫師在不知曉病理結果的情況下采用雙盲法進行征象判定，當意見不一致時通過協商解決，判定征象內容包括：病灶大小、空泡征、支氣管充氣征、鈣化、囊性壞死、分葉征、毛刺征、血管集束征、胸膜凹陷征、胸腔積液、支氣管截斷、縱隔或肺門淋巴結腫大。

1.4.2 CT定量參數分析 采用計算機輔助分析平臺—“數字肺”（Digital Lung DEXIN,China）中的CAD模塊對所有患者胸部CT平掃獲得的圖像進行結節識別、勾畫以及自動分割，完成后記錄腫瘤的CT定量參數，包括腫瘤容積、平均密度、表面積、最大直徑、平均直徑、視區血管總數、血管體積、血管平均密度、低衰減區體積（LAA）百分比，LAA閾值確定為-950 Hu，LAA 950%定義為低于-950 Hu的肺葉低密度區容積占全肺低密度區容積的百分比（圖1）。

圖1 肺結節分割結果及三維關系顯示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 統計學分析

采用SPSS 26.0 軟件對所有數據進行統計學分析。分類變量及等級資料以n(%)表示，組間比較采用卡方檢驗；計量資料采用K-S檢驗確定其正態性，采用Levene進行方差齊性檢驗，符合正態分布且方差齊的資料以均數±標準差表示，組間比較行單因素方差分析，兩兩比較行LSD-t檢驗；不符合正態分布的采用K-W檢驗。采用Spearman相關性分析研究Ki-67表達與CT定量參數之間的相關性，r值在0～0.30為弱相關、0.31～0.70為中度相關、0.71～1.00為強相關。采用ROC曲線分析CT影像征象及定量參數預測肺癌Ki-67表達水平的診斷效能。以P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 各組臨床資料比較

性別、病理類型在Ki-67高、中、低表達組間差異有統計學意義（P<0.05），組間分析結果顯示：Ki-67表達指數在鱗癌中最高，其次是小細胞癌和腺癌；男性Ki-67表達指數更高；在臨床分期及吸煙史的差異無統計學意義（P>0.05，表1）。

表1 各組臨床資料比較Tab.1 Comparison of baseline data between groups[n(%)]

2.2 Ki-67表達與CT征象的關系

在不同Ki-67表達水平之間CT征象（腫瘤分葉征、毛刺征、胸膜凹陷征、空泡征、支氣管充氣征、囊性壞死、鈣化、支氣管截斷、血管集束征、縱隔淋巴結腫大、胸腔積液）差異無統計學意義（P>0.05，表2）。

表2 各組間CT征象比較Tab.2 Comparison of CT signs between groups(n)

2.3 Ki-67表達與CT定量參數的關系

血管體積在Ki-67不同表達水平組的差異有統計學意義（P<0.05），而腫瘤容積、平均密度、腫瘤表面積、腫瘤最大直徑、平均直徑、視區血管總數、血管平均密度、LAA 950%在3組間的差異無統計學意義（P>0.05，表3）。對瘤內血管體積與Ki-67表達水平進行相關性分析，結果顯示瘤內血管體積與Ki-67表達水平呈正相關關系（r=0.224，P=0.03）。

表3 各組間CT定量參數比較Tab.3 Comparison of CT quantitative parameters between groups(Mean±SD)

2.4 ROC曲線分析

繪制ROC曲線，在Ki-67低、中表達水平組，低、高水平組，中、高水平組間AUC 分別為0.726、0.759、0.569，敏感度分別為96.97%、43.14%、21.57%，特異性分別為44.44%，100%、96.97%（圖2）。

圖2 血管體積在鑒別3 組Ki-67 不同表達水平的ROC曲線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 討論

Ki-67與細胞周期密切相關，其異常表達關乎肺癌的發展、轉移及預后，可廣泛用于腫瘤生物學行為的評估［10］。Ki-67增殖指數與非小細胞肺癌患者生存期呈反比［11］。肺癌病理類型多樣，其中肺腺癌發病率最高，其次是鱗癌及小細胞癌［12-13］。本研究發現，Ki-67表達指數在不同組織學亞型之間的差異有統計學意義；組間比較發現，在小細胞肺癌組、鱗癌組Ki-67表達指數高于腺癌，提示小細胞癌及鱗癌腫瘤細胞分裂增殖速度高于腺癌，可能是由于小細胞肺癌及鱗癌的腫瘤細胞活性更高，而腺癌細胞增殖速度慢，Ki-67指數較前兩者低；而鱗癌、小細胞癌的腫瘤細胞分裂速度相對較快，惡性程度更高，故Ki-67表達指數較腺癌高。既往研究［14］得到的結論與本研究類似，即在小細胞肺癌及鱗癌組Ki-67指數顯著高于腺癌，這也與部分研究［15-17］結果一致。本研究發現男性患者Ki-67表達水平高于女性，這可能與女性相關激素的保護作用有關［18］。研究顯示有分葉征、棘狀突起征、毛刺征、增強值≥20 Hu和肺門、縱隔淋巴結腫大的周圍型肺癌，Ki-67陽性表達率較高，且有磨玻璃征和空泡征的周圍型肺癌Ki-67陽性表達率較低［19］；但另有研究顯示：肺腺癌Ki-67表達水平高與毛刺征、淋巴結腫大、血管集束征有關，而低表達可能與支氣管充氣征有關［20］。與上述研究結果不同，本研究發現Ki-67不同表達水平組間CT征象的差異無統計學意義，可能由于本研究樣本量較少，同時對于征象的判定依靠影像醫師的主觀評價，從一定程度上可能影響征象判定的結果。

Ki-67與血管內皮生長因子表達關系密切，可作為肺癌生長、轉移的一個可靠生物學指標［21］。Ki-67的表達與分期呈正相關關系，表達指數隨腫瘤分期增高而增高［22］。本研究發現Ⅲ～Ⅳ期Ki-67表達水平高于I～Ⅱ期，與既往研究一致，但Ki-67表達水平在臨床分期間的差異無統計學意義，可能與本組病例數較少且病例Ⅲ～Ⅳ期肺癌數量較多有關。本研究發現Ki-67表達水平與血管體積呈正相關關系，Ki-67表達越多說明血供更豐富，腫瘤細胞增長越快。CT定量參數可用于鑒別肺癌Ki-67表達水平，在一定程度上可以協助臨床評估肺癌患者腫瘤細胞增殖活性，為肺癌治療方式的選擇、術后生存時間的預測提供一定參考。

綜上，本研究將CT掃描獲得的主觀征象及客觀參數與Ki-67表達指數相結合以分析它們的相關性，并在術前通過CT成像預測腫瘤生物學行為，為肺癌的分化程度及增殖活性提供影像依據。但本研究也存在一定局限性，首先，樣本量較少；其次，肺癌病理類型多樣；最后，本組病例中Ki-67低表達組病例數相對較少，有待在以后研究中進一步擴大樣本量，選取特定類型肺癌進行深入研究，為臨床評價肺癌生物學特性提供影像依據。