鄭歡歡，季長風(fēng)，李 琳，劉 松，周科峰*

(1.南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬鼓樓醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科，2.病理科，江蘇 南京 210008)

食管鱗狀細(xì)胞癌(esophageal squamous cell carcinoma，ESCC)是消化系統(tǒng)常見惡性腫瘤之一，在腫瘤細(xì)胞增殖、血管生成及轉(zhuǎn)移中有重要作用的表皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor, EGFR)在食管癌中過表達(dá)，且與患者預(yù)后密切相關(guān)[1-2]。CT直方圖分析可反映腫瘤內(nèi)部異質(zhì)性，有助于評估ESCC的侵襲性及放射、化學(xué)治療(放、化療)療效[3-4]。本研究觀察CT直方圖參數(shù)與ESCC EGFR表達(dá)狀態(tài)的相關(guān)性，并分析其預(yù)測ESCC EGFR表達(dá)狀態(tài)的效能。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2011年1月—2018年12月109例于南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬鼓樓醫(yī)院經(jīng)病理確診的ESCC患者，男87例，女22例，年齡46～82歲，平均(64.3±7.7)歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：①接受食管腫瘤根治性或姑息性手術(shù)，病理證實(shí)為ESCC；②術(shù)前未接受局部或系統(tǒng)治療；③術(shù)前接受CT平掃及增強(qiáng)檢查；④術(shù)后EGFR檢查資料完整。排除圖像存在偽影且病灶直徑<5 mm者。

1.2 儀器與方法 術(shù)前采用GE Light Speed VCT或Discovery HD 750 CT儀行胸部平掃及增強(qiáng)檢查。掃描參數(shù)：管電壓120 kv，管電流250～350 mA，層厚5 mm，層間距5 mm，矩陣512 mm×512 mm，轉(zhuǎn)速0.7 s/r，螺距1.375。完成平掃后，以流率3.0 ml/s經(jīng)靜脈注射對比劑碘海醇(350 mgI/ml)80～120 ml，并于25～30 s后行增強(qiáng)掃描。

1.3 CT直方圖分析 由影像科高年資主治及副主任醫(yī)師各1名在雙盲情況下采用直方圖軟件(Image analyzer 2.0, China)分析病灶CT表現(xiàn)，于軸位平掃及增強(qiáng)動(dòng)脈期病灶最大層面圖像上手動(dòng)勾畫多邊形ROI，包含病灶全部實(shí)性、液化壞死等成分，避開氣體及鄰近結(jié)構(gòu)，獲取其直方圖參數(shù)，包括CT灰度平均值(Mean)、最大值(Max)、最小值(Min)、偏度(skewness)、峰度(kurtosis)，第5、10、25、50、75及90百分位數(shù)(5th～90thpercentiles)。以2名醫(yī)師測量的平均值為最終結(jié)果，并計(jì)算病灶增強(qiáng)前后各CT直方圖參數(shù)的變化值(Δ值)。

1.4 檢測腫瘤EGFR表達(dá) 行免疫組織化學(xué)染色，以腫瘤細(xì)胞核呈棕黃色顆粒為EGFR表達(dá)(+)。根據(jù)EGFR表達(dá)陽性細(xì)胞占腫瘤細(xì)胞的比例進(jìn)行分級：陽性細(xì)胞<6%為(-)，6%～25%為(+)，26%～50%為(++)，>50%為(+++)；將EGFR表達(dá)(-/+)歸為低表達(dá)，EGFR表達(dá)(++/+++)歸為高表達(dá)。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)分析軟件。以±s表示符合正態(tài)分布的定量資料，否則以中位數(shù)(上下四分位數(shù))表示。采用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(intraclass correlation coefficient,ICC)評估2名醫(yī)師測量結(jié)果的一致性，ICC≤0.20為一致性低，0.200.80為高度相關(guān)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

109例ESCC中，40例EGFR低表達(dá)，69例高表達(dá)；其22例EGFR表達(dá)(-)，18例(+)，27例(++)，42例(+++)。2名醫(yī)師測量CT平掃及增強(qiáng)中直方圖參數(shù)的一致性為良好至優(yōu)(ICC=0.78～1.00，P均<0.05)。

2.1 不同EGFR表達(dá)狀態(tài)ESCC的CT直方圖參數(shù)比較 EGFR高、低表達(dá)ESCC之間，平掃CT腫瘤灰度Mean、Max及10th、25th、50th、75th、90thpercentile、kurtosis及ΔMean、Δ50th、Δ75th、Δ90thpercentile差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)，見表1、圖1，其余直方圖參數(shù)差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)。

2.2 CT直方圖參數(shù)預(yù)測EGFR表達(dá)狀態(tài)的ROC曲線分析 平掃CT腫瘤灰度Mean、Max、10th、25th、50th、75th、90thpercentile、kurtosis、ΔMean及Δ50th、Δ75th、Δ90thpercentile鑒別EGFR高、低表達(dá)ESCC的曲線下面積(area under the curve, AUC)為0.62～0.69，其中75th和 90thpercentile的AUC最高(0.69)，見表2、圖2。

2.3 CT直方圖參數(shù)與EGFR表達(dá)的相關(guān)性 平掃CT腫瘤灰度Mean、Max、Min、5th、10th、25th、50th、75th、90thpercentile、kurtosis、ΔMean、Δ5th、10th、25th、50th、75thpercentile與EGFR表達(dá)呈弱至低度相關(guān)(|r|=0.20～0.37，P均<0.05)，見表3。

表1 EGFR高、低表達(dá)ESCC的平掃CT直方圖參數(shù)比較

圖1 患者男，70歲，ESCC A.平掃CT示食管中段軟組織占位(紅色多邊形為ROI)； B.增強(qiáng)CT動(dòng)脈期病灶中度強(qiáng)化(紅色多邊形為ROI)； C.平掃CT直方圖分析示腫瘤灰度Mean=47 HU，Min=6 HU，Max=78 HU，5th～90th percentiles分別為29、33、40、47、54及60 HU，skewness=-0.07，kurtosis=3.03； D.病理圖(HE，×100)； E.免疫組織化學(xué)染色示EGFR表達(dá)(++)； F.增強(qiáng)CT直方圖分析示腫瘤灰度Mean=81 HU，Min=38 HU，Max=117 HU，5th～90th percentiles依次為58、62、70、81、91及99 HU，skewness=-0.48、kurtosis=4.67

表2 平掃CT直方圖參數(shù)及Δ值預(yù)測EGFR高、低表達(dá)ESCC的ROC曲線結(jié)果

表3 CT直方圖參數(shù)與EGFR表達(dá)的相關(guān)性分析結(jié)果

圖2 平掃CT腫瘤灰度75th percentile預(yù)測EGFR報(bào)道狀態(tài)的ROC曲線

3 討論

CT直方圖分析可將腫瘤內(nèi)像素分布以精確圖形展現(xiàn)出來，間接反映腫瘤內(nèi)部異質(zhì)性，已成為近年來醫(yī)學(xué)研究的熱點(diǎn)，并廣泛用于診斷腫瘤[5-7]、評估腫瘤侵襲性及預(yù)后[8-9]以及預(yù)測療效[10-11]等。CT直方圖參數(shù)對術(shù)前ESCC分期具有預(yù)測價(jià)值[12]。直方圖分析可用于評估放、化療后ESCC患者預(yù)后[4]。

EGFR表達(dá)與腫瘤細(xì)胞增殖及細(xì)胞凋亡密切相關(guān)。食管癌中，隨侵襲性增加，EGFR表達(dá)逐漸增強(qiáng)[13]。腫瘤灰度Mean反映腫瘤整體密度。本研究于軸位圖像顯示腫瘤最大層面手動(dòng)勾畫病灶多邊形ROI，進(jìn)行直方圖分析，發(fā)現(xiàn)EGFR高表達(dá)ESCC平掃CT腫瘤灰度Mean及ΔMean顯著低于EGFR低表達(dá)ESCC。相比傳統(tǒng)圓形/橢圓形ROI僅包含實(shí)性成分、避開腫瘤內(nèi)液化壞死等成分，本研究采用的多邊形ROI包含更多腫瘤內(nèi)部信息，Mean能更好地定量分析腫瘤整體成分，評估不同EGFR表達(dá)狀態(tài)下ESCC內(nèi)部異質(zhì)性。

本研究結(jié)果顯示，EGFR高表達(dá)ESCC平掃CT腫瘤灰度低(10th、25thpercentile)、中(50thpercentile)及高百分位數(shù)(75th、90thpercentile)值均低于EGFR低表達(dá)ESCC。分析其可能原因，低百分位數(shù)值反映低密度成分的灰度，如腫瘤壞死或囊變；中百分位數(shù)值反映腫瘤整體密度的灰度，如腫瘤混合成分，包括壞死、囊變及實(shí)性等；高百分位數(shù)值反映高密度成分的灰度，如腫瘤實(shí)性部分。EGFR過表達(dá)加速腫瘤細(xì)胞增殖、抑制細(xì)胞凋亡，腫瘤體積增大，內(nèi)部更易出現(xiàn)壞死或囊變，腫瘤實(shí)性成分及整體密度減低，導(dǎo)致CT平掃病灶灰度低、中和高百分位數(shù)值均降低。本組腫瘤平掃CT直方圖參數(shù)預(yù)測ESCC的EGFR表達(dá)狀態(tài)的效能較好，其中75th和90thpercentile的AUC最高，均為0.69，提示CT平掃直方圖參數(shù)有助于術(shù)前評估ESCC的EGFR表達(dá)狀態(tài)。

本組平掃CT腫瘤灰度直方圖參數(shù)及部分Δ值與ESCC的EGFR表達(dá)低度相關(guān)，而增強(qiáng)CT直方圖參數(shù)與其EGFR表達(dá)無明顯相關(guān)，可能與納入樣本所含不同EGFR表達(dá)ESCC數(shù)量不均有關(guān)；且本研究為回顧性研究，于平掃后25～30 s行胸部CT增強(qiáng)掃描，可能存在一定時(shí)相差異。ESCC起源于黏膜，增強(qiáng)掃描時(shí)相過早(25 s)則黏膜病灶強(qiáng)化尚不明顯，可能掩蓋腫瘤內(nèi)異質(zhì)性差異，導(dǎo)致所獲參數(shù)不能反映腫瘤真實(shí)狀態(tài)，影響EGFR表達(dá)評估。另外，ROI選取位置與術(shù)后病理取材位置未能逐一對應(yīng)；亦未對其他病理類型食管腫瘤進(jìn)行直方圖分析，均為本研究主要不足所在。

綜上所述，平掃CT直方圖參數(shù)可用于術(shù)前預(yù)測ESCC的EGFR表達(dá)狀態(tài)，尤以75th和90thpercentile的效能較佳。