何曉東 舒震宇 李杰 徐玉蕓 林毅
胸腺上皮腫瘤(thymic epithelial tumors,TETs)是前縱隔最常見(jiàn)的原發(fā)腫瘤,起源于胸腺上皮細(xì)胞,2015年WHO將胸腺上皮腫瘤分為A型、AB型、B1型、B2型、B3型、胸腺癌(C型),在一定程度上反映了腫瘤的生物學(xué)行為及預(yù)后[1]。腫瘤組織分型及根治性切除手術(shù)是影響患者預(yù)后的獨(dú)立因素[2-3],但是組織分型需術(shù)后病理評(píng)估,目前最常用的術(shù)前評(píng)估方法是CT檢查[4-5]。本研究基于增強(qiáng)CT的特征,建立并驗(yàn)證胸腺上皮腫瘤組織學(xué)分型的logistic預(yù)測(cè)模型,旨在探討CT在預(yù)測(cè)胸腺上皮腫瘤組織學(xué)分型中的應(yīng)用價(jià)值。
1.1 對(duì)象 回顧2015年12月至2020年6月在浙江省人民醫(yī)院行增強(qiáng)CT檢查并經(jīng)病理檢查證實(shí)的胸腺上皮腫瘤患者178例。納入標(biāo)準(zhǔn):增強(qiáng)CT檢查后2周內(nèi)病理確診。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)因CT圖像質(zhì)量影響評(píng)估者;(2)臨床資料不全者;(3)病理檢查前行放化療等抗腫瘤治療者。根據(jù)檢查時(shí)間先后按7:3比例分為訓(xùn)練組和測(cè)試組,2015年12月至2019年3月的124例患者納入訓(xùn)練組,構(gòu)建logistic預(yù)測(cè)模型;2019年4月至2020年6月的54患者納入測(cè)試組,用以驗(yàn)證模型的預(yù)測(cè)效能。
1.2 CT檢查方法和影像分析 采用多排螺旋CT掃描儀(Siemens公司,Definition AS40和Definition AS128),所有患者均行平掃及增強(qiáng)檢查,掃描范圍肺尖至肺底,采集層厚1 mm,重建層厚5 mm。增強(qiáng)掃描采用非離子型對(duì)比劑碘佛醇(濃度 350 mgI/ml,流率 3~3.5 ml/s,劑量1.5~2.0 ml/kg),分別于對(duì)比劑注射后 25~30 s和 45~60 s進(jìn)行增強(qiáng)掃描。由2位中級(jí)職稱以上的影像診斷醫(yī)師進(jìn)行獨(dú)立盲法閱片,評(píng)估內(nèi)容包括:腫瘤大小,形態(tài)(圓形、橢圓形、分葉、不規(guī)則),邊界(清晰、不清晰),強(qiáng)化程度(輕度、中度、明顯),強(qiáng)化方式(均勻,不均勻)及是否有壞死、鈣化、心包膜侵犯、胸膜侵犯、大血管侵犯、心包腔積液、胸腔積液、縱隔淋巴結(jié)腫大(短徑≥10 mm)。
1.3 病理組織學(xué)分型 依據(jù)2015年WHO分型標(biāo)準(zhǔn),將 TETs分為6種亞型:A型、AB型、B1型、B2型、B3型、胸腺癌(C型)。根據(jù)不同亞型的生物學(xué)行為差異性,簡(jiǎn)化分型為低危組(A、AB、B1)、高危組(B2、B3)和胸腺癌3個(gè)亞型。
2.1 3組患者臨床資料及CT特征分析 共計(jì)納入178例胸腺上皮腫瘤患者,男97例(54.5%),女81例(45.5%);年齡 22~82(51.25±12.58)歲。低危組 91例(A 型 13例,AB型41例,B1型37例),高危組43例(B2型24例,B3型19例),胸腺癌44例。3組年齡、性別比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05)。178例患者中出現(xiàn)重癥肌無(wú)力43例(24.2%),3組重癥肌無(wú)力比例比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),且高危組高于胸腺癌組(P<0.05)。腫瘤大小在低危組、高危組、胸腺癌中逐漸增大,低危組腫瘤形態(tài)規(guī)則(圓形、橢圓形)比例高于高危組及胸腺癌組,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.01)。腫瘤邊界不清、有壞死、強(qiáng)化不均勻、心包膜侵犯、大血管侵犯、胸膜侵犯、心包腔積液、胸腔積液、腫大淋巴結(jié)在胸腺癌和高危組中比例均高于低危組(均P<0.01)。鈣化和強(qiáng)化程度在3組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05),見(jiàn)表1及圖1-6。
2.2 logistic回歸模型建立與驗(yàn)證 通過(guò)訓(xùn)練集數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素logistic回歸分析,篩選出高危胸腺瘤、胸腺癌組的影響因素,年齡、大小、形態(tài)、邊界、壞死、強(qiáng)化方式、心包膜侵犯、大血管侵犯、胸膜侵犯比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.05)。多因素logistic回歸分析顯示形態(tài)、邊界、心包膜侵犯為預(yù)測(cè)高危胸腺瘤、胸腺癌的獨(dú)立因素,見(jiàn)表2。
通過(guò)測(cè)試集數(shù)據(jù)驗(yàn)證logistic預(yù)測(cè)模型,ROC分析顯示,在訓(xùn)練集中的AUC、準(zhǔn)確性、特異度、靈敏度分別為 0.900、0.880、0.909、0.759,在測(cè)試集中的 AUC、準(zhǔn)確度、特異度、靈敏度分別為 0.889、0.852、0.840、0.793,見(jiàn)圖7。Hosmer-Lemeshow檢驗(yàn)顯示在訓(xùn)練集和驗(yàn)證集中均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(均P>0.05),表明擬合無(wú)偏差。校準(zhǔn)曲線在訓(xùn)練和驗(yàn)證集中顯示出良好的校準(zhǔn)性能,見(jiàn)圖8。另外DCA曲線顯示在訓(xùn)練集和驗(yàn)證集中均表現(xiàn)了很好的凈效益,見(jiàn)圖9。
表1 3組患者臨床資料及CT特征分析
圖1 63歲男性A型胸腺瘤(低危組)患者CT圖像(a:平掃前縱隔圓形腫塊,邊界清;b:增強(qiáng)掃描病變均勻、輕度強(qiáng)化,鄰近結(jié)構(gòu)無(wú)侵犯)
圖2 29歲女性AB型胸腺瘤(低危組)患者CT圖像(a:平掃前縱隔分葉狀腫塊,邊界清;b:增強(qiáng)掃描病變均勻、中度強(qiáng)化,鄰近結(jié)構(gòu)無(wú)侵犯)
圖3 26歲男性B1型胸腺瘤(低危組)伴重癥肌無(wú)力患者CT圖像(a:平掃前縱隔橢圓形腫塊,邊界清;b:增強(qiáng)掃描病變均勻、輕度強(qiáng)化,鄰近結(jié)構(gòu)無(wú)侵犯)
圖4 46歲男性B2型(胸腺瘤高危組)患者CT圖像(a:平掃前縱隔分葉狀腫塊,環(huán)形鈣化;b:增強(qiáng)掃描病變不均勻、中度強(qiáng)化,胸膜局部受侵)
圖5 73歲男性B3型胸腺瘤(高危組)患者CT圖像(a:平掃前縱隔分葉狀腫塊,斑點(diǎn)狀鈣化;b:增強(qiáng)掃描不均勻、明顯強(qiáng)化,胸膜受侵)
圖6 53歲男性胸腺癌患者CT圖像(a:平掃前縱隔不規(guī)則腫塊,邊界不清;b:增強(qiáng)掃描不均勻、輕度強(qiáng)化,胸膜、大血管、心包受侵,縱隔淋巴結(jié)腫大)
表2 預(yù)測(cè)高危胸腺瘤、胸腺癌的logistic回歸分析
圖7 logistic回歸模型預(yù)測(cè)胸腺癌、高危組的ROC曲線(a:訓(xùn)練組;b:測(cè)試組)
圖8 logistic回歸模型預(yù)測(cè)胸腺癌、高危組的校正曲線(a:訓(xùn)練組;b:測(cè)試組;虛線是理想模型所在的參考線,實(shí)線表示模型預(yù)測(cè)性能偏差的修正)
圖9 logistic回歸模型預(yù)測(cè)胸腺癌、高危組的決策曲線(a:訓(xùn)練組;b:測(cè)試組;D1代表沒(méi)有患者為胸腺癌、高危組的假設(shè)決策曲線;D2代表模型的決策曲線,虛線代表所有患者均為胸腺癌)
胸腺上皮腫瘤的病理組織學(xué)分型、臨床分期及完整手術(shù)切除是影響患者預(yù)后的獨(dú)立因素[6]。影像學(xué)檢查是TETs評(píng)估的重要方法[7-10],CT檢查可以直觀反映腫瘤的形態(tài)、輪廓,評(píng)估腫瘤內(nèi)部特征、鄰近組織侵犯情況及有無(wú)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移等,是TETs術(shù)前診斷和預(yù)后評(píng)估的主要方法[11-12],但不同組織學(xué)亞型的影像學(xué)特征存在較多重疊[13-14]。流行病學(xué)顯示大約15%~20%的胸腺瘤伴發(fā)重癥肌無(wú)力[15],本組患者中重癥肌無(wú)力43例(24.2%),且在高危組中比例較高,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,與文獻(xiàn)報(bào)道相符[16],可能與B型胸腺瘤更易伴發(fā)重癥肌無(wú)力有關(guān),A型胸腺瘤及胸腺癌很少伴發(fā)重癥肌無(wú)力。年齡、性別在不同組織亞型中的差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
本研究顯示,腫瘤大小在低危組、高危組和胸腺癌中逐步增大,3組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,與文獻(xiàn)報(bào)道一致[14,17],提示腫瘤大小與惡性程度相關(guān)。Moon等[18]研究亦顯示腫瘤大小與分期相關(guān)。張正平等[13]研究顯示高危組直徑明顯小于低危組及胸腺癌組,認(rèn)為可能與高危組更易出現(xiàn)重癥肌無(wú)力、更易早期發(fā)現(xiàn)病變有關(guān),但本組患者中亦發(fā)現(xiàn)高危組重癥肌無(wú)力比例較高。本研究顯示胸腺癌形態(tài)多不規(guī)則或分葉狀,低危胸腺瘤多呈圓形或橢圓形,而高危胸腺瘤形態(tài)可多樣化。邊界不清,包膜不完整,內(nèi)部壞死,鄰近結(jié)構(gòu)(心包、胸膜、大血管)受侵犯多見(jiàn)于胸腺癌及高危胸腺瘤,淋巴結(jié)腫大、胸腔積液、心包積液多見(jiàn)于胸腺癌,與文獻(xiàn)報(bào)道一致[14,17,19]。腫塊-肺界面(mass pulmonary interface,MPI)增厚呈尖角或鋸齒狀,腫塊-心臟大血管界面(mass cardiovascular interface,MCI)呈灌鑄式生長(zhǎng),是提示鄰近結(jié)構(gòu)受侵犯的可靠征象,但MPI、MCI呈緊貼關(guān)系時(shí),判斷是否受侵仍有較大挑戰(zhàn)。
鈣化在B型胸腺瘤中更易出現(xiàn)[20],本研究中B型胸腺瘤鈣化比例亦較高,但3組間無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。強(qiáng)化程度及方式在3組間的差異不完全一致。Hu等[19]報(bào)道顯示,強(qiáng)化程度及方式在鑒別胸腺上皮腫瘤組織亞型中有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。本組病例顯示,胸腺癌更易呈不均勻強(qiáng)化,3組間有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,強(qiáng)化程度無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,但在低危組中,明顯強(qiáng)化的比例高于胸腺癌,可能與A、AB型胸腺瘤血管結(jié)構(gòu)較其它類型豐富有關(guān)。
本研究顯示,基于增強(qiáng)CT特征建立高危胸腺瘤、胸腺癌的預(yù)測(cè)模型是可行的,形態(tài)、邊界、心包侵犯是其獨(dú)立預(yù)測(cè)因子,模型在訓(xùn)練集和測(cè)試集中均表現(xiàn)了良好的區(qū)分度和校準(zhǔn)度。有研究顯示利用放射組學(xué)特征建立胸腺瘤侵襲性及分型的預(yù)測(cè)模型[20-22],具有良好的準(zhǔn)確性。Yun等[4]利用臨床及病理分型對(duì)完全切除的腫瘤復(fù)發(fā)建立預(yù)測(cè)模型。本研究還有一定局限性,首先本研究是一個(gè)回顧性研究,存在選擇偏移,其次樣本量相對(duì)較少,不利于具體病理組織亞型的比較。最后本研究為單中心研究,可能并不適用于其他中心人群,需要在未來(lái)的工作中進(jìn)一步驗(yàn)證這個(gè)模型。
綜上所述,TETs組織學(xué)亞型與CT特征具有一定的相關(guān)性,基于CT特征建立的logistic回歸模型,能夠很好地預(yù)測(cè)高危胸腺瘤和胸腺癌,有助于術(shù)前TETs組織學(xué)亞型診斷、治療決策和預(yù)后評(píng)估。