食管鱗狀細胞癌O6-甲基鳥嘌呤-DNA 甲基轉移酶表達與CT 影像及病理特征的相關性

張海龍，鄭歡歡，周科峰

南京大學醫學院附屬鼓樓醫院醫學影像科，江蘇 南京210008

食管癌是一種常見上消化道惡性腫瘤，我國主要以食管鱗狀細胞癌（ESCC）為臨床好發病理類型［1-2］。近年來，我國ESCC的發病率居高不下，其腫瘤的發生和發展與多種DNA修復基因的改變及相應產物的表達密切相關［2-3］。O6-甲基鳥嘌呤-DNA甲基轉移酶（MGMT）是一種重要的DNA直接修復酶，可通過自身的半胱氨基酸殘基結合被轉移來的6-氧甲基鳥嘌呤分子，特異性修復DAN損傷。已有研究證實MGMT的異常表達與食管癌的發病機制［4］、轉移進展［5］及治療敏感性［3］密切相關。既往研究顯示，食管癌組織中MGMT啟動子甲基化顯著高于非惡性組織［5］，替莫唑胺靶向藥物可用于治療MGMT異常表達的食管癌患者且效果可觀［6］。盡早評估腫瘤MGMT的表達狀態對臨床診療顯得尤為重要。而目前對于治療前MGMT的評估，需依賴于內鏡下活檢腫瘤組織，這種檢測手段不僅有創，而且存在抽樣誤差，是臨床實踐中的一大難題。指南推薦螺旋CT掃描是評估食管癌的首選常規無創檢查，已有文獻表明術前高級別膠質瘤CT值可以預測MGMT異常表達狀態［7］，但對于ESCC的CT影像與MGMT表達關系的研究鮮有報道。本研究收集相關病例，嘗試分析比較不同MGMT表達狀態下，ESCC的CT影像與臨床病理特征的差異，旨在探討MGMT的表達水平與ESCC的CT影像及臨床病理特征之間的關系，為輔助臨床評估ESCC的發生發展及選擇敏感性的治療方案提供額外的方法及依據。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析本院2015年1月～2019年12月經手術切除病理證實為ESCC的病例，收集術前胸部CT影像及臨床病理資料。本回顧性研究已獲得南京大學醫學院附屬鼓樓醫院醫學倫理委員會批準。入組病例納入標準：手術切除病理證實為ESCC；術前行胸部CT平掃及增強檢查；MGMT免疫組化、病理總分期、TN分期及分化程度等病理學資料齊全。排除標準：術前接受放化療等輔助治療；術前CT影像學資料不完整；術前CT圖像上病灶因呼吸運動偽影等因素而無法清晰顯示。本次研究最終納入142例患者，其中男性112例，女性30例，年齡46～82歲（65±7.4歲)。

1.2 設備與掃描方法

入組患者術前采用16 排或64 排CT 掃描設備（Light Speed Pro 16, VCT, 聯 影uCT780 64，或Discovery HD 750, GE Healthcare, Milwaukee, WI,USA）行胸部平掃及增強CT掃描。CT掃描參數如下：管電壓120 kV，管電流250～350 mA，層厚5 mm，層間距5 mm，FOV 35～40 cm，矩陣512×512，旋轉時間0.7 s/圈，螺距1.375。增強掃描采用高壓注射器經肘前靜脈注射碘海醇80～120 mL，注射速率為3.0 mL/s。

1.3 免疫組化

MGMT表達采用免疫組化SP法進行檢測，若細胞核/質呈棕黃色顆粒，則MGMT表達為陽性。按照免疫組化染色所顯示的陽性細胞含量所占比例，進行染色結果判定：陽性細胞含量＜5%，（-）；5%～25%（+，1+）；26%～75%（++，2+）；＞75%（+++，3+）。其中將-/+（-/1+）定義為低表達組，++/+++（2+/3+）定義為高表達組。

圖1 ESCC的典型CT圖像及MGMT表達Fig.1 Representative CT images and MGMT expression of ESCC.

1.4 CT圖像分析

由本院2名放射科醫師基于醫學影像PACS工作站對入組病例的術前CT圖像進行評估，共同測量病灶平掃期和增強期CT值、軸位腫瘤最大厚度及軸位腫瘤垂直徑（軸位上與腫瘤最大厚度相垂直的徑長）。腫瘤CT值測量感興趣區（ROI）選取原則：選取軸位上顯示腫瘤的最大層面；測量腫瘤實性成分CT值，放置的圓形ROI應盡量避開腫瘤壞死及囊變部分；采用直線測量軸位腫瘤最大厚度及軸位腫瘤垂直徑；計算腫瘤平掃期及增強期CT值的變化（ΔCT=增強CT值-平掃CT值）。

1.5 統計方法

應用SPSS22.0統計學軟件處理數據，分類資料（臨床病理學特征）采用χ2檢驗或Fisher精確檢驗。對CT影像參數（增強CT值、平掃CT值、ΔCT、軸位腫瘤最大厚度及軸位腫瘤垂直徑）進行正態分布檢驗。計量資料若符合正態分布以均數±標準差表示，采用獨立樣本t檢驗，比較不同MGMT表達狀態間CT影像參數值的差異；非正態分布則以中位數（四分位間距）表示，采用Mann-Whitney U檢驗。應用受試者工作曲線（ROC）評估各指標在預測MGMT不同表達狀態時的效能。采用Spearman分析CT影像及病理特征與MGMT表達間的相關性。ROC曲線分析采用MedCalc軟件。以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 CT影像特征及術后病理結果

ESCC的CT平掃通常表現為食管壁增厚或形成軟組織腫塊，相應水平管腔不同程度狹窄，可伴有上方食管管腔的擴張積液。增強掃描后病灶表現為輕中度強化。本次研究納入的142例ESCC術后病理檢測證實，112例MGMT陽性表達，陽性表達率為78.87%。病理總分期中I期（IA、IB）24例，Ⅱ期（ⅡA、ⅡB）67例，Ⅲ期（ⅢA、ⅢB、ⅢC）49例，Ⅳ期（ⅣA）2例。1例MGMT陽性表達的ESCC病例（圖1）。

2.2 MGMT不同表達狀態與臨床病理特征之間的關系

不同病理總分期的ESCC在MGMT低表達及高表達間差異有統計學意義（P=0.015，表1）。MGMT表達狀態與年齡、性別、腫瘤分化程度、T分期及N分期差異均無統計學意義（P＞0.05）。

表1 不同狀態下的MGMT表達與臨床病理特征的關系Tab.1 The relationship between different status of MGMT expression and clinicopathological characteristics[n(%)]

2.3 MGMT不同表達狀態與CT影像特征之間的關系

MGMT陰性表達組的腫瘤增強CT值以及ΔCT值低于MGMT陽性表達組（P≤0.001，表2）。且在MGMT低表達組中，ESCC的增強CT值、ΔCT值以及軸位腫瘤最大厚度均高于MGMT高表達組（P＜0.05）。MGMT的表達狀態與腫瘤軸位垂直徑無關（P＞0.05）。

2.4 CT影像參數對MGMT不同表達狀態的診斷效能

ROC曲線分析結果顯示，CT影像參數可以區分MGMT不同表達狀態，其中術前病灶的增強CT值和ΔCT值診斷價值最高，當增強CT值為70 Hu、ΔCT值為28 Hu 時，鑒別診斷MGMT 低表達與高表達的曲線下面積高達0.810、0.817，敏感度、特異性及準確性分別為85.00%、68.3%、75.37%和71.7%、78.0%、75.34%（表3、圖2）。

2.5 CT影像及臨床病理特征與MGMT表達的相關性

Spearman 分析結果顯示，術前ESCC 的增強CT值、ΔCT值以及軸位腫瘤最大厚度與MGMT表達均具有相關性（r=-0.444、-0.473、-0.224，P＜0.05）。術后腫瘤T分期及病理總分期與MGMT表達同樣具有相關性（r=-0.193，P=0.021；r=-0.253，P=0.002）。

表2 不同狀態下的MGMT表達與CT圖像特征的關系Tab.2 The relationship between different status of MGMT expression and CT image features

表3 CT成像對MGMT不同表達狀態的診斷價值Tab.3 Diagnostic efficacy of CT imaging in differentiating different status of MGMT expression

圖2 在高、低MGMT表達的診斷鑒別中的增強CT和△CT值ROC曲線Fig.2 ROC curves of enhanced CT and ΔCT value in the differential diagnosis of high and low MGMT expression.

3 討論

3.1 MGMT與食管癌的關系

MGMT是一種高效DNA修復蛋白，參與抵御烷化劑所導致的細胞損傷。MGMT異常表達可影響多種腫瘤的進展及預后，例如胸腺瘤［8］、膠質瘤［9］及乳腺癌［10］。不同MGMT的表達狀態在腫瘤特征及預后上存在差異［11］，盡早獲知MGMT的表達狀態，不僅可以幫助臨床選擇合適的治療方案，還有利于評估患者預后。ESCC是我國主要的食管癌病理類型，患者術前CT影像檢查對臨床診療具有重要意義［12］。既往研究表明食管癌組織中CD34和VEGF與CT強化程度有關［13］，術前高級別膠質瘤CT值可以預測MGMT異常表達狀態［7］，但食管癌MGMT表達與CT特征之間的關系少見報道。本研究主要探討不同MGMT表達下ESCC的CT影像以及病理特征的差異，結果提示ESCC的MGMT表達與CT影像及病理特征具有相關性，可在一定程度上幫助臨床評估ESCC的發生發展及選擇合適的治療方案提供補充依據。

3.2 MGMT與腫瘤CT影像特征的相關性

本研究發現，術前MGMT 陰性及低表達組中ESCC的增強CT值以及ΔCT顯著高于MGMT陽性及高表達組，并且與MGMT表達呈顯著負相關性。既往研究表明食管癌組織中CD34和VEGF與CT強化幅度呈正相關［13］，與本研究結果相反，這可能是由于CD34和VEGF可刺激血管生成，促進微血管通透，使CT增強程度增加；而MGMT是一種高效DNA修復蛋白，可以抵御細胞毒性損傷，當MGMT表達降低，其修復DNA損傷的效率也隨之降低，導致細胞損傷加劇。隨著癌細胞的增多，腫瘤實性成分也隨之增多、密度隨之增加，致使腫瘤的平掃CT值增大，強化程度增加，增強CT值增高。既往研究發現，術前高級別膠質瘤CT平掃衰減值可以預測MGMT異常表達狀態［7］，與本研究結果不同，可能是由于腫瘤本質不同且病例數少。有研究報道MGMT異常表達在食管癌早期階段即可出現［11］，本研究中ROC曲線分析表明，病灶增強CT值及ΔCT值在預測MGMT表達的診斷效能最佳，曲線下面積高達0.810及0.817，這也許能為術前預測MGMT在ESCC中存在異常表達提供依據。

本研究結果顯示腫瘤軸位最大厚度在MGMT低表達及高表達組中的差異存在統計學意義。近年來有研究發現ESCC軸位最大厚度與患者的治療效果和預后相關［14-15］。國內學者發現，在接受放化療的晚期ESCC中，腫瘤軸位最大厚度＜2 cm與≥2 cm患者之間的生存率差異存在統計學意義［15］。也有研究報道，放化療前病灶最大厚度小于1 cm組的患者總生存率顯著優于病灶最大厚度大于或等于1 cm 組的患者［14］。本研究中，MGMT低表達組中的軸位腫瘤最大厚度高于MGMT高表達組。MGMT低表達促進腫瘤細胞增殖，而腫瘤軸位最大厚度處，腫瘤細胞聚集相對較多，腫瘤數目增多，密度增高，與既往研究中最大厚度與患者療效及預后相關的結果相符合。

3.3 MGMT與腫瘤臨床病理特征的相關性

本研究中，MGMT表達與患者性別、年齡及腫瘤淋巴結狀態無關，與既往報道一致［16］。既往研究發現，MGMT表達狀態在ESCC、腺樣結構食管癌及小細胞癌存在顯著差異，表明MGMT表達可能與腫瘤的惡性程度相關［17］。研究報道，相較于早期食管癌（I期和II期），MGMT表達缺失更容易出現在晚期食管癌患者中（III期和IV期）［16］。本研究也發現ESCC的病理總分期及T分期與MGMT表達狀態呈負相關，與既往研究結果大致相仿。隨著腫瘤T分期及病理總分期升高，預示著腫瘤浸潤食管組織結構程度的加深，腫瘤的侵襲性增大，腫瘤的惡性程度加劇，結果顯示MGMT的表達顯著降低，提示MGMT陰性及低表達在ESCC進展過程中起重要作用，可能表明MGMT 異常表達可能成為評估ESCC預后的一種生物學指標。目前已有研究表明，MGMT異常表達與食管癌的發展及臨床預后密切相關［11］，在其他消化系統腫瘤中也同樣被證實其預后價值，如胃癌［18-19］、直腸癌［20-21］以及胰腺神經內分泌腫瘤［22］等。此外，有研究表明ESCC患者MGMT異常表達與腫瘤分化程度之間沒有相關性［23］，這與我們的研究結果相一致；但早期也有學者認為MGMT表達與食管腺癌的分化程度有關［24］。對比既往研究，主要區別在于我們納入的均是ESCC，結果顯示不同食管癌病理類型的MGMT表達與腫瘤分化程度的關系存在差異，為明確兩者之間的關聯，需在擴大樣本量的同時，還要嚴格區分不同食管癌病理類型，從而進一步研究驗證。

綜上所述，MGMT異常表達可能參與ESCC的發生與發展過程，術前CT圖像不僅能從形態學上觀察病灶大體情況，而且CT值可以定量分析MGMT在腫瘤中的表達狀態，尤其術前腫瘤增強CT值及增強前后差值可較好的預測MGMT的不同表達狀態，對評估ESCC的發展及選擇合適的治療方案具有一定臨床輔助價值。本研究仍存在一些不足：樣本量較小，且僅納入ESCC患者，在今后的研究中將進一步擴大樣本量且盡可能的加入其他病理類型的食管腫瘤，驗證研究結果的準確性；由于本文為回顧性研究，未將ESCC與正常食管粘膜MGMT表達情況進行分析比較，將在后續研究中完善。