影像组学特征对磨玻璃结节肺腺癌EGFR基因表达的预测研究

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目的:探讨表现为GGN肺腺癌影像组学特征与EGFR基因表达之间的关系,以期通过影像组学特征预测GGN肺腺癌的EGFR基因表达状态。方法:搜集2017年1月至2020年6月期间经手术确诊的442例表现为肺磨玻璃结节的肺腺癌患者,患者均拥有完整的临床、影像及基因检测结果,依据其EGFR突变状态分为EGFR突变型和EGFR野生型,并将所有病例以7:3的比例随机分为训练组(n=309)和验证组(n=133)。收集患者的临床影像特征,包括性别、年龄、吸烟史、病理分型、肿瘤最大直径、结节类型(pGGN或mGGN),其在EGFR突变型和EGFR野生型的差异采用卡方检验或Wilcox-on秩和检验,并用单因素Logistic回归分析及多因素Logistic回归分析确定独立危险因素,P<0.05具有统计学意义。每个患者均行肺CT薄层扫描,从每个患者的肺CT薄层图像中提取396个组学特征。使用最小绝对收缩和选择算子(LASSO)回归来选择特征并在训练组中生成组学标签。使用多因素Logistic回归分析来建立三种模型(影像组学模型、临床影像模型、影像组学诺模图)。三种模型均在训练组集中进行评估,并在验证组集中测试。最后,ROC曲线及曲线下面积(AUC)用来评价三种模型的预测效能,在训练组和验证组中采用决策曲线分析来评估影像组学诺模图的临床实用性。Delong检验用于比较三种模型之间预测效能是否具有显著差异。采用校正曲线来评价影像组学诺模图的校正效果,最后Hosmer-Lemeshow(H-L)检验用于分析风险率预测值和观测概率之间是否有显著差异。结果:本研究中,EGFR突变型263例(59.5%),EGFR野生型193例(40.5%),突变型以21号染色体和19号染色体基因突变多见,分别占46.1%和52.3%。21号染色体主要为L858R检测位点发生突变,19号染色体以19-del检测位点发生突变为主。经相关性分析表明EGFR突变型与EGFR野生型在性别、吸烟史、组织学亚型、结节类型(pGGN或mGGN)差异具有统计学意义(P<0.05),EGFR突变型在女性、有吸烟史、浸润性腺癌、mGGN中更常见,EGFR野生型在男性、无吸烟史、浸润前或微浸润腺癌、pGGN中更常见。经单因素回归分析表明,EGFR突变型与EGFR野生型在性别、吸烟史、组织学类型差异较大(P<0.05),多因素回归分析确定性别、组织学亚型、RS评分在EGFR突变型与EGFR野生型中差异最有意义,并确定女性、浸润性腺癌、RS评分为EGFR基因突变型的独立预测因子。利用logistic回归建立由影像组学特征组成的影像组学模型,在训练组及验证组中显示出中等的预测结果,AUC值分别为0.67(95%CI:0.60-0.73)、0.66(95%CI:0.56-0.76),结果优于临床模型,训练组及验证组AUC值分别为0.58(95%CI:0.52-0.64)、0.54(95%CI:0.45-0.63)。然后,将性别、组织亚型与影像组学特征相结合建立影像组学诺模图,结果并没有明显提高预测效能,训练组及验证组AUC值分别为0.69(95%CI:0.63-0.75)、0.64(95%CI:0.54-0.75)。结论:作为一种非侵入性方法,基于CT的影像组学特征与GGN肺腺癌的EGFR突变状态有关。影像组学特征可能成为潜在的替代生物标志物来预测肺腺癌的EGFR突变状态。
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