目的1.用图像分析方法定量分析早期肺腺癌组织病理结构特点,并探讨有关图像分析参数在早期肺腺癌的病理分型及临床T分期中的应用价值。2.探讨早期肺腺癌的PET/CT最大标准化摄取值(SUVmax)与其图像分析参数的相关性及临床病理学特征的关系。3.探讨早期肺腺癌EGFR基因突变及与图像分析参数的相关性及临床病理学特征的关系。实验方法:1.收集南方医院病理科经手术标本切除并确诊的直径≤3cm的早期肺腺癌患者94例,常规石蜡包埋、制片并HE染色,将纳入标准的94例患者的病例参照2015年WHO肺腺癌的新分类标准重新分类并记录,分为原位腺癌、微小浸润性腺癌、附壁生长型腺癌。参照国际肺癌研究协会第八版肺癌TNM分期标准并重新分期记录,将直径≤3cm的早期肺腺癌的T分期分为Tis:原位腺癌;T1a(mi):微小浸润性腺癌;T1a:肿瘤最大径≤1cm;T1b:1cm<肿瘤最大径≤2cm;T1c:2cm<肿瘤最大径≤3cm。每例在20倍显微镜视野下拍摄10个相对完整腺体,在40倍高倍镜视野下拍摄相应腺体内100-150个细胞,用Image-Pro Plus图像分析软件对图像进行测试并计算,选用的图像分析参数为:腺体内癌细胞广义线参照数密度、腺体内细胞核仁出现率、腺体细胞贴核率、腺体间距最大值、腺体间距最小值及细胞核形态参数(核长轴、核短轴、核面积、核周长、核圆度、核规化形状因子)。2.在南方医院病理科经手术标本切除并确诊的直径≤3cm的早期肺腺癌94例标本中,57例术前行PET/CT检查的早期肺腺癌患者影像学资料,分析SUVmax与腺体内癌细胞广义线参照数密度、腺体内细胞核仁出现率、腺体细胞贴核率、腺体间距最大值、腺体间距最小值及细胞核长轴、细胞核短轴、细胞核周长、细胞核面积、细胞核圆度、细胞核规化形状因子的相关性,并分析SUVmax在早期肺腺癌病理分型及临床T分期中的应用价值。3.在南方医院病理科经手术标本切除并确诊的直径≤3cm的早期肺腺癌94例标本中,分析51例术后行EGFR基因检测患者病例资料,分析EGFR基因突变与腺体内癌细胞广义线参照数密度、腺体内细胞核仁出现率、腺体细胞贴核率、腺体间距最大值、腺体间距最小值及细胞核长轴、细胞核短轴、细胞核周长、细胞核面积、细胞核圆度、细胞核规化形状因子的相关性,并分析EGFR基因突变在早期肺腺癌各病理亚型中的应用价值。结果:一、图像分析参数在早期肺腺癌不同病理分型及临床T分期的测试结果(一)早期肺腺癌图像分析参数在不同病理分型中的应用分析结果:腺体内癌细胞广义线参照数密度、腺体内细胞核仁出现率、腺体细胞贴核率、腺体间距最大值、核面积、核长轴、核短轴、核周长在原位腺癌、微小浸润性腺癌、附壁生长型腺癌中差异均有显著性,细胞核圆度、细胞核规划形状因子、腺体间距最小值在原位腺癌、微小浸润性腺癌、附壁生长型腺癌中差异无显著性,各参数分析结果如下:1.腺体内癌细胞广义线参照数密度、腺体细胞贴核率:附壁生长型腺癌>微小浸润性腺癌>原位腺癌,癌细胞数量变化及细胞贴核现象有以下特点:(1)原位腺癌、微小浸润性腺癌、附壁生长型腺癌腺体中癌细胞数量的广义线参照数密度呈现连续递增的趋势,原位腺癌最稀疏,附壁生长型腺癌最密集,微小浸润性腺癌约为原位腺癌的1.4倍,附壁生长型腺癌约为微小浸润性腺癌的1.2倍;(2)原位腺癌、微小浸润性腺癌、附壁生长型腺癌腺体中腺体细胞贴核率呈现连续递增的趋势,原位腺癌最低,附壁生长型腺癌最高,细胞贴核率微小浸润性腺癌约为原位腺癌的2.0倍,附壁生长型腺癌约为微小浸润性腺癌的1.6倍。因此,当腺体内癌细胞广义线参照数密度增大并同时伴有较多癌细胞贴核现象存在时,这样的腺体多为浸润性癌性腺体的特征。2.腺体内细胞核仁出现率:附壁生长型腺癌>微小浸润性腺癌、附壁生长型腺癌>原位腺癌,腺体内细胞核仁数量变化的特点:(1)附壁生长型腺癌腺体内细胞核仁出现率大于微小浸润性腺癌,附壁生长型腺癌是微小浸润性腺癌的1.43倍,附壁生长型腺癌中蛋白质合成最活跃;(2)原位腺癌与微小浸润性腺癌腺体内细胞核仁出现率差异并无显著性。3.腺体间距最小值与腺体间距最大值:腺体间距最小值各病理亚型差异无显著性;腺体间距最大值:原位腺癌、微小浸润性腺癌均大于附壁生长型腺癌,定量分析结果显示:原位腺癌、微小浸润性腺癌腺体间间质宽度大于附壁生长型腺癌,腺体较稀疏,原位腺癌与微小浸润性腺癌,腺体间间质宽度大小差异无显著性,其间质结构相近。4.细胞核形态参数:细胞核长轴、短轴、周长、面积均为:微小浸润性腺癌>原位腺癌,附壁生长型腺癌>原位腺癌,原位腺癌的细胞核长轴、短轴、周长、面积最小;微小浸润性腺癌与附壁生长型腺癌癌细胞的细胞核长轴、短轴、周长、面积大小差异无显著性。细胞核圆度、细胞核规化形状因子在早期肺腺癌各病理亚型中差异无显著性,不同病理亚型的癌细胞细胞核规化形状因子均为0.96,细胞核圆度范围在1.10～1.17间,都比较接近1,原位腺癌、微小浸润性腺癌、附壁生长型腺癌癌细胞间细胞核形状较为规整,比较接近圆或椭圆,细胞核之间异型性不明显。(二)早期肺腺癌图像分析参数在不同临床T分期中的应用分析结果:腺体内癌细胞广义线参照数密度、腺体内细胞核仁出现率、腺体细胞贴核率、腺体间距最大值、核面积、核长轴、核短轴、核周长在Tis期、T1a期、T1b期、T1c期中差异均有显著性,细胞核圆度、细胞核规划形状因子、腺体间距最小值在Tis期、T1a期、T1b期、T1c期中差异无显著性,各参数分析结果如下:1.腺体内癌细胞广义线参照数密度:Tis<T1a<T1b、Tis<T1c;腺体细胞贴核率:Tis<T1a<T1b、Tis<T1c、T1a<T1c,不同临床T分期中癌细胞数量变化及细胞贴核变化有以下特点:(1)Tis期与T1a期、T1a期T1b期腺体内癌细胞数量的广义线参照数密度逐渐增大,且T1a期是Tis期的1.4倍,T1a期是T1b期1.2倍;(2)Tis期与T1a期、T1a期T1b期腺体细胞贴核率逐渐增大,且T1a期是Tis期的2.1倍,T1a期是T1b期1.5倍;(3)在T1b期与T1c期间,肿瘤直径增大1cm,其腺体内癌细胞广义线参照数密度、腺体细胞贴核率并没有差异性的变化。2.腺体内细胞核仁出现率:Tis<T1c、T1a<T1c、T1b<T1c,T1c期的腺体内细胞核仁出现率最高,Tis期是T1c期的2.4倍,T1a期是T1c期的2.1倍,T1b期是T1c期的1.7倍。3.腺体间距最小值和腺体间距最大值:腺体间质最小值在Tis期、T1a期、T1b期、T1c期中差异无显著性,腺体间距最大值在Tis期、T1a期、T1b期、T1c期中差异有显著性,Tis期腺体间距最大值最大,腺体间质宽度最大,腺体较稀疏。4.细胞核形态参数:细胞核长轴、细胞核短轴、细胞核周长、细胞核面积在Tis期、T1a期、T1b期、T1c期中差异均有显著性,细胞核长轴、短轴、周长、面积变化有以下特点:(1)T1c期的细胞核长轴、短轴、周长、面积最大,Tis期细胞核长轴、短轴、周长、面积最小;(2)T1a、T1b、T1c间细胞核长轴、短轴、周长、面积变化无明显规律性。细胞核圆度、细胞核规化形状因子在临床T分期中差异无显著性,不同临床T分期的细胞核规化形状因子为0.96,圆度范围为1.10～1.20,都比较接近1,Tis期、T1a期、T1b期、T1c期肺腺癌癌细胞细胞核形状较为规整,比较接近圆或椭圆,细胞核之间异型性不明显。二、早期肺腺癌图像分析参数与SUVmax相关性探讨结果及SUVmax在病理分型和临床T分期中的应用分析结果(一)腺体内细胞核仁出现率、腺体细胞贴核率、细胞核长轴、细胞核短轴、细胞核面积、细胞核周长与SUVmax正相关;腺体间距最大值与SUVmax负性相关,腺体内癌细胞数量广义线参照数密度、腺体间距最小值、细胞核的圆度、细胞核规化形状因子与SUVmax大小无相关性。(二)早期肺腺癌各病理亚型中SUVmax值:原位腺癌与微小浸润性腺癌间的SUVmax差异无显著性,原位腺癌与附壁生长型腺癌、微小浸润性腺癌与附壁生长型腺癌间的SUVmax差异有显著性。SUVmax在早期肺腺癌中的分布特点:1.SUVmax值附壁生长型腺癌最大,附壁生长型腺癌大于微小浸润性腺癌,附壁生长型腺癌大于原位腺癌,范围在1.25～15.93之间,均值为6.25,且SUVmax附壁生长型腺癌为微小浸润性腺癌的4.2倍;为原位腺癌的5.8倍;2.微小浸润性腺癌均值为1.48,原位腺癌均值为1.06,但两者SUVmax值差异无显著性。(三)早期肺腺癌不同临床T分期中SUVmax值:Tis期与T1b期、Tis期与T1c期、T1a期与T1c期、T1b期与T1c期间的SUVmax差异均有显著性,Tis期与T1a期、T1a期与T1b期间的SUVmax差异无显著性,SUVmax值T1c>T1b>Tis,T1c>T1a。SUVmax在不同临床T分期中的分布特点:1.SUVmax值T1c期最大,均值为7.52,T1c期大于期T1b期,T1c期是T1b的1.9倍,T1b期均值为4.06;2.SUVmax值Tis期最小,均值为1.06,T1a期均值为2.27,且Tis期与T1a期差异无显著性。三、早期肺腺癌图像分析参数及其病理学亚型和PET/CT SUVmax与EGFR突变的相关性分析结果(一)腺体内癌细胞广义线参照数密度、腺体内细胞核仁出现率、腺体细胞贴核率、腺体间距最大值、腺体间距最小值、细胞核形态参数(核面积、核长轴、核短轴、核周长、核圆度、核规化形状因子)与EGFR基因突变均无相关性。(二)性别与EGFR基因突变正相关,吸烟与EGFR基因突变负相关。肿瘤发生部位、肿瘤直径、病理亚型、SUVmax与EGFR基因突变无相关性。(三)原位腺癌EGFR基因突变频率高于附壁生长型腺癌。结论:1.早期肺腺癌各病理分型中,腺体中癌细胞广义线参照数密度、腺体细胞贴核率、腺体内细胞核仁出现率、腺体间距最大值、细胞核长轴、短轴、周长和面积在早期肺腺癌的定量分析中有应用价值,可以作为早期肺腺癌鉴别诊断的定量参数。2.早期肺腺癌不同临床T分期中,腺体内癌细胞广义线参照数密度、腺体细胞贴核率、腺体内核仁出现率可以作为一种重要的特征描述参数。3.早期肺腺癌各病理亚型和临床T分期中腺体内癌细胞核的形状较为规整,接近圆或椭圆,细胞核之间差异性不明显。4.癌性腺体内细胞核仁出现率、细胞核短轴和细胞核周长与SUVmax存在中等程度正相关关系;腺体细胞贴核率、细胞核长轴、面积与SUVmax存在弱的正相关关系;腺体间距最大值与SUVmax存在弱的负相关关系;腺体内癌细胞数量广义线参照数密度、腺体间距最小值、细胞核的圆度、细胞核规化形状因子与SUVmax大小无相关性。这些结果有助于加深对不同程度大小SUVmax值下其组织细胞形态及组织结构的认识,对磨玻璃结节的性质作出进一步的分析和判断。5.PET/CTSUVmax值对附壁生长型腺癌的诊断有重要的价值,对原位腺癌与微小浸润性腺癌的诊断与鉴别诊断困难。6.PET/CTSUVmax值对T1b期、T1c期早期肺腺癌的诊断及鉴别诊断有重要的价值;对Tis期、T1a期的诊断及鉴别诊断困难。7.早期肺腺癌中,腺体内细胞核的大小、细胞核数量密度、细胞核形状、细胞核仁数量、细胞贴核现象、间质宽度与EGFR基因突变并无相关性,与EGFR基因突变为相互独立的指标。8.女性、不吸烟的早期肺腺癌患者更容易发生EGFR基因突变,女性、吸烟与EGFR基因突变这两个因素是相互独立的影响因素还是混杂性因素,尚需进一步探讨。9.原位腺癌EGFR基因突变频率高于附壁生长型腺癌,我们推测附壁生长型腺癌很有可能不是由原位腺癌、微小浸润性腺癌进展演变而来。