肺癌是全球癌症相关死亡的首要原因,造成了沉重的疾病负担,降低肺癌死亡率的关键在于早期精准诊断。含囊腔肺癌(Lung Cancer with Cystic Airspaces, LCCA)是一类具有独特形态学特征的肺癌亚型,影像学表现为囊腔样含气区域伴实性成分和/或磨玻璃影。LCCA相对罕见,其发病机制尚未完全阐明,肿瘤异质性强且影像表现复杂,约占漏诊及延迟诊断肺癌病例的四分之一。随着肺癌筛查工作的广泛开展,LCCA的检出率呈上升趋势并受到越来越多的关注。然而,现有研究受限于样本量较小且多为回顾性设计,给LCCA的临床管理带来了显著挑战。本文系统阐述了LCCA的定义与潜在形成机制,全面总结了无创影像学在LCCA诊断、分型、浸润性预测、分期及预后评估中的临床价值,同时探讨了现有研究的局限性以及未来的研究方向与挑战。旨在为优化早期肺癌筛查路径、制定个体化干预策略提供理论依据,对降低肺癌相关死亡率具有重要的临床意义。
1 引言
肺癌是全球最常见的恶性肿瘤,也是癌症相关死亡的首要原因。早期肺癌患者预后良好,而晚期患者5年生存率仅为5%。近年来,含囊腔肺癌(LCCA)作为一种独特的肺癌形态亚型受到广泛关注,其在病理机制、影像学特征和预后方面均不同于传统的实性或磨玻璃结节型肺癌。流行病学数据显示,LCCA约占所有肺癌病例的1%–4%,男性发病率更高,主要病理类型为腺癌,占比约80%–88%。LCCA异质性显著,5年生存率相对较低,提示其可能具有独特的肿瘤微环境和演化模式,值得深入研究。
随着低剂量计算机断层扫描(Low-Dose Computed Tomography, LDCT)在肺癌筛查中的广泛应用,LCCA的检出率明显升高,但临床诊断仍面临巨大挑战。首先,LCCA的影像学特征常与肺大疱、肺囊肿、肺结核等良性病变重叠,放射科医师难以鉴别。在NELSON肺癌筛查试验中,LCCA约占假阴性癌症的22.7%,凸显了该亚型早期识别的困难。因此,提高放射科医师在高分辨率计算机断层扫描(High-Resolution Computed Tomography, HRCT)上识别早期小病灶的能力至关重要。其次,现行诊疗指南缺乏针对LCCA的标准化管理规范。由于其罕见性,大多数肺结节管理指南尚未纳入LCCA,截至目前仅美国放射学会(American College of Radiology, ACR)制定的2022版肺CT筛查报告和数据系统(Lung CT Screening Reporting and Data System, Lung-RADS)初步将囊性病变纳入管理建议。此外,LCCA典型的薄壁空腔特征限制了经皮肺活检等有创操作的应用,此类操作假阴性率高且气胸风险增加,因此无创影像学检查仍是LCCA术前评估的主要手段。
本文系统综述了LCCA影像学的最新进展,深入探讨了多种成像模态在定性诊断、病理分型、分期、预后及基因表达谱分析中的应用现状。区别于既往综述,本文的创新点在于:综合梳理了基于CT的分型系统与淋巴结转移、基因突变及预后等临床结局的直接关联;批判性评估了正电子发射断层显像/X线计算机体层成像(Positron Emission Tomography Computed Tomography, PET/CT)在LCCA中应用的争议,强调了其亚型依赖的代谢异质性;并对HRCT检出病变后用于病灶表征的新兴技术(影像组学、生境成像、新型示踪剂)进行了前瞻性展望,旨在为临床实践提供更全面的诊断与预后参考,改善LCCA的早期诊疗水平。
2 文献检索策略
本综述系统检索了2000年1月至2025年4月期间PubMed和万方数据库中与LCCA相关的文献。检索策略采用医学主题词与自由词相结合的方式,涵盖肺癌、囊腔、空腔及相关成像模态等关键词,最终共检索到1470篇文献。经过去重及排除非LCCA肺部疾病、其他器官疾病、非核心期刊中文文献后,最终纳入58篇相关文献,其中包括33篇原创性研究(均为回顾性研究)、10篇综述和15篇病例报告。研究人员采用纽卡斯尔-渥太华量表对33篇回顾性研究的方法学质量进行评价,结果显示多数研究质量为中等及以上,主要局限性在于回顾性设计和样本量偏小。
3 定义与机制
LCCA于1954年由Anderson等人首次报道,曾有多种命名,如薄壁空洞型肺癌、表现为薄壁囊肿的支气管癌以及与肺大疱性疾病相关的肺癌,近年来“LCCA”成为最广泛使用的术语。国际公认的定义为:发生于肺实质内、伴有空洞或囊肿的恶性肿瘤,薄层CT典型表现为含气腔隙伴壁结节或磨玻璃影。囊腔(Cystic Airspaces, CAs)形成的确切致癌机制尚不清楚,目前基于影像-病理对照提出了几种假说,主要集中在气道阻塞、组织坏死和肺结构重塑三个方面:一是气道或微血管阻塞,外周小肿瘤阻塞远端气道产生的“活瓣机制”,或肿瘤细胞产生的纤维化组织外压导致的“球阀现象”,以及细支气管微血管阻塞引起的缺血性扩张,导致气体滞留并最终形成囊腔;二是液化坏死,实性病变发生坏死液化后经支气管引流,空气进入形成囊腔;三是继发于肺泡结构薄弱,长期吸烟患者肺泡及终末细支气管破坏,通气与清除功能受损,促进致癌物蓄积进而参与囊腔形成。此外还可能与遗传、炎症等因素相关。多数研究支持外周小气道“活瓣机制”,但该机制无法解释发生在肺中央区的LCCA病例,提示可能存在中央气道起源或其他未知机制。总体而言,这些假说多基于回顾性数据,缺乏分子及病理层面的前瞻性直接证据。
4 CT特征与应用
4.1 CT特征
CT是LCCA诊断与鉴别诊断首选且最重要的成像方式。研究显示67.5%的LCCA位于肺外周带,无明显肺叶分布偏好。典型LCCA常表现出边缘不规则、毛刺征、血管集束征、胸膜凹陷征及分叶征等常见恶性征象,同时具有壁结节和内部分隔等特异性影像表现。内部分隔被认为是肿瘤细胞、支气管或血管形成的纤维结构,超过半数LCCA病例可见此征象。一项纳入341例患者的荟萃分析系统总结了LCCA的CT特征,最常见表现为囊壁不均匀(91.2%),其次为存在结节成分(64.0%)、单房囊肿(63.6%)、厚壁(37.4%)及边缘不规则(37.3%)。为准确评估LCCA,建议使用≤1.5 mm薄层CT及HRCT进行诊断和随访,并推荐多平面重组以更好显示肿瘤囊性与非囊性成分的关系。
LCCA的早期恶性征象常不典型,易误诊或漏诊,与肺大疱、肺囊肿或感染等良性病变相似。一项纳入129例囊性肺结节患者(恶性92例,良性37例)的回顾性研究显示,壁结节、毛刺征、囊壁形态不规则及多房囊肿是LCCA的独立预测因子,列线图模型的曲线下面积(Area Under the Curve, AUC)达0.874,预测效能良好。定期CT随访对鉴别囊性肺结节至关重要,恶性LCCA通常表现为囊肿增大或缩小伴壁结节形成、囊壁增厚或完全实变,而良性病变多保持稳定或变化极小。
2022版Lung-RADS首次定义了“不典型肺囊肿”:囊壁厚度≥2 mm,形态均匀或不对称,可为单房或多房,可含壁结节。囊腔成分平均直径增大的厚壁囊肿归为Lung-RADS 3类,建议6个月后行LDCT随访;厚壁囊肿和多房囊肿归为Lung-RADS 4A类,建议3个月后行LDCT,若实性成分≥8 mm可考虑PET/CT随访;若厚壁囊肿出现壁增厚或壁结节增多,或多房囊肿增大、内部分隔增多,或伴发邻近新发或增大的结节、磨玻璃影及实变,则升级为Lung-RADS 4B类,建议进行诊断性评估(如活检)。薄壁囊肿和无恶性特征的多发肺囊肿未在指南中单独分类。需注意,囊壁结节性增厚的囊肿与含壁结节的薄壁囊肿在影像上有时难以区分,此时建议归为更高类别(如4B类)。鉴于不典型肺囊肿的恶性风险尚不明确,Lung-RADS未常规推荐4B类以上的风险分层,临床决策应结合动态影像变化和多学科讨论。
4.2 分型系统
为规范LCCA的诊疗并预测其生物学行为,近年基于CT形态特征和动态演变建立了多个分型系统。2006年Maki等人首次提出分型,后经Mascalchi等人于2015年完善:I型,结节或肿块从囊腔壁向外突出;II型,结节或肿块局限于囊腔内;III型,软组织密度沿囊腔壁延伸;IV型,软组织密度混杂于囊腔簇中。在此基础上,Shen等人基于Mascalchi框架提出了另一分型:I型为薄壁型,平均壁厚<2 mm;II型为厚壁型,平均壁厚2–4 mm;III型为壁结节型,含内生或外生结节;IV型为混合型,多个囊腔散布于软组织团块中。Jung等人基于序列CT扫描提出了亚实性LCCA的逐步进展模型:I期,非实性结节内出现囊腔;II期,囊腔增大;III期,囊腔边缘出现实性成分;IV期,囊壁开始增厚,囊肿缩小,实性成分逐渐包绕囊腔。Zhu等人在Jung分型基础上提出了改良分型,在预测病理浸润性方面更具临床价值:I型,纯磨玻璃影伴囊腔<6.5 mm;II型,纯磨玻璃影伴囊腔≥6.5 mm;III型,囊腔伴部分实性结节;IV型,囊腔伴实性结节。
目前多数研究采用基于囊壁厚度和结节特征的Shen分型,因其直观实用而被广泛应用:Shen I型和II型(壁厚≤4 mm)可考虑CT监测,III型和IV型无论结节大小均需临床会诊。Jung分型通过序列CT评估形态学动态变化,能更全面反映肿瘤生物学行为。Shen分型的操作性、Jung分型的动态敏感性以及Zhu分型的风险预测能力,共同构成了未来LCCA临床管理的重要基础。
4.3 浸润性评估
组织学研究显示,LCCA绝大多数为腺癌(80%–88%),称为含囊腔肺腺癌(Lung Adenocarcinoma associated with Cystic Airspaces, LACA)。确诊时超过90%的LACA为浸润性腺癌,其5年生存率显著低于微浸润腺癌或前驱病变。因此,术前准确识别LACA的浸润性对选择治疗策略和预测预后至关重要。
一项纳入541例病理确诊肺腺癌(87例LACA,454例非LACA)的回顾性分析显示,囊腔的存在本身是浸润性腺癌的独立预测因子(比值比=3.220),且多发囊腔LACA的浸润性腺癌发生率高于单囊腔者(72.2% vs. 47.1%)。另一项针对176例直径≤3 cm LACA的HRCT分析表明,壁成分的密度与肿瘤浸润性正相关,囊内分隔、囊腔直径、壁厚度及薄壁结构比例是重要的影像预测因子。对252例LACA患者共265个病灶的分析发现,独立危险因素包括多发囊腔(比值比=5.599)、囊腔形态不规则(比值比=3.236)、肿瘤更大尺寸[(23.9±10.3) mm vs. (11.8±4.6) mm,比值比=1.281]及更高的CT衰减值[(−127.1±246.7) HU vs. (−557.3±192.1) HU,比值比=1.007],预测模型的AUC达0.964,效能优异。此外,LCCA分型系统也具有浸润性预测价值,Zhu等人的研究证实Shen和Zhu分型中的III型和IV型均与浸润性LACA显著相关。综上,对于囊性结节,若存在多发囊腔、形态不规则及CT衰减值≥−127 HU,应高度怀疑浸润性腺癌,需尽早干预而非观察。
4.4 生长模式预测
作为主要病理亚型,LACA的生长模式包括贴壁型、腺泡型、乳头状、微乳头状和实体型,根据主导生长模式及其比例可分为高、中、低分化三个等级。不同影像分型与LACA生长模式或分化类型存在相关性。Jung等人报道II期LACA以贴壁型为主(59.5%),III期和IV期主要为腺泡型(分别为37.5%和30.2%);随着LACA从II期进展至IV期,贴壁型比例下降(59.5%降至11.8%),实体型和微乳头型比例上升(0%升至15.0%和1.3%升至18.6%)。Shen分型中,I型和II型LACA的高分化与中低分化肿瘤比例相等(各50%),而III型和IV型以中低分化为主,III型的中低分化比例最高(85.0%)。多因素分析显示,III型、囊壁部分或完全实性成分及囊腔内表面不规则是中低分化LACA的独立预测因子,该结果与Ma等人的研究一致。
4.5 淋巴结与远处转移
淋巴结受累和远处转移是肿瘤分期和治疗决策的关键,但目前尚无系统研究利用CT术前预测LCCA的淋巴结或远处转移,仅能从少量小规模描述性研究中获得初步线索。Xue等人报道18例薄壁LCCA(壁厚1–4 mm,推测对应Shen I–II型)中,16例无淋巴结及远处转移,2例发生肺转移。Farooqi等人报道26例Shen III型LCCA中,5例(19.2%)发生淋巴结转移(N1 2例,N2 3例),无远处转移。Ma等人纳入352例LCCA的研究显示,总体淋巴结转移率为28.4%,Shen I型无淋巴结受累,II型N1和N2转移率均为14.7%,III型N1为13.8%、N2为15.8%,IV型N1为13.3%、N2为17.3%。Jung等人也发现LACA的N分期随进展而升高:II期无淋巴结转移,III期N1为3%、N2为6.1%,IV期N1为11.8%、N2为29.4%。
上述研究表明LCCA分型系统与肿瘤分期存在潜在关联。Shen III型和IV型以及Jung分型的后期阶段淋巴结转移率更高,提示随着壁结节出现和囊壁增厚,淋巴结受累及更高肿瘤分期的可能性增加。但现有研究受限于样本量小、影像分型不一致及入组病例大小差异,仍需进一步研究验证这些关联。
4.6 基因突变状态
利用无创影像学术前识别LCCA的基因突变,有助于筛选靶向治疗获益人群并优化个体化治疗策略。一项荟萃分析显示LCCA最常见的基因突变是表皮生长因子受体(Epidermal Growth Factor Receptor, EGFR)(37.7%)和鼠类肉瘤病毒癌基因(Kirsten Rat Sarcoma Viral Oncogene, KRAS)(17.2%),与Zheng等人的结果一致。Ma等人发现不同Shen亚型EGFR突变率存在差异,III型最高(68.4%),依次为IV型(57.3%)、II型(48.6%)和I型(37.5%);而其他研究未发现LCCA亚型间EGFR突变率的显著差异。Jung等人报道LACA患者中肿瘤蛋白p53(Tumor Protein p53, p53)突变率达36.7%,且突变率与分期正相关:II期10%、III期42.4%、IV期41.2%,p53突变被认为是不良预后因素。目前关于LCCA基因突变谱的研究结果尚不一致,虽然不同影像分型可能与特定基因改变相关,但仍需进一步阐明这些关联。
4.7 预后评估
目前关于LCCA患者预后特征的研究仍然有限。研究显示Shen I型LCCA的无进展生存期(Progression-Free Survival, PFS)最长,III型最短,I至IV型的3年无复发生存率(Recurrence-Free Survival, RFS)分别为100%、84%、77%和83%。Ma等人进一步验证了Shen分型的预后价值:I型LACA总生存期(Overall Survival, OS)最好,II型预后最差,I至IV型的5年OS率分别为100%、49.4%、74.6%和70.4%;多因素分析确定年龄、II型、壁厚度及实性壁成分是LACA患者OS的独立预后因素。Watanabe等人也报道II型术后复发率和远处转移率高于I型。Jung等人证实LCCA的影像进展期与预后强相关:分期越晚,结局越差,复发风险越高;II至IV期LACA的5年RFS率分别为100%、56%和16%,5年OS率分别为100%、70%和48%,且实性囊壁越厚,复发率越高。这些研究初步证实了LCCA的CT影像特征与患者预后的关联,但由于回顾性设计和样本量限制,仍需大规模多中心前瞻性队列研究进一步验证。
5 其他影像学特征与应用
PET/CT整合了功能代谢数据与解剖结构,最常用的示踪剂是氟-18脱氧葡萄糖(18 F-Fluorodeoxyglucose, 18 F-FDG),其摄取随瓦博格效应增强而增加,已广泛应用于肺癌的诊断、分期、疗效评估和预后预测。目前PET/CT在LCCA中的研究极少,多为病例报告,SUVmax值跨度极大(从无摄取至高至14.5),异质性显著。有研究认为18 F-FDG PET/CT在LCCA中的应用价值有限,原因可能包括:囊腔存在导致FDG摄取降低,尤其是薄壁或主要为磨玻璃成分的LCCA;FDG并非肿瘤特异性示踪剂,空洞性结核等炎性病变也可出现高摄取,造成假阳性,难以鉴别。
尽管如此,部分研究提示PET/CT可能在预测LCCA浸润性及评估分期和预后中具有价值。研究显示在以磨玻璃成分为主的肺腺癌中,微浸润腺癌的平均SUVmax显著低于浸润性腺癌,由于大多数LCCA为腺癌且常含磨玻璃成分,提示较高的SUVmax可能意味着更强的侵袭性和更差的预后。在分期评估方面,PET/CT检测淋巴结和远处转移的准确度优于单纯CT,在晚期患者诊断中发挥重要作用。
总之,PET/CT在LCCA中的诊断价值仍存在争议,相关研究很少涉及病理亚型、浸润性、分期或预后的评估。但现有文献表明,FDG代谢活性在不同LCCA影像分型和疾病分期中可能存在显著差异,例如部分研究显示Shen II型和III型多表现为中高FDG摄取,而Mascalchi分型中的I型和II型摄取极少或无摄取。未来需要进一步明确SUVmax、病灶糖酵解总量(Total Lesion Glycolysis, TLG)和代谢肿瘤体积(Metabolic Tumor Volume, MTV)等FDG代谢参数与LCCA恶性程度及浸润性的定量关联和临床意义。
6 挑战与未来展望
尽管LCCA的影像诊断与评估已取得显著进展,但仍面临诸多挑战。首先,现有的多种LCCA影像分型各有优势,但缺乏统一标准,导致研究结果一致性差,限制了临床观察者间的一致性,且与分子和预后关联的研究多局限于小规模单中心队列,缺乏基于分型的精准风险分层体系。亟需开展多中心合作,建立更简洁全面的分型系统,兼顾静态特征与动态进展,同时探索基于无监督聚类方法的影像表型分析,实现更客观、数据驱动的自动分型。其次,传统成像方法存在固有局限。单次CT常难以可靠区分LCCA与良性病变,重复扫描会增加良性囊性病变患者的不必要辐射暴露,且不同医疗机构CT层厚差异也阻碍早期检出。此外,CT测量病灶大小也存在争议:包含囊腔部分可能高估临床分期,而仅关注实性或磨玻璃成分可能忽略肿瘤发生与影像特征的关联。需加强放射科医师在日常HRCT中识别早期LCCA的培训,以改善早期诊断。关于18 F-FDG PET/CT,其对薄壁或小结节型LCCA的灵敏度往往不足,因代谢活性低;而对于高摄取亚型(如厚壁或壁结节型),又难以与同样可呈高摄取的炎性、感染性或肉芽肿性疾病鉴别。LCCA中FDG摄取的诊断阈值和预后价值尚未明确,限制了其在精准评估中的作用。不过,PET/CT在评估肿瘤代谢和生物学行为方面仍有潜力,可借鉴纯磨玻璃结节的管理策略。值得注意的是,有研究发现囊壁边缘纤维化改变随影像分期进展而增加,提示成纤维细胞激活蛋白抑制剂(Fibroblast Activation Protein Inhibitor, FAPI)等新型示踪剂可能克服传统FDG成像的局限,为LCCA的早期精准诊断提供新途径,值得深入探索。同时,影像技术与多模态融合的创新为LCCA诊疗带来新机遇。磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging, MRI)具有良好的软组织分辨率和多功能成像能力,扩散加权成像(Diffusion-Weighted Imaging, DWI)和动态对比增强MRI(Dynamic Contrast-Enhanced MRI, DCE-MRI)在理论上有助于表征肿瘤生物学行为并指导个体化治疗。影像组学可从CT图像中高通量提取形态学和纹理特征,整合成反映肿瘤生物学的影像组学表型,更准确地预测LCCA的诊断、预后和治疗反应。此外,LCCA复杂的肿瘤微环境涉及炎症、坏死和纤维化,适合进行生境成像分析,通过识别与特定影像组学表型相关的空间异质性生境,有望揭示LCCA浸润和进展的分子机制,完善预后预测框架。
为提高临床适用性,本文提出分步诊断路径:以HRCT为一线工具;对不确定病变行序列CT随访;必要时辅以PET/CT。影像组学、生境成像和新型示踪剂等新兴技术仍处 于 研 究 阶 段
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