Akciğer adenokanseri tanılı gen mutant  (EGFR, ALK, ROS1 GEN MUT) hastaların   mutasyonu olmayan hastalarla radyolojik olarak karşılaştırılması
CT features of mutated non-small lung carcinoma of the lung: Comparison with non-mutated non-small lung carcinoma
Yazar: AGAH BARAN
Danışman: PROF. DR. PINAR BALCI
Dokuz Eylül Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Radyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2019
Konu: Radyoloji ve Nükleer Tıp = Radiology and Nuclear Medicine
Dizin: Adenokarsinom = Adenocarcinoma ; Akciğer hastalıkları = Lung diseases ; Akciğer neoplazmları = Lung neoplasms ; Fenotip = Phenotype ; Gen ifadesi = Gene expression ; Karsinoma-küçük hücreli olmayan-akciğer = Carcinoma-non small cell-lung ; Mutasyon = Mutation ; Neoplazmlar = Neoplasms ; Retrospektif çalışmalar = Retrospective studies ; Tomografi-x ışınlı-bilgisayarlı = Tomography-x ray-computed

Özet:
GİRİŞ VE AMAÇ: Daha önceki yapılan çalışmalarda KHDAK hastalarında sıklıkla tek gen mutasyonu içeren durumlardaki BT bulguları değerlendirilmiş olup bu üç gen ekspresyonunu da içeren (EGFR, ALK, ROS1) çalışma sayısı azdır. 
Ayrıca ülkemizde bu üç gen mutasyonunun incelendiği ve belirttiğimiz düzeyde hasta sayısının yer aldığı çalışma yer almamaktadır. Biz de bu çalışmada, gen mutasyonu saptanan hastalar ile saptanmayan hastaların elde olunan Toraks BT tetkiklerini değerlendirerek, görüntü fenotipleri arasındaki farklılığı ortaya çıkarmayı amaçladık. 
GEREÇ-YÖNTEM: Çalışmaya 2013-2018 yıllarında histopatolojik verifikasyonu yapılmış akciğer adenokarsinomu tanısı alan 155 hasta alındı. 
Moleküler tiplendirmeye göre mutant (EGFR/ALK/ROS1 ekspresyonu pozitif) non-mutant (gen ekspresyonu yok) olarak iki gruba ayrıldı. 
Buna göre 77 adet gen mutasyonlu (EGFR, ALK, c-ROS 1), 78 adet mutasyon içermeyen akciğer adenokarsinomu tanısı almış hasta çalışmaya dahil edildi. 
Hastaların yaş, cinsiyet, sigara içme durumu, operasyon/biyopsi tipi bilgileri kaydedildi. 
Hastanemiz radyolojik görüntüleme arşivinde bulunan tedavi öncesi Toraks BT görüntülemeleri retrospektif olarak, moleküler tip konusunda bilgisi bulunmayan tek gözlemci tarafından incelendi.
Arşivimizde BT tetkiki bulunmayan hastalar, histolojik tanısı akciğer adenokarsinomu olmayan hastalar, aktif başka organ kanserleri bulunan hastalar, rezidüel ve/veya rekürren akciğer kanseri olan hastalar, patolojik konfirmasyonu yapılmayan değerlendirmeye alınmadı.
BT incelemesinde boyut, lezyon konturu, lezyon yerleşimi, buzlu cam, plevral efüzyon, lezyon iç yapısı (kavitasyon, santral nekroz, vasküler invazyon, kalsifikasyon), eşlik eden aynı veya farklı lobda nodül, amfizem, mediastinal lenf nodu, uzak metastaz değerlendirildir.
İstatiksel analizde çalışmadan elde edilen verilerin değerlendirilmesi ve tabloların oluşturulması amacıyla SPSS 15.0 (Statistical Package for Social Sciences) kullanıldı. 
Ölçümle elde edilen sürekli değişkenler (nicel değişkenler), ortalama ve standart sapma değerleri ile kategorik değişkenler (nitel değişkenler) ise frekans ve yüzde değerleri ile sunuldu.
Kategorik değişkenlerin değerlendirilmesinde Chi-Square testi ve gerekli olduğu durumlarda Fisher exact test kullanıldı. 
Nicel değişkenlerin istatistiksel değerlendirmesinde ilk olarak parametrik test koşullarının sağlanıp sağlanmadığı Kolmogorov-Smirnov ile araştırıldı. 
İki grubun karşılaştırılması amacıyla parametrik test koşullarının sağlandığı nicel değişkenler için Student's t testi, parametrik test koşullarının sağlanmadığı durumlarda ise Mann-Whitney U testi kullanıldı. 
Bütün istatistiksel analizlerde p <0,05 olması istatistiksel açıdan anlamlı kabul edildi.
BULGULAR: Çalışmaya dahil edilen, mutasyon analizi yapılmış olan 155 hastaya ait genel verilere göre olguların % 67.1 'i (n=104) erkek, % 32.9 'u (n=51) kadınlardan oluşmaktadır. 155 hastanın genel yaş ortalaması 63.4±0.8 (Yaş aralığı: 28-89) olarak saptandı. 
Hastaların tamamı histopatolojik olarak kanıtlanmış akciğer adenokarsinomu tanısını almaktaydı. 
Çalışma materyali birbirine yakın oranlarda biyopsi, rezeksiyon ve sitoloji materyali içermekteydi.
Değerlendirilen 155 hastanın % 61.9 'unun (n=96) sigara maruziyeti vardır. Gen mutasyonu bulunan akciğer adenokanserli grupta sigara maruziyeti % 51.9 (n=40), gen mutasyonu izlenmeyen akciğer adenokarsinomu hastalarında % 71.8 (n=56) olarak saptandı. Aralarındaki fark istatistiksel olarak anlamlı saptandı (p=0.011). 
Akciğer adenokarsinomu tanısı alan 54 kadın hastanın %74.5'inde (n=38), erkeklerin ise %37.5'inde (n=39) gen mutasyonu saptandı. Gen mutasyonu olanlarda kadın cinsiyet olma gen mutasyonu olmayanlara göre 4.87 kat fazladır. Buna göre iki cinsiyet gen mutasyonu açısından karşılaştırıldığında istatistiksel anlamlı farklılık saptandı (p <0.01).
Gen mutasyonu olan ve olmayan olgular aynı veya farklı lobda nodül varlığı, vasküler invazyon varlığı, santral nekroz varlığı, plevral effüzyon varlığı, uzak metastaz varlığı, tümör yerleşimi, kontur özellikleri açısından, mediastinal lenf nodu varlığı, kavitasyon, buzlu cam varlığına göre karşılaştırılmış ve gruplar arasında anlamlı fark olmadığı saptandı.  
Hastaların EGFR mutasyonu bulundurmasına göre değerlendirilmesi ; 
Gen mutasyonu (EGFR, ALK, c-Ros 1) bulunduran hastaların büyük bir çoğunluğu (%40, n=62) EGFR mutasyonu olarak saptandı ve bu sebeple tüm hasta popülasyonu EGFR mutant ve non- EGFR mutant olarak iki gruba ayrıldı. (Tablo 5)
Buna göre hastalar yalnızca EGFR gen mutasyonu varlığına göre incelendiğinde EGFR gen mutasyonu olan olguların yaşı 64.3±1.2 iken olmayan olguların yaş ortalaması 62.9±1.0'dır ve aralarında anlamlı fark yoktur (p=0.372).
İki grup tümör boyutu açısından değerlendirildiğinde gruplar arasında anlamlı fark saptanmadı.
EGFR gen mutasyonu olan olguların %50 'si kadın (n=31) iken, EGFR gen mutasyonu olmayan olguların %21.5 'i kadındır ve aralarındaki fark anlamlıdır (p<0.01)
EGFR gen mutasyonu olan olgularda sigara kullanım sıklığı %50 (n=31) iken, gen mutasyonu olmayan olgularda bu sıklık %69.9'a (n=65) yükselmektedir ve aralarındaki fark anlamlıdır (p=0.012).
Hastalar yalnızca EGFR gen mutasyonu varlığına göre incelendiğinde EGFR gen mutasyonu olan olguların %100 'nde (n=0), gen mutasyonu olmayan olguların ise %90.39 'nde (n=9) kalsifikasyon olmadığı saptanmıştır ve aralarındaki fark anlamlı bulunmuştur (p=0.012).
EGFR gen mutasyonu olan olguların %45.2 'sinde (n=28), olmayan olguların ise %61.3'nde (n=57) uzak metastaz vardır ve aralarındaki fark anlamlıdır (p=0.048). 
EGFR gen mutasyonu olan olguların %74.2'sinde (n=46), olmayan olguların ise %87.1 'nde (n=81) mediastinal lenf nodu vardır ve aralarındaki fark anlamlı olarak saptandı. (p=0.041). 
EGFR gen mutasyonu olan ve olmayan olgular aynı veya farklı lobda nodül varlığı, vasküler invazyon varlığı, santral nekroz varlığı, plevral effüzyon varlığı, kavitasyon varlığı ve buzlu cam varlığına göre karşılaştırılmış ve gruplar arasında anlamlı fark olmadığı saptanmıştır.
SONUÇ: Akciğer kanseri dünya genelinde kanser bağımlı ölümlerin en sık sebebidir. Son yıllarda moleküler metodlarla yapılan çalışmaların sonucu olarak kanser patogenezinde genetik değişimlerin bulunduğu bilinmektedir. Özellikle AK'larda EGFR mutasyonları, ALK ve ROS1 mutasyonlarını belirlemek, bu hastalarda hedefe yönelik tedavi için kritik önem taşımaktadır.
Akciğer adenokanserli hastalarda BT bazlı radiogenomics tümör fenotipini değerlendirerek yararlı bilgiler sağlayabilir.
Bizim çalışmamızda mutant grup (EGFR, ALK, ROS 1) ve non- mutant grup karşılaştırıldığında kadın cinsiyet ve sigara tüketimi açısından anlamlı farklılık saptandı. 
Ayrıca hasta popülasyonunu EGFR açısından gruplandırıp karşılaştırdığımızda uzak metastaz ve mediastinal lenf nodu metastazı açısından anlamlı farklılık saptandı.

Abstract:
Lung cancer is one of the leading causes of death worldwide. Adenocarcinoma is the most common histologic subtype of lung cancer. Over the past decade, molecular-targeted therapies have led to a research era on accurate analyses of biomolecular markers (EGFR, ALK and ROS 1) in a subset of lung adenocarcinomas. Epidemiologic studies show that nonsmoking status and female sex were described as predictors of EGFR mutation that enable efficient plans for earlier diagnosis and treatment. 
The new classification system of lung adenocarcinoma proposed by the International Association for the Study of Lung Cancer (IASLC)/American Thoracic Society (ATS)/European Respiratory Society (ERS) highlights the importance of radiological-pathological correlation studies to predict histopathological subtypes and patient prognosis
Many studies showed that EGFR-mutated adenocarcinoma tends to develop diffuse and random pulmonary metastases compared with the wild type (Non-mutated ) and also many have reported that non–small cell lung cancer (NSCLC) with ALK rearrangement was associated with CT scan characteristics of central tumor location, absence of pleural tail, and large pleural effusion. If CT imaging correlates of clinically relevant gene expression signatures, such as EGFR, ALK, and ROS1, were established in NSCLC, this could be cost-effective, help redefine existing staging and early treatment. 
In this retrospective study, our purpose was analyze to computed tomography (CT) features of non-small cell lung carcinoma on the basis of epidermal growth factor receptor gene (EGFR), Anaplastic lymphoma kinase gene (ALK) and c-ros oncogene 1 (ROS1) rearrangement mutation status.
Methods and Materials
This retrospective study was approved by our institutional review board (Dokuz Eylul University Hospital) and informed consent was waived
Patient Selection
Consecutive patients (median age 63.08 years, range 28–89 years, N = 155 [104 men and 51 women]) who had pathologically confirmed diagnoses of primary lung adenocarcinoma at Dokuz Eylul University Hospital between January 2013 and June 2018 were investigated retrospectively in this study.
Inclusion criteria determined as a pre-treatment chest CT study of a primary tumor at our institution, a cell type diagnosis of adenocarcinoma, and data on EGFR and/or ALK and/or ROS-1 rearrangement status. Exclusion criteria consisted of a CT performed at another institution.
Analysis of EGFR, ALK, ROS1 Status
All patients were evaluated for EGFR, ALK and ROS 1 mutation status using histologic or cytologic specimens by nucleic acid polymerase chain reaction and by fluorescence in situ hybridization (FISH).
CT image acquisition and interpretation
The CT images independently and blindly analyzed by one radiologist with 4 years' experience. Evaluation of CT images was done on a mediastinal window (M, 20–40; W, 300) and lung window (M, –500 to–700; W, 1500–2000) using Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM) images.
For each patient, age, sex, the presence of distant metastases, and smoking status (positive for current or former smoking for at least 10 years) were extracted from the medical records.
The CT findings were retrospectively analyzed for tumor size (as the three diameter of the tumour on axial and coronal images ) , presence or absence distant metastases, presence or absence surrounding ground-glass opacity, mediastinal lymph node (Any lymph node with a short-axis diameter ≥1 cm is considered to be abnormal ), vascular invasion ( which was determined on CT as thickening of the vascular bundle or to have close contiguity to vascular bundle ), presence or absence of calcification, presence or absence central necrosis, pleural indentation (presence or absence of pleural contact ), margins ( indicated as smooth or spiculated/irregular ) cavity ( presence of round or oval air density in the tumor with a relatively thick wall ), and presence or absence pleural effusion.

Statistical Analysis
Clinical and pathological findings including age, sex , smoking history, pathological findings, CT features were compared using the chi-square test, the unpaired t-test or Fisher's exact test, as appropriate. Also, the study population was expressed as medians (ranges) for nonparametric variables. To detect the abnormal distribution of database Kolmogorov-Smirnov test added to analyze.
A p-value <0.05 was considered significant. All statistical analyses were performed using the SPSS, version 15. 

RESULTS
Clinical Characteristics of the Study Population

The clinical characteristics of 155 patients included in the study are shown in Table 1. median age of study group was 63,4±0.8 years (range 28–89 years); 104 were men and 51 were women. Median ages of mutated group (EGFR, ALK and ROS1) and non-mutated group were 64.0±1.1 and 62.9±1.0 respetively with no significant difference (p=0.454). 

The percentage of smokers in 155 patients was 61.9 % (n=96). 51.9% in the mutated group and 71.8% in the non-mutated group.

Gene mutations ( EGFR, ALK,ROS 1 ) were significantly more frequent in women (74.5 %) than in men (37.5 %) (p<0.01) 

Our study shows; in mutated group ( EGFR, ALK, ROS 1 ) women and non-smokers were significantly higher compared within the non-mutated group. 

Imaging Features

Imaging features of the NSLC according to mutation status are shown in Table 2. Between mutated and non-mutated group, there were no significant differences in tumor size, vascular invasion, central necrosis, pleural effusion, distant metastasis, mediastinal lymph node, the presence of cavity and ground glass opacity.

The only difference was found in calcification which was significantly higher in non-mutated tumors (10.3 %, n=8) than in mutated tumors (1.3 %, n=1) (p=0.034).

According to EGFR Status

Testing for EGFR mutation was positive in 62 patients ( 40% ) who had a median age of 64.3±1.2 years and also ALK mutation was positive in 9 patients, ROS 1 was positive in 6 patients (3.9%). No significant differences were shown.

But the frequency of woman was significantly higher in EGFR mutated group than in non-EGFR mutated group. (50.0 % , n=31;  21.5% n= 24 respectively )(p<0.01,)
Overall, the frequency of smokers was significantly higher in the nonmutated group than in the EGFR mutated group. (p=0.012 )
Also, there were significant differences in distant metastasis and mediastinal lymph node metastasis between EGFR mutated group and non-EGFR mutated group. (p=0.048, p=0.041, respectively)
Among in 155 patients, within two groups (EGFR -mutated and Non-EGFR mutated ), there was no significant difference in  the vascular invasion, central necrosis, pleural effusion, presence of cavity and ground glass opacity. 

Conclusion

CT-based radiogenomic features of non-small lung carcinomas can give useful information regarding tumor phenotype.

Our study shows; in mutated group (EGFR, ALK, ROS 1) women and non-smokers were significantly higher compared within the non-mutated group. 

Also, there were significant differences in distant metastasis and mediastinal lymph node metastasis between EGFR mutated group and non-EGFR mutated group. (p=0.048, p=0.041, respectively)