Association between Muscle Mass and the Risk of Incident Lung Cancer in Never-smokers

Abstract

Background: Lung cancer in never-smokers (LCINS) is an emerging global health concern since its prevalence and disease burden continuously increase within the poorly understood etiology. Body composition abnormalities are major preventable risk factors for various cancer. However, their role in incident LCINS diagnosis remains uninvestigated. Detectable body composition abnormalities might be important modifiable etiologic factors for LCINS. We aimed to evaluate the association of muscle mass, subcutaneous, and visceral adiposity with the risk of incident LCINS diagnosis. Methods: This cross-sectional case-control study used prospectively collected data derived from a readily approved ongoing LCINS cohort. Body compositions of 326 newly-diagnosed LCINS patients and 348 never-smoker controls were analyzed via deep-learning-based automated volumetric analysis of unenhanced torso computed tomography images. The cross-sectional area at the third lumbar vertebra and waist-level volume of muscle and fat were quantified, then normalized by height to generate skeletal muscle index, fat index, skeletal muscle volume index (SMVI), and fat volume index. Sarcopenia was defined as reduced skeletal muscle index (men, <55 cm2/m2; women, <39 cm2/m2). Odds ratios (ORs) of LCINS were estimated using sex-specific, mutually-adjusted generalized additive and linear logistic regression models. Age-matched sensitivity analysis was performed using univariable and multivariable conditional logistic regression models. Results: LCINS patients (n=326; 44[13.5%] men) were older (mean ± SD age, men, 65.2 ± 12.4 years vs 58.7 ± 9.9; women, 64.5 ± 9.9 vs 53.9 ± 10.3) and more often presented with sarcopenia (men, 77.3% vs 41.2%; women, 43.3% vs 23.6%) than controls (n=348; 68 [19.5%] men). The risk of incident LCINS decreased in a dose-response manner with increased skeletal muscle index (men, adjusted OR [aOR] 0.89, 95% CI 0.83–0.94; women, aOR 0.86, 95% CI 0.83–0.89). The aORs of incident LCINS for men and women in the lowest quartile of skeletal muscle index were 12.71 (p=0.002) and 20.52 (p<0.001), respectively, compared with those in the highest quartile. Similar patterns were observed for SMVI. Sarcopenia was strongly correlated to incident LCINS (men, aOR 6.28; women, aOR 4.32; both p<0.001). No adiposity measures showed meaningful associations with incident LCINS diagnosis. Sensitivity analysis strengthened these results. Conclusion: Muscle mass demonstrated a strong, independent, dose-response inverse relationship with the risk of incident LCINS diagnosis. Reduced muscle mass might be an easily-detectable and potentially modifiable clinical indicator for incident LCINS.

배경: 비흡연자 폐암의 유병률과 질병 부담은 전세계적으로 계속해서 증가하는 추세이나, 그 원인 및 예방 가능한 인자에 대해서는 잘 알려져 있지 않다. 체성분 이상 (비만, 복부 비만, 근 감소증, 근 감소형 비만 등) 은 다양한 암의 중요한 위험인자로 알려져 있으나, 비흡연자 폐암 발생 혹은 초기 진단과의 관련성은 밝혀져 있지 않다. 본 연구는 체성분 이상과 비흡연자 폐암 초기 진단 간 관계를 평가하기 위해 수행되었다. 방법: 본 연구는 단면적 환자-대조군 연구로서, 전향적으로 모집한 326 명의 새로 진단된 비흡연자 폐암 환자와 348 명의 비흡연자 건강 대조군을 대상으로, 양 군의 체성분을 비교 분석하여 폐암 진단과의 연관성을 살펴보았다. 모든 대상자에게서 복부 전산화 단층촬영 영상을 추출하여, 이를 딥러닝 기술을 기반으로 한 자동화 방식을 통해 분석하였다. 허리 부근에서의 근육, 내장지방, 피하지방의 단면적과 부피를 측정하여 키로 나누어 표준화된 지표인 골격근 지수, 내장지방 지수, 피하지방 지수를 생성하였다. 근감소증은 골격근 지수 저하를 기준으로 정의하였다. 각각의 체성분 지표와 비흡연자 폐암 간 관계는 일반화 가중 및 선형 로지스틱 회귀모델을 사용해 분석하였다. 결과: 비흡연자 폐암 환자들이 정상 대조군에 비해 나이가 더 많았으며, 더 많은 비율로 근감소증을 보였다. 골격근 지수는 비흡연자 폐암 발생 위험과 강한 반비례관계를 보였다. 골격근 지수를 사분화 하였을 때, 최하 사분위에 속한 대상자에서 비흡연자 폐암 위험이 최고사분위에 속한 대상자에 비해 남성에서 12 배, 여성에서 20 배 이상으로 높았다. 근감소증은 비흡연자 폐암과 강한 양의 상관관계를 보였다. 반면, 지방 지표들은 비흡연자 폐암과 유의미한 관계를 보이지 않았다. 이러한 결과는 민감도 분석에서 더욱 두드러졌다. 결론: 근육량은 비흡연자에서 폐암 발생 위험과 독립적인 음의 상관관계를 가진다. 근감소증 및 근육량 감소는 비흡연자 폐암 진단 과정에서 중요한 교정 가능한 유발 인자일 수 있다.