劉 敏,程凌霄,阮茂美,羅全勇,陳立波
上海交通大學附屬第六人民醫院核醫學科,上海 200233
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18F-FDG PET/CT在評價索拉非尼治療131I難治性分化型甲狀腺癌療效中的應用
劉 敏,程凌霄,阮茂美,羅全勇,陳立波
上海交通大學附屬第六人民醫院核醫學科,上海 200233
[摘要]背景與目的:腫瘤的療效評價是阻礙確定腫瘤治療最佳策略的因素之一。在淋巴瘤及其他實體腫瘤,基于正電子發射斷層顯像/電子計算機斷層掃描(positron-emission tomography/computed tomography,PET/CT)的療效評價的價值已經顯現,尤其是對于靶向治療(導致腫瘤活性改變而腫瘤大小可能未變)的療效評價。通過對比實體瘤反應評價標準(Response Evaluation Criteria in Solid Tumors,RECIST 1.1)和歐洲癌癥研究和治療組織(European Organization for Research and Treatment of Cancer,EORTC)標準,研究18F-FDG PET/CT在評價索拉非尼(sorafenib)治療131I難治性分化型甲狀腺癌(radioiodine-refractory differentiated thyroid cancer,RR-DTC)療效中的作用。方法:回顧性分析2011年—2014年索拉非尼治療前和治療3個月后均行18F-FDG PET/CT檢查的14例RRDTC 患者(男性6例,女性8例,平均年齡55.6歲)。用Wilcoxon符號秩和檢驗分析靶病灶直徑之和與∑SUVmax變化百分比的差異。用χ2檢驗比較兩種標準的療效評分有無差異。用Wilcoxon 秩和檢驗比較按照RECIST 1.1 或 EORTC 標準不同反應組間的無進展生存期(progression-free survival,PFS)有無差異。用Spearman 秩相關評估 PFS與形態學(RECIST 1.1)或功能學(EORTC criteria)反應分組的相關系數。結果:不同反應組間靶病灶直徑之和與∑SUVmax變化百分比差異無統計學意義(Z=-0.408,P=0.683)。根據兩種評價標準,14例患者中10例的評價結果是一致的(χ2=2.345,P=0.424),其余4例中,2例為SD/PMR,2例為SD/PMD。無論是按照RECIST 1.1(χ2=8.571,P=0.003)還是按照EORTC標準(χ2=8.781,P=0.003),各反應組間的PFS均有差異。PFS既與形態學評價結果相關(r=0.741,P=0.002),也與代謝學評價結果相關(r=0.816,P=0.000 4)。結論:18F-FDG PET/CT可用于RR-DTC患者索拉非尼治療后的療效評價。盡管71.4%的患者RECIST 1.1和 EORTC 標準結果一致,但是基于PET的代謝學評價標準在預測治療效果方面更為準確,可能比形態學評價標準更適用于靶向治療的療效評估。
[關鍵詞]18F-FDG PET/CT;RECIST 1.1;EORTC;131I難治性分化型甲狀腺癌;索拉非尼
18F-FDG PET/CT imaging in the monitoring of response to sorafenib in patients with radioiodinerefractory diferentiated thyroid cancer
LIU Min, CHENG Lingxiao, RUAN Maomei, LUO Quanyong,CHEN Libo
(Department of Nuclear Medicine, Shanghai Jiao Tong University Affiliated Sixth People’s Hospital, Shanghai 200233, China)
Correspondence to:CHEN Libo E-mail:libochen888@hotmail.com
[Abstract]Background and purpose:The evaluation of treatment response is one of the most important building blocks in determining the best strategy for the management of malignant tumors.In lymphoma and several solid cancer types, PET/CT-based response evaluation has been shown to be valuable, especially in visualizing the effect of the targeted treatment, which induces tumor activity changes not necessarily followed by tumor shrinkage.This study aimed to evaluate the role of18F-FDG PET/CT in the monitoring of response to sorafenib treatment in radioiodine-refractory differentiated thyroid cancer(RR-DTC)patients; and to compare the Response Evaluation Criteria in Solid Tumors(RECIST 1.1)with the European Organization for Research and Treatment of Cancer(EORTC)criteria.Methods:This was a single-centerretrospective analysis of 14 patients with RR-DTC treated with sorafenib in the period from Dec.2011 to Dec.2014.A Wilcoxon signed-rank sum test was used to assess the differences in percentage changes between the sum of diameter and ∑SUVmax.These values of responses were statistically compared using the chi-square test(Fisher’s exact test).The differences in PFS between response categories according to either RECIST 1.1 or the EORTC criteria were evaluated using the Wilcoxon signed-rank sum test.The Spearman rank correlation coefficient was estimated between PFS and either morphologic(RECIST 1.1)or metabolic response(EORTC criteria)categories.Results:There was an agreement between the RECIST 1.1 and EORTC criteria in 10 of the 14 patients(χ2=2.345, P=0.424).The remaining 4 patients with SD included 2 patients with PMR and 2 patients with PMD.Differences in PFS among different response categories according to either RECIST 1.1(χ2=8.571, P=0.003)or EORTC criteria(χ2=8.781, P=0.003)were statistically significant.Correlations were found between PFS and either morphologic(r=0.741, P=0.002)or metabolic(r=0.816, P=0.0004)response criteria.Conclusion:18F-FDG PET/CT imaging is of value in the monitoring of response to sorafenib in patients with RR-DTC.Although RECIST 1.1 and EORTC criteria agree in 71.4% patients, PET-based metabolic response criteria seems to be more accurate in predicting therapeutic outcome and may be more suitable than morphologic response criteria for the evaluation of response to targeted therapy.
[Key words]18F-FDG PET/CT; RECIST 1.1; EORTC; Radioiodine refractory differentiated thyroid cancer; Sorafenib
分化性甲狀腺癌(differentiated thyroid cancer,DTC)占甲狀腺癌的80%~90%[1]。由于其惰性生物學特性和手術、放射性碘(131I)和左旋甲狀腺素的有效治療而顯示出良好的預后[2-3]。然而,近5%的DTC患者仍然呈現疾病進展和遠處轉移,病灶失去對131I的攝取能力,即所謂的131I難治性分化型甲狀腺癌(radioiodinerefractory differentiated thyroid cancer,RRDTC),此類患者的10年生存率僅為10%[4]。
近幾年,晚期RR-DTC的分子靶向治療取得了突破性的進展,我們之前已對此進行了綜述報道[5]。2013年11月,美國食品藥品管理局(Food and Drug Administration,FDA)根據索拉非尼(sorafenib)的多中心、雙盲、安慰劑對照Ⅲ期臨床研究結果,批準其用于治療局部復發或轉移、進展的RR-DTC[6]。索拉非尼是一種口服的新型靶向治療藥物,具有雙重的抗腫瘤作用:既能抑制RAF(包括BRAFV600E)的絲氨酸/蘇氨酸激酶活性而直接抑制腫瘤細胞的增殖,又可以抑制血管內皮生長因子受體(VGFR-2、VEGF-3)、血小板源生長因子受體β(PDGFR-β)等多種受體的酪氨酸激酶活性進而抑制新生血管的形成和切斷腫瘤細胞的營養供應而達到遏制腫瘤生長的目的[7-8]。索拉非尼Ⅲ期臨床研究的首要研究終點是無進展生存期(progression-free survival,PFS),后者是根據實體瘤反應評價標準(Response Evaluation Criteria in Solid Tumors,RECIST 1.1)每8周檢測一次而確定。PFS的具體定義是由患者入組至第一次發生疾病進展或任何原因死亡的時間。最近,FDA又批準了樂伐他尼用于治療局部復發或轉移、進展性RR-DTC[9]。其他多種激酶抑制劑也正在進行臨床試驗[5]。
傳統上,腫瘤的治療反應是根據RECIST腫瘤大小變化而確定[10-11]。我們之前的研究已經證實,在評價索拉非尼治療RR-DTC的療效方面,RECIST 1.1與RECIST 1.0有高度的一致性,具有簡化步驟和補充正電子發射斷層顯像(positron-emission tomography,PET)的優勢[12]。然而, RECIST 存在諸多缺陷,特別是在治療后腫瘤邊界模糊的情況下。此外,靶向治療藥物是細胞穩定而非細胞毒性藥物,可以使腫瘤壞死而沒有明顯的腫瘤大小變化[13]。盡管當前的腫瘤療效評價標準是基于解剖學的變化,但是在沒有或形態學變化很小的時候,代謝學的變化可能更能準確地進行療效判定和預后評估[14-15]。
基于PET的療效評價標準中,歐洲癌癥研究和治療組織(European Organization for Research and Treatment of Cancer,EORTC)標準是將治療前選定的靶病灶隨訪后進行療效判定。盡管理論上此種方法對靶向治療的療效評價十分合理,但是其優勢還需要經過對比研究才能最終確定。據我們所知,在靶向治療領域,尚沒有將EORTC 標準與RECIST 1.1標準進行療效判定的對比研究。本研究通過對比RECIST 1.1 和EORTC兩個療效評價標準,研究18F-FDG PET/CT在評價索拉非尼治療RR-DTC療效中的作用。
1.1 設計和對象
本研究為回顧性研究。研究對象納入標準為2011年至2014年接受索拉非尼治療3個月以上的RR-DTC患者,且在治療前1周內和持續治療近3個月后18F-FDG PET/CT掃描需在同一機器上進行。RR-DTC的定義為:至少1個病灶不攝碘;或者病灶攝碘,131I治療后的16個月內出現疾病進展;或者累計131I的治療劑量超過600 mCi[6]。所有患者在索拉非尼治療前12個月都已證實出現了疾病進展,并且已行TSH抑制治療(TSH< 0.1 mIU/L)。索拉非尼的服用劑量(200 mg,每天2次)和隨訪方案按照我們之前的報道進行[16]。本研究通過了上海交通大學附屬第六人民醫院倫理委員會的批準。所有患者都簽訂了知情同意書。
1.218F-FDG PET/CT顯像
檢查前患者空腹6 h以上,血糖低于8.3 mmol/L。18F-FDG(上海欣科有限公司提供)的注射劑量為4.44 MBq/kg(0.12 mCi/kg),注射后患者飲水600 mL,靜臥約1 h后排尿,采用美國GE公司Discovery VCT PET/CT儀進行PET/CT掃描。
掃描范圍包括顱頂至股骨中段,必要時加掃雙下肢。CT掃描參數為:電壓120 kV,電流220 mA;64 層;層厚為3.75 mm。采用三維模式采集進行PET掃描,1.5~2 min/床位,采集6~7個床位。PET圖像采用OSEM重建,用CT掃描數據對PET圖像進行衰減校正。
1.3 圖像分析及評價標準
圖像分析由2名經驗豐富的核醫學科醫師進行。在索拉非尼治療前PET/CT的圖像中選取18F-FDG攝取最高者為靶病灶(累計不超過5個)。在索拉非尼治療后近3個月的檢查中針對這些病灶進行隨訪。采用病灶最大標準化攝取值(SUVmax)作為18F-FDG攝取定量指標,RECIST評價體系的靶病灶與EORTC評價體系的一致,分別采用所有靶病灶的直徑之和及SUVmax之和(∑SUVmax)的變化百分比進行療效評價。如果經過18F-FDG PET/CT顯像監測后仍然表現為臨床進展的患者,告知患者終止治療。繼續索拉非尼治療的患者每3個月進行CT檢查,產生治療后的PFS。
按照RECIST 1.1的標準,完全緩解(complete response,CR)定義為所有靶病灶均消失;部分緩解(partial response,PR)定義為所有靶病灶的直徑之和下降至少30%;疾病進展(progressive disease,PD)定義為所有靶病灶的直徑之和增加至少20%并且絕對值增加至少5 mm或者出現新的病灶;CR、PR、PD之外則定義為疾病穩定(stable disease,SD)[11]。
按照E R O T C的標準,完全代謝緩解(complete metabolic response,CMR)定義為所有靶病灶的18F-FDG均消退;部分代謝緩解(partial metabolic response,PMR)定義為治療后∑SUVmax下降至少25%;代謝進展(progressive metabolic disease,PMD)為∑SUVmax增加至少25%或者出現新的18F-FDG攝取病灶;介于PMR和PMD之間則定義為代謝穩定(stable metabolic disease,SMD)[17]。
1.4 統計學處理
使用SPSS16.0統計軟件對數據進行統計分析。用Wilcoxon符號秩和檢驗分析靶病灶直徑之和與∑SUVmax變化百分比的差異。按照2種標準分別對療效反應進行評分。按照RECIST 1.1標準:CR-1、PR-2、SD-3、PD-4 ;按照EORTC標準:CMR-1、PMR-2、SMD-3、PMD-4 。用χ2檢驗比較2種評分有無差異。
由于出現新病灶,按照2種標準均定義為疾病進展。為了比較PET和CT在療效反應評價中的差異,將因出現新病灶而評價為PD/PMD的患者排除在外,其余患者按照RECIST 1.1分組為PR和SD,比較這兩組∑SUVmax變化百分比的差異。
用Wilcoxon秩和檢驗比較按照RECIST 1.1 或EORTC 標準不同反應組間的PFS有無差異。用Spearman秩相關評估PFS與形態學(RECIST 1.1)或功能學(EORTC criteria)反應分組的相關系數。P<0.05為差異有統計學意義。
2.1 一般資料
根據納排標準,共有14例患者符合要求,相關資料見表1。索拉非尼治療前所有患者均經手術、131I和TSH抑制治療。疾病的累及范圍包括淋巴結、肺、頸部、胸膜和骨骼。

表 1 RR-DTC患者的一般情況Tab.1 Patients demographic and baseline characteristics
18F-FDG PET/CT檢查的時間分別是在索拉非尼之前(5.0±3.0)d和治療后的(90.0±12.0)d,2次的間隔時間為(96.5±8.0)d。索拉非尼治療前和治療近3個月平均攝取時間分別是(59.7±2.8 min和(59.2±3.3)min,2次的平均攝取時間差異無統計學意義(t=0.368,P=0.719)。隨訪觀察時間2.8~17.6個月。所有患者均有不同程度的脫發,4名患者出現手-足皮膚反應,3例患者出現皮疹。所有患者的不良反應均可耐受,都進行了相應的臨床處理,治療過程中未減藥、停藥。
2.218F-FDG PET/CT 的療效評價
根據2種評價標準,患者的治療反應結果見表2。按照RECIST 1.1,無患者達到CR,2例達到PR,8例為SD和4例為PD;按照EORTC標準,無患者達到CMR,4例為PMR,4例為SMD,6例為PMD。14例患者中,10例(71.4%)的兩種評價結果一致。評價結果不一致的4例中,2例(7、10號患者)為SD/PMR(圖1),2例(1、11號患者)為SD/PMD(圖2)。不同反應組間靶病灶直徑之和與∑SUVmax變化百分比差異無統計學意義(Z=-0.408,P=0.683),按照2種評價標準的反應分組結果差異無統計學意義(χ2=2.345,P=0.424)。將4例因為新病灶的出現而評價為PD/PMD的患者排除在外,其余患者按照RECIST 1.1分組為PR和SD,這兩組反應評價分組差異仍無統計學意義(χ2=3.551,P=0.221)。

表 2 對比RECIST 1.1和EORTC標準的治療反應分組Tab.2 Comparison of the treatment response assessments by RECIST 1.1 and EORTC criteria

圖 1 2種評價標準評價不一致的SD/PMD患者Fig.1 Discrepancy of therapeutic responses(SD/PMD)in terms of RECIST 1.1 and EORTC criteria

圖 2 2種評價標準評價不一致的SD/PMR患者Fig.2 Discrepancy of therapeutic responses(SD/PMR)in terms of RECIST 1.1 and EORTC criteria
2.318F-FDG PET/CT的預后價值
按照RECIST 1.1 反應分組,PR、SD和PD三組的PFS中位數分別是13.55、8.05和3.20個月。按照EORTC反應分組,PMR、SMD和PMD三組的PFS中位數分別是13.55、9.55和3.35個月。無論是按照RECIST 1.1(χ2=8.571,P=0.003)還是按照EORTC標準(χ2=8.781,P=0.003),各反應組間的PFS均有差異。
PFS既與形態學評價結果相關(r=0.741,P=0.002),也與代謝學評價結果相關(r=0.816,P=0.000 4),PFS與代謝學評價結果相關性更高。1號和11號患者的評價結果是SD/PMD,他們的PFS分別是5.7和4.5個月,短于SD/SMD患者的PFS中位數(9.55個月)。而SD/PMR的患者(7和10號)PFS分別是10.4和17.6個月,明顯長于SD/SMD患者的PFS中位數。

表 3 按照RECIST 1.1和EORTC標準14例RR-DTC患者的治療反應情況(每個患者最多取5個病灶)Tab.3 Therapy response assessments of 14 RR-DTC patients based on the RECIST 1.1 and EORTC criteria(up to 5 lesions per patient)
腫瘤的療效評價標準一直是阻礙確定腫瘤治療最佳策略的因素之一。在淋巴瘤[18-19]和其他實體瘤[20-25]療效評價中,基于PET/CT的療效評價標準的價值已經得到公認。在評價腫瘤靶向治療的反應時,腫瘤大小未有明顯變化而腫瘤代謝活動已改變十分常見[14-15,26-28]。本研究的目的是通過對比RECIST 1.1和EORTC 2個療效評價標準,研究18F-FDG PET/CT在評價索拉非尼治療RR-DTC中的作用,同時檢測PFS與療效評價結果的相關性。我們發現,在71.4%患者中,兩種標準的評價結果是一致的,差異并無統計學意義。去除因為出現新病灶而被定義為PD/PMD的4例患者,其余10例的評價結果差異也沒有統計學意義。PFS既與形態學評價結果相關,也與代謝學評價結果相關,且與代謝學評價結果相關性更高。在評價結果不一致的4例中,2例為SD/PMR,2例為SD/PMD。結合這4例患者的PFS,代謝學評價結果似乎更為準確。我們的研究表明,18F-FDG PET/CT對索拉非尼治療RR-DTC的療效評價是有價值的。盡管71.4%的患者RECIST 1.1和EORTC標準結果一致,但是基于PET的代謝學評價標準在預測治療效果方面更為準確,可能比形態學評價標準更適合用于靶向治療的療效評估和預后判斷。
在腫瘤的化療領域,Ding等[24]的研究中,44例非小細胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)患者化療后使用了RECIST和PET實體瘤反應標準(PET response criteria in solid tumors,PERCIST)兩種標準去評價,他們的研究表明PERCIST(或PET)能更敏感地發現CMR和PMD患者。在Yanagawa等[25]的研究中,51例接受輔助化療后的局部晚期食管癌的患者,PERCIST和RECIST的療效評價結果,前者的CR患者明顯多于后者。以上2個研究均表明PET比CT能更敏感地發現治療反應組和無效組。原因可能是腫瘤治療后代謝學改變比形態學變化更敏感,而PET恰恰能檢測出這一種變化。與腫瘤的化療領域相比,在靶向治療這一新型腫瘤治療領域中使用RECIST和PET的評價標準進行療效評價對比的研究幾乎沒有。
最近我們的體外研究已經證實索拉非尼或卡博替尼可以降低分化型甲狀腺癌細胞的活力,并且通過抑制葡萄糖轉運體的表達降低葡萄糖代謝水平[29]。這項研究為使用18F-FDG PET對RR-DTC患者的靶向治療進行療效評價奠定了可靠的理論基礎。之前已有2個探索性研究用18F-FDG PET對RR-DTC 靶向治療后的早期療效進行評價,均發現FDG的早期攝取變化具有預測治療效果的價值[14-15]。Carr等[14]發現舒尼替尼治療7 d后不同反應組的平均SUV中位數差異有統計學意義。隨后,Marotta等[15]的研究中患者索拉非尼治療前7 d內和治療后15 d均做了18F-FDG PET檢查,發現FDG-PET能更早期地發現治療反應組和無效組。我們的研究選擇了治療后近3個月時進行18F-FDG PET療效評估檢查,此時代謝學和形態學反應均已出現,從而使RECIST 1.1和EORTC標準進行療效對比具備了可能,研究結果支持了之前的兩項探索性研究。
盡管有71.4%的患者2種評價結果是一致的,但是28.6%的患者按照RECIST 1.1是SD,而按照EORTC標準是PMR或PMD。此外,SD/PMD患者的PFS要小于SD/SMD的患者,SD/PMR 的PFS要大于SD/SMD的患者。正如圖1和圖2所示,兩圖充分顯示了PET在發現雖然是SD但是可以從索拉非尼中獲益或無效的患者。而且代謝學評價結果比形態學評價結果與PFS的相關性更大些。18F-FDG PET/CT可以同時提供代謝學和形態學信息,在評價RR-DTC對索拉非尼治療效果方面價值超出單純進行CT形態學評估檢查。
作為廣泛使用的腫瘤評價標準,RECIST 1.1存在些缺陷[30]。因為腫瘤的代謝學變化與腫瘤的惡性特性密切相關,18F-FDG PET可能在評價RR-DTC的疾病分期和療效反應方面似乎更準確[31-32]。由于PERCIST使用的是SUV用去脂體質量校正后的值SUL,使用起來更為復雜,很難獲得廣泛的應用[30],而EORTC標準使用的是SUV,用全身體質量校正后的SUVmax和SUVmean,更容易推廣普及[17]。Jadvar等[33]已經發現轉移性前列腺癌去勢治療后∑SUVmax可以用來預測患者的總體生存時間。他們的研究發現,在預測總體生存時間的單因素分析時,多個參數與之相關。然而,在校正臨床相關因素后的多因素分析時,只有∑SUVmax是一個明顯的獨立的預后因素。我們的研究中使用的是選取最多5個靶病灶的SUVmax之和(∑SUVmax)來評估療效。∑SUVmax較SUVmax的優勢可能在于前者包括了全身多個活躍病灶,能更穩定、準確和全面地評估療效。
本研究為回顧性研究,但是所有患者的治療方案和PET/CT的檢查方案基本一致。由于進展性的RR-DTC發病率較低,且本研究嚴格執行的納入標準,盡可能做到基線和隨訪檢查的條件齊同,最終只有14例患者入組,一定程度上存在選擇偏倚,需要后續更大樣本的研究予以進一步證實。
綜上所述,18F-FDG PET/CT對RR-DTC索拉非尼治療后的療效評價是有價值的。盡管71.4%的患者RECIST 1.1 和 EORTC 標準結果一致,但是基于PET的代謝學評價標準在預測治療效果方面更為準確,可能比形態學評價標準更適合用于靶向治療的療效評估。
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收稿日期:(2015-11-30 修回日期:2015-12-28)
通信作者:陳立波 E-mail:libochen888@hotmail.com
基金項目:國家自然科學基金(81271609);上海市科技啟明星(12QH1401600)。
中圖分類號:R736.1
文獻標志碼:A
文章編號:1007-3639(2016)01-0088-09
DOI:10.3969/j.issn.1007-3969.2016.01.014