18F-FDG PET/CT顯像及VEGF表達在非小細胞肺癌預后評估中的價值

周曉亮，鄧豪余，吳武林，莫 逸，婁明武

（1.廣州中醫藥大學深圳臨床醫學院 深圳市龍崗中心醫院影像科，廣東 深圳 518116；2.中南大學湘雅醫院核醫學科，湖南 長沙 410008；3.湖南省腫瘤醫院PET/CT中心，湖南 長沙 410013）

非小細胞肺癌（Non small cell lung cancer，NSCLC）約占肺癌的80%～85%，手術切除仍是目前治療NSCLC最有效的手段之一[1]。術后復發和遠處轉移是導致NSCLC治療失敗的主要原因，因此準確分期和判斷原發病灶的復發潛能是實現個體化治療的關鍵。近年來以正電子藥物18F-FDG作為示蹤劑的PET/CT在肺癌的診治、療效評價與預后判斷等方面發揮著重要作用[2]。研究[3]表明腫瘤對18F-FDG的攝取能力可在一定程度上反映腫瘤的生物學行為，而作為影響腫瘤血管生成的生物學因子之一的血管內皮生長因子（VEGF）在促進肺癌的血管新生、腫瘤細胞轉移及播散中起著非常重要的作用。本研究旨在通過分析NSCLC患者18F-FDG PET/CT圖像中的最大標準化攝取值（SUVmax）、腫塊VEGF表達與肺癌的臨床及病理學特征之間的關系，為臨床評估NSCLC患者的預后提供參考依據。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集2007年2月—2014年1月于PET/CT中心接受術前檢查的NSCLC患者40例，男24例，女16例，年齡35～79歲，平均（59.30±8.96）歲；其中鱗癌20例，腺癌20例，所有入選病例均為首次確診肺癌患者，術前PET/CT全身顯像及其他檢查未發現可疑遠處轉移病灶。術前及18F-FDG PET/CT顯像前未進行任何抗腫瘤治療，術后取肺癌組織作VEGF免疫組化檢測。患者的臨床分期依據2009年第7版肺癌TNM分期系統[4]進行處理，40例NSCLC患者中Ⅰ期為25例，Ⅱ期為15例。

1.2 顯像方法

顯像設備為GE PET/CT Discovery ST掃描儀，18F-FDG由GE公司Minitrace醫用回旋加速器通過全自動化學合成系統合成，放射化學純度＞95%。患者在顯像前禁食4～6 h，檢測血糖＜7.1 mmol/L，按照3.7～4.1 MBq/kg靜脈注射18F-FDG，安靜平臥休息60 min后開展全身性PET/CT掃描。具體的范圍定為顱頂至股骨中上段，先行CT掃描定位，掃描電壓120 kV，電流100 mA，層厚3.25 mm，PET信息采集模式為三維掃描方式，掃描均在6～8個床位，每個床位掃描3 min。所獲得的圖像數據均通過PET/CT專用軟件進行分析處理，利用CT數據對PET圖像進行衰減校正并進行圖像重建和融合，獲得橫斷面、冠狀面、矢狀面三個方向的圖像。

1.3 圖像分析

所有圖像均由2名PET/CT診斷經驗豐富的高級職稱醫師采用雙盲法判斷，肺癌在PET顯像中表現為異常放射性濃聚的病灶，CT常表現為成分葉狀的腫塊等。選擇橫斷位圖像上原發病灶放射性攝取增高區域來勾畫感興趣區（ROI），勾畫病灶的ROI后由計算機軟件自動計算獲得病灶的SUVmax。

1.4 VEGF的檢測及評分標準

術后獲得的肺癌組織標本，經福爾馬林固定、石蠟包埋處理后，采取SABC免疫組化測定標本VEGF表達情況。光鏡下觀察所有染色切片，VEGF表達陽性細胞染色為棕黃色顆粒或團塊，細胞中主要在細胞膜和細胞漿著色，表現為棕色或棕褐色（圖1），計算每例切片在5個高倍視野中陽性染色反應細胞的百分率。綜合染色反應細胞分布范圍及染色強度并依據Mattern[5]的半定量分析方法對VEGF表達進行評分。VEGF表達評分標準為：按分布范圍來劃分，陽性細胞數＞50%為3分、＞25%～50%為2分、＞10%～25%為1分、≤10%為0分。按染色強度來劃分，依棕褐色、棕黃色、淡黃色、無著色分別計分：強陽性為3分、陽性為2分、弱陽性為1分、陰性為0分。最后這兩方面的評分之和為肺癌腫塊組織VEGF表達的總評分。

1.5 隨訪情況

40例患者均進行術后隨訪追蹤，主要通過定期門診檢查或電話聯系，所有患者均至少隨訪3年以上。根據有無腫瘤復發、轉移或死亡計算患者的無病生存時間。

1.6 統計學處理

統計采用SPSS 20.0軟件，計量資料組間比較采用多因素方差分析，組內比較采用LSD法；肺癌SUVmax與腫塊組織VEGF表達評分的相關性采用Pearson相關分析，肺癌術后復發的發生率采用Kaplan-Meier分析，影響肺癌預后的多重因素采用Cox風險回歸模型分析，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 肺癌腫塊SUVmax、VEGF表達與臨床及病理學特征的關系

40例NSCLC病人依次按照性別、年齡、腫塊大小、病理類型、分化程度、臨床分期進行分組，所有組別之間SUVmax及VEGF表達的具體情況見表1。圖1為肺腺癌和肺鱗癌的HE染色及VEGF染色，圖2、3分別為40例NSCLC中的2例PET/CT顯像結果。多因素方差分析顯示：腫瘤SUVmax及VEGF評分均與病人的性別（F=0.178，P＞0.05）、年齡（F=1.546，P＞0.05）及病理類型（F=2.378，P＞0.05）無明顯相關性。腫塊SUVmax與腫瘤大小之間存在相關性，腫塊最大直徑≥3 cm的腫瘤SUVmax顯著高于腫塊最大直徑＜3 cm者（F=36.267，P＜0.05）。腫瘤SUVmax、VEGF評分與腫瘤組織分化程度之間存在密切相關（F=3.182，P＜0.05；F=5.478，P＜0.05），組內對比結論顯示：低分化組SUVmax與VEGF評分均高于高、中分化組，低、高分化組SUVmax與VEGF評分差異有統計學意義（P＜0.05），而高、中分化組間SUVmax及VEGF評分差異無統計學意義（P＞0.05），VEGF評分與肺癌患者臨床分期無顯著關系（P＞0.05）。

2.2 肺癌腫塊組織VEGF評分與SUVmax的相關性

Peason相關分析結果顯示，SUVmax與VEGF表達呈正相關（r=0.394，P＜0.01）（圖4）。

2.3 肺癌患者的生存分析

圖1a 肺癌的VEGF陽性表達。圖1b 肺癌的HE染色，VEGF陽性表達在細胞中主要在細胞膜和細胞漿著色，表現為棕色或棕褐色。圖2 男，56歲，右肺中分化鱗癌，T1N0M0（Ⅰ期）。PET/CT圖像示右肺下葉結節（圖2a，2b），SUVmax為4.3，VEGF評分為2分，隨訪其無病生存時間為36月。圖3 男，65歲，右肺低分化腺癌，T1N2M0（Ⅱ期），右上肺后段團塊軟組織影，伴右肺門淋巴結腫大（圖3a，3b）。肺癌腫塊SUVmax為10.2、VEGF表達評分為5分。隨訪后復查發現肺癌復發并出現全身多處轉移灶，患者無病生存時間為12月。Figure 1a.The VEGF positive expression of lung cancer.Figure 1b.HE staining of lung cancer.Cell membrane and cytoplasm are stained as brown in VEGF-positive cells.Figure 2.Male,56 years old,with a differentiated squamous cell carcinoma of the right lung,T1N0M0(stageⅠ).PET/CT images show the right lower lobe nodules.The SUVmax was 4.3 and the VEGF score was 2 points.The followup disease-free survival time was 36 months.Figure 3.Male,65 years old,poorly differentiated adenocarcinoma of the right lung,T1N2M0(stageⅡ).The lesion is a soft tissue shadow of the posterior segment of the right upper lung,with enlargement of the right hilum lymph nodes.SUVmax of lung cancer mass was 10.2,and VEGF expression score was 5 points.After follow-up,the recurrence of lung cancer and multiple systemic metastases were found.The disease-free survival time was 12 months.

圖4 肺癌組織SUVmax與腫塊VEGF評分的關系（r=0.394，P＜0.01）。Figure 4.Relationship between SUVmax and VEGF score in lung cancer(r=0.394,P＜0.01).

所有40例肺癌術后患者最后隨訪時間點均截止為3年，其中5例患者出現術后轉移，7例出現局部復發，4例死亡，24例無病生存。以局部復發、轉移或死亡的患者數占總研究數的比率定為復發的發生率。40例肺癌患者原發灶SUVmax最大值34.4，最小值2.0，中位數7.3，以SUVmax的中位數7.3為界點將所有患者分為≤7.3及＞7.3兩組，Kaplan-Meier生存分析表明，SUVmax≤7.3組與SUVmax＞7.3組患者術后1年、2年、3年復發的累積發生率分別為0、0.081、0.136和0.056、0.101、0.444，差異具有統計學意義（P=0.031，圖5a），表明SUVmax＞7.3組的無病生存期短于≤7.3組。以肺癌組織VEGF表達評分的中位數3為界點將患者分為≤3組與＞3組，發現VEGF評分≤3組無病生存時間高于VEGF評分＞3組，其1年、2年、3年復發的累積發生率分別為0、0、0.160和0.067、0.067、0.467，差異具有統計學意義（P=0.027，圖5b）。對可能影響肺癌患者預后的相關因素如性別、年齡、原發灶大小、TNM分期、SUVmax、腫塊VEGF評分等納入Cox多因素分析顯示，SUVmax （Wald=8.919，P=0.003）、TNM分 期（Wald=4.140，P=0.042）均為患者總生存的獨立預后影響因子，但VEGF評分未能顯示為影響預后的獨立因素（Wald=0.615，P=0.433）。

3 討論

圖5 肺癌患者術后3年復發的Kaplan-Meier分析圖。圖5a中Group1.0為腫塊SUV≤7.3；Group2.0為腫塊SUV＞7.3。Group1.0的1年、2年、3年累積發生率為0、0.081、0.136；Group2.0的1年、2年、3年累積發生率0.056、0.101、0.444，P=0.031。圖5b中Group1.0為VEGF評分≤3；Group2.0為VEGF評分＞3。Group1.0的1年、2年、3年累積發生率0、0、0.160；Group2.0的1年、2年、3年累積發生率0.067、0.067、0.467，P=0.027。Figure 5.The Kaplan-Meier analysis of recurrence at 3 years after surgery in patients with lung cancer.Figure 5a：Group1.0 for lump SUV≤7.3;Group2.0 for lump SUV＞7.3;Group1.0：the cumulative incidence of 1 year,2 years and 3 years of relapse was 0,0.081,and 0.136.Group2.0：the cumulative incidence of 1 year,2 years,and 3 years of relapse was 0.056,0.101 and 0.444.P=0.031.Figure 5b：Group1.0 for VEGF score≤3;Group2.0 for VEGF score＞3.Group1.0：the cumulative incidence of 1 year,2 years,and 3 years of relapse was 0,0,0.160.Group2.0：The cumulative incidence of 1 year,2 years and 3 years of relapse was 0.067,0.067,0.467.P=0.027.

表1 40例NSCLC患者臨床及病理特征與SUVmax及腫塊VEGF表達的關系

PET/CT顯像是將PET和CT進行同機融合以達到兩者優勢互補，在精確界定病灶位置及與周圍組織關系的基礎上，能更多的提供腫瘤代謝功能等方面的信息，使得診斷信息更加準確、豐富。惡性腫瘤細胞分裂增殖異常活躍，腫瘤細胞所需能量較多，導致糖酵解增強，葡萄糖轉運蛋白-1高表達以轉運更多的葡萄糖來滿足其快速生長的需要，18F-FDG逐漸聚在惡性腫瘤細胞內出現病灶區的異常放射性高濃聚。臨床上常用SUVmax作為PET/CT的量化指標來評估腫瘤對葡萄糖的消耗狀況，從而獲得其在分子水平上的代謝活性信息[6]。正確認識腫瘤原發灶SUVmax與肺癌臨床病理因素及預后之間的關系，有助于更好的指導臨床工作。Thie等[7]認為SUVmax與腫瘤細胞增殖系數有關，腫瘤早期病灶細胞數量少，增殖速度緩慢，對能量的需求少，對18FFDG攝取較少，SUVmax就越小；隨著腫瘤體積的增大，細胞數量增多，能量需求越高，故18F-FDG的攝取增多，SUVmax增高。本研究中SUVmax與腫瘤最大徑關系密切，與Zhang等[8]的研究結果相一致，進一步證實了NSCLC原發灶大小是預測SUVmax的重要指標。Stiles等[9]研究探討非小細胞肺癌患者中SUVmax與原發灶大小的關系，發現二者呈正相關，與本文研究結果一致。

腫瘤組織對18F-FDG的攝取高低一定程度上反映腫瘤的惡性程度，這些與腫瘤的代謝特征、生物學行為等方面存在著某種密切的關系。惡性腫瘤的快速增殖依賴于新生血管為其提供生長所需的營養物質、氧以及排除代謝廢物，并為其迅速轉移、播散提供最直接的通道，因此血管新生是惡性腫瘤生長、侵襲和播散的基礎[10]。惡性腫瘤的增殖與擴散過程復雜，同時也與腫瘤細胞自身分泌并激活的促血管生成因子密切有關[11]。在許多促血管生成的生物因子中，VEGF起著非常重要的正向調節作用，其特異地作用于血管內皮細胞[12]。大部分惡性腫瘤患者的腫瘤組織、血液或尿液中可見VEGF高表達，同時也發現其表達程度與腫瘤病理分級、疾病分期及預后密切相關[13]。國外有研究表明NSCLC組織VEGF及腫瘤血管新生在其生長、轉移、治療和預后中起著重要作用[14]。Ohta等[15]探討提出腫塊組織的VEGF表達可考慮作為肺癌術后是否復發和轉移的重要預測指標，本研究中發現VEGF評分與腫瘤組織分化程度關系密切，另外以VEGF表達評分的中位數3作為界點，發現肺癌組織VEGF評分越高，復發的發生率越高，提示肺癌的VEGF表達與腫瘤的惡性程度有關，VEGF表達評分可考慮作為肺癌患者預后和復查的參考指標。

術后復發及轉移播散是肺癌患者治療失敗和預后較差的主要原因，準確的診斷及惡性程度的詳細評估有助于臨床制定準確的治療方案。既往研究[16]表明NSCLC患者血清VEGF與腫瘤SUV存在相關性。Bille等研究[17]表明SUVmax的高低與NSCLC患者的預后情況顯著相關，研究顯示SUVmax較高者的NSCLC患者的生存差于SUVmax較低者。本研究中也發現SUVmax＞7.3和SUVmax≤7.3的兩組患者的術后無病生存的差異有統計學意義，從而進一步表明腫塊SUVmax上可提示肺癌患者的預后。本研究中發現臨床分期中Ⅰ、Ⅱ期SUVmax存在統計學差異，但VEGF表達評分未見明顯差異，從而一定程度上反映了肺癌中的血管內皮生產因子主要作用于腫塊本身，而與淋巴結轉移相關的分子生物學因素無關。Higashi等[18]研究將單因素生存分析中有意義的影響因子如SUVmax、TNM分期等納入Cox比例風險模型多因素分析證實只有SUVmax是影響預后的獨立因素。本研究中單因素分析顯示SUVmax、腫塊VEGF評分為影響患者生存的因素，多因素分析顯示SUVmax為影響肺癌術后患者生存的獨立預后因素，腫塊VEGF評分為影響患者生存的非獨立預后因素，進一步證實了SUVmax有獨立于病理TNM分期之外的預后價值。由于本次入選病例均為臨床Ⅰ、Ⅱ期患者，腫塊VEGF評分與其他影響預后的因素之間關系有待于進一步研究。

總之，NSCLC原發病灶的SUVmax及VEGF表達與腫瘤分化程度及復發潛能密切相關，某種程度上可評估肺癌術后患者的預后，對于臨床制定合理的診療方案有一定的指導意義。限于樣本量及研究指標較少，本研究需下一步增加樣本量、增加研究指標，以期獲得肺癌預后更為優質的影像學及檢查指標，為診治肺癌提供更多參考依據。