18F-FDG PET/CT半定量參數與肺腺癌患者EGFR突變狀態的相關性研究

肖 杰 胡冰心 張 潔 程登峰 石洪成 修 雁△

（1復旦大學附屬中山醫院核醫學科 上海 200032；2上海影像醫學研究所 上海 200032）

表皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor，EGFR）是一種細胞膜上的跨膜糖蛋白，其在腫瘤的增殖、分化、血管生成、葡萄糖代謝及抗凋亡過程中起重要調節作用［1-2］。非小細胞肺癌（nonsmall-cell lung cancer，NSCLC）患者發生EGFR突變時，表皮生長因子酪氨酸酶抑制劑（tyrosine kinase inhibitor，TKI）的應用較傳統化療顯著提高了患者的無病進展時間，其中肺腺癌患者尤為受益［3-4］，但是EGFR野生型的肺癌患者獲益甚微［5］。目前對EGFR的表達狀態進行檢測已成為臨床是否應用TKI重要的參照依據。受限于活檢標本質量、活檢技術及患者病情狀態，部分患者EGFR表達狀態的可靠結果較難從基因檢測中獲取，這給臨床精準治療帶來挑戰［6］。

18氟 化 脫 氧 葡 萄 糖［2-（fluorine-18）-fluoro-2-deoxy-D-glucose，18F-FDG］正電子發射斷層顯像/計算機斷層顯像（positron emission tomography/computed tomography，PET/CT）是一種基于葡萄糖代謝速率的改變，對疾病進行無創定性分析的全身性影像診斷工具［7］。目前關于肺腺癌FDG代謝改變與EGFR突變狀態相關性的研究報道并不少見，但是由于納入標準、種族、地區的不同，不同研究結果有較大差異。Ko等［8］剔除腫瘤直徑小于1 cm的患者后，對132例未接受過治療的肺腺癌患者進行回顧分析，認為當肺內原發病灶的SUVmax＞6時肺腺癌患者更易出現EGFR突變（P=0.002）。Lv等［9］將SUVmax值為7作為判斷EGFR突變與否的臨界值，認為葡萄糖代謝活性越低越傾向于EGFR突變。本研究回顧分析了248例肺腺癌患者臨床資料，旨在探討SUVmax與EGFR突變狀態的關系，以明確18F-FDG PET/CT無創預測肺腺癌患者EGFR突變狀態的價值。

資料和方法

一般資料回顧分析2011年1月至2016年3月復旦大學附屬中山醫院18F-FDG PET/CT顯像資料。病例納入標準：（1）經病理證實肺部病灶為腺癌，并行EGFR基因18～21號外顯子突變檢測；（2）一般臨床資料完整；（3）行18F-FDG PET/CT顯像前未接受放化療、靶向治療、免疫治療或中藥治療等；（4）非磨玻璃病灶。共248例患者符合上述標準，收集患者的年齡、吸煙狀態、腫瘤直徑、腫瘤位置、病灶的SUVmax、病理分級、轉移狀態及臨床分期等信息。吸煙狀態可分為3類：（1）從不吸煙；（2）吸煙；（3）既往吸煙，但已戒煙超過6個月。根據第八版AJCC標準［10］對病灶進行臨床分期，將Ⅰ、Ⅱ期病灶歸為一類，Ⅲ、Ⅳ期為單獨兩個分類。病灶的病理分級分為輕中度分化及差分化兩類進行分析。

18F-FDG PET/CT顯像方法及圖像分析患者準備：（1）注射18F-FDG前至少禁食6 h，且指尖血糖不超過 10 mmol/L；（2）按照 5.18 MBq/Kg靜脈注射18F-FDG；（3）藥物注射后 40～60 min進行顯像。PET/CT顯像：（1）將掃面視野設為顱頂至股骨上段水平；（2）CT采集參數為：管電壓140 kV，管電流200 mAs；0.5 s/轉，層厚6.5 mm，螺距為 0.516，矩陣 512×512；（2）PET圖像按照 2～3分鐘/床位，每人5～7個床位進行采集；（3）基于CT進行衰減校正，采用有序子集最大期望算法（ordered subset expectation maximization，OSEM）濾波后圖像重建及PET與CT圖像融合。

圖像分析時感興趣區（region of interest，ROI）均定義為腫瘤的原發部位。在PET/CT融合圖像上進行SUVmax測量，計算公式為：

SUVmax指病灶（即 ROI）攝取18F-FDG 的最大值。單位：放射性活度（MBq/mL），體重（kg）。

統計學方法應用SPSS 22.0統計分析軟件，計量資料以±s表示，變量間比較采用配對t檢驗或單因素方差分析，變量間兩兩比較采用Bonferroni進行校正，變量間相關性分析采用Pearson法。計數資料用百分數或率（%）表示，變量間比較采用四格表或χ2檢驗。采用單因素相關分析及多元線性回歸分析的方法分析EGFR突變狀態的影響因素及獨立影響因素，及其影響程度。雙側檢驗P＜0.05為差異有統計學意義。

結 果

一般資料248位肺腺癌患者中男性128例，女性120例；EGFR基因突變組（EGFR+）154例，野生型組（WT/EGFR-）94例。女性患者較男性患者更易 出 現EGFR突 變（F=6.17，P=0.01）。 67.4%（124/184）的不吸煙患者存在EGFR基因突變，這一比例高于不吸煙患者和既往吸煙患者（F=8.56，P=0.01）。EGFR基因突變患者更易出現淋巴結、胸膜或遠處轉移（t=2.04，P=0.04）。兩組間病灶SUVmax值的差異有統計學意義，SUVmax低的患者EGFR突變可能性更高（t=2.38，P=0.02）。年齡、腫瘤最大直徑、腫瘤發生部位、臨床分期、病理分級均與EGFR表達狀態無顯著相關（表1）。

影響EGFR表達狀態相關指標的單因素及多因素回歸分析單因素Logistic回歸分析結果表明性別、吸煙狀態、轉移狀態及SUVmax均與EGFR基因表 達 狀 態 相 關 。女 性（OR=0.15，95%CI：0.31～0.87，P=0.01）和 吸 煙（OR=2.07，95%CI：0.64～6.68，P=0.02）是EGFR突變的危險因素。SUVmax＜8.32±5.18時 更 易 出 現EGFR突 變（OR=0.95，95%CI：0.90～0.99，P=0.02）。發生EGFR基因突變的患者更易出現淋巴結、胸膜或遠處轉移（78vs.34，t=2.04，P=0.04）。EGFR突變狀態不受患者年齡、腫瘤直徑及腫瘤位置的影響。校正性別、年齡、吸煙狀態、腫瘤直徑、腫瘤位置、轉移狀態及SUVmax等多個協變量后，多元Logistic回歸分析結果顯示（表2）：SUVmax為預測EGFR突變狀態的獨立危險因素，病灶SUVmax值越低越易發生EGFR突變（OR=0.94，95%CI：0.89～0.99，P=0.02）。

表1 248例肺腺癌患者一般臨床資料與EGFR基因突變狀態的相關性Tab 1 Association between clinical characteristics and EGFR mutation status in 248 patients with lung adenocarcinomas［±s or n（%）］

Characteristics Gender［n（%）］Male Female Age（y）Smoking status Never smoker Current smoker Ever smoker Stage（AJCC）Ⅰ/ⅡEGFR+（n=154）WT/EGFR-（n=94）Pvalue 0.02 70（45.45）84（54.55）61.08±9.38 58（61.70）36（38.30）59.90±10.16 0.36 0.01 124（80.52）24（15.58）6（3.90）60（63.83）28（29.79）6（6.38）0.07ⅢⅣ59（38.31）46（29.87）49（31.82）30（31.91）23（24.47）41（43.62）Grade Well/Moderate Poor Metastasis Location Left lobe Right lobe SUVmax 0.09 74（48.05）80（51.95）78（50.65）34（36.17）60（63.83）34（36.17）0.04 0.38 67 87 8.32±5.18 34 60 10.06±6.17 0.02

SUVmax與EGFR突變類型的關系兩獨立樣本t檢驗結果顯示（圖1），EGFR突變組SUVmax明顯低于野生型組（8.32±5.18vs.10.06±6.17），差異有統計學意義（t=2.38，P=0.02）。當 SUVmax的 cut-off值為3.05時，SUVmax預測EGFR突變的敏感度為90.4%，特異度為82.5%。單因素方差分析顯示：EGFR19號外顯子突變、21號外顯子突變及EGFR野生型的組間SUVmax差異有統計學意義（F=3.25，P=0.04）。進一步采用Tukey法進行組間兩兩比較發現，EGFR突變患者中僅19號外顯子突變患者的SUVmax低于野生型患者，差異有統計學意義（7.90±4.80vs.10.06±6.17，F=3.52，P=0.04）；21號外顯子突變患者的SUVmax與野生型患者相比，差異無統計學 意 義（8.71±5.45vs.10.06±6.17，F=2.26，P=0.249）。兩種不同類型突變患者的SUVmax差異無統計學意義（7.90±4.80vs.8.71±5.45，F=2.29，P=0.634）。

表2 EGFR突變預測指標的單因素及多因素回歸分析Tab 2 Univariate and multivariate regression analysis of predictive factors for EGFR mutation status in lung adenocarcinomas

圖1 不同EGFR突變狀態的肺腺癌患者組間SUVmax比較Fig 1 Comparison of SUVmaxin patients with lung adenocarcinomas according to different EGFR mutation status

討 論

臨床實踐中，EGFR突變狀態是給予患者靶向治療的重要參考依據。受限于活檢技術及活檢標本質量，部分患者較難獲取可靠的檢測結果。一項基于592例NSCLC患者的回顧性分析研究表明，18F-FDG PET/CT不僅可重新指導NSCLC患者的臨床分期和治療方案的制定，而且可初步預測患者的無病進展時間及總生存時間［11］。在目前的臨床實踐中，18F-FDG PET/CT常作為NSCLC患者能否接受局部治療的重要參考依據之一。本研究發現EGFR突變狀態與肺腺癌細胞攝取葡萄糖的程度具有明顯的相關性，EGFR突變患者的SUVmax顯著低于EGFR野生型患者。

研究發現18F-FDG的攝取程度與腫瘤細胞膜上葡萄糖轉運體（glucose transporter-1，GLUT-1）的表達量呈正相關，且部分假陰性的病灶中GLUT-1表達量極低［12-15］。GLUT-1與 mTOR 是P13K/Akt通路的下游信號，該通路在調節Warburg效應中發揮重要作用。當P13K/Akt通路被激活時，不僅可提高腫瘤細胞的活性，還能促進腫瘤細胞增殖、血管生成及葡糖糖代謝等惡性生物學行為［16］。Sasaki等［17］研究發現，GLUT-1過表達與 NSCLC 患者的性別、吸煙狀態、病理分型及EGFR和Kras基因突變相關。其中，女性、非吸煙、腺癌、EGFR突變、Kras突變患者的GLUT-1表達量相對較低，差異有統計學意義。與EGFR野生型患者相比，EGFR突變患者的GLUT-1表達量相對較低，因此SUVmax較低，這與本研究結果一致。

Carlos等［18］回顧分析了102例臨床分期為Ⅲ～Ⅳ期的晚期NSCLC患者的18F-FDG PET/CT圖像，認為SUVmax與EGFR突變狀態無相關性。該研究中EGFR突變患者僅22例，其中鱗狀細胞癌、支氣管肺泡癌及未分類NSCLC各1例。相關研究認為鱗狀細胞癌細胞的GLUT-1表達量明顯高于腺癌細胞，即理論上鱗癌細胞較腺癌細胞更積極地攝取18F-FDG，在臨床實踐中鱗癌病灶往往具有較高的SUVmax。在樣本量較小的情況下，納入鱗癌患者可能對結果影響較大，以至于部分研究認為SUVmax與EGFR突變狀態無相關性，或者EGFR突變患者具有較高的SUVmax［19-21］。本研究在去除非腺癌患者GLUT-1表達差異的影響后進行回顧性分析。與本研究結果類似的是，Suárez等［22］回顧分析了 112例肺腺癌患者中SUVmax與EGFR突變及預后的相關性，認為EGFR突變患者SUVmax低于野生型患者，在患者預后方面SUVmax也有一定預測價值，即低水平SUVmax患者具有更長的生存時間和無疾病進展時間。本研究排除病灶表現為磨玻璃結節（groundglass opacity，GGO）的原因是：肺腺癌病灶早期多數表現為GGO或混合型GGO；GGO病灶攝取葡萄糖的能力較低，往往表現為假陰性，18F-FDG PET/CT對GGO的診斷價值有限，臨床實踐中常規不推薦18F-FDG PET/CT 用于 GGO 的診斷［23-24］。本研究在剔除鱗癌及GGO對SUVmax的干擾后進行SUVmax與EGFR突變狀態相關性分析，因此研究結果更加可靠。

本研究將SUVmax的cut-off值設定為3.05時，預測EGFR突變的敏感度為90.4%，特異度為82.5%。SUVmax作為一個半定量指標，影響因素較多，如患者血糖水平、ROI的勾畫、部分容積效應、后處理技術等。按照標準流程測量SUVmax值在EGFR突變狀態的預測中同樣至關重要。另外，EGFR突變狀態位點不同，驅動下游的靶通路及導致的生理學改變也有所不同。Exon19位點缺失和Exon21的L858R位點置換突變在EGFR突變中常見［25］。既往研究認為，Exon19位點缺失患者對靶向EGFR藥物的敏感性更高，同時該患者也可能獲得更長的無疾病進展時間［26］。本研究將這兩種不同類型突變患者與野生型患者的SUVmax分別進行兩兩比較，結果發現Exon19位點缺失患者的SUVmax低于Exon21位點突變及野生型患者。Choi等［27］也認為Exon21突變患者的SUVmax明顯高于Exon19突變（11.6vs.8.2）。但Lee等［28］將所有病例類型的NSCLC患者納入研究，認為EGFR突變狀態與SUVmax無關，且兩種基因位點突變患者的SUVmax無明顯差異。兩不同突變點之間的糖代謝改變差異尚需進一步探討。

本研究存在以下局限性：（1）本研究雖然樣本量較大，但在種族上具有單一性，既往研究認為亞洲人中EGFR突變率最高（高達 47%）［29］；（2）本研究為回顧性分析，結果的可靠性尚需前瞻性研究進行驗證；（4）由于部分肺腺癌患者中存在2個或以上基因的突變，該結果對SUVmax的影響需進一步細化。

綜上所述，18F-FDG PET/CT半定量參數SUVmax可作為肺腺癌患者EGFR突變狀態的獨立預測因子，在活檢標本質量及活檢技術不足的情況下，可根據SUVmax對EGFR突變狀態進行無創性評估。