18F-FDG PET/CT半定量參數、表皮生長因子受體和間變淋巴瘤激酶基因突變對肺腺癌患者預后評估的價值

廖栩鶴，王榮福△，劉 萌△，陳雪祺，熊 焰，農 琳，殷 雷，張炳曄，杜毓菁

(北京大學第一醫院 1. 核醫學科， 2. 病理科， 北京 100034)

肺腺癌是最常見的肺癌(46.5%)和非小細胞肺癌(56.0%)亞型[1]，文獻報道的肺腺癌預后因子有上百種[2-7]。表皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor，EGFR)及間變淋巴瘤激酶(anaplastic lymphoma kinase，ALK)基因突變是肺腺癌最常見的突變類型。18F-FDG PET/CT相關半定量參數——標準化攝取值(standardized uptake value，SUV)[3, 6, 8-11]、驅動基因狀態(EGFR或ALK基因突變)[6, 12-13]和血清腫瘤標志物[胃泌素釋放肽前體(pro-gastrin releasing peptide，proGRP)、組織多肽抗原(tissue polypeptide antigen，TPA)、癌胚抗原(carcinoembryonic antigen，CEA)、細胞角蛋白19片段(cytokeratin 19 fragment，CYFRA21-1)和神經元特異性烯醇化酶(neuron-specific enolase，NSE)][5,7,14]均是文獻報道的肺腺癌預后因子。本研究探索了SUVs、EGFR/ALK基因突變、肺癌相關的血清腫瘤標志物聯合其他臨床參數與肺腺癌無進展生存期(progression-free surviva，PFS)是否存在關聯，探討評估這些因素對肺腺癌患者的預后價值。

1 資料與方法

1.1 研究對象

回顧性分析84例初發肺腺癌患者，所有患者均接受了治療前18F-FDG PET/CT全身顯像和EGFR及ALK基因檢測。

納入標準：肺腺癌原發灶的組織病理診斷必須包括細胞學、組織學、EGFR和ALK基因檢測，18F-FDG PET/CT顯像和血清實驗室檢查均是治療前結果，EGFR和ALK基因檢測均早于除手術外的其他治療方法，諸項檢查之間的間隔均不能超過4周，采用盲法進行基因分析。

排除標準：5年之內有其他惡性腫瘤史者，6個月內有手術史者，3個月內身體任何部位有明顯炎性病變者。

1.2 PET/CT顯像及圖像分析

所有患者空腹6 h以上，檢查前測量血糖、身高、體質量。18F-FDG由中國原子能科學院生產，放化純度>95%，注射劑量為3.7 MBq/kg(0.1 mCi/kg，1 Ci=3.7×1010Bq)。采用Gemini GXL PET/CT儀(Philips Medical Systems, Cleveland，OH)對所有患者注射顯像劑60～80 min后先行CT全身平掃(層厚2 mm，螺距0.81，管電壓120 kV，管電流100 mA，矩陣512×512)，再行PET顯像(矩陣144×144，1.5 min/床位，8～9床位/患者)。圖像重建后由EBW V3.5.2和 PET/CT Application Suite V1.5.1A系統軟件行圖像融合。采用Gemini GXL PET/CT儀的16排CT對所有患者行屏氣下胸部薄層CT掃描，層厚1 mm，螺距0.94，管電壓120 kV，管電流100 mA，矩陣512×512。圖像重建后由EBW V3.5.2系統軟件進行骨算法重建。

由兩名有經驗的核醫學醫師采用雙盲法評估PET/CT和薄層CT圖像。SUVs在MedEx MEMRS V8.0軟件中勾畫獲取，包括最大標準化攝取值(maximum standardized uptake value，SUVmax)、平均標準化攝取值(average of standardized uptake value，SUVmean)、腫瘤代謝體積(metabolic tumor volume，MTV)和總糖酵解量(total lesion glycolysis，TLG)。腫瘤負荷三維感興趣區的邊緣閾值為SUVmax×40%[6]。SUVmax=組織放射性/(注射劑量/受檢者體質量)， SUVmean為腫瘤負荷區平均SUV值，MTV為腫瘤負荷區體積，TLG=SUVmean×MTV。預后相關的形態學參數經薄層CT圖中分析獲取。

1.3 組織病理分析

原發灶組織樣本來自術后切除或活檢標本。病理分析包括細胞學和組織學分析、EGFR和ALK基因檢測，均由北京大學第一醫院病理科分析評估。

EGFR基因檢測采用免疫組織化學法或PCR。組織全斷面切片，切片厚度4 μm。EGFR突變特異性抗體是Cell Signaling Technology(Danvers，MA)的Rabbit XP?單克隆抗體、E746-A750del突變的6B6特異性抗體、L858R突變的43B2特異性抗體。定量PCR采用AmoyDxTM人表皮生長因子受體突變檢測試劑盒(Amoy Diagnostics，中國廈門)擴增 (Amplification Refractory Mutation System， ARMS)。通過ABI 7500實時PCR系統(Applied Biosystems, Foster City, CA)根據操作手冊建立擴增并解釋最終運行文件。

ALK突變檢測采用免疫組織化學法[Ventana ALK(D5F3)CDx Assay from Roche Diagnostics USA]或PCR(EML4-ALK Fusion Gene Detection Kit from Amoy Diagnostics Co., Ltd China)。

1.4 分期和隨訪標準

TNM分期根據國際肺癌研究協會(the International Association for the Study of Lung Cancer，IASLC)頒布的分期系統(第8版)。無進展生存期(progression-free survival，PFS)定義為從初始治療(有治療患者)或初始影像學診斷(無治療患者)到疾病進展或全因死亡之間的時段。疾病評估采用實體瘤反應評價標準(版本1.1)(Response Evaluation Criteria in Solid Tumor，RECIST，version 1.1)。所有病例資料均匿名處理后再行數據分析。

1.5 統計學分析

統計學軟件采用SPSS軟件(version 25.0; SPSS, Incorporation, Chicago, IL, USA)。所有連續變量均由受試者工作曲線(receiver operating characteristic，ROC)分析獲得界值后轉變成二分類變量。各項臨床參數用Cox比例風險分析考察與PFS的關聯程度。單因素Cox比例風險分析中具有統計學意義者進入多因素Cox比例風險分析(向后，似然比)， 其中具有統計學意義者與年齡、性別、治療方案、合并癥以及EGFR/ALK基因突變狀態一同再次進行多因素Cox比例風險分析(輸入)。生存分析中生存曲線采用Log-rank檢驗和Kaplan-Meier法，所有檢驗均為雙側檢驗，檢驗水準α=0.05。

2 結果

2.1 患者一般情況

84例初發肺腺癌患者，平均年齡(62.80±9.84)歲(38～82歲)，其中男性49例(58.3%)，女性35例(41.7%)，中位隨訪期為31個月(24～58個月)。SUVmax、SUVmean、MTV、TLG和原發灶最大徑分別為[中位數(最大值，最小值)]：6.70(0.88，25.10)、3.75(0.57，13.45)、15.46(2.94，213.31) cm3、51.73(2.23，1142.25)、25.50(5.50，97.00) mm。

EGFR基因突變、ALK基因重排以及EGFR/ALK野生型分別為 33.3%(28/84)、9.5%(8/84)和57.1%(48/84)。57例(67.9%)患者僅手術治療，17例(20.2%)手術合并其他治療，10例(11.9%)非手術治療(化療、放療、靶向治療、非手術聯合治療)。所有患者中僅10例(11.9%)接受酪氨酸激酶抑制劑(tyrosine kinase inhibitors，TKIs)靶向治療：EGFR-TKIs者4例(4.8%)，EGFR-TKIs合并其他治療者5例(6.0%)， ALK-TKIs合并其他治療者1例(1.2%)。這10例經TKIs治療的患者中，有5例基因檢測未見EGFR和ALK基因突變，另外5例中，4例為EGFR基因突變，1例為ALK基因重排。

2.2 生存分析

單因素Cox比例風險回歸顯示，SUVmax、SUVmean、MTV、TLG均與PFS顯著相關，EGFR基因突變和ALK基因重排無顯著預后價值(表1)。多因素Cox比例風險回歸顯示，不論年齡、性別、治療方案、合并癥及EGFR/ALK基因狀態，最終TLG、TNM分期、proGRP、TPA、堿性磷酸酶(alkaline phosphatase，ALP)和活化部分凝血活酶時間比值(ratio of activated partial thromboplastin time，aPTTR)被證實與PFS存在獨立顯著關聯(表1)。

表1 肺腺癌患者單因素和多因素Cox比例生存分析結果Table 1 Univariate and multivariate analysis of prognostic factors for PFS in lung adenocarcinoma

續表

亞組分析顯示(Log-rank檢驗)，Ⅰ/Ⅱ期不伴靶向治療組(P=0.205)的EGFR基因狀態對PFS不存在明顯預后價值。

多因子預后模型諸參數(TLG、TNM分期、proGRP、TPA、ALP、aPTTR)以及其他SUVs(SUVmax、SUVmean、MTV)的生存曲線見圖1、2，典型病例見圖3、4。

Abbreviations as in Table 1.圖1 多因素預后模型入選參數的Kaplan-Meier曲線(P值為Log-rank檢驗)Figure 1 Kaplan-Meier curves for clinical features in the multivariate Cox regression analysis shown to be significant predictors of progression-free survival (P values: Log-rank test)

Abbreviations as in Table 1.圖2 SUVmax、SUVmean和MTV的Kaplan-Meier曲線(P值為Log-rank檢驗)Figure 2 Kaplan-Meier curves for SUVmax, SUVmean, and MTV shown to be significant predictors of progression-free survival (P values: Log-rank test)

Abbreviations as in Table 1.圖4 59歲女性，肺腺癌Ⅰa3期，TLG=18.61，proGRP=33.77 ng/L，TPA=33.61 U/L，ALP=50.00 IU/L，aPTTR=0.92。治療前18F-FDG PET/CT[CT(A)和PET(B)]和胸部薄層屏氣CT(C)顯示原發灶位于左肺上葉尖后段，原發灶SUVs偏低，SUVmax=2.84，SUVmean=1.64，MTV=11.33 cm3。患者經左肺上葉切除，原發灶病理檢查提示浸潤性肺腺癌(D, HE染色)，基因檢測示EGFR 19號外顯子缺失突變(E, 免疫組織化學染色)和ALK蛋白表達陰性(F， 免疫組織化學染色)。術后患者未接受其他治療，定期隨訪至2018年4月未見復發或轉移，PFS為42.50個月Figure 4 A 59-year-old woman with stage Ⅰa3 lung adenocarcinoma and low level of TLG (18.61), proGRP (33.77 ng/L), TPA (33.61 U/L), ALP (50.00 IU/L), and aPTTR (0.92). CT (A) and PET (B) images of preoperative 18F-FDG PET/CT and breath-hold CT (C) image shows a partial solid nodule in apicoposterior segment of superior lobe of left lung. The other SUVs of primary tumor were on low levels (SUVmax=2.84, SUVmean=1.64, and MTV=11.33 cm3). Then the upper lobe of left lung was resected with video-assisted thoracoscope surgery. The pathological report shows the primary tumor was invasive adenocarcinoma (D, HE staining) and in-frame deletion in EGFR exon 19 (E, immunohistochemical staining) and no expression of ALK protein (F, immunohistochemical staining). The regular medical follow-ups were normal. Progression-free survival has been confirmed 42.50 months at the end of follow-up

3 討論

以往文獻報道，SUVmax[10, 15]、SUVmean[11, 16]、MTV[3, 6, 8, 10-11, 16]和TLG[6, 8-10]均是具有預后價值的半定量參數。近期一項meta分析表明，高水平SUVs均與非小細胞肺癌患者的高復發率和死亡率顯著相關[17]。本研究的單因素生存分析顯示，所有SUVs(SUVmax、SUVmean、MTV和TLG)均與PFS顯著相關。一些關于SUVmax具有預后價值的研究中，有文獻僅采用單因素分析，并未納入其他半定量參數分析[15, 18]，有文獻經單因素和多因素分析發現，非小細胞肺癌患者原發灶的SUVmax、MTV和TLG能顯著影響PFS和總體生存率(overall survival, OS)，ROC曲線分析顯示，MTV[曲線下面積(area under the curve, AUC)=0.710]和TLG(AUC=0.711)比SUVmax(AUC=0.669)的關聯度更高[10]，類似結果還見于以往多項報道[3, 4, 6, 8-9]，這可能因為MTV能在病灶解剖定位的基礎上反映代謝容積，TLG則為MTV與SUVmean的乘積，是一個既反映腫瘤代謝活性又反映腫瘤代謝體積的綜合參數，所以，與SUVmax相比，SUVmean、MTV和TLG更能反映驅動基因突變、腫瘤異質性和預后等生物學行為[19-21]。作為體積相關的SUVs，MTV和TLG被認為是優于SUVmax的預后生存指標[3-4, 8, 10]，特別是整合MTV和SUVmean信息的TLG，本研究的多因素分析將TLG確定為顯著獨立預后因素，進一步肯定了TLG的價值。

有研究顯示，EGFR[13, 22-23]或ALK[12, 23]基因突變的非小細胞肺癌患者，不論是否接受靶向治療，均較EGFR/ALK基因野生型具有更長的生存期。本研究的單因素和多因素分析均未發現EGFR/ALK基因突變與PFS存在相關。這些差異可能源于以下原因：第一，本研究的患者包括Ⅰ～Ⅳ期，分期不同，治療方案不一，其中手術切除者占大多數(僅手術切除者占 67.9%，手術合并其他治療方案者占20.2%)， 靶向治療者僅11.9%。Izar等[13]的研究納入的307例患者均為非小細胞肺癌Ⅰ期，所有患者僅經手術治療，研究顯示EGFR基因突變是PFS的顯著保護性因素(HR=0.326)。本研究的亞組分析顯示，Ⅰ/Ⅱ期不伴靶向治療組(n=46)的EGFR基因突變與PFS無顯著相關(P=0.205)，而且本研究中總突變率(33.3%，28/84)和Ⅰ/Ⅱ期亞組突變率(32.6%，15/36)高于Izar等[13]的研究(20.2%，25/307)，中位隨訪期大致相當(本研究31個月，Izar等的研究30個月)。Camidge等[12]的研究顯示，ALK基因突變陽性患者經培美曲塞而非靶向治療后，比野生型患者的PFS更長(HR=0.36)，該研究的樣本量(89例非小細胞肺癌)與本研究大致相當，但ALK基因突變率21.3%(19/89)遠高于本研究(9.5%，8/84)。第二，本研究納入的臨床因素包括18F-FDG PET/CT半定量參數、血清腫瘤標志物、形態學參數等，而這些參數在之前的研究中并未全部、同時考量，這些參數對預后的影響可能會削弱驅動基因突變的預后價值。

本研究中的其他參數均被認為具有潛在預后價值，且皆來自臨床常規和必要的實驗室檢查[2]，這些數據獲取便利，有利于構建簡便有效的非侵襲預后模型。本研究篩選出TLG、Ⅲ/Ⅳ期、proGRP、TPA、ALP、aPPTR為獨立顯著預后因子，這些因子在以往的報道中其預后價值得到了不同程度的認可[7, 14, 24-26]，但未同時納入生存分析的考量中。

本研究的局限性有：(1)選擇偏倚：作為回顧性研究不可避免地存在選擇偏倚，特別是樣本和變量的選擇；(2)樣本量不夠大：ALK基因重排的患者偏少，可能影響了ALK基因重排與PFS的相關分析，不過，本研究中ALK基因突變率(9.5%)稍高于文獻報道率(2%～7%)[27]。

綜上所述，肺腺癌原發灶高水平18F-FDG PET/CT半定量參數(SUVmax、SUVmean、MTV和TLG)對肺腺癌患者具有不同程度的預后價值，特別是TLG(≥55.02)，TNM分期(Ⅲ/Ⅳ)、proGRP(≥45.65 ng/L)、TPA(≥68.20 U/L)、ALP(≥82.50 IU/L)和aPTTR(≥1.16)均與PFS縮短存在獨立顯著關聯，EGFR或ALK基因突變狀態與PFS未見明確相關。