肺癌骨轉移患者OPN表達和18F-FDG PET/CT顯像的相關性研究進展

劉 睿 黃曉紅 楊凡慧 游金輝

肺癌(lung cancer, LC)是目前全球癌癥死亡的主要原因之一，分為非小細胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC)(85%)和小細胞肺癌(small cell lung cancer, SCLC)(15%)兩種類型，NSCLC患者預后普遍較差。骨骼被認為是LC最常見的遠處轉移部位之一[1]。腫瘤細胞轉移至骨骼會破壞骨骼的完整性，以致骨骼相關事件(skeletal-related events, SREs)的出現，主要包括了骨骼疼痛、脊髓受到壓迫、血鈣的升高以及易發(fā)生病理性骨折等，不僅會降低患者的生活質量，縮短患者的生存時間，并且可導致死亡病例的出現。據統(tǒng)計，超過35%的LC患者出現骨骼轉移病灶，而尸檢時更是高達50%的LC患者出現骨轉移憑證[2]。不過目前為止，針對發(fā)生骨轉移的治療方案通常都是姑息性的[1],大多是抑制骨吸收過程以保持骨骼的強度，緩解患者的疼痛并預防SREs的發(fā)生。因此在發(fā)生SREs之前診斷骨轉移的發(fā)生及對LC患者進行明確分期對制定精準個體化的治療方案非常重要。

骨橋蛋白(osteopontin, OPN)是一種磷酸蛋白。在骨髓中，OPN約占非膠原骨的2%，主要由成骨細胞分泌。它也可以由成骨祖細胞、骨細胞和骨髓中的其他造血細胞合成，在調節(jié)細胞與細胞外基質之間的粘附、骨礦化和重建、細胞遷移和運動等方面起著關鍵作用等生理病理過程，包括腫瘤發(fā)生、免疫反應、炎癥、傷口愈合和血管重塑。關于腫瘤患者外周血OPN水平的研究[3]結果表明，與健康對照組相比，OPN的表達水平明顯增加，且OPN陽性表達多見于低分化癌、有淋巴結轉移的腫瘤和/或臨床Ⅲ/Ⅳ期的腫瘤。并且有研究[4]表明，高OPN濃度對該研究中377例肺癌患者的總生存具有高度顯著且獨立的負面影響，同時OPN在肺癌腫瘤組織中相對于正常組織過表達；其過表達與TNM分期及淋巴結轉移顯著相關，提示OPN作為預測肺癌患者的相關預后及生存時間的指標還有很大的潛能可探索。

18F-氟脫氧葡萄糖正電子發(fā)射計算機斷層顯像/計算機斷層掃描(18F-fluorodeoxyglucose positron emission tomography/computed tomography,18F-FDG PET/CT)顯像是一種基于惡性腫瘤葡萄糖代謝特點的分子影像學診斷方法，現在已被廣泛應用于癌癥的診斷、療效觀察和預后評估等，同時在原發(fā)性腫瘤分期方面的特殊價值也被廣泛認同。目前研究[2]表明，LC患者血清OPN水平可能有助于識別發(fā)生骨轉移的患者，而18F-FDG PET/CT能夠精準定位骨轉移的發(fā)生部位并提供該部位解剖學和代謝情況等相關信息。因此，將二者結合起來評估患者的總體情況，可能對提升患者的預后及總體生存時間具有重要意義。本文簡要綜述肺癌骨轉移患者體內OPN水平與18F-FDG PET/CT顯像的相關性研究進展，以期提高肺癌骨轉移的臨床診治效能。

1 OPN的生物學特性

OPN分子是一種多功能糖蛋白，與細胞的一些代謝過程、腫瘤的發(fā)生、轉移等生理和病理過程高度相關。近年研究[5-7]表明，OPN廣泛參與腫瘤細胞增殖、遷移等過程，同時腫瘤組織、血漿/血清中的OPN水平也可能與多種癌癥的發(fā)生發(fā)展密切相關，并且血漿/血清中OPN水平可提供有啟示性的預后信息[7]。由此可見，OPN具有作為一種監(jiān)測腫瘤發(fā)生進展的生物標志物的潛能。

OPN存在3個選擇性剪接異構體(OPN-a、OPN-b和OPN-c)，它們在不同類型的腫瘤中具有不同的表達能力。OPN-a廣泛出現于大部分癌癥類型中，OPN-b主要出現于LC疾病中，OPN-c被認為在乳腺癌以及前列腺癌中發(fā)揮重要作用，還可能與LC發(fā)生轉移有關[8-11]。

目前認為，OPN剪接異構體在LC的發(fā)生發(fā)展中具有不同的作用。研究[12]表明，OPN-b和OPN-c的高表達可促進前列腺癌、乳腺癌、LC等惡性腫瘤的增殖、增強腫瘤細胞的侵襲行為，同時OPN可以通過自分泌和旁分泌兩種機制促成血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)的積累，來進一步促進腫瘤的發(fā)生和轉移。Sun等[13]發(fā)現，與正常肺組織相比，NSCLC樣本主要通過表達OPN-a來增強腫瘤細胞的侵襲能力；而OPN-b似乎沒有表現出具有促進VEGF分泌的能力，而僅僅通過激活內皮細胞來增加血管的形成。而OPN-c對腫瘤細胞的侵襲行為具有負作用，明顯抑制血管生成和VEGF的分泌[7]。但OPN剪接變異體功能異質性的作用機制仍需探索。

2 肺癌與OPN表達

Cui等[14]配對比較了TCGA數據庫中OPN mRNA在正常組織和腫瘤組織中的表達，生物信息學分析顯示OPN在NSCLC組織中顯著上調，并且通過Oncomine數據庫驗證了這一結果。Xu等[15]的研究結果顯示，治療前SCLC組血清OPN水平高于健康對照組(P<0.001)，化療后血清OPN水平下降，客觀緩解率(CR+PR)為81.2%，無緩解率(SD+PD)為18.8%。化療敏感患者的血清OPN明顯低于無化療反應患者，提示血清OPN水平可作為評價SCLC患者治療效果的有效生物標志物。Wang等[16]的研究發(fā)現，肺腺鱗患者的血漿和支氣管肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid,BALF )的OPN水平均明顯高于良性對照組(P<0.05)，ROC結果表明，OPN和激肽原1(Kininogen 1,KNG1)以及α抗胰蛋白酶(α-1-antitrypsin,AAT)的聯合應用可提高BALF的AUC值，表明其在癌癥進展中起著一定的作用，并有可能作為診斷肺癌的潛在標志物。

目前關于LC分期與OPN水平的關系尚存爭議。Xu等[15]在分析OPN水平與肺癌患者臨床病理特征的關系時發(fā)現，血清OPN水平與疾病分期有關，同時血清OPN水平與淋巴結轉移是呈正相關。Ouyang等[17]的研究結果同樣顯示，晚期NSCLC患者組織中OPN表達比Ⅰ/Ⅱ期組顯著上調，且OPN表達水平與轉移狀態(tài)表現出顯著的正相關性。相關研究[18-19]同樣得出了相似結論，同時Carbone等[18]的結果還顯示OPN水平與患者發(fā)生轉移灶的數量呈正相關(r=0.326，P=0.006)。這與Yi等[20]的研究結果是相似的，同時該研究的臨床病理數據分析顯示，高OPN表達水平與LC患者吸煙、組織學類型、晚期(Ⅲ～Ⅳ期)和局部淋巴結轉移呈正相關。Sun[21]等的研究結論與其相似，這些研究都表示OPN有希望成為診斷NSCLC以及預測NSCLC不良預后的有力生物學指標。然而，也有研究提出否定。Petta等[22]的研究中，無論是發(fā)生廣泛性還是局限性病變，SCLC患者的血清OPN水平均無顯著差異；同時NSCLC患者3個亞組的血清OPN水平亦無顯著差異。

此外，OPN在發(fā)生轉移的腫瘤中表達特別高，尤其是在那些易發(fā)生骨轉移的癌癥中過度表達[7]。Oronzo等[23]通過多因素logistic回歸建立了一個包含OPN的骨轉移發(fā)病標志物分子模型，并應用于40例Ⅲ期NSCLC患者中進行了前瞻性驗證，結果顯示該模型預測骨轉移發(fā)生的靈敏度為85.7%，而特異度為66.7%。這說明當骨代謝的微妙平衡被打破時，血液中OPN的濃度會顯著增加，這時測定OPN濃度對骨轉移的預測和診斷有重要意義[24-25]。但Petta等[22]的研究結果顯示，在LC患者中有或無骨轉移患者的血清OPN水平也無明顯差異。

從以上報道中可以看出，OPN具有成為預測腫瘤患者是否發(fā)生轉移生物標志物的潛能的，但目前對于其臨床應用的價值尚存在爭議，仍需更多的研究探索。

3 肺癌患者的OPN表達與18F-FDG PET/CT糖代謝顯像

Basso等[26]進行了一項關于18F-FDG PET/CT鑒別肺部病灶良惡性能力的meta分析，其結果顯示，PET/CT在診斷惡性病灶時，靈敏度和特異度分別為78%和81%。Li等[27]的研究結果表明，18F-FDG PET在肺癌原發(fā)病灶檢測、臨床分期、評估預后等方面具有很大的價值。

LC患者是否存在轉移性淋巴結是決定臨床分期及臨床治療方案的重要因素之一，因此檢測LC患者是否發(fā)生了淋巴結轉移同樣具有重要的臨床意義。Al-Kadi等[28]發(fā)現，18F-FDG PET診斷縱隔淋巴結發(fā)生轉移的敏感性和特異性分別為84%、89%。Nakanishi等[29]發(fā)現，18F-FDG PET顯像的相關參數(maximum standardized uptake value, SUVmax、metabolic tuomor volume,MTV、total lesion glycolysis,TLG)可作為LC患者發(fā)生淋巴結轉移的有力診斷指標，與Hua等[30]研究結果相似。

Ningbo等[31]的研究數據顯示，18F-FDG PET/CT診斷NSCLC患者發(fā)生骨轉移的敏感性為84.1%，特異性為93.2%，并且18F-FDG PET在檢測溶骨性或混合性病灶時，靈敏度是高于檢測成骨性病變的，在263處PET圖像上顯示為陽性攝取的骨轉移病灶中，溶骨性病灶的發(fā)現率為97.8%，成骨性病灶的發(fā)現率為93.5%。而在Chae等[32]的研究中發(fā)現，18F-FDG PET/CT識別LC患者轉移性病變和良性病變的敏感性為81.8%，特異性為84.7%。Gomi等[33]發(fā)現不論是在NSCLC還是SCLC患者中，骨轉移患者的18F-FDG PET/CT顯像的相關參數均明顯高于非骨轉移患者(P<0.001)，并且當患者出現相關癥狀如疼痛時，相關參數也明顯增高。

Brennan等[34]發(fā)現，在18F-EF5 PET/CT顯像的所有前列腺腫瘤的活檢組織中均有GLUT1和OPN表達。但是目前為止關于OPN表達與18F-FDG PET/CT顯像間關系的相關研究較少。Akyan等[2]分析42例NSCLC患者和31例SCLC患者的OPN表達與18F-FDG攝取之間的關系，結果顯示在NSCLC患者中，發(fā)生和未發(fā)生骨轉移患者的平均SUVmax無明顯差異，但血清平均OPN水平存在差異(P<0.05)；在SCLC患者中，發(fā)生骨轉移患者的血清OPN水平是明顯高于未發(fā)生骨轉移患者的(P<0.05)；遺憾的是未明確SUVmax與血清OPN的關系。因此，在LC患者中，18F-FDG攝取(SUVmax)與OPN過表達之間是否存在明確的關系，仍需更多的證據來證實。

綜上所述，OPN的表達可發(fā)生于LC骨轉移的全過程，PET/CT顯像目前在LC患者發(fā)生骨轉移的早期診斷、預后評估、轉移病灶探測、預防骨骼相關事件的發(fā)生等方面廣泛運用，但仍有一定的探索空間和不足之處。OPN作為一種廣泛存在于細胞外基質中且廣泛表達的糖基化蛋白，要運用OPN表達來提高LC患者發(fā)生骨轉移的診斷效率，仍缺乏較為可靠的證據；并且要結合PET/CT的相關參數來提高LC患者轉移病灶探測效率，其特異度和敏感度并不總是足夠的,很多研究尚不到位。如何利用OPN表達結合18F-FDG PET/CT顯像相關參數，提高LC患者發(fā)生轉移診斷的敏感性及特異性仍需更多更細致的探究。