劉芳廷,李俊灝,朱瑾成,陳心怡,楊桂芬

0 引 言

肺癌在全世界范圍內(nèi)是第二常見,且致死率最高的癌癥[1]?！吨袊┌Y登記年度報(bào)告》指出,在中國城市及農(nóng)村腫瘤發(fā)病率中肺癌均位居第一[2]。其中非小細(xì)胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC)約占全部肺癌的3/4,而鱗癌和腺癌是最常見的肺癌亞型[3-4]。雖然隨著治療手段的進(jìn)展,肺癌患者的5年生存率有所提高,但我國肺癌患者的5年生存率仍低于20%[5]。氟[18F]-氟代脫氧葡萄糖(18F-fluorodeoxyglucose,18F-FDG)正電子發(fā)射斷層成像/計(jì)算機(jī)斷層成像(positron emission tomography/computer tomography,PET/CT)是目前針對(duì)肺癌診斷、分期、放療靶區(qū)勾畫、療效評(píng)估及預(yù)后評(píng)估的最佳檢查方式之一[6-7]。該法不僅可測量腫瘤體積,且可對(duì)腫瘤進(jìn)行功能成像。Ki-67是一種人體內(nèi)的細(xì)胞核蛋白,可作為檢測細(xì)胞增殖速度的客觀量化指標(biāo),且越來越多地用于判斷癌癥患者的預(yù)后[8-9]。已有大量研究證實(shí),Ki-67高表達(dá)與乳腺癌[10]、前列腺癌[11]、甲狀腺癌[12]等多種惡性腫瘤的不良預(yù)后相關(guān);但Ki-67在肺癌及不同病理亞型中的預(yù)后價(jià)值尚無定論。同時(shí),Ki-67免疫組化的分析樣本需要通過有創(chuàng)檢查獲取。由于穿刺僅可獲取局部病變組織,導(dǎo)致其準(zhǔn)確性存在偏差。18F-FDG PET/CT半定量參數(shù)最大標(biāo)準(zhǔn)化攝取值(maximum standard uptake value,SUVmax)和腫瘤代謝體積(metabolic tumor volume,MTV)是在分子水平衡量腫瘤葡萄糖代謝情況的指標(biāo)。對(duì)于SUVmax、MTV以及Ki-67之間的相關(guān)性及其在NSCLC患者預(yù)后價(jià)值的探討具有重要意義。本研究旨在分析NSCLC及其病理亞型腺癌、鱗癌中SUVmax、MTV與細(xì)胞增殖指數(shù)Ki-67的相關(guān)性,評(píng)估18F-FDG PET/CT成像檢測腫瘤細(xì)胞增殖的能力,以及SUVmax、MTV、Ki-67在NSCLC患者預(yù)后評(píng)估中的價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象回顧性分析2021年4月至2022年4月于我院核醫(yī)學(xué)科行全身18F-FDG PET/CT掃描且發(fā)現(xiàn)肺部腫瘤的153例患者臨床資料。納入標(biāo)準(zhǔn):肺部病變進(jìn)行穿刺或手術(shù)病理確診為NSCLC的患者。排除標(biāo)準(zhǔn):①未進(jìn)行Ki-67免疫組化檢測;②數(shù)據(jù)圖像資料丟失。最終納入研究對(duì)象116例。

1.2儀器與方法所有患者圖像采集均使用GE公司的Discovery710型PET/CT顯像儀,18F-FDG注射劑來自南京江源安迪科正電子研發(fā)有限公司,每批藥物的放射化學(xué)純度≥90%。檢查方法:所有患者在檢測前禁食6～8 h,并測量身高、體重及空腹血糖,控制血糖在8.0 mmol/L以下,靜脈注射18F-FDG 3.7～6.66 MBq/kg,飲水500～1000 mL,安靜休息40～60 min后排空膀胱,再飲水300～500 mL使胃充盈,行全身PET/CT顯像。掃描范圍從顱頂至雙側(cè)股骨上段(一般7～8個(gè)床位),采集包括CT掃描和PET掃描,CT掃描參數(shù):管電壓120 kV,有效管電流140 mAs,層厚及層間隔為3.75 mm,PET采集方式為三維采集,2 min/床位,用迭代重建法對(duì)校正后圖像進(jìn)行重建,獲得橫斷、矢狀、冠狀面CT、PET及兩者融合圖像。

1.3圖像分析采集后的圖像均傳輸?shù)紾E discovery ADW 4.6 圖像后處理工作站進(jìn)行處理。采用半自動(dòng)勾畫法對(duì)肺部病變進(jìn)行定位和勾畫,對(duì)勾畫不滿意處進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整。整個(gè)病灶的勾畫過程由2名具有5年以上工作經(jīng)驗(yàn)的核醫(yī)學(xué)醫(yī)師完成。在勾畫完畢后該軟件會(huì)自動(dòng)對(duì)病灶進(jìn)行計(jì)算分析,取得病灶SUVmax及MTV。

1.4Ki-67檢測方法Ki-67表達(dá)通過標(biāo)準(zhǔn)的免疫組化檢測方法進(jìn)行。采用Max Vision二步檢測法檢測Ki-67抗體,于顯微鏡(400倍)下觀察Ki-67陽性細(xì)胞數(shù)目,根據(jù)Ki-67是否≥50%分為高表達(dá)組和低表達(dá)組。

1.5隨訪通過病歷記錄、電話回訪對(duì)所有入組患者的預(yù)后情況進(jìn)行隨訪。根據(jù)患者預(yù)后情況將其分為進(jìn)展組和無進(jìn)展組。將死亡、病灶增大或轉(zhuǎn)移灶增多者定義為病情進(jìn)展;將術(shù)后無異常、病灶縮小或轉(zhuǎn)移灶減少的患者定義為病情無進(jìn)展;將無后續(xù)病歷記錄,同時(shí)電話回訪失敗3次及以上的患者定義為失訪。

2 結(jié) 果

2.1 一般資料116例患者中,男78例、女38例,年齡42～89歲,平均(58.2±13.2)歲。肺部病變組織學(xué)類型中:腺癌72例,占比62.1%;鱗癌44例,占比37.9%。最終共收集98例患者獲得隨訪結(jié)果,18例患者失訪。隨訪中位時(shí)間為9(6,13)個(gè)月。本組病例中進(jìn)展組32例,其中死亡患者6例,病灶增大或轉(zhuǎn)移灶增多的患者26例;無進(jìn)展組66例,其中病灶縮小或轉(zhuǎn)移灶減少的患者30例,手術(shù)后至隨訪時(shí)間截止無明顯異常的患者36例。

2.2腺癌、鱗癌患者Ki-67、SUVmax和MTV的比較116例患者中,Ki-67平均表達(dá)值為(37.2±23.1)%,SUVmax為(12.65±6.84),MTV為(4.99±3.93) cm3。鱗癌組患者Ki-67表達(dá)值高于腺癌組[(51.8±18.4)%vs(28.3±21.1)%,t= 6.098,P<0.001);且Ki-67高表達(dá)的患者占比更多(61.4%vs27.8%,P<0.001)。另外,鱗癌組患者SUVmax(15.19±5.75)、MTV[(6.26±4.47)cm3]均高于腺癌組[(11.09±7.02)、(4.22±3.37)cm3],差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2.3SUVmax、MTV與Ki-67的相關(guān)性本研究結(jié)果顯示,NSCLC患者Ki-67表達(dá)與SUVmax呈中度相關(guān)(r=0.572,P<0.001),與MTV呈弱相關(guān)(r=0.390,P<0.001)。腺癌組SUVmax與Ki-67呈中度相關(guān)(r=0.592,P<0.001),MTV與Ki-67呈弱相關(guān)(r=0.383,P<0.001),見圖1。而鱗癌組SUVmax及MTV與Ki-67的相關(guān)性均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。不同病理類型肺癌患者PET/CT圖像見圖2。

a:NSCLC中SUVmax值與Ki-67的相關(guān)性;b:NSCLC中MTV與Ki-67的相關(guān)性;c:腺癌中SUVmax值與Ki-67的相關(guān)性;d:腺癌中MTV與Ki-67的相關(guān)性圖 1 SUVmax、MTV與Ki-67的相關(guān)性分析散點(diǎn)圖Figure 1 Scatter plots of correlation analysis among SUVmax, MTV and Ki-67

a:肺腺癌患者,男,67歲,病變位于右肺上葉,SUVmax為19.51,MTV為11.63 cm3,Ki-67表達(dá)值為70%;b:肺鱗癌患者,男,59歲,病變位于左肺上葉,SUVmax為24.37,MTV為16.32 cm3,Ki-67表達(dá)值為30%圖 2 不同病理類型肺癌患者的PET/CT圖像Figure 2 PET/CT images of lung cancer patients with different pathological types

2.4Ki-67、SUVmax、MTV與患者預(yù)后的分析98例隨訪患者中,Ki-67的平均表達(dá)值為(37.5±22.9)%;SUVmax平均值為12.72±6.35,MTV平均值為(4.84±3.93)cm3。病變進(jìn)展組患者SUVmax表達(dá)值明顯高于無進(jìn)展組,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.024)。在隨訪的病例中,Ki-67和MTV組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.128、P=0.064)。見表1。

表 1 疾病進(jìn)展組與無進(jìn)展組患者Ki-67、SUVmax及MTV的比較Table 1 Comparison of Ki-67, SUVmax and MTV between two groups

單變量分析顯示,SUVmax與腫瘤進(jìn)展相關(guān)(OR=1.081,P=0.028)。根據(jù)臨床經(jīng)驗(yàn),將SUVmax、MTV、Ki-67及病理類型納入多變量分析,結(jié)果顯示SUVmax升高是腫瘤進(jìn)展的獨(dú)立危險(xiǎn)因素(OR=1.081,P=0.028),而MTV、Ki-67及病理類型與預(yù)后無顯著關(guān)系(P均>0.05)。見表2。

表 2 NSCLC疾病進(jìn)展的單因素分析與多因素分析Table 2 Regressive analysis of the disease progressive of NSCLC

3 討 論

Ki-67作為一種與細(xì)胞增殖密切相關(guān)的細(xì)胞核蛋白,在細(xì)胞增殖周期的G1、S、G2和M期均有表達(dá),當(dāng)細(xì)胞快速增殖時(shí)Ki-67表達(dá)會(huì)相應(yīng)增高。Ki-67指數(shù)越高提示腫瘤惡性程度越高[13]。因此,Ki-67指數(shù)為腫瘤的增殖能力提供了一種客觀量化的方法,并在許多癌癥中得到應(yīng)用,常作為評(píng)估癌癥預(yù)后的指標(biāo)[14]。Ki-67檢測需要通過穿刺或手術(shù)切除取得的病理樣本來進(jìn)行,是一種有創(chuàng)性的檢查,可能會(huì)導(dǎo)致出血、感染、腫瘤細(xì)胞擴(kuò)散等并發(fā)癥;而且穿刺只能獲取局部的病變組織,不能全面地評(píng)估腫瘤整體。因此,探索無創(chuàng)性的方法評(píng)估NSCLC的增殖能力對(duì)肺癌患者具有重要意義。

18F-FDG PET/CT顯像能夠無創(chuàng)地提供病灶的解剖學(xué)信息及功能學(xué)信息,在肺癌的應(yīng)用價(jià)值已經(jīng)得到高度認(rèn)可[6-7]。臨床上常規(guī)使用SUVmax、MTV對(duì)腫瘤糖代謝情況進(jìn)行量化,SUVmax是衡量腫瘤葡萄糖代謝程度的半定量指標(biāo),MTV是測量有糖代謝活性的腫瘤體積的半定量指標(biāo)。本研究擬探討腫瘤代謝與增殖速度的相關(guān)性,分析SUVmax、MTV糖代謝指標(biāo)活體檢測腫瘤細(xì)胞增殖的能力,以及SUVmax、MTV、Ki-67在NSCLC患者預(yù)后判斷中的價(jià)值。本研究結(jié)果顯示,鱗癌組與腺癌組之間Ki-67表達(dá)、SUVmax及MTV均有差異,且鱗癌組高于腺癌組,這與之前的研究結(jié)果一致[15]。產(chǎn)生這種結(jié)果可能是因?yàn)轺[癌是鱗狀上皮組織癌變,而腺癌是涎腺上皮發(fā)生癌變。鱗癌細(xì)胞中葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體-1的表達(dá)水平要高于腺癌,因此鱗癌細(xì)胞吸收代謝葡萄糖的能力要強(qiáng)于腺癌細(xì)胞,在18F-FDG PET/CT上反映為鱗癌的SUVmax高于腺癌[16];另外相比腺癌細(xì)胞,鱗癌細(xì)胞表面的細(xì)胞核增殖抗原表達(dá)水平更高,鱗癌細(xì)胞的倍增時(shí)間更短且增殖速度更快,腫瘤體積更大[16-17]。因此,鱗癌的Ki-67表達(dá)值更高;鱗癌腫瘤大且糖代謝活躍,所以MTV也更高。

本研究發(fā)現(xiàn),NSCLC病灶的SUVmax與Ki-67表達(dá)水平呈中度相關(guān),MTV與Ki-67表達(dá)水平呈弱相關(guān)。因?yàn)閻盒阅[瘤具有分裂增殖迅速、血供豐富等生物學(xué)特點(diǎn),需要消耗大量的葡萄糖作為能量,腫瘤糖代謝速率明顯高于正常組織,所以腫瘤的糖代謝在一定程度上與它的增殖速度相關(guān)[15,18-19]。SUVmax升高反映了腫瘤細(xì)胞代謝旺盛,增殖活躍。本研究中MTV與Ki-67表達(dá)水平呈弱相關(guān),這與Ball 等[20]的研究結(jié)果一致,這可能是因?yàn)镹SCLC的MTV越大,反映了腫瘤異常克隆源性細(xì)胞越多,腫瘤細(xì)胞增殖越快,但腫瘤對(duì)18F-FDG的攝取還受乏氧、腫瘤血供等其它因素影響,可能使得MTV與Ki-67呈弱相關(guān)。綜上,增殖活躍的細(xì)胞具有更高的糖代謝功能,SUVmax與MTV在一定程度上能反映細(xì)胞增殖的速度。

NSCLC不同病理類型的分析中,肺腺癌Ki-67與SUVmax、MTV有相關(guān)性。前者相關(guān)系數(shù)高于肺癌總體的相關(guān)系數(shù);而鱗癌Ki-67與SUVmax、MTV無明顯相關(guān)性。這與薛丹丹等[21]研究結(jié)果一致。本研究中發(fā)現(xiàn)鱗癌的MTV較腺癌大,理論上腫瘤體積越大,可增殖的細(xì)胞越多,但腫瘤體積的增大是取決于細(xì)胞增殖與細(xì)胞凋亡速度的差異,兩種癌細(xì)胞增殖速度與凋亡速度可能不同,可能造成了肺腺癌和鱗癌相關(guān)性結(jié)果的不同;也可能與鱗癌不受控制的快速生長導(dǎo)致血供不足,腫瘤更容易發(fā)生壞死有關(guān);也可能與增殖通路在肺腺癌、鱗癌中發(fā)揮的作用不同有關(guān)。

在預(yù)后分析中,本研究發(fā)現(xiàn)進(jìn)展組與無進(jìn)展組患者SUVmax差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,且SUVmax增高是腫瘤進(jìn)展的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。目前多項(xiàng)研究已表明18F-FDG SUVmax是預(yù)測NSCLC預(yù)后的獨(dú)立因子[22-23]。這與本研究結(jié)果一致。造成兩組間SUVmax表達(dá)水平差異的原因是進(jìn)展組腫瘤細(xì)胞增殖代謝速度更快,消耗葡萄糖更多,因而SUVmax值相對(duì)較高,而無進(jìn)展組的腫瘤細(xì)胞增殖較緩慢,消耗葡萄糖相對(duì)較少,所以SUVmax值較低。腫瘤增殖越快,糖代謝越明顯,病情進(jìn)展,預(yù)后差,因此SUVmax可以作為預(yù)測NSCLC預(yù)后的獨(dú)立因子。但是兩組間Ki-67表達(dá)值、MTV的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,對(duì)預(yù)后沒有明顯作用,這可能與納入的病例數(shù)較少、隨訪時(shí)間較短、MTV的勾畫誤差、Ki-67計(jì)數(shù)判斷誤差等因素有關(guān),另外患者的治療方案、個(gè)體對(duì)治療方案的敏感性差異也可能會(huì)導(dǎo)致研究結(jié)果的偏倚。

本研究還有不足之處。本研究為回顧性單中心研究,隨訪時(shí)間有限,且僅選取了NSCLC中占比最多的兩種病理類型,即鱗癌及腺癌,未對(duì)其他病理類型肺癌進(jìn)行分析;本研究選取了PET/CT中SUVmax及MTV兩個(gè)參數(shù)探究其與Ki-67的相關(guān)性,并未對(duì)其他參數(shù)進(jìn)行分析。以后需要開展前瞻性研究,進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量,納入更多不同病理類型的肺癌,選定適合的治療方案,延長隨訪時(shí)間,更全面地分析PET/CT參數(shù),探究18F-FDG PET/CT在肺癌增殖程度評(píng)估及預(yù)后判斷中的作用。

總之,在NSCLC,特別是在腺癌中,SUVmax、MTV與Ki-67具有相關(guān)性,SUVmax、MTV測定的糖代謝在一定程度上能反映腫瘤細(xì)胞增殖的速度。SUVmax升高是肺癌疾病進(jìn)展的獨(dú)立危險(xiǎn)因素,腫瘤SUVmax對(duì)于NSCLC患者的預(yù)后具有預(yù)測價(jià)值。