肺腺癌組織中PD-L1表達(dá)與18F-FDG攝取的相關(guān)性

宋宇飛，王成龍，張慧媛，張巖，趙偉，趙起超，張巖磊，李囡

0 引言

肺癌是患病率及致死率均居首位[1]的惡性腫瘤，其中肺腺癌占50%[2]。對(duì)于晚期肺腺癌患者，腫瘤免疫逃避是放化療等綜合治療失敗的主要原因[3]。程序性細(xì)胞死亡蛋白-1（programmed death-1,PD-1）/及其配體（PD-L1）通路是機(jī)體重要的免疫調(diào)節(jié)機(jī)制之一，已有大量臨床試驗(yàn)[4]證實(shí)PD-L1/PD-1抑制劑在晚期非小細(xì)胞肺癌（non-small cell lung carcinoma,NSCLC）中療效顯著。以18F標(biāo)記氟代脫氧葡萄糖（fluorodeoxyglucose F18,18F-FDG）為示蹤劑的正電子發(fā)射/計(jì)算機(jī)斷層掃描（positron emission tomography/computed tomography,PET/CT）可同時(shí)提供腫瘤代謝及解剖形態(tài)雙重信息。本研究旨在探索PD-L1表達(dá)與最大標(biāo)準(zhǔn)攝取值（maximum standard uptake value,SUVmax）之間的關(guān)系。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

回顧性分析2016年1月1日—2018年12月31日在北京大學(xué)腫瘤醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科行18F-FDG PET/CT檢查的初診肺腺癌患者102例。入組標(biāo)準(zhǔn)：（1）術(shù)后病理證實(shí)為肺腺癌并進(jìn)行PD-L1免疫組織化學(xué)檢測(cè)；（2）年齡≥18歲；（3）所有患者治療前均進(jìn)行18FFDG PET/CT檢查；（4）有完整的治療和臨床病理信息及數(shù)據(jù)。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）既往有其他惡性腫瘤病史；（2）伴有活動(dòng)性或可疑活動(dòng)性的、慢性不可控制的炎性反應(yīng)或感染；（3）伴有心臟、肝臟或腎臟功能異常；（4）伴有糖尿??；（5）妊娠或哺乳期婦女。入組患者均對(duì)本次研究知情。

1.2 PET/CT圖像采集及判讀

所有患者均采用荷蘭飛利浦公司生產(chǎn)的Gemini TF 16 PET-CT掃描儀進(jìn)行顯像。每例患者先注射18F-FDG（按0.1 mCi/kg），暗室平靜休息1 h，排尿后行常規(guī)PET-CT檢查。掃描范圍頭頂?shù)酱笸戎卸危ū匾獣r(shí)加做雙下肢掃描）。CT掃描電壓為120 keV，電流為 100 mAs。PET掃描通常7～8個(gè)床位，每個(gè)床位采集時(shí)間為1 min，采集方式3D模式。應(yīng)用CT數(shù)據(jù)進(jìn)行衰減矯正，迭代法重建，獲得全身PET、CT圖像及PET-CT融合圖像。在肺原發(fā)病變部位設(shè)置感興趣區(qū)（region of interest,ROI），通過(guò)系統(tǒng)自帶計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算出該區(qū)的SUVmax。

1.3 免疫組織化學(xué)檢測(cè)及結(jié)果判讀

將4 μm厚的石蠟肺癌組織切片用Envision 法進(jìn)行免疫組織化學(xué)染色，抗原修復(fù)后，運(yùn)用3%雙氧水消除內(nèi)源性過(guò)氧化物酶，加入一抗孵育過(guò)夜后，用緩沖液沖洗，加入二抗室溫孵育25 min后，緩沖液沖洗，DAB顯色及蘇木精對(duì)比染色。設(shè)置空白對(duì)照（PBS緩沖液代替一抗）和已知陽(yáng)性對(duì)照。由兩名病理醫(yī)生雙盲獨(dú)立完成結(jié)果讀取。PD-L1染色陽(yáng)性為腫瘤細(xì)胞膜和（或）細(xì)胞質(zhì)出現(xiàn)棕黃色或棕褐色顆粒。高倍鏡下隨機(jī)選擇5個(gè)視野計(jì)數(shù)陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)，每個(gè)視野至少計(jì)數(shù)200個(gè)細(xì)胞，計(jì)算PD-L1陽(yáng)性細(xì)胞的百分比。PD-L1表達(dá)陰性計(jì)為0分，PD-L1陽(yáng)性細(xì)胞＜50%計(jì)為1分，PD-L1陽(yáng)性細(xì)胞≥50%計(jì)為2分。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS22.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。分類變量采用Pearson卡方檢驗(yàn)或確切概率法。采用Spearman法對(duì)SUVmax及PD-L1表達(dá)之間進(jìn)行相關(guān)性分析。受試者工作特征曲線（ROC）用于SUVmax預(yù)測(cè)PD-L1界值的判定，以最高敏感度為臨界值，將SUVmax分為低值組與高值組，在多元Logistic回歸分析中，以Hosmer-Lemeshow擬合度檢驗(yàn)?zāi)Ｐ偷臄M合，采用逐步回歸檢測(cè)PD-L1表達(dá)與臨床因素的相關(guān)性。所有檢驗(yàn)均為雙側(cè)檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 患者臨床及病理特征

本研究患者中的中位年齡59.5歲（34～76歲）；原發(fā)灶中位SUVmax為2.15（0～23.1）；患者的臨床特征見(jiàn)表1。

表1 102例肺癌患者的臨床及病理特征Table1 Clinical and pathological features of 102 lung cancer patients

2.2 PD-L1表達(dá)及與臨床相關(guān)因素分析

卡方檢驗(yàn)分析臨床特征與PD-L1表達(dá)之間的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)T2～T4期肺癌組陽(yáng)性率患者高于T1組（82%vs.36%,P=0.0001），男性高于女性，吸煙者高于不吸煙者，病灶＞2 cm組較≤2 cm組陽(yáng)性率高。多元Logistic回歸分析，發(fā)現(xiàn)在性別、吸煙史、病灶大小、分期均與PD-L1表達(dá)無(wú)明顯相關(guān)性（均P＞0.05），見(jiàn)表2。

2.3 PD-L1表達(dá)與SUVmax間的關(guān)系

PD-L1陽(yáng)性患者的SUVmax值高于陰性患者，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（6.59±5.03vs.2.89±4.65,P=0.0001）。根據(jù)ROC曲線，當(dāng)AUC=0.801時(shí)，95%CI:0.708～0.895,P=0.0001，約登指數(shù)（Youden）最大（0.522），所對(duì)應(yīng)的SUVmax為1.70，此時(shí)，敏感度、特異性最高，分別為81%、71.2%，因此將SUVmax=1.70作為判斷PD-L1的最佳診斷臨界值，見(jiàn)圖1。以SUVmax=1.7為臨界值，將本研究患者分為高SUVmax和低SUVmax兩組，發(fā)現(xiàn)高SUVmax組更易表達(dá)PD-L1（75%vs.14%,P=0.0001），多元Logistic回歸分析顯示SUVmax是預(yù)測(cè)PD-L1表達(dá)的獨(dú)立因子（OR:13.75,95%CI:3.53～53.63,P=0.0001），見(jiàn)表3。使用Spearman法分析SUVmax值與PD-L1指數(shù)的相關(guān)性顯示SUVmax值與PD-L1指數(shù)在相關(guān)性散點(diǎn)圖上存在明顯直線相關(guān)關(guān)系，見(jiàn)圖2，即病灶SUVmax值與PD-L1指數(shù)呈正相關(guān)（r=0.537,P＜0.0001）。

表2 肺癌患者臨床病理特征與PD-L1表達(dá)之間的關(guān)系Table2 Relation between clinicopathological features and PD-L1 expression of lung cancer patients

3 討論

圖1 SUVmax預(yù)測(cè)肺癌患者PD-L1的ROC曲線Figure1 ROC curve of SUVmaxto predict PD-L1 expression of lung cancer patients

表3 SUVmax與肺癌患者PD-L1表達(dá)之間的關(guān)系Table3 Relation between SUVmaxand PD-L1 expression of lung cancer patients

圖2 肺腺癌病灶SUVmax與PD-L1指數(shù)相關(guān)性散點(diǎn)圖Figure2 Scatter plot of correlation between SUVmaxand PD-L1 index in lung adenocarcinoma lesions

PD-1是免疫細(xì)胞的共抑制分子之一，廣泛表達(dá)于活化的CD4+T細(xì)胞、CD8+T細(xì)胞、B細(xì)胞、單核細(xì)胞及樹(shù)突狀細(xì)胞表面，參與自身免疫耐受[5-6]。作為PD-1的配體，PD-L1是負(fù)性共刺激分子，主要表達(dá)于腫瘤細(xì)胞中。PD-1與PD-L1結(jié)合后，受抗原受體信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，使PD-1胞質(zhì)區(qū)2個(gè)酪氨酸信號(hào)基序磷酸化，最終使效應(yīng)T細(xì)胞處于無(wú)能狀態(tài)或凋亡，實(shí)現(xiàn)腫瘤的免疫逃逸[6]。研究顯示PD-L1高表達(dá)于多種腫瘤細(xì)胞表面（包括肺癌），PD-1/PD-L1抑制劑可以通過(guò)多種途徑發(fā)揮T細(xì)胞對(duì)抗腫瘤的免疫效應(yīng)，抑制腫瘤發(fā)展[7]。越來(lái)越多的臨床試驗(yàn)證據(jù)支持PD1/PD-L1抑制劑在肺癌治療方面的效果，無(wú)論使用PD-1/PD-L1抑制劑單藥或聯(lián)合化療及分子靶向治療，均可不同程度實(shí)現(xiàn)晚期肺腺癌患者生存獲益、延緩疾病進(jìn)展[8-10]。然而有研究表明在未經(jīng)選擇的患者中，僅20%對(duì)治療產(chǎn)生反應(yīng)[11]。因此，準(zhǔn)確選擇對(duì)PD-1/PD-L1抑制劑治療有反應(yīng)的患者至關(guān)重要。由于免疫組織化學(xué)檢測(cè)PD-L1表達(dá)只能在術(shù)后進(jìn)行且具有不穩(wěn)定及不確定性，使其不能成為完美的預(yù)測(cè)因素。

18F-FDG PET/CT可同時(shí)提供病灶的糖代謝及解剖形態(tài)信息，已廣泛應(yīng)用于肺癌的診斷、分期及療效評(píng)價(jià)等方面。然而，關(guān)于PD-L1表達(dá)與SUVmax的關(guān)系研究較少，尚無(wú)明確定論。本研究中SUVmax1.7為判斷PD-L1的最佳診斷臨界值時(shí)，其敏感度為81%、特異性為71.2%。高、低兩組SUVmax差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Takada等[12]對(duì)579例手術(shù)切除的非小細(xì)胞肺癌患者研究發(fā)現(xiàn)，吸煙、胸膜侵犯及SUVmax是PD-L1表達(dá)的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子。Zhang等[13]研究結(jié)果顯示SUVmax與PD-L1表達(dá)相關(guān)，且高SUVmax及PD-L1表達(dá)可提示非小細(xì)胞肺癌患者預(yù)后不良，付立武等[14]研究也發(fā)現(xiàn)高SUVmax可預(yù)測(cè)PD-L1陽(yáng)性的表達(dá)，與本研究結(jié)果一致。Lopci等[15]探究了FDGPET與非小細(xì)胞肺癌患者免疫標(biāo)志物之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)SUVmax和SUVmean與CD8-腫瘤浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞（TILs）有關(guān)，而與PD-L1的表達(dá)無(wú)關(guān)。有研究[16]提示非小細(xì)胞肺癌患者中PD-L1表達(dá)與分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移呈正相關(guān)，然而在本研究中SUVmax與分期間無(wú)明顯相關(guān)性（P＞0.05），可能的原因有本研究納入患者分期較早且樣本量較小等。

有研究表明PD-L1作為免疫調(diào)節(jié)蛋白，不僅可以向T細(xì)胞發(fā)出抑制信號(hào)，還在腫瘤微環(huán)境中增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞糖酵解速率，從而使免疫細(xì)胞處于“饑餓”狀態(tài)[17]，同時(shí)有研究表明T細(xì)胞活化、CD28信號(hào)阻止T細(xì)胞失能的過(guò)程均能夠增加葡萄糖攝取[18]，如增加Glut1表達(dá)[19]等。因此當(dāng)腫瘤細(xì)胞高表達(dá)PD-L1時(shí)，自身糖酵解增加，從而使腫瘤細(xì)胞攝取更多的“糖”，就可能會(huì)表現(xiàn)出高水平SUVmax，為18F-FDG PET/CT預(yù)測(cè)PD-L1表達(dá)提供了理論基礎(chǔ)。本研究也存在一定的局限性，如研究樣本量不大、多為早期腺癌等，可能存在選擇偏倚。因此需要進(jìn)行多中心的較大規(guī)模的臨床研究探討PET/CT在判斷 PD-L1表達(dá)中的應(yīng)用。

綜上，肺腺癌患者中PD-L1表達(dá)陽(yáng)性者FDG攝取高，且SUVmax值與PD-L1指數(shù)呈正相關(guān)，可為免疫治療前的患者初篩提供幫助，進(jìn)而對(duì)免疫分子及個(gè)體化治療有重要的臨床意義。