18F-FLT PET/CT對食管鱗癌放化療效果預測研究

任文佳 ，周 敏，吳式琇，陳俊強，陳亞楠，陳維維，艾沓杉，陳 贇，蔣國梁，趙快樂

1.復旦大學附屬腫瘤醫(yī)院放療中心，復旦大學上海醫(yī)學院腫瘤學系，上海 200032；

2.復旦大學附屬腫瘤醫(yī)院核醫(yī)學中心，復旦大學上海醫(yī)學院腫瘤學系，上海 200032；

3.中國醫(yī)學科學院腫瘤醫(yī)院深圳醫(yī)院放療科，廣東 深圳 518117；

4.福建省腫瘤醫(yī)院放療科，福建 福州 350014；

5.張家港第一人民醫(yī)院，蘇州大學附屬張家港市醫(yī)院，江蘇 張家港 215600；

6.鹽城市第三人民醫(yī)院，南通大學第六附屬醫(yī)院，東南大學附屬醫(yī)院，江蘇 鹽城 224001

食管癌是中國發(fā)病率及死亡率較高的惡性腫瘤之一。同期放化療是局部進展期食管癌的標準治療手段之一［1-2］。長期以來，如何通過治療前的各種臨床、影像、生化或分子標志物的評估來區(qū)分腫瘤的惡性程度，以進一步判斷腫瘤患者的疾病發(fā)展和生存預后，并指導治療方案的選擇，一直是臨床醫(yī)師十分關注的問題。正電子發(fā)射斷層顯像（positron emission tomography，PET）/計算機斷層掃描（computed tomography，CT）是一種無創(chuàng)的功能顯像技術，以氟代脫氧葡萄糖（18F-FDG）PET/CT應用最為廣泛，在對腫瘤的診斷鑒別、分期、治療后評價等方面有著獨特的優(yōu)勢。目前，已有較多研究關注18F-FDG PET/CT在食管癌放化療過程中及治療后的參數(shù)變化預測患者的預后，但結論并不一致，這與炎癥組織對FDG同樣有較高攝取有關［3-5］。18F-氟代胸苷（18F-flurothymidine，18F-FLT）是另一種PET顯影劑，作為胸腺嘧啶核苷的類似物，通過被胸腺嘧啶激酶（thymidine kinase 1，TK-1）單磷酸化而進入細胞。TK-1的活性在細胞周期的S期顯著升高，可以反映組織中處于S期的細胞比例。因此，18F-FLT的濃度特異性的在S期細胞中升高，從而反映出增殖細胞的比例。研究表明，18F-FLT攝取與腫瘤增殖指標如Ki-67、增殖細胞核抗原（proliferating cell nuclear antigen，PCNA），S期細胞比例等相關性良好［6-7］，而在炎癥細胞中濃度無明顯升高［8］。因此可能在腫瘤治療的療效評價中有著重要的價值。本研究旨在初步探索食管鱗癌根治性放療/放化療患者在治療前及治療中后期18F-FLT PET/CT的相關參數(shù)是否與患者的初期療效及遠期生存有關。

1 資料和方法

1.1 患者入選標準

患者入選標準包括：①年齡18～75歲，組織學確診為食管鱗癌；② 未經手術、放療、化療或靶向治療；③經影像學及臨床評估無遠處轉移；④ 無嚴重的造血功能、心、肺、肝、腎功能異常和免疫缺陷；⑤ 白細胞≥3×109/L；中性粒細胞≥1.5×109/L；血紅蛋白≥10 g/dL；血小板≥100×109/L；總膽紅素＜1.5倍正常值上限；谷草轉氨酶（AST或SGOT）/丙氨酸氨基轉移酶（ALT或SGPT）≤2.5倍正常值上限；肌酐≤1.5倍正常值上限；⑥ 美國東部腫瘤協(xié)作組（Eastern Cooperative Oncology Group，ECOG）評分0～2分；⑦ 簽署知情同意書。排除標準包括：①臨床或影像學檢查證實有遠處轉移；② 有胸腹部放療或手術史（診斷性活檢除外）；③近1個月內接受過化療；④ 有糖尿病史；⑤ 有其他影響患者接受規(guī)范治療的軀體疾??；⑥ 育齡期女性妊娠試驗陽性；⑦ 活動性精神障礙；⑧ 存在其他研究者認為不宜參加本試驗的情況。

1.2 治療方法及研究流程

所有患者均在治療前接受完善的治療前評估。包括：完整的病史詢問和體格檢查；胃鏡檢查及食管原發(fā)腫瘤病理學檢查；外周血常規(guī)；肝腎功能；心電圖；X線鋇餐造影。治療開始前兩周內和放療第4周時，分別行18F-FLT PET/CT掃描。

治療方法采用根治性同步放化療。放療用適型調強放射治療（intensity-modulated radiation therapy，IMRT）技術，1.8 Gy/次，每天1次，總劑量為61.2 Gy/34次。放療第1天開始同期化療?；煼桨敢糟K類、紫杉類或氟尿嘧啶類藥物為基礎，不能耐受靜脈化療的患者口服S1。不能耐受化療或拒絕化療者，行單純根治性放療。

1.3 PET/CT掃描顯像

18F 由本中心加速器生產［Eclipse ST（40 mA_11 MeV）；Siemens，Knoxville，Tennessee，USA］，參照王明偉等［9］發(fā)表的標準方案合成18F-FLT，放化純濃度大于95%。圖像采集由Siemens Biograph 16 HR PET/CT完成。低劑量CT掃描所用電壓為120 KV，CT、PET顯像的層厚、層距均為5 mm。由OSEM技術完成重建，Wizard工作站自動進行PET和CT圖像融合。檢查前，患者需禁食至少4 h，不限制血糖水平和肢體運動。注射劑量按7.4 MBq/kg計算，注射后1 h進行全身顯像。

1.4 PET/CT參數(shù)采集

對腫瘤病灶行標準攝取值（standard uptake value，SUV）半定量分析。18F-FLT PET/CT中腫瘤邊界以該患者所有掃描層面中SUVmax的40%；測定食管原發(fā)病灶及區(qū)域轉移淋巴結SUV的最大值，分別記為SUVmax-T和SUVmax-N；記錄原發(fā)病灶長度及陽性區(qū)域淋巴結個數(shù)。

1.5 隨訪

在治療結束后到兩年之內每3～6個月隨訪1次，2年以上5年以內，每0.5～1.0年隨訪1次。隨訪資料主要來自于患者門診復查，選擇在當?shù)蒯t(yī)院進行復查的患者電話隨訪。總生存期（overall survival，OS）定義為開始治療時間到死亡，失訪或截至末次隨訪時間仍存活記為刪失；無進展生存期（progression-free survival，PFS）定義為開始治療時間到死亡或影像學提示或病理學檢查證實的原發(fā)病灶復發(fā)或有新出現(xiàn)的轉移，失訪或截至末次隨訪時間疾病無進展記為刪失。

1.6 統(tǒng)計學處理

連續(xù)變量的采用平均數(shù)或中位數(shù)進行描述，采用獨立樣本t檢驗進行差異分析。分類變量用率表示，采用秩和檢驗或Fisher精確概率法檢驗。采用受試者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲線分析確定診斷的靈敏度和特異度，采用Kaplan-Meier法進行生存分析，組間差異采用log-rank檢驗。采用X-tile軟件進行最佳截斷值的選取。單因素及多因素分析采用COX回歸。所有分析采用雙側檢驗，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 入組患者基本臨床資料及治療情況

2012年5月—2016年11月，共有39例患者入組，均完成了治療前的PET/CT掃描，臨床特征見表1。其中，25例患者完成了第2次18F-FLT PET/CT檢測。3例患者放化療過程中因不良反應，中斷放療7、18和53 d，恢復后完成了放療。1例患者因放療23.4 Gy/13次時氣管食管瘺中止治療。所有完成兩次掃描的25例患者均按計劃完成了放療或放化療。

隨訪至2018年2月29日，39例患者中，共有16例患者死亡，其中12例死于疾病進展，1例死于腦卒中，3例死亡原因不詳?；颊?、2、5年OS率分別為75.4%、45.9%、30.6%，1、2、5年PFS率分別為38.4%、29.87%及19.92%。

2.2 放療4周時腫瘤原發(fā)病灶PET/CT參數(shù)變化情況

如表1所示，食管鱗癌患者根治性放化療開始4周后，18F-FLT PET/CT顯像中，原發(fā)病灶SUVmax-T由平均6.63下降到1.22（P＜0.0001），淋巴結S U Vmax-N由平均3.6 9 下降到1.8 4（P=0.003）。SUVmax-T下降比例平均為82.20%（28.10%～100.00%），中位數(shù)100%（表2）。13例患者放療4周時原發(fā)灶的18F-FLT攝取減少至正常。圖1為1例患者治療前及治療4周后的掃描圖像，可見放化療后SUV值有明顯下降。

生存分析顯示治療前18F-FLT PET/CT的SUVmax-N對患者的預后有影響。以5為截斷值，低SUVmax-N的患者OS（中位生存時間：Undefinedvs13.75個月，P=0.002）及PFS（Undefinedvs9.53個月，P=0.01）均明顯優(yōu)于高SUVmax-N組（圖2A）。而治療前18F-FLT PET/CT的SUVmax-T以中位數(shù)6.30為截斷值，SUVmax-T＜6.30及SUVmax-T＞6.30的患者，其OS（中位生存時間：22.70個月vs45.27個月，P=0.564）及PFS（中位生存時間：15.40個月vs15.13個月，P=0.865）差異無統(tǒng)計學意義。對患者的OS行單因素及多因素分析，基線SUVmax-N是患者OS的獨立預測因子。

表1 患者臨床特征Tab.1 Clinical characteristics of patients

表2 患者治療開始4周后與基線18F-FLT PET/CT參數(shù)對比Tab.2 Comparison of 18F-FLT PET/CT parameters between patients before and 4 weeks after treatment initiation

圖1 同一患者放療前后18F-FLT PET/CT圖Fig.1 Images of 18F-FLT PET/CT before and after radiotherapy initiation of one patient

2.3 治療中較基線18F-FLT PET/CT參數(shù)變化與患者預后的關系

盡管放療可以明顯降低腫瘤的代謝及增殖活性，然而，生存分析并未提示放療4周時腫瘤SUV值下降的比例與預后相關。取SUVmax-T下降比例的中位數(shù)為截斷值，18F-FDG PET/CT顯像中，SUVmax-T減少比例＜61.2%的患者與≥61.2%的患者的OS（P=0.587）及PFS（P=0.882，圖2B）差異均無統(tǒng)計學意義。

圖2 治療前18F-FLT PET/CT的SUVmax-N對患者OS的影響（A）及放療開始4周后 SUVmax-T較基線降低百分比與OS的關系（B）Fig.2 Kaplan-Meier curves of OS in patients with different SUVmax-N(A) and decrease of SUVmax-Tfrom baseline scan (B)

表3 患者OS時間的單因素及多因素分析Tab.3 Univariate and multivariate analyses of clinical parameters and OS in patients with esophageal squamous carcinoma treated with radical radiotherapy

3 討 論

盡管18F-FLT PET/CT被認為可能較18F-FDG PET/CT具有更好的腫瘤特異性，但目前其應用仍多處于臨床試驗階段，并非如同18F-FDG PET/CT那樣已進入腫瘤的診療常規(guī)。18F-FLT PET的優(yōu)勢在于，細胞接受放射治療或化學治療后，其增殖能力迅速下降，且?guī)缀醪皇苎装Y的影響。有研究表明，食管癌在放療開始后2～4周18F-FLT PET/CT攝取值即明顯下降，降到與治療結束后2～4周相仿的水平，而18F-FDG PET/CT則在治療開始后不斷緩慢下降［10-11］。因此18F-FLT PET/CT參數(shù)的變化有望成為早期預測腫瘤治療效果的標志物。盡管許多研究者為此做出了有益的嘗試和積極的探索，目前關于食管鱗癌中18F-FLT PET/CT價值的報告仍較為有限。

我們發(fā)現(xiàn)，盡管18F-FLT PET/CT顯像中食管原發(fā)病灶的SUVmax值不能很好地預測患者的長期生存，但淋巴結的SUVmax則可作為患者預后的危險因素。SUVmax-N＜5.00的患者OS（P=0.002）及PFS（P=0.010）均明顯優(yōu)于高SUVmax-N≥5.00的患者。同時可以發(fā)現(xiàn)，治療開始4周后的18F-FLT PET/CT與基線相比，SUVmax-N的下降幅度均遠小于SUVmax-T，這提示淋巴結的腫瘤細胞與原發(fā)病灶可能具有不同的放射敏感性，淋巴結對放化療更不敏感，也更容易成為疾病進展的來源。然而，由于本研究樣本量較小，限制了結果的可靠性。但據(jù)我們所知，既往研究多關注于腫瘤原發(fā)病灶的功能影像變化，我們的研究支持進一步探索轉移淋巴結的攝取活性與患者預后的關系。

我們發(fā)現(xiàn)，18F-FLT PET/CT顯像在治療后的早期變化情況無法較好地預測患者的生存預后。這與Chen等［11］的研究結論相左。該研究對根治性放化療的食管鱗癌患者進行了3次18F-FDG 及18F-FLT的PET/CT，分別在治療前、治療開始后4周、治療結束后2周，發(fā)現(xiàn)第2次較第1次18F-FLT攝取值下降＞60%的患者有著明顯較好的OS和PFS，且預測能力優(yōu)于FDG標準攝取值的變化。該研究使用的放射劑量及化療方案均與本研究類似，結果不一致可能與該研究入組的患者較本研究病期更早有關。該研究有38.2%的N0患者，2年生存率為61.8%，高于本研究的47.9%。FLT早期預測療效的準確性或與腫瘤分期有關。

本研究并未發(fā)現(xiàn)FLT的SUV值在放療進行4周時的改變與預后有關。由于本研究樣本量小，F(xiàn)LT在食管鱗癌療效監(jiān)測中能發(fā)揮何種作用，仍需大樣本的更多研究進一步加以討論。