肺腺癌患者18F-FDG PET/CT半定量參數(shù)與EGFR基因突變亞型的關(guān)系

廖栩鶴，劉 萌，王榮福，陳雪祺，崔永剛，邸麗娟，殷 雷，佟正灝，孫宏偉，吳彩霞

(北京大學(xué)第一醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科，北京 100034)

表皮生長(zhǎng)因子受體(epidermal growth factor receptor， EGFR)基因突變是肺腺癌最常見的驅(qū)動(dòng)基因突變，其中編碼EGFR酪氨酸激酶結(jié)構(gòu)域的18～21號(hào)外顯子最易突變，尤以19號(hào)外顯子缺失突變(E746-A750)和21號(hào)外顯子點(diǎn)突變(L858R)最常見，但二者對(duì)EGFR-酪氨酸激酶抑制劑(tyrosine kinase inhibitors， TKI)的應(yīng)答率可能并不完全一致[1-2]。有研究[3-5]認(rèn)為18F-FDG PET/CT相關(guān)葡萄糖代謝顯像半定量參數(shù)[最大標(biāo)準(zhǔn)化攝取值(maximum standardized uptake value， SUVmax)，平均標(biāo)準(zhǔn)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)]有助于預(yù)測(cè)EGFR基因突變，且低水平半定量參數(shù)與EGFR基因突變顯著相關(guān)[3,6]。目前對(duì)于預(yù)測(cè)EGFR突變亞型的報(bào)道[3,7-8]較少，且存在明顯爭(zhēng)議。本研究探討18F-FDG PET/CT相關(guān)半定量參數(shù)與EGFR突變亞型(19和21號(hào)外顯子)的關(guān)系，以期從糖代謝角度加以區(qū)分。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析2011年12月—2019年1月我院收治的64例初發(fā)肺腺癌患者，男24例，女40例，年齡38～82歲，平均(63.3±9.8)歲；50例不吸煙，14例有吸煙史或目前吸煙；根據(jù)國際肺癌研究協(xié)會(huì)第8版分期系統(tǒng)，TNM分期Ⅰ～Ⅱ期34例、Ⅲ～Ⅳ期30例；原發(fā)灶最大徑10.00～50.00 mm，平均(27.17±9.36)mm；SUVmax為1.01～14.20、平均5.71±3.53，SUVmean為0.60～8.58、平均3.39±2.12，MTV為5.18～100.61 cm3、平均(21.64±20.06)cm3，TLG為6.22～467.72，平均76.13±86.09。納入標(biāo)準(zhǔn)：①病理診斷包括原發(fā)灶細(xì)胞學(xué)、組織學(xué)和EGFR基因分析；②于治療前接受18F-FDG PET/CT顯像，于除外手術(shù)的其他治療之前接受基因檢測(cè)；③各檢查之間時(shí)間間隔不超過4周。排除標(biāo)準(zhǔn)：①5年內(nèi)有其他惡性腫瘤史；②6個(gè)月內(nèi)有手術(shù)史；③3個(gè)月內(nèi)身體有明顯炎性病變。對(duì)所有資料均行匿名處理后再行數(shù)據(jù)分析。本研究通過我院生物醫(yī)學(xué)研究倫理委員會(huì)審查。

1.2 儀器與方法 采用Philips Gemini GXL PET/CT機(jī)。檢查前囑患者空腹6 h以上，檢查當(dāng)日禁止劇烈運(yùn)動(dòng)；檢查前測(cè)量血糖、身高、體質(zhì)量。顯像劑18F-FDG由原子高科股份有限公司提供，放射化學(xué)純度>95%，注射劑量為3.7 MBq/kg體質(zhì)量(0.1 mCi/kg體質(zhì)量)。注射對(duì)比劑60～70 min后先行CT全身平掃，范圍自顱底至股骨中段，掃描參數(shù)：層厚2 mm，螺距0.81，管電壓120 kV，管電流100 mA，矩陣512×512；之后行PET顯像，矩陣144×144，每個(gè)床位1.5 min，每例8～9個(gè)床位。重建圖像后，以EBW V3.5.2和 PET/CT Application Suite V1.5.1A系統(tǒng)軟件行圖像融合。

1.3 圖像分析 由2名高年資主治醫(yī)師采用雙盲法評(píng)估PET/CT和薄層CT圖像。在MedEx MEMRS V8軟件中勾畫獲取SUV相關(guān)參數(shù)，包括SUVmax、SUVmean、原發(fā)灶MTV(MTV of primary lesion， pMTV)和原發(fā)灶TLG(TLG of primary lesion， pTLG)。腫瘤負(fù)荷三維ROI邊緣閾值為40%×SUVmax[9]。SUVmean為腫瘤負(fù)荷區(qū)平均SUV值；pMTV為腫瘤負(fù)荷區(qū)體積；pTLG=SUVmean×pMTV。

1.4 病理分析 原發(fā)灶樣本來自手術(shù)或活檢標(biāo)本，采用盲法行基因分析。EGFR基因檢測(cè)采用免疫組織化學(xué)法。EGFR突變特異性抗體是Cell Signaling Technology (Danvers， MA)的Rabbit XP?單克隆抗體，包括E746-A750del突變的6B6特異性抗體和L858R突變的43B2特異性抗體。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 25.0統(tǒng)計(jì)分析軟件。符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以±s表示，組間比較采用t檢驗(yàn)；不符合者以中位數(shù)(上下四分位數(shù))表示，組間比較采用Mann-WhitneyU檢驗(yàn)。計(jì)數(shù)資料采用皮爾遜χ2檢驗(yàn)或Mann-WhitneyU檢驗(yàn)，連續(xù)變量由ROC曲線分析獲得最優(yōu)截點(diǎn)后轉(zhuǎn)換成二分類變量。所有變量經(jīng)單因素Logistic回歸分析，再行多因素Logistic回歸分析。采用ROC曲線檢驗(yàn)關(guān)聯(lián)效能。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。

表1 患者一般資料分析

表2 患者一般資料分組分析[例(%)]

2 結(jié)果

2.1 一般資料分析 64例中，23例(23/64，35.94%)存在19號(hào)外顯子缺失突變(E746-A750)，41例(41/64，64.06%)存在21號(hào)外顯子點(diǎn)突變(L858R)，見表1、2。

2.2 EGFR基因突變亞型的相關(guān)分析 對(duì)所有連續(xù)變量、分類變量與EGFR基因突變亞型行單因素Logistic回歸分析,發(fā)現(xiàn)不論作為連續(xù)還是分類變量，原發(fā)灶最大徑和pMTV均與EGFR突變亞型顯著相關(guān) (P均<0.05)，原發(fā)灶最大徑更短、pMTV較低提示更可能21號(hào)外顯子突變，且作為分類變量時(shí)其與突變亞型的關(guān)聯(lián)更甚；而SUVmean僅在作為分類變量時(shí)與外顯子突變存在相關(guān)性，高水平SUVmean提示更可能21號(hào)外顯子突變。見表3、4。

表3 連續(xù)變量對(duì)EGFR基因突變亞型的單因素分析

表4 分類變量對(duì)EGFR基因突變亞型的單因素分析

連續(xù)變量多因素回歸分析中，原發(fā)灶最大徑和pMTV均失去顯著性[原發(fā)灶最大徑(P=0.435)和pMTV(P=0.821)]。分類變量多因素分析僅發(fā)現(xiàn)低水平pMTV[<11.2 cm3：OR=8.093，95%CI(1.089,60.126)]更可能為21號(hào)外顯子突變，其與突變亞型的關(guān)聯(lián)價(jià)值具有顯著性(P=0.041)，其AUC=0.691[95%CI(0.560,0.822),P=0.012)]。典型病例見圖1、2。

圖1 患者女，52歲，肺腺癌，原發(fā)灶最大徑40 mm，pMTV為31.94 cm3 A～C.CT(A)、PET(B)和胸部薄層屏氣CT(C)顯示原發(fā)灶位于左肺上葉尖后段； D～F.術(shù)后病理示浸潤性腺癌(D，HE，×10)，EGFR基因19號(hào)外顯子E746-A750del突變特異性抗體6B6呈陽性表達(dá)(E，×100)，EGFR基因21號(hào)外顯子L858R突變特異性抗體43B2呈陰性表達(dá)(F，×100)

圖2 患者女，53歲，肺腺癌，pMTV為7.81 cm3 A～C.CT(A)、PET(B)和胸部薄層屏氣CT(C)顯示原發(fā)灶位于右肺中葉外側(cè)段； D～F.術(shù)后病理示浸潤性腺癌(D，HE，×10)，EGFR基因21號(hào)外顯子L858R突變特異性抗體43B2呈陽性表達(dá)(E，×100)，EGFR基因19號(hào)外顯子E746-A750del突變特異性抗體6B6呈陰性表達(dá)(F，×100)

3 討論

EGFR基因突變后，編碼大量的酪氨酸激酶，后者磷酸化后經(jīng)第二信使激活下游一系列通路，AKT信號(hào)通路是其中最重要的通路之一[10]，其激活導(dǎo)致葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體上調(diào)，從而增加腫瘤細(xì)胞有氧糖酵解，使得腫瘤存活、生長(zhǎng)[10]，即AKT通路激活可能導(dǎo)致腫瘤組織葡萄糖代謝增加。已知誘發(fā)AKT通路激活的EGFR基因突變可能與腫瘤組織FDG攝取增高存在相關(guān)性，但葡萄糖代謝改變與EGFR基因突變亞型之間是否存在確切關(guān)聯(lián)尚無明確的分子學(xué)證據(jù)。雖然EGFR的19和21號(hào)外顯子突變亞型對(duì)于EGFR-TKI治療決策并無顯著影響，但其對(duì)EGFR-TKI的應(yīng)答率在很多情況下并不一致[1-2]，而腫瘤葡萄糖代謝水平與預(yù)后顯著相關(guān)[11]。本研究嘗試探索18F-FDG PET/CT半定量參數(shù)與EGFR基因突變亞型間的關(guān)聯(lián)。

3.1 連續(xù)變量和分類變量的選擇 既往研究[12]顯示腫瘤異質(zhì)性、驅(qū)動(dòng)基因突變、預(yù)后等均與MTV、SUVmean及TLG等葡萄糖代謝顯像半定量參數(shù)具有強(qiáng)關(guān)聯(lián)，但隨著瘤體增大，乏氧、壞死逐漸出現(xiàn)，腫瘤組織復(fù)雜性愈盛；瘤體超過一定大小后，這些關(guān)聯(lián)便明顯削弱。因此本研究不僅選取連續(xù)變量，還采用了分類變量。

3.2 葡萄糖代謝顯像半定量參數(shù)預(yù)測(cè)價(jià)值分析 CHOI等[7]發(fā)現(xiàn)19號(hào)外顯子突變組連續(xù)變量SUVmax明顯低于21號(hào)外顯子突變組(P=0.003)，其樣本量為57例非小細(xì)胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC)突變陽性患者(19與21號(hào)外顯子比例為30∶27)，與本研究大致相當(dāng)。LV等[3]的大樣本調(diào)查(371例EGFR陽性患者，亞組樣本量未說明)并未發(fā)現(xiàn)這兩種突變亞型間連續(xù)變量的SUVmax存在顯著區(qū)別 (P=0.819)。在LEE等[8]的研究中，41例NSCLC患者EGFR陽性，19與21號(hào)外顯子比例為29∶12(P=0.966)。本研究中連續(xù)變量SUVmax未發(fā)現(xiàn)在兩種突變亞型間存在顯著差異，作為二分類變量仍未見其間存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，進(jìn)而采用Logistic回歸分析深入探索SUVmax與突變亞型的相關(guān)性。SUVmean、MTV和TLG能比SUVmax更多地反映腫瘤生物學(xué)行為，例如驅(qū)動(dòng)基因狀態(tài)[12-13]。本研究單因素分析結(jié)果顯示，pMTV與EGFR基因突變亞型存在顯著關(guān)聯(lián)，作為連續(xù)和分類變量時(shí)，pMTV均在較低水平時(shí)更傾向于21號(hào)外顯子點(diǎn)突變；SUVmean作為分類變量時(shí)與突變亞型存在顯著關(guān)聯(lián)，但高水平SUVmean更易出現(xiàn)21號(hào)外顯子突變，與pMTV相反；多因素分析中僅分類變量pMTV顯示出與突變亞型存在一定關(guān)聯(lián)。上述結(jié)果提示，SUVmean和pMTV與EGFR基因陽性表達(dá)患者的兩種常見突變亞型存在一定相關(guān)性，特別是pMTV，但關(guān)聯(lián)度有限。

本研究的主要不足：①為回顧性研究，存在選擇偏倚，特別是兩種突變亞型例數(shù)差異較大，文獻(xiàn)[14]報(bào)道19和21號(hào)外顯子的突變比例約1∶1.1，因此可能會(huì)影響最終結(jié)果；②樣本量較小，尚需大樣本分析進(jìn)一步驗(yàn)證。