18F-FDG PET/CT代謝參數(shù)與非小細(xì)胞肺癌PD-L1表達(dá)相關(guān)性研究*

徐鑫 李繼會 戴娜 章斌 桑士標(biāo) 鄧勝明②

作者單位：①蘇州大學(xué)附屬第一醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科（蘇州市215006）；②放射醫(yī)學(xué)與輻射防護(hù)國家重點實驗室

肺癌是世界上發(fā)病率和死亡率最高的惡性腫瘤，其中80%為非小細(xì)胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）[1]。70% 的NSCLC 患者確診時即為晚期，其5年生存率僅為16%[2]。近年來，隨著分子生物學(xué)的發(fā)展，免疫治療在改善NSCLC 患者預(yù)后生存方面逐漸發(fā)揮重要作用，其中程序性死亡-受體1 （programmed cell death-1，PD-1）和程序性死亡配體1（programmed cell death-ligand 1，PD-L1）為肺癌免疫治療的熱點。有研究報道了抗PD-1/PD-L1 免疫治療能夠明顯改善晚期PD-L1 高表達(dá)NSCLC 患者的預(yù)后生存[3]。PD-L1 蛋白在肺癌細(xì)胞中的表達(dá)可能是免疫治療的預(yù)后生物標(biāo)志物。因此， PD-L1表達(dá)狀態(tài)對NSCLC 患者的診療至關(guān)重要。

氟代脫氧葡萄糖正電子發(fā)射計算機斷層顯像（18Ffluorodeoxyglucose positron emission computed tomography，18F-FDG PET/CT）能夠量化腫瘤的葡萄糖代謝，被廣泛應(yīng)用于肺癌的診斷、療效評價及預(yù)后評估[4]?；钴S的糖代謝可能與腫瘤細(xì)胞膜過表達(dá)的葡萄糖轉(zhuǎn)運體1（glucose transporter-1，GLUT-1）相關(guān)，有研究報道了NSCLC 患者PD-L1表達(dá)與Glut1 和糖酵解相關(guān)酶有關(guān)[5]。提示NSCLC 患者FDG 攝取可能與PDL1表達(dá)有關(guān)。因此，本研究旨在分析代謝參數(shù)與PDL1表達(dá)的相關(guān)性。

1 材料與方法

1.1 臨床資料

回顧性分析2019年3月至2021年7月蘇州大學(xué)附屬第一醫(yī)院行18F-FDG PET/CT 顯像的241 例NSCLC 患者，包括腺癌（adenocarcinoma，ADC）和鱗癌（squamous cell carcinoma，SCC）。納入標(biāo)準(zhǔn)：1）病理證實為ADC 或SCC；2）顯像前未行任何抗腫瘤治療。排除標(biāo)準(zhǔn)：1）除肺癌外，有其他惡性腫瘤病史；2）免疫組織化學(xué)結(jié)果不完整的樣本。本研究經(jīng)本院倫理委員會審批通過。

241 例患者中161 例行肺癌根治術(shù)，80 例行放化療或免疫治療。回顧性分析患者的臨床病理特征，包括年齡、性別、吸煙史、細(xì)胞增殖核抗原（Ki-67）表達(dá)、間變性淋巴瘤激酶（anaplastic lymphoma kinase，ALK）突變、磨玻璃影（ground-glass opacity，GGO）、空洞、毛刺等。臨床分期使用國際肺癌研究學(xué)會（IASLC）制訂的第8 版肺癌分期標(biāo)準(zhǔn)[6]。

1.2 方法

1.2.1 實驗室檢查 采用免疫組織化學(xué)法分析PDL1 蛋白表達(dá)水平，一抗為單克隆小鼠抗人PD-L1 抗體（克隆22C3，稀釋：1∶50，Dako）。評判標(biāo)準(zhǔn)：在至少有100 個活的腫瘤細(xì)胞癌巢中，部分或完整膜染色（≥1+）的腫瘤細(xì)胞占樣本中所有腫瘤細(xì)胞的百分比為腫瘤比例評分（TPS）。以1% 作為臨界值，TPS≥1%為PD-L1 陽性，＜1% 為PD-L1 陰性；以50% 作為臨界值，TPS≥50%為PD-L1 高表達(dá)，＜50%為PD-L1 低表達(dá)[7]。

在至少1 000 個腫瘤細(xì)胞中Ki-67 陽性細(xì)胞的百分比來評估 Ki-67 增殖指數(shù)，≥20%的腫瘤細(xì)胞核染色為高表達(dá)，＜20%為低表達(dá)[8]。

1.2.2 PET/CT 圖像采集 PET/CT 圖像采集設(shè)備為GE Discovery TMSTE 16 PET/CT 掃描儀。正電子顯像劑為18F-FDG 放化學(xué)純度＞95%。顯像前需要禁食＞6 h ，空腹血糖 ＜11.1 mmol/L。靜脈注射18F-FDG（3.7～4.4 MBq/kg），靜息45～60 min后顯像。首先采集低劑量CT 圖像（采集電壓140 kV，電流120 mA，層厚3.75 mm，螺距1.75，旋轉(zhuǎn)時間0.8 s）。然后采集PET 圖像（7～10 床位，2～3 min/床位）。再通過OSEM 迭代法進(jìn)行重建（重建層厚3.27 mm），并通過CT 圖像對 PET 圖像進(jìn)行衰減校正，最后得到PET/CT 融合圖像。

1.2.3 圖像分析 臨床經(jīng)驗豐富的兩名核醫(yī)學(xué)醫(yī)師使用Advantage Workstation 4.3 05 工作站進(jìn)行PET/CT 圖像閱片。勾畫最大層面感興趣區(qū)，獲得肺癌原發(fā)灶標(biāo)準(zhǔn)攝取值（standardized uptake value，SUV），取其最大值（SUVmax），平均值（SUVmean）；依據(jù)歐洲核醫(yī)學(xué)協(xié)會最新推薦[9]，將41%SUVmax作為閾值勾畫腫瘤代謝體積（tumor metabolic volume，MTV），MTV與SUVmean的乘積為糖酵解總量（total lesion glycolysis，TLG）。

1.3 統(tǒng)計學(xué)分析

采用 SPSS 22.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析，正態(tài)分布的計量資料以±s表示，非正態(tài)分布的計量資料以中位數(shù)表示。Pearsonχ2檢驗比較分類變量的統(tǒng)計學(xué)差異；獨立樣本t檢驗和Mann-WhitneyU檢驗比較連續(xù)變量的統(tǒng)計學(xué)差異。Spearman 相關(guān)檢驗分析不同變量之間的相關(guān)性。受試者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲線分析SUVmax的最佳臨界值。PD-L1表達(dá)與肺癌臨床病理特征的關(guān)系采用Logistic 回歸進(jìn)行單因素和多因素分析。以P＜0.05 為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 患者的臨床特征

本研究共納入241 例NSCLC 患者，平均年齡（64.29±8.85）歲，年齡范圍（32～85）歲。241 例患者中，其中男性168 例，女性73 例；有吸煙史70 例，無吸煙史171 例；腺癌172 例，鱗癌69 例；中央型肺癌57 例，周圍型肺癌184 例；含有GGO 成分44 例，不含GGO 成分197 例；有空洞43 例，無空洞198 例；有毛刺112 例，無毛刺129 例；淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移115 例，淋巴結(jié)未轉(zhuǎn)移126 例；遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移38 例，無遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移203 例；Ⅰ期81 例，Ⅱ期41 例，Ⅲ期82 例，Ⅳ期37 例；ALK陽性14 例，陰性227 例；Ki-67 高表達(dá)186 例，低表達(dá)55 例。

以PD-L1表達(dá)狀態(tài)進(jìn)行分組：PD-L1 陽性153例，陰性88 例，其中腺癌PD-L1 陽性率56.98%（98/172），鱗癌PD-L1 陽性率79.71%（55/69）；PD-L1高表達(dá)54 例，低表達(dá)187 例，其中腺癌PD-L1 高表達(dá)率17.44%（30/172），鱗癌PD-L1 高表達(dá)率34.78%（24/69）（圖1，表1）。

2.2 PD-L1表達(dá)與NSCLC 臨床病理特征的相關(guān)性

PD-L1 陽性組與陰性組：性別、Ki-67、T 分期、臨床分期、GGO、病理分型、SUVmax、TLG 與PD-L1表達(dá)相關(guān)（P＜0.05）。PD-L1 陽性組SUVmax、TLG 均高于陰性組（P＜0.05），組間MTV 無明顯統(tǒng)計學(xué)差異。鱗癌PD-L1 陽性率高于腺癌（79.71%vs.56.98%，P＜0.05）。多因素分析表明，SUVmax、GGO 是NSCLC患者PD-L1 陽性的獨立預(yù)測因素（OR=0.911，95%CI：0.865～0.960，P＜0.05；OR=0.486，95%CI：0.240～0.960，P＜0.05）（表1，2）。

PD-L1 高表達(dá)組與低表達(dá)組：性別、Ki-67、發(fā)病部位、空洞、病理分型、SUVmax、MTV、TLG 與PDL1表達(dá)相關(guān)（P＜0.05）。PD-L1 高表達(dá)組SUVmax、MTV、TLG 均高于低表達(dá)組（P＜0.05）。鱗癌PD-L1高表達(dá)率高于腺癌（34.78%vs.17.44%，P＜0.05）。多因素分析表明：SUVmax、Ki-67 是NSCLC 患者PD-L1高表達(dá)的獨立預(yù)測因素（OR=0.922，95%CI：0.874～0.972，P＜0.05 ；OR=5.992 ，95%CI ：1.348 ～26.630，P＜0.05）（表1，2）。

表1 PD-L1表達(dá)與NSCLC 患者臨床病理特征的相關(guān)性

2.3 PD-L1表達(dá)與NSCLC 亞型臨床病理特征的相關(guān)性

2.3.1 PD-L1表達(dá)與腺癌臨床病理特征的相關(guān)性 PD-L1 陽性組與陰性組： Ki-67、GGO、SUVmax與PDL1表達(dá)相關(guān)（P＜0.05）。PD-L1 陽性組SUVmax高于陰性組（P＜0.05），組間MTV、TLG 差異無統(tǒng)計學(xué)意義。多因素分析表明，SUVmax是ADC 患者PDL1 陽性的獨立預(yù)測因素（OR=0.928，95%CI：0.863～0.998，P＜0.05）。勾畫ROC 曲線確定SUVmax最佳臨界值，當(dāng)SUVmax取值4.4 時，預(yù)測PD-L1 陽性的敏感性、特異性分別為83.7%、41.9%（AUC：0.659，P＜0.001）（圖2，表3）。在ALK 陰性腺癌亞組中，多因素分析表明：SUVmax是ADC 患者PD-L1 陽性的獨立預(yù)測因素（OR=0.925，95%CI：0.860～0.996，P＜0.05）（表4）；ALK 陽性腺癌僅12 例，暫不納入統(tǒng)計學(xué)分析。

PD-L1 高表達(dá)組與低表達(dá)組：性別、Ki-67、SUVmax與PD-L1表達(dá)相關(guān)（P＜0.05）。PD-L1 高表達(dá)組SUVmax高于低表達(dá)組（P＜0.05），組間MTV、TLG差異無統(tǒng)計學(xué)意義。多因素分析表明，SUVmax、性別是ADC 患者PD-L1 高表達(dá)的獨立預(yù)測因素（OR=0.878，95%CI：0.811～0.949，P＜0.05；OR=3.220，95%CI：1.124～9.223，P＜0.05）。勾畫ROC 曲線確定SUVmax最佳臨界值，當(dāng)SUVmax取值6.85 時，預(yù)測PD-L1 高表達(dá)敏感性、特異性分別為93.3%、54.9%（AUC：0.773，P＜0.001）（圖2，表3）。在ALK 陰性腺癌亞組中，多因素分析表明：空洞、SUVmax是ADC 患者PDL1 高表達(dá)的獨立預(yù)測因素（OR=3.351，95%CI：1.100～10.208，P＜0.05；OR=0.886，95%CI：0.811～0.967，P＜0.05）（表4）。

表2 單因素和多因素分析PD-L1表達(dá)與NSCLC 臨床病理特征的關(guān)系

表4 單因素和多因素分析PD-L1表達(dá)與ALK 陰性腺癌臨床病理特征的關(guān)系 （續(xù)表4）

表3 單因素和多因素分析PD-L1表達(dá)與腺癌臨床病理特征的關(guān)系

表4 單因素和多因素分析PD-L1表達(dá)與ALK 陰性腺癌臨床病理特征的關(guān)系

2.3.2 PD-L1表達(dá)與鱗癌臨床病理特征的關(guān)系 PDL1 陽性組與陰性組：單因素和多因素分析均表明SUVmax、MTV、TLG 與PD-L1表達(dá)無明顯相關(guān)性（P＞0.05）。

PD-L1 高表達(dá)組與低表達(dá)組：單因素和多因素分析均表明SUVmax、MTV、TLG 與PD-L1表達(dá)無明顯相關(guān)性（P＞0.05）。

3 討論

免疫療法改變了 NSCLC 患者的治療策略，抗PD-1/PD-L1 免疫治療能夠改善PD-L1 高表達(dá)的晚期NSCLC 患者預(yù)后[10]。 然而，一次標(biāo)準(zhǔn)取樣檢查獲得的腫瘤組織隨機樣本不能完全反映基因型信息，重復(fù)侵入性檢查進(jìn)一步增加了患者負(fù)荷，易引起不必要的醫(yī)療糾紛。因此，亟需一種預(yù)測PD-L1表達(dá)的無創(chuàng)生物標(biāo)志物。研究表明SUVmax能夠預(yù)測肺癌患者PDL1表達(dá)，在腺癌中SUVmax不僅是PD-L1 陽性的獨立預(yù)測因素，也是其高表達(dá)的獨立預(yù)測因素。

本研究分析了不同PD-L1表達(dá)狀態(tài)下（1%和50%）代謝參數(shù)與PD-L1 的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)SUVmax是NSCLC 患者PD-L1 陽性的獨立預(yù)測因素，這與先前研究結(jié)論一致[11-13]，SUVmax亦是NSCLC 患者PD-L1高表達(dá)的獨立預(yù)測因素，與部分研究結(jié)果一致[14-15]。然而，Jreige 等[16]研究發(fā)現(xiàn)PD-L1 的表達(dá)與SUVmax、MTV、TLG 均無明顯相關(guān)性。這與大部分研究結(jié)果不符，原因可能是該研究僅納入49 例NSCLC 病例，其觀點有待大樣本進(jìn)一步證實。

SUVmax與PD-L1 的相關(guān)性可能與腫瘤浸潤T淋巴細(xì)胞（tumor-infiltrating lymphocytes，TIL）糖代謝的改變有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤免疫逃逸與腫瘤微環(huán)境內(nèi)的腫瘤代謝重編程密切相關(guān)[17-21]。1）在腫瘤微環(huán)境中代謝重編程使腫瘤細(xì)胞與免疫細(xì)胞競爭葡萄糖，導(dǎo)致被浸潤的免疫細(xì)胞因糖代謝降低而失去抗腫瘤功能；2）代謝重編程通過調(diào)控糖酵解水平改變腫瘤微環(huán)境的pH 值，不利于抗原呈遞細(xì)胞和T 細(xì)胞的成熟和激活[22]。Chang 等[23]研究進(jìn)一步證實了腫瘤大量消耗葡萄糖可能導(dǎo)致T 淋巴細(xì)胞糖酵解能力減弱，進(jìn)一步限制其發(fā)揮免疫功能，是腫瘤進(jìn)展的原因之一。他們直接阻斷PD-L1，腫瘤細(xì)胞糖酵解相關(guān)酶的活性隨之降低，糖酵解受抑制，這間接反映了PD-L1 在腫瘤糖代謝中的作用。PD-1/PD-L1 通路通過影響糖代謝來抑制淋巴細(xì)胞增殖和細(xì)胞因子的產(chǎn)生，誘導(dǎo)淋巴細(xì)胞凋亡和免疫耐受，在免疫抑制中發(fā)揮重要作用[24-26]。

在腺癌亞組分析中，SUVmax不僅是PD-L1 陽性的獨立預(yù)測因素，也是其高表達(dá)的獨立預(yù)測因素，這與先前研究結(jié)論相近[11-14，27]。在ALK 陰性腺癌中，SUVmax也能預(yù)測PD-L1表達(dá)狀態(tài)。在鱗癌亞組分析中，SUVmax與PD-L1表達(dá)均無明顯相關(guān)性。與本次研究結(jié)論不同，Takada 等[11]研究表明SUVmax均能預(yù)測腺癌和鱗癌PD-L1 的表達(dá)。而在神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤患者中，SUVmax與PD-L1表達(dá)無相關(guān)性。Zhao 等[13]亞組分析也發(fā)現(xiàn)：SUVmax是預(yù)測鱗癌PD-L1 陽性表達(dá)的唯一獨立預(yù)測因素。與本研究結(jié)果的差異可能由多種因素引起。首先，F(xiàn)DG 的攝取受肺癌組織學(xué)亞型的影響[28]，不同組織類型中，SUVmax與PD-L1表達(dá)的相關(guān)性可能存在差異。其次，本研究中，鱗癌病例較少，擴(kuò)大樣本量可能得出陽性結(jié)果。

此外，本研究還存在一定的局限性。1）PD-L1表達(dá)的檢測方法多樣。目前，已有4 種PD-L1 檢測方法被美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）批準(zhǔn)投入臨床使用，分別為基于Dako 平臺的28-8、22C3 和基于Vantana 平臺的SP142 和SP263 單克隆抗體。不同的免疫組化方法可能會影響診斷的準(zhǔn)確性[29-30]。本研究僅采用了1 種單克隆抗體（22C3），需要不同檢測方法的對比分析以提高結(jié)果的可信度；2）本研究為單一機構(gòu)的回顧性研究，需要多中心研究進(jìn)一步驗證。

在ADC 中，SUVmax是PD-L1 陽性的獨立預(yù)測因素，也是PD-L1 高表達(dá)的獨立預(yù)測因素。18F-FDG PET/CT 顯像的代謝參數(shù)能夠預(yù)測ADC 患者PD-L1表達(dá)狀態(tài)，為免疫治療提供依據(jù)。