18F?FDG PFT∕CT預(yù)測肺腺癌FGFR基因突變狀態(tài)的研究進(jìn)展

夏 鵬，唐立鈞，丁重陽，李天女

南京醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科，江蘇 南京 210029

原發(fā)性肺癌（簡稱肺癌）是目前我國腫瘤發(fā)病率及死亡率最高的惡性腫瘤，全國腫瘤登記中心2016年發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2015年我國新發(fā)肺癌病例78.7萬［1］；肺癌死亡人數(shù)約為63.1萬，其中非小細(xì)胞肺癌（non?small cell lung cancer，NSCLC）占80%～85%［2］，肺腺癌（lung adenocarcinoma）約占NSCLC 的50%，已成為原發(fā)性肺癌最常見的類型。雖然近年來通過低劑量螺旋CT 胸部掃描的篩查提高了早期肺癌的診出率，但由于早期肺癌缺乏典型癥狀，以及國人對腫瘤疾病的警惕性不高、國內(nèi)健康體檢的普及程度低等原因，仍有大部分肺癌患者確診時已是晚期，失去手術(shù)治愈機(jī)會。晚期肺癌患者的5 年存活率極低，傳統(tǒng)化療雖然能延長患者的生存期，但很多患者難以忍受化療過程中的痛苦。近年來，癌癥基因組學(xué)的飛速發(fā)展表明NSCLC 的發(fā)生發(fā)展與關(guān)鍵致癌基因突變密切相關(guān)，例如表皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor，F(xiàn)GFR）。FGFR 基因位于7 號染色體短臂7p11～12區(qū)，分子量約170 kDa。FGFR則是其基因編碼的一種跨膜糖蛋白，屬于受體型酪氨酸激酶，其被激活后可導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞內(nèi)酪氨酸激酶活化和受體自身磷酸化，從而促使細(xì)胞增生、轉(zhuǎn)移、分化及抑制凋亡［3］。FGFR 酪氨酸激酶抑制劑（FGFR?tyrosine kinase in?hibitor，F(xiàn)GFR?TKI）能夠阻斷FGFR 信號通路的轉(zhuǎn)導(dǎo)，進(jìn)而影響腫瘤細(xì)胞的增殖分化，對FGFR基因突變的患者有良好療效，患者生存期明顯延長。而現(xiàn)有的研究也均表明［4-5］，F(xiàn)GFR 基因突變陰性的患者很難從此類藥物中獲益，因此在治療前檢測基因突變狀態(tài)極為重要。

1 基因檢測的限制以及腫瘤基因的易突變性

目前已知NSCLC 有200 多種不同類型的FGFR突變，其中第19 外顯子缺失突變（19?del）和第21L858R錯義突變（21?L858R）最常見，約占90%［6-8］。肺腺癌是NSCLC 中FGFR 突變率最高的亞型，根據(jù)PIONFFR 研究［7］，中國人群肺腺癌的總體突變率可達(dá)50.2%，女性、非吸煙人群相比男性、吸煙人群的突變率更高，可達(dá)45%～50%，即使是吸煙人群，F(xiàn)GFR突變率也達(dá)30%。目前絕大部分FGFR 突變類型對FGFR?TKI 都有較好的敏感性，但少部分突變類型例如20號外顯子突變T790M對第一、二代抑制劑有明顯耐藥性，目前第三代FGFR?TKI 如奧希替尼對T790M 有較好療效［9］。FGFR 基因突變檢測的金標(biāo)準(zhǔn)是組織標(biāo)本檢測，可以通過手術(shù)、多種穿刺活檢等方式進(jìn)行臨床取材。但部分晚期患者無法獲得病理組織或醫(yī)療機(jī)構(gòu)缺乏基因檢測手段，無法行基因檢測。外周血中提取循環(huán)腫瘤細(xì)胞DNA 檢測腫瘤的基因突變有較高特異性，但敏感性較低。二代測序（next?generation sequencing，NGS）提高了檢測的敏感性，但其成本較高、技術(shù)相對復(fù)雜，同時缺乏質(zhì)控和行業(yè)規(guī)范、價格相對昂貴等原因限制了該技術(shù)的臨床常規(guī)使用［1］?？拙龋?0］研究發(fā)現(xiàn)，不同類型標(biāo)本FGFR突變率有差異，組織標(biāo)本、細(xì)胞學(xué)標(biāo)本及外周血標(biāo)本的FGFR 突變率分別為60.60%、51.20%及46.48%；不同活檢方式獲得的標(biāo)本檢出率也有差異。這說明活檢取材方式對FGFR突變檢出有一定影響，活檢取材部位的情況無法代表腫瘤整體的情況。

除了本身發(fā)生耐藥性突變，絕大多數(shù)患者在接受FGFR?TKI 治療一段時間后不可避免地產(chǎn)生TKI耐藥［6，8-9，11］，無法繼續(xù)從靶向治療中獲益。相關(guān)研究認(rèn)為耐藥機(jī)制與FGFR 基因的再次突變、旁路信號通路及組織學(xué)表型轉(zhuǎn)化有關(guān)［12］。腫瘤細(xì)胞微環(huán)境的研究發(fā)現(xiàn)腫瘤生長是一個克隆進(jìn)化的發(fā)展過程［13］，在連續(xù)的克隆進(jìn)化過程中，克隆選擇會產(chǎn)生具有不同基因和分子改變的腫瘤細(xì)胞。在一個實(shí)體腫瘤內(nèi)，基因不同的亞克隆癌細(xì)胞群體可以混合或在空間上分離，并且這種亞克隆結(jié)構(gòu)在整個疾病發(fā)展過程中動態(tài)變化，由此形成腫瘤內(nèi)的空間異質(zhì)性和時間異質(zhì)性。因此標(biāo)本基因檢測結(jié)果受腫瘤時空異質(zhì)性的影響很大。腫瘤基因組的不穩(wěn)定性是腫瘤細(xì)胞基因多樣性的重要原因之一，不同腫瘤細(xì)胞亞群在特定的微環(huán)境中及治療干預(yù)背景中發(fā)展出不同的克隆進(jìn)化過程。Sequist等［14］研究還發(fā)現(xiàn)部分NSCLC患者經(jīng)過一段時間治療后轉(zhuǎn)化為小細(xì)胞肺癌，但在脫離FGFR?TKI藥物的選擇壓力后對抑制劑耐藥的遺傳性會丟失，重新對FGFR?TKI敏感。因此在治療過程中對腫瘤組織學(xué)表型及基因突變情況的監(jiān)測是一項(xiàng)極為重要的工作，這就更需要一種易行、無創(chuàng)的檢測方法，并且能反映腫瘤整體的生物學(xué)特征。

2 18F?FDG PFT∕CT預(yù)測FGFR突變的可行性

18F?FDG PFT∕CT 顯像是目前臨床上最常用、最成熟的分子成像手段。PFT∕CT 檢查通過探測18F的標(biāo)記，實(shí)現(xiàn)18F?FDG PFT 對腫瘤的顯像。早期對FGFR 基因上下游分子機(jī)制的深入研究發(fā)現(xiàn)FGFR在腫瘤代謝中發(fā)揮重要作用，顯著影響18F?FDG 在腫瘤細(xì)胞的累積程度，因此通過半定量測量腫瘤病灶18F?FDG 的攝取水平來評估FGFR 基因突變狀態(tài)具有可行性［15］。最新的中國原發(fā)性肺癌診療規(guī)范指出，18F?FDG PFT∕CT 是肺癌診斷、分期與再分期、療效評價和預(yù)后評估的最佳方法［1］。在不具備獲取患者病理組織，需要反復(fù)行基因檢測或組織學(xué)檢查時，通過無創(chuàng)性PFT∕CT掃描方法滿足基因突變狀態(tài)或病理類型的診斷，能極大減少患者的痛苦，并為臨床的治療決策提供很大幫助。但由于18F?FDG并非腫瘤特異性顯像劑，炎癥或組織生理性攝取會影響對病灶的判斷。當(dāng)肺內(nèi)腫瘤靠近縱隔或肺門時，動脈血池以及心肌的生理性攝取會影響腫瘤邊界的勾畫，當(dāng)腫瘤伴發(fā)周圍炎癥時也會使腫瘤參數(shù)測量有一定誤差。

3 18F?FDG PFT∕CT預(yù)測FGFR突變研究的進(jìn)展

目前關(guān)于18F?FDG PFT∕CT 顯像的圖像參數(shù)與FGFR基因突變狀態(tài)之間的關(guān)系還存在爭議。主要用于預(yù)測FGFR 基因突變的PFT∕CT 顯像參數(shù)有最大標(biāo)準(zhǔn)化攝取值（maximum standard uptake value，SUVmax）、腫瘤代謝體積（metabolic tumor volume，MTV）、糖酵解總量（total lesion glycolysis，TLG）等。早期研究更多關(guān)注SUVmax 與基因突變的關(guān)系，大部分研究認(rèn)為SUVmax 與FGFR 突變狀態(tài)之間有相關(guān)性；也有少數(shù)研究認(rèn)為SUVmax與FGFR基因突變狀態(tài)的相關(guān)性無統(tǒng)計學(xué)意義［16-17］。研究結(jié)果的差異可能與患者樣本的選擇、患者的種族及檢查的掃描條件、設(shè)備參數(shù)等差異有關(guān)。而更大的爭議在于FGFR 突變型肺癌相較于野生型肺癌患者，病灶的SUVmax的平均值更高還是更低。

Huang 等［18］最早于2008 年納入77 例肺腺癌患者，研究得出FGFR突變型肺腺癌的SUVmax比野生型肺腺癌更高，其可能機(jī)制是FGFR 突變型的腫瘤細(xì)胞異常激活蛋白激酶B（protein kinase B，PKB，又稱Akt），Akt 是受體酪氨酸激酶（receptor protein ty?rosine kinase，RTK）的關(guān)鍵效應(yīng)因子，后者又是調(diào)控細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的重要調(diào)節(jié)因子，因此FGFR 突變的腫瘤細(xì)胞會使得整個細(xì)胞的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)增強(qiáng)，進(jìn)而增加葡萄糖攝取。但該作者未研究清楚FGFR突變對細(xì)胞膜葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體是否有下調(diào)作用，研究結(jié)果也可能由于樣本量較小而產(chǎn)生偏倚。Ko 等［19］在2014 年納入132 例肺腺癌患者研究得出與Huang等［18］相同的結(jié)論。不同的是Na 等［20］納入100 例NSCLC 患者行回顧性研究，得出SUVmax 越低的患者更易出現(xiàn)FGFR突變；Mak等［21］研究得出FGFR野生型NSCLC 的SUVmax 更大，SUVmax 截斷值取5.0時有較好的預(yù)測效果。

Ko在分析自己與Na、Mak等研究結(jié)論不一致的原因中提出，可能由于后二者研究納入的是NSCLC患者，其中鱗狀細(xì)胞癌及大細(xì)胞癌的18F?FDG 攝取要明顯高于肺腺癌，而鱗形細(xì)胞癌中的FGFR 突變率遠(yuǎn)低于肺腺癌，而Huang、Ko 等的研究只包含肺腺癌患者，排除了不同腫瘤亞型之間SUVmax 攝取不同的混雜因素。并且由于Na 和Mak 等人研究的樣本中FGFR 突變比例較小（21%、24%），與真實(shí)FGFR突變率相差較大，因此出現(xiàn)SUVmax較低的概率更大，研究結(jié)果偏差較大。而后Takamochi 等［22］在2017 年的研究中納入超大樣本量734 例肺腺癌患者，其中FGFR突變患者的比例為42%，較接近實(shí)際肺腺癌FGFR 突變率，研究結(jié)論為FGFR 突變型肺腺癌SUVmax 攝取值較低。不僅如此，Takamochi等［22］在研究中發(fā)現(xiàn)FGFR基因突變型肺腺癌患者的糖代謝相關(guān)基因也明顯下調(diào)，葡萄糖代謝呈明顯惰性，也更不易發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移或血管侵犯，與18F?FDG代謝減低的行為特征一致，符合SUVmax 更低的表現(xiàn)。

目前研究表明，惡性腫瘤中的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體1（glucose transporters 1，GLUT1）基因的表達(dá)明顯升高［23］。而不同人群、不同肺癌類型、不同腫瘤分化程度，腫瘤內(nèi)異質(zhì)性的存在，使得不同腫瘤的GLUT1 基因表達(dá)情況也有差異。Chen 等［24］研究測得FGFR 突變型NSCLC 中的GLUT1 mRNA 比野生型更少，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。Sasaki 等［25］研究也指出，F(xiàn)GFR突變陽性比突變陰性的NSCLC患者的GLUT1表達(dá)更低（23.4%vs.58.3%，P＜0.000 1），女性比男性更低（30.2%vs.56.5%，P＜0.000 1），不吸煙人群比吸煙人群更低（28.1%vs.59.4%，P＜0.000 1），腺癌比非腺癌患者更低（36.2%vs.74.5%，P＜0.000 1），而GLUT1的高表達(dá)直接影響細(xì)胞對葡萄糖的攝取。因此該研究支持FGFR突變型患者的18F?FDG攝取比野生型患者攝取更低的觀點(diǎn)，并且這些結(jié)論與女性、非吸煙者更易發(fā)生FGFR 突變的結(jié)論一致。

然而SUVmax 作為半定量參數(shù)，在研究中獲得的信息比較單一，對腫瘤空間異質(zhì)性的描述性較差，越來越多的學(xué)者開始聯(lián)合多種PFT∕CT顯像參數(shù)及臨床、實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)進(jìn)行多因素分析。此前Kim、Liu 等［26-27］對MTV、TLG等代謝參數(shù)與FGFR突變狀態(tài)的關(guān)系進(jìn)行研究，結(jié)果提示FGFR突變組的MTV、TLG 較野生組明顯偏低。姜陽等［28］聯(lián)合SUVmax、MTV、TLG多參數(shù)研究與FGFR突變的相關(guān)性，結(jié)果表明三者與FGFR 突變可能均成負(fù)相關(guān)，并且通過受試者工作特征曲線（receiver operating characteris?tic curve，ROC 曲線）分析發(fā)現(xiàn)MTV 和TLG 對FGFR基因突變的診斷效能優(yōu)于SUVmax。Yang 等［29］對200例肺腺癌患者隨訪研究，得出FGFR突變型患者的MTV、TLG 相比野生型患者更低，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P值分別為0.003 和0.006）；并且通過生存分析發(fā)現(xiàn)FGFR突變型患者的死亡風(fēng)險較野生型患者更低（HR：0.511，95%CI：0.303～0.862）。近年來不少學(xué)者也開始利用影像組學(xué)對肺腺癌FGFR突變狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測分析，Liu 等［30］對148個獨(dú)立肺內(nèi)病灶行回顧性分析，從患者的腫瘤區(qū)域提取出1 570 個影像組學(xué)特征（100 個來自PFT 圖像，1 470 個來自CT圖像）進(jìn)行分析，提取出5 個特定的19 外顯子突變的預(yù)測因子及5個特定的21外顯子突變預(yù)測因子，并且ROC曲線下面積（area under curve，AUC）分別達(dá)到0.77和0.92，兩個預(yù)測因子組合預(yù)測FGFR陽性的AUC 達(dá)到0.87。Zhao 等［31］從88 例肺腺癌患者中提取CT、PFT、臨床參數(shù)及影像組學(xué)特征，比較預(yù)測FGFR 的效能，得出影像組學(xué)聯(lián)合臨床參數(shù)的預(yù)測效能最優(yōu)，證明影像組學(xué)單獨(dú)及聯(lián)合其他參數(shù)預(yù)測肺腺癌FGFR 突變都是非常好的方法。因此，基于18F?FDG PFT∕CT顯像的多維度信息聯(lián)合模型將是一種有前景的用于判斷肺腺癌患者FGFR基因突變狀態(tài)的新手段，有望為臨床選擇靶向治療提供一種有效的決策方法。

4 小結(jié)和展望

綜上所述，目前18F?FDG PFT∕CT 影像對肺腺癌患者FGFR 突變狀況的非侵入性研究已有部分成果，且有一定臨床轉(zhuǎn)化的可行性。但目前的相關(guān)研究都是回顧性分析，結(jié)論也不完全一致，基于各研究中心的數(shù)據(jù)參數(shù)、研究方法、研究條件也不完全相同。同時正如尹國濤等［32］研究中提到，其他腫瘤基因如鼠類肉瘤病毒癌基因（Kirsten rat sarcoma viral oncogene homolog，KRAS）突變影響腫瘤的SUVmax，而大多數(shù)研究中，對患者分組時并未考慮到同時伴有其他基因突變對PFT∕CT參數(shù)的影響，得出的結(jié)論也需要進(jìn)一步驗(yàn)證。所以還需要行多中心、大規(guī)模的隨機(jī)對照研究來增加結(jié)論的可信度。另外，影像組學(xué)也推動預(yù)測肺腺癌FGFR 突變的研究，旨為臨床提供更可靠的無創(chuàng)、有效的決策方法。也有學(xué)者研究FGFR 特異性的PFT 顯像劑，比非特異性顯像劑18F?FDG 具有顯著的診斷優(yōu)勢，但目前特異性顯像劑因產(chǎn)出率低、易發(fā)生交叉免疫反應(yīng)、體內(nèi)滯留時間長等不足，容易影響圖像質(zhì)量，需要進(jìn)一步的研究和探索。后續(xù)研究需要更關(guān)注腫瘤發(fā)展過程中的變化是否影響診斷的準(zhǔn)確性和治療的有效性。因此，即使行無創(chuàng)性影像檢查時，也要選擇適合的檢查時間及掃描參數(shù)，避免延誤患者的最佳治療時機(jī)。