術(shù)前18F-FDG PET/CT 代謝參數(shù)模型預(yù)測肝細胞癌肝移植術(shù)后復(fù)發(fā)的價值

胡欣 林方增 林曉潔 文芳 王曉燕

肝細胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）是全球第四大常見惡性腫瘤，也是導(dǎo)致癌癥死亡的第二大原因［1］。肝移植（liver transplantation，LT）被認為是早期不可切除HCC 的根治性方法［2］。米蘭標準被廣泛應(yīng)用于篩選適合接受LT 的HCC 患者，然而即使由米蘭標準嚴格篩選出來的HCC 患者，仍有6%～18%出現(xiàn)術(shù)后復(fù)發(fā)［3］，且40%～50%的復(fù)發(fā)發(fā)生在術(shù)后一年內(nèi)［4］。近來研究指出米蘭標準并非最佳的篩選標準，其他篩選標準，如加州大學(xué)舊金山分校（University of California，San Francisco，UCSF）標準、Asan 標準和Up-to-Seven 標準，同樣存在自身的局限性，上述標準側(cè)重于腫瘤的形態(tài)學(xué)特征，未能關(guān)注與腫瘤生物學(xué)屬性相關(guān)的因素（如腫瘤分化程度、分子標記物等）。由于這些標準的局限性，使許多本可以從LT 中獲益的患者被排除在外，而且LT 術(shù)后較高的復(fù)發(fā)風(fēng)險也是影響HCC患者預(yù)后的重大威脅。如何全面、準確地識別出能真正從LT 中獲益的HCC 患者是降低LT術(shù)后復(fù)發(fā)風(fēng)險、提高HCC 患者治療獲益的重要問題。

18F 標記的氟代脫氧葡萄糖正電子發(fā)射型計算機斷層顯像（Fluorine-18 fluorodeoxyglucose positron emission tomography/computed tomography，18F-FDG PET/CT）是一種新型檢查方式，能以極高的敏感度在腫瘤形態(tài)發(fā)生改變前識別其不良生物學(xué)行為，被廣泛應(yīng)用于腫瘤術(shù)前評估、疾病分期和療效評價等方面。相關(guān)研究顯示18F-FDG PET/CT 在檢測HCC 患者LT 術(shù)后復(fù)發(fā)方面效果顯著。研究表明18F-FDG PET/CT 能更早發(fā)現(xiàn)復(fù)發(fā)病灶，其敏感度高于其他影像學(xué)檢查［5,6］。因此，筆者推斷術(shù)前18F-FDG PET/CT 檢查或許更有助于識別真正適合LT 的HCC 患者。本研究旨在探討基于術(shù)前18FFDG PET/CT 所作出的LT 決策能否為HCC 患者帶來更多臨床獲益。

1 資料與方法

1.1 一般資料

本研究回顧性分析了2013 年5 月—2020 年6 月于中山大學(xué)第一附屬醫(yī)院接受LT，且術(shù)前接受18F-FDG PET/CT 檢查的HCC 患者86 例。納入標準：1）原病灶經(jīng)病理確診為HCC；2）肝移植術(shù)前1 個月內(nèi)于本院進行18F-FDG PET/CT 檢查；3）術(shù)前影像學(xué)檢查無遠處轉(zhuǎn)移征象；4）術(shù)后規(guī)律復(fù)查。排除標準：合并其他惡性腫瘤。

本研究納入的臨床資料包括性別、肝移植時的年齡、病毒性肝炎感染情況及術(shù)前甲胎蛋白（α-fetoprotein，AFP）；病理資料包括腫瘤的病理分級和肝移植時淋巴結(jié)的侵犯情況；影像學(xué)資料包括腫瘤的數(shù)量和最大徑；18F-FDG PET/CT 的代謝參數(shù)包括腫瘤最大標準化攝取值（maximum standardized uptake value of tumor,TSUVmax）、正常肝組織本底的最大標準化攝取值（maximum standardized uptake value of liver,LSUVmax）、縱隔血池最大標準攝取值（maximum standardized uptake value of blood,BSUVmax）、瘦體校正的標準化攝取峰值（peak of standardized uptake value normalized using lean body mass,SULpeak，）、腫瘤代謝體積（metabolic tumor volume，MTV）、病變總糖酵解（total lesion glycolysis，TLG）。存在缺失的變量使用中位數(shù)進行填充。

患者隨訪策略：研究隨訪截止日期為2022 年12 月31 日，觀察每位患者是否在術(shù)后36 個月內(nèi)出現(xiàn)復(fù)發(fā)。所有患者術(shù)后第1 年每個月進行一次肝臟B 超或彩色多普勒超聲檢查，術(shù)后第12 至18 個月每2 個月檢查一次，以后每3～6 個月檢查一次；當相關(guān)檢查征象或檢驗指標懷疑復(fù)發(fā)時立即行18F-FDG PET/CT 或病理學(xué)檢查以明確是否復(fù)發(fā)，如確認復(fù)發(fā)則記錄復(fù)發(fā)時間。無復(fù)發(fā)生存期（recurrence-free survival，RFS）定義為LT 至確認復(fù)發(fā)的時間，若直至隨訪終點無復(fù)發(fā)則記錄LT 至隨訪截止日期前最后一次在本院行影像檢查或檢驗的時間。

1.2 影像檢查方法

患者行18F-FDG PET/CT 檢查前至少需要空腹6 h 并維持血糖小于10 mmol/L，按5.18 MBq/kg體重計算18F-FDG 注射量，經(jīng)靜脈推注18F-FDG后安靜休息60 min，排空膀胱后進行PET/CT 掃描。顯像設(shè)備為上海聯(lián)影醫(yī)療科技公司uMI 780 PET/CT 掃描儀及GE 公司DMI PET/CT 掃描儀，掃描范圍為顱底至股骨中段。CT 掃描參數(shù)如下：管電壓120 kV，管電流174 mA，螺距0.9875，層厚1.25 mm，矩陣大小512×512。先進行CT 掃描，CT掃描完成后立即在同一軸向視野下行PET 掃描，采用三維采集模式，根據(jù)患者身高采集6～8 個床位，每個床位采集1 min。采集完成后利用CT 數(shù)據(jù)進行衰減校正，采用有序子集期望最大化迭代重組方法對PET 圖像數(shù)據(jù)集進行重組。

1.3 圖像分析及代謝參數(shù)獲得

圖像分析由兩位核醫(yī)學(xué)醫(yī)師共同完成。原發(fā)腫瘤的代謝參數(shù)均由AW 4.7 后處理工作站的PET VCAR 軟件處理得到。首先在腫瘤所在區(qū)域勾畫興趣體積（volume of interest，VOI），使用邊界盒（bounding box）進一步自動識別、調(diào)整腫瘤輪廓并完成分割，以確保VOI 包含所有FDG 陽性區(qū)域并排除FDG 陰性的正常組織。在VOI 上通過將SUV的閾值設(shè)置為42%以自動生成原發(fā)腫瘤的TSUVmax、SULpeak、MTV 和TLG。分別在肝右葉中部和主動脈弓水平（避開血管壁）繪制直徑為1.5 cm的圓形興趣區(qū)（region of interest，ROI）以獲得LSUVmax和BSUVmax，并以此分別計算原發(fā)腫瘤與正常肝組織本底的最大標準化攝取值之比（TSUVmax/LSUVmax，T/L）和原發(fā)腫瘤與縱隔血池最大標準化攝取值之比（TSUVmax/BSUVmax，T/B）。最終記錄的PET 代謝參數(shù)包括TSUVmax、T/L、T/B、SULpeak、MTV和TLG。

1.4 統(tǒng)計分析方法

統(tǒng)計學(xué)分析由X-tile 軟件（3.6.1 版本）、IBM SPSS Statistics 軟件（26.0 版本）和R 軟件（4.3.1 版本）完成。除了AFP 外，所有連續(xù)型變量根據(jù)Xtile 軟件計算得到的最佳截斷值劃分為二分類變量，AFP 以400 ng/mL 作為截斷值進行劃分。應(yīng)用IBM SPSS Statistics 軟件對臨床資料、病理資料、影像學(xué)資料和18F-FDG PET/CT 代謝參數(shù)進行單因素和多因素Cox 回歸分析，篩選出與HCC LT 術(shù)后復(fù)發(fā)相關(guān)的危險因素。將具有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）的因素組合建立PET/CT 代謝參數(shù)模型，同時建立米蘭標準模型、UCSF 標準模型和杭州標準模型。使用R 軟件分別計算不同模型的一致性指數(shù)（concordance index，C-index），比較PET/CT 代謝參數(shù)模型與不同標準模型之間的C-index，并通過繪制Kaplan-Meier 生存曲線評價各個模型識別不同復(fù)發(fā)風(fēng)險患者的能力。為最佳模型繪制列線圖（nomogram），同時進行臨床決策曲線分析（decision curve analysis，DCA）以評價最佳模型的臨床實用性。

2 結(jié)果

2.1 患者基線資料（表1）

表1 患者基線資料

經(jīng)過納入標準和排除標準篩選，本研究最終納入86 例接受LT 的HCC 患者，其中男82 例（95.3%），女4 例（4.7%）；年齡范圍9～79 歲，平均年齡（49.5±11.8）歲；病理分期Ⅰ期4 例（4/86，4.6%），Ⅱ期62 例（62/86，72.1%），Ⅲ期19 例（19/86，22.1%），Ⅳ期1 例（1/86，1.2%）。所有患者中乙型肝炎85 例（98.8%），丙型肝炎1 例（1.2%）。截止至隨訪終點，共41 例（41/86，47.7%）確認LT 術(shù)后復(fù)發(fā)，中位RFS為8 個月。

2.2 單因素和多因素Cox 分析結(jié)果（表2）

表2 單因素和多因素Cox 分析結(jié)果

單因素Cox 分析結(jié)果顯示，影響HCC 患者LT術(shù)后RFS 的因素為AFP（P<0.001）、MTV（P=0.020）和TLG（P=0.016）。多因素Cox 分析結(jié)果顯示，AFP（P<0.001）與RFS 有關(guān)，AFP≥400 ng/mL 的患者更易發(fā)生術(shù)后復(fù)發(fā)?？紤]到所有患者均患有病毒性肝炎，因此未對此因素進行Cox 回歸分析。

2.3 復(fù)發(fā)預(yù)測模型的建立

將具有統(tǒng)計學(xué)意義的預(yù)測因素（AFP、MTV、TLG）組合建立PET/CT 代謝參數(shù)模型，同時建立米蘭標準模型、UCSF 標準模型和杭州標準模型用于比較（表3）。分別計算不同模型的C-index 及置信區(qū)間，結(jié)果顯示PET/CT 代謝參數(shù)模型的Cindex 高于米蘭標準模型、UCSF 標準模型和杭州標準模型，且PET/CT 代謝參數(shù)模型與米蘭標準模型（0.689 比0.491，P=0.021）和杭州標準模型（0.689 比0.314，P<0.001）的C-index 之間的差異具有統(tǒng)計學(xué)顯著性。根據(jù)PET/CT 代謝參數(shù)模型繪制列線圖（圖1）。

圖1 PET/CT 代謝參數(shù)模型列線圖。

表3 PET/CT 代謝參數(shù)模型與LT 常用標準模型C-index的比較

2.4 Kaplan-Meier 生存曲線和DCA 評估結(jié)果

根據(jù)PET/CT 代謝參數(shù)模型對所有患者的RFS 進行預(yù)測，將模型風(fēng)險函數(shù)（risk function）的結(jié)果作為預(yù)測因子，X-tile 軟件為風(fēng)險函數(shù)結(jié)果計算得到的最佳截斷值為0.7（大于0.7 歸為高風(fēng)險組，0.7 以下的歸為低風(fēng)險組）。分別根據(jù)PET/CT 代謝參數(shù)模型分組結(jié)果和標準模型的分組繪制Kaplan-Meier 生存曲線。在PET/CT 代謝參數(shù)模型中，高風(fēng)險組的中位RFS 為9 個月，低風(fēng)險組的中位RFS 未達到（圖2a），兩個組之間的RFS具有統(tǒng)計學(xué)差異（P<0.001）。而對于米蘭標準（圖2b）、UCSF 標準（圖2c）和杭州標準（圖2d）而言，標準內(nèi)和標準外患者間的RFS 無統(tǒng)計學(xué)差異。

圖2 各個模型分組下的Kaplan-Meier生存曲線。圖3 PET/CT 代謝參數(shù)模型的決策分析曲線。

圖4 男，39 歲，HCC 患者梁索型Ⅱ級，LT 術(shù)后15 個月復(fù)發(fā)。LT 術(shù)前：a）軸位，CT 平掃示肝S4 左前緣稍低密度影，邊界不清（箭）；b）軸位，相應(yīng)PET/CT 融合圖示病灶FDG 攝取輕度增高（TSUVmax 為3.80，T/L 為1.54），代謝范圍約1.4 cm×0.9 cm（箭）；c）18F-FDG PET/CT 最大密度投影（maximum intensity projection，MIP）圖示肝臟局灶性放射性濃聚，余全身未見異常放射性濃聚病灶。 圖5 男，62 歲，HCC 患者（梁索型Ⅱ級），LT 術(shù)后未復(fù)發(fā)。LT術(shù)前：a）軸位，CT 平掃示肝S2 稍低密度結(jié)節(jié)，直徑約2.2 cm（箭）；b）軸位，相應(yīng)PET/CT 融合圖示病灶FDG 攝取輕度增高（TSUVmax 為2.40，T/L 為0.96）（箭）；c）18F-FDG PET/CT MIP 圖示左側(cè)髖關(guān)節(jié)炎，余全身未見異常放射性濃聚病灶。

采用DCA 評價PET/CT 代謝參數(shù)模型的臨床實用性（圖3）。DCA 結(jié)果表明，在大多數(shù)風(fēng)險閾值范圍內(nèi)，基于PET/CT 代謝參數(shù)模型的臨床決策能為擬接受LT 的HCC患者帶來更多獲益。

3 討論

本研究表明，相較于米蘭標準、UCSF 標準和杭州標準，包含AFP、MTV和TLG 的PET/CT 代 謝參數(shù)模型在預(yù)測HCC LT術(shù)后復(fù)發(fā)方面的效果更好，能更準確地識別出LT術(shù)后復(fù)發(fā)風(fēng)險高的患者。

對于繼發(fā)于肝炎的不可切除的早期HCC，LT是最佳的治療方案［2］。然而，有研究表明，即使經(jīng)過現(xiàn)有標準嚴格篩選，仍有19.8%的患者在接受LT 后復(fù)發(fā)［7］，且70%的患者在術(shù)后5 年內(nèi)復(fù)發(fā)［8］。這表明目前常用于篩選適合接受LT 患者的標準可能并不全面，本研究的結(jié)果提示，米蘭標準模型、UCSF 標準模型和杭州標準模型的C-index 均低于PET/CT 代謝參數(shù)模型，并且在Kaplan-Meier 生存分析中，只有基于PET/CT 代謝參數(shù)模型劃分的患者間具有顯著差異的RFS，而三個篩選LT 受者的標準并不能很好地識別復(fù)發(fā)風(fēng)險不同的患者。

眾多學(xué)者指出，米蘭標準和UCSF 標準均存在一定的局限性，上述標準僅僅根據(jù)病灶形態(tài)學(xué)特征（腫瘤數(shù)量、大?。┖土馨徒Y(jié)情況對患者進行評價，影像學(xué)特征所能提供的信息有限，因此米蘭標準和UCSF 標準未能將腫瘤生物學(xué)行為特征納入考量［2］，而一些專家認為在選擇LT 受者時，應(yīng)當將能反映HCC 腫瘤活性和分化程度的指標［如AFP、異常凝血酶原（protein induced by vitamin K absence or antagonist-Ⅱ，PIVKA-Ⅱ）等］納入考量［9,10］。Duvoux 等［11］的研究指出，與米蘭標準相比，包含AFP 的模型預(yù)測腫瘤復(fù)發(fā)的能力顯著提高。Halazun 等［12］及Menahem 等［13］的研究也指出AFP對篩選合格的LT 受者具有重要意義，這與本研究的結(jié)果一致。而杭州標準盡管納入了AFP，但仍未能有效識別具有不同復(fù)發(fā)風(fēng)險的患者，因此筆者認為形態(tài)學(xué)指標可能不是穩(wěn)健的預(yù)測特征，在小樣本研究中可能反而是混雜因素，也從側(cè)面印證了PET/CT 代謝參數(shù)是更有效的指標。

Sapisochin 等［14］和Lee 等［15］的研究結(jié)果表 明病理分級是預(yù)測HCC 復(fù)發(fā)的一個重要因素，然而本研究未提示病理分級與LT 術(shù)后復(fù)發(fā)有明顯關(guān)系，這可能與本研究中研究對象的病理分級結(jié)構(gòu)單一有關(guān)，本研究納入的患者病理類型以Ⅱ和Ⅲ級為主，而Ⅰ級患者極少（4/86，4.7%），這可能是導(dǎo)致病理分級在Cox 分析中無意義的原因。

18F-FDG PET/CT 能同時提供腫瘤的形態(tài)學(xué)代謝層面的信息，近年來，18F-FDG PET/CT 被推薦用于HCC 的分期、療效評估及預(yù)后預(yù)測［8,16］。SUVmax和T/L 是18F-FDG PET/CT 常用的半定量指標，一些研究指出，SUVmax和T/L 可反應(yīng)腫瘤細胞的代謝活性，是預(yù)測HCC 復(fù)發(fā)的重要指標［17-21］。Seo等［8］認為，對于HCC 而言，T/L 是比SUVmax更準確的預(yù)測指標，因為SUVmax受肝功能的影響。也有研究表明T/L 在預(yù)測HCC 復(fù)發(fā)性肝外轉(zhuǎn)移方面具有較高的敏感度［22］。本研究中T/L 也顯示出與HCC 復(fù)發(fā)相關(guān)的趨勢，但可能由于樣本量不足，T/L 在Cox 分析中無統(tǒng)計學(xué)意義。

MTV 和TLG 是基于體積的PET/CT 代謝參數(shù)，可以反映腫瘤負荷和代謝活性，在PET/CT 相關(guān)的研究中受到越來越廣泛的關(guān)注，目前已用于預(yù)測包括食管癌［23］、扁桃體癌［24］和舌癌［25］等多種腫瘤的預(yù)后。對于HCC 而言，很多研究也證明了MTV 和TLG 在患者預(yù)后評估方面的價值。Jiang等［26］的研究發(fā)現(xiàn)，復(fù)發(fā)患者有著比未復(fù)發(fā)患者更高的MTV 和TLG。也有研究發(fā)現(xiàn)MTV 和TLG 不僅是HCC 患者肝外無轉(zhuǎn)移生存期的獨立預(yù)后因素，也是總生存期的獨立預(yù)后因素［27］。本研究的結(jié)果表明MTV 和TLG 是LT 術(shù)后復(fù)發(fā)的危險因素，且包含MTV 和TLG 的PET/CT 代謝參數(shù)模型的C-index 高于其他模型，該結(jié)果體現(xiàn)了MTV 和TLG 在預(yù)測HCC 患者LT 術(shù)后預(yù)后方面的獨特價值。相比于以往僅根據(jù)SUVmax劃定陰性和陽性研究的結(jié)果［28,29］。本研究中包含MTV、TLG 指標的PET/CT 代謝參數(shù)模型在預(yù)測HCC LT 術(shù)后復(fù)發(fā)方面更具優(yōu)勢，特別是對于被目前常用標準排除在外的患者。

本研究的一些局限性。首先，作為一項回顧性研究，存在病例數(shù)不足及選擇偏倚的情況。其次，為單中心研究，因此只進行了模型的內(nèi)部驗證，沒有進行外部驗證。此外，高通量測序技術(shù)的發(fā)展逐步揭示腫瘤基因和相關(guān)蛋白分子在HCC 發(fā)生發(fā)展過程中所發(fā)揮的重要作用［30］。Bhat 等［31］發(fā)現(xiàn)通過顯性腫瘤分子譜確定結(jié)合的蛋白質(zhì)組學(xué)或轉(zhuǎn)錄組特征能有助于預(yù)測LT 術(shù)后復(fù)發(fā)風(fēng)險，而本研究中未納入基因及分子特征。

4 結(jié)論

本研究提供了一個結(jié)合AFP 和18F-FDG PET/CT 代謝參數(shù)的LT 術(shù)后復(fù)發(fā)預(yù)測模型，該模型可以更準確地預(yù)測HCC 患者LT 術(shù)后的復(fù)發(fā)情況，有助于篩選出適合接受LT 治療的HCC 患者，具有較高的臨床應(yīng)用價值。