PET-CT聯(lián)合內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激標(biāo)志物檢測(cè)在非小細(xì)胞肺癌化療效果和預(yù)后評(píng)估中的應(yīng)用

陳婧姼,邢 影,楊俊泉

(唐山市人民醫(yī)院(唐山市腫瘤醫(yī)院)放化一科,河北 唐山 063000)

影像學(xué)方法在晚期非小細(xì)胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)患者的臨床決策中扮演著至關(guān)重要的角色[1]。計(jì)算機(jī)斷層掃描(computed tomography,CT)通過(guò)測(cè)量腫瘤大小的變化來(lái)評(píng)估治療效果,成為該領(lǐng)域的金標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)體瘤緩解評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)(Response Evaluation Criteria in Solid Tumours,RECIST)基于CT檢查進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化評(píng)估,由于其簡(jiǎn)便性和高重復(fù)性而廣受認(rèn)可[2]。然而,對(duì)腫瘤病灶大小的測(cè)量在早期治療反應(yīng)的評(píng)估中的作用相當(dāng)有限[3]。近年來(lái),氟代氟脫氧葡萄糖(18F-FDG)正電子發(fā)射斷層掃描(positron emission tomography,PET)/CT(PET/CT)常用于包括NSCLC在內(nèi)的多種癌癥的早期治療反應(yīng)的評(píng)估和預(yù)測(cè),其在腫瘤臨床中的重要性日益凸顯[4]。盡管以PET/CT為代表的混合成像技術(shù)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步,但由于其檢查的分辨率和特異性有限,仍存在相當(dāng)?shù)木窒扌浴Ｒ虼?需要結(jié)合非侵入性檢測(cè)方法來(lái)提供更準(zhǔn)確的早期治療反應(yīng)評(píng)估。

腫瘤內(nèi)部的異常微環(huán)境干擾了細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)折疊能力,導(dǎo)致細(xì)胞出現(xiàn)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激(Endoplasmic reticulum stress,ERS)狀態(tài),而ERS的持續(xù)激活常導(dǎo)致細(xì)胞更可能發(fā)生惡性轉(zhuǎn)變[5]。最近的研究[6]表明,ERS不僅直接影響腫瘤進(jìn)展,還通過(guò)參與其他重要的生物學(xué)過(guò)程間接影響腫瘤生長(zhǎng)。但是,ERS相關(guān)標(biāo)志物在NSCLC中的生物學(xué)特性和臨床預(yù)后中作用仍缺乏研究。因此,本研究旨在評(píng)估血清中ERS相關(guān)標(biāo)志物與18F-FDG PET/CT聯(lián)合應(yīng)用于接受一線化療的晚期NSCLC患者的治療反應(yīng)評(píng)估和預(yù)后監(jiān)測(cè)中的作用。

1 資料與方法

1.1 一般資料

對(duì)2017年9月至2022年6月于唐山市人民醫(yī)院放化一科病理診斷為NSCLC的患者臨床資料進(jìn)行回顧性分析,該時(shí)期內(nèi)的患者均在治療前2周內(nèi)接受18F-FDG PET/CT掃描,根據(jù)PET/CT及其他影像學(xué)檢查結(jié)果按第7版肺癌TNM分期系統(tǒng)進(jìn)行分期,且都接受了一線化療和必要時(shí)的額外放療。

納入標(biāo)準(zhǔn)為:1)18～75歲;2)臨床分期Ⅲ或Ⅳ期;3)美國(guó)東部腫瘤協(xié)作組活動(dòng)狀態(tài)(Eastern Cooperative Oncology Group performance status,ECOG PS)評(píng)分0～1分;4)無(wú)其他惡性腫瘤病史;5)無(wú)急性感染或自身免疫性疾病;6)接受≥4個(gè)周期的一線鉑類(lèi)雙重化療。

提取并分析入選患者包括年齡、性別、ECOG PS、吸煙史、病變類(lèi)型、組織學(xué)類(lèi)型和臨床分期在內(nèi)的數(shù)據(jù)資料。

1.2 18F-FDG PET/CT掃描和圖像分析

在PET/CT掃描儀(美國(guó)GE Healthcare公司)上進(jìn)行18F-FDG PET/CT。患者在接受平均5.5 MBq·kg-1的18F-FDG靜脈注射之前,禁食6 h并確保血糖水平<11.1 mmol·L-1。注射1 h后,開(kāi)始全身PET和CT掃描,范圍為頭骨底部到大腿近端。CT導(dǎo)出衰減校正之后,通過(guò)有序子集期望最大化算法重建PET圖像,重建層厚度為4.25 mm,圖像矩陣尺寸為128 dpi。CT、PET和融合圖像顯示在Xeleris工作站(美國(guó)GE Healthcare公司)上,由2名經(jīng)驗(yàn)豐富的診斷專(zhuān)家分別獨(dú)立地審查PET/CT圖像。使用標(biāo)準(zhǔn)攝取值(standard uptake value,SUV)來(lái)量化組織對(duì)18F-FDG的攝取,并且感興趣區(qū)域(ROI)內(nèi)的SUV的最高像素值被定義為SUVmax。

1.3 ERS標(biāo)志物測(cè)定

患者在治療前1周內(nèi)接受血液ERS相關(guān)標(biāo)志物檢查。使用ELISA試劑盒(維百奧(北京)生物科技有限公司)測(cè)定血清Tribbles同源蛋白3(TRIB3)、葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白78(glucose-regulated protein 78,GRP78)和C/EBP同源蛋白(C/EBP homologous protein,CHOP)水平,批內(nèi)和批間變異系數(shù)(CV)分別為<8%和<10%。

1.4 治療反應(yīng)和隨訪評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

治療完成4周后,采用RECIST1.1評(píng)估腫瘤緩解情況和治療反應(yīng)。對(duì)治療有反應(yīng)者分為完全緩解(CR)和部分緩解(PR),無(wú)反應(yīng)者分為疾病穩(wěn)定(SD)和疾病進(jìn)展(PD)?？陀^緩解率=(CR+PR)例數(shù)/總例數(shù)×100%。

治療后前2年每3個(gè)月隨訪1次,接下來(lái)2年每6個(gè)月隨訪1次。患者總生存期(OS)為治療開(kāi)始到死亡或最終隨訪時(shí)間,無(wú)進(jìn)展生存期(PFS)為從治療開(kāi)始到診斷為局部復(fù)發(fā)/遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移或最終隨訪時(shí)間。

通過(guò)病歷和電話(huà)訪談收集患者隨訪數(shù)據(jù),中位隨訪時(shí)間為16.1個(gè)月(4.7～53.2個(gè)月),最后一次隨訪日期是2022年12月10日。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

使用SPSS22.0軟件對(duì)研究數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。采用Spearman相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)評(píng)估SUVmax和ERS指標(biāo)之間的相關(guān)性,通過(guò)邏輯回歸模型評(píng)估各變量和治療反應(yīng)的相關(guān)性。構(gòu)建受試者工作特征曲線(ROC),以獲得SUVmax和ERS標(biāo)志物用于識(shí)別治療反應(yīng)者的最佳臨界值,采用Delong檢驗(yàn)比較3種ERS標(biāo)志物的曲線下面積(AUC)。采用Kaplan-Meier曲線和對(duì)數(shù)秩檢驗(yàn)評(píng)估患者生存率。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 入選患者臨床特征

研究期間,共有84名符合入選標(biāo)準(zhǔn)且對(duì)研究知情同意的NSCLC患者參加了本研究,入選患者的基線臨床特征見(jiàn)表1。

表1 基線臨床特征

2.2 SUVmax與ERS標(biāo)志物的相關(guān)性分析

相關(guān)性分析顯示,CHOP(r=-0.284,P=0.007)和TRB3(r=0.387,P=0.005)與SUVmax顯示出明顯的相關(guān)性,而GRP78與SUVmax無(wú)顯著相關(guān)性(r=0.086,P=0.443),見(jiàn)圖1。

圖1 SUVmax與ERS標(biāo)志物的相關(guān)曲線

2.3 SUVmax與ERS標(biāo)志物的ROC曲線

以SUVmax為指針識(shí)別早期治療反應(yīng)者的AUC為0.720,最佳截?cái)嘀禐?1.47(敏感性72.5%,特異性63.7%),而以CHOP、TRB3和GRP78為指針識(shí)別早期治療反應(yīng)者的AUC分別為0.786、0.615和0.536,最佳截?cái)嘀捣謩e為1.73(敏感性65.3%,特異性84.6%)、9.67(敏感性65.2%,特異性56.2%)和124(敏感性46.4%,特異性67.5%),見(jiàn)圖2。Delong檢驗(yàn)結(jié)果表明,CHOP的AUC高于TRB3(ΔAUC=0.167,P=0.004)和GRP78(ΔAUC=0.255,P<0.001)。

1-特異性圖2 SUVmax與ERS標(biāo)志物的ROC曲線

2.4 治療反應(yīng)影響因素的單因素和多因素分析

84名NSCLC患者中CR、PR、SD和PD例數(shù)分別為2例(2.4%)、43例(51.2%)、34例(40.5%)和5例(6.0%)。與CR+PR組(客觀緩解組)相比,SD+PD組中TNM分期Ⅳ期、ECOG PS評(píng)分1分、TRB3>9.67 pg·mL-1、CHOP≤1.73 ng·mL-1和SUVmax>11.47的例數(shù)顯著增加(P<0.05)。

單因素分析結(jié)果顯示,年齡>65歲、TNM分期Ⅳ期、ECOG PS評(píng)分1分、CEA升高、TRB3>9.67 pg·mL-1、CHOP≤1.73 ng·mL-1和SUVmax>11.47與低客觀緩解率有關(guān)(P<0.05)。多因素分析結(jié)果顯示,SUVmax(OR:1.217,95%CI:1.090～1.525,P=0.002)、CHOP(OR:0.140,95%CI:0.062～0.454,P<0.001)和臨床分期(OR:1.283,95%CI:1.112～1.718,P=0.009)是客觀緩解率的獨(dú)立預(yù)測(cè)因素,見(jiàn)表2。

表2 治療反應(yīng)影響因素的單因素和多因素分析

2.5 SUV_CHOP評(píng)分對(duì)治療反應(yīng)和生存率的預(yù)測(cè)價(jià)值

前述分析結(jié)果顯示,SUVmax和CHOP相關(guān)性強(qiáng),且均為NSCLC患者治療反應(yīng)的獨(dú)立影響因素,為了進(jìn)一步區(qū)分治療結(jié)局不同的患者,利用SUVmax和CHOP指標(biāo)構(gòu)建一個(gè)稱(chēng)為SUV_CHOP的評(píng)系統(tǒng):0分,低SUVmax(≤11.47)、高CHOP(>1.73 ng·mL-1);1分,低SUVmax、低CHOP(≤1.73 ng·mL-1)或高SUVmax(>11.47)、高CHOP;2分,高SUVmax、低CHOP。

根據(jù)SUV_CHOP,84名NSCLC患者可分為0分(n=20),1分(n=33)和2分(n=31)3個(gè)亞組。比較各亞組之間客觀緩解率的差異,0分患者客觀緩解率最高,為90%(18/20),而2分患者客觀緩解率最低,僅為22.6%(7/31),1分患者的客觀緩解率處于中間水平,為60.6%(20/33)。

以SUV_CHOP評(píng)分為分組依據(jù),繪制Kaplan-Meier生存曲線,分析SUV_CHOP評(píng)分對(duì)NSCLC患者的預(yù)后價(jià)值。得分為0分、1分和2分的患者的中位PFS分別為18.9、13.6和10.6個(gè)月(P<0.001),中位OS分別為28.3、19.4和13.4個(gè)月(P<0.001),見(jiàn)圖3。

圖3 不同SUV_CHOP評(píng)分患者的Kaplan-Meier生存曲線

3 討論

SUVmax是通過(guò)PET/CT獲取的其中一個(gè)最為關(guān)鍵的參數(shù),能夠準(zhǔn)確測(cè)量腫瘤的代謝活性并為預(yù)后提供有價(jià)值的信息。雖然細(xì)胞和分子機(jī)制尚不清楚,但有研究[7]指出SUVmax與NSCLC癌癥增殖和進(jìn)展相關(guān)的生物因素(如Ki-67和VEGF)密切相關(guān)。在一項(xiàng)由LI等[8]進(jìn)行的大型前瞻性研究中,調(diào)查了178例NSCLC患者的Ki-67表達(dá)和腫瘤FDG攝取之間的關(guān)系,結(jié)果發(fā)現(xiàn)SUVmax與腫瘤組織中的Ki-67分?jǐn)?shù)呈正相關(guān)。Ki-67的過(guò)表達(dá)通常表明活躍的增殖活性和侵襲性生物學(xué)行為。另一方面,XIANG等[9]研究發(fā)現(xiàn)SUVmax在VEGF高表達(dá)患者中顯著升高,而VEGF在腫瘤血管生成、侵襲和轉(zhuǎn)移中扮演著關(guān)鍵角色。這些研究結(jié)果表明,SUVmax能夠反映腫瘤的增殖和血管生成狀況,并與預(yù)后密切相關(guān)。在NSCLC中,多項(xiàng)研究已經(jīng)證明SUVmax具有預(yù)后意義。MALLICK等[10]的研究發(fā)現(xiàn),相比于SUVmax較低的患者,SUVmax≥10的患者更容易發(fā)生癌癥復(fù)發(fā),且生存期較短。更重要的是,他們得出結(jié)論SUVmax是一個(gè)比TNM分期更強(qiáng)大的獨(dú)立預(yù)后因素。與這些建議一致,本研究證實(shí)高SUVmax是化療反應(yīng)差的重要預(yù)測(cè)標(biāo)志。其機(jī)制可能與ERS有關(guān),因?yàn)橄惹暗难芯客ㄟ^(guò)單細(xì)胞RNA測(cè)序技術(shù)證實(shí)SUVmax可能受到腫瘤細(xì)胞中ERS相關(guān)因子ATF3和NR4A1的調(diào)控,這有助于解釋高SUVmax與化療效果差相關(guān)的潛在機(jī)制[11]。

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的蛋白質(zhì)合成、修飾和折疊過(guò)程是決定細(xì)胞功能和命運(yùn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在多種腫瘤類(lèi)型中,不同的致癌、轉(zhuǎn)錄和代謝異常共同產(chǎn)生了不利的微環(huán)境,破壞了惡性和間質(zhì)細(xì)胞中的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)穩(wěn)態(tài)[12]。這些變化引發(fā)了持續(xù)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激狀態(tài),這種狀態(tài)已被證明可以控制癌細(xì)胞的多種促腫瘤屬性,同時(shí)動(dòng)態(tài)地重新編程先天和適應(yīng)性免疫細(xì)胞的功能[13]。因此,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激傳感器及其下游信號(hào)通路的異常激活已成為腫瘤生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移,以及對(duì)化療、靶向治療和免疫治療反應(yīng)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。

CHOP是介導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡的特異性轉(zhuǎn)錄因子,它在正常細(xì)胞中低表達(dá),但在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激中被IRE1α、PERK和ATF6激活,導(dǎo)致mRNA和蛋白表達(dá)水平顯著增加[14]。大量研究[15]表明,CHOP的過(guò)表達(dá)可以阻斷細(xì)胞分裂周期,負(fù)調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng),并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡,因此,CHOP被認(rèn)為是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激最重要的特異性促凋亡因子。最近的研究[16]發(fā)現(xiàn),CHOP過(guò)表達(dá)通過(guò)Bcl-2/JNK途徑增強(qiáng)人NSCLC細(xì)胞對(duì)順鉑的敏感性,表明CHOP可能影響腫瘤治療反應(yīng)。此外,CHOP已被證明與NSCLC的臨床結(jié)局相關(guān),在對(duì)107名接受化療的晚期肺鱗癌患者的回顧性評(píng)估中,低CHOP(<2.07 ng·mL-1)可以獨(dú)立預(yù)測(cè)不良OS[17]。本研究的數(shù)據(jù)與這些發(fā)現(xiàn)一致,并表明治療前的低CHOP(≤1.73 ng·mL-1)是不良化療反應(yīng)和不良PFS以及OS的重要預(yù)測(cè)因素。

綜上所述,SUVmax代表了原發(fā)腫瘤的局部代謝狀態(tài),而CHOP則反映了宿主的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)。綜合評(píng)價(jià)這兩個(gè)因素可能更準(zhǔn)確、更有效地預(yù)測(cè)化療療效和預(yù)后。本研究驗(yàn)證了SUVmax和CHOP之間微弱但顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系。因此,本研究建立了一個(gè)基于SUVmax和CHOP的評(píng)分系統(tǒng),并證明了其在預(yù)測(cè)PFS和OS方面的價(jià)值,凸顯了其潛在的預(yù)后意義。在基線情況下,SUVmax≤11.47且CHOP>1.73 ng·mL-1(評(píng)分0分)的患者表現(xiàn)出3組中最長(zhǎng)的PFS和OS,而治療前SUVmax>11.47且CHOP≤1.73 ng·mL-1(評(píng)分2分)的患者則表現(xiàn)出最差的治療結(jié)果,其OS和PFS明顯較差。本研究的另一個(gè)亮點(diǎn)是SUV_CHOP評(píng)分與一線化療反應(yīng)之間的關(guān)系。SUV_CHOP評(píng)分有望成為治療反應(yīng)和預(yù)后的預(yù)測(cè)因子,并可能有助于為晚期患者選擇合適的治療策略。評(píng)分為0分的患者對(duì)化療更為敏感,目前以鉑類(lèi)為基礎(chǔ)的雙重化療可能是其最佳治療策略,應(yīng)該盡早實(shí)施化療。然而,評(píng)分為2分的患者對(duì)化療相對(duì)不敏感,預(yù)后更差,對(duì)于這些患者應(yīng)考慮替代治療策略,如分子靶向治療和免疫治療。