18F-FDG PET/CT 代謝體積參數與非小細胞肺癌預后的關系

于 鵬，徐白萱，田嘉禾解放軍總醫院 核醫學科，北京 00853；武警后勤學院附屬醫院 放射科，天津 3006

18F-FDG PET/CT 代謝體積參數與非小細胞肺癌預后的關系

于 鵬1,2，徐白萱1，田嘉禾1
1解放軍總醫院 核醫學科，北京 100853；2武警后勤學院附屬醫院 放射科，天津 300162

目的研究氟代脫氧葡萄糖正電子發射計算機斷層顯像(18F-FDG PET/CT)代謝體積參數對手術治療非小細胞肺癌(non-small cell lung cancer，NSCLC)患者預后的影響。方法收集2010年1月- 2011年7月解放軍總醫院收治的NSCLC患者的臨床及生存資料，應用SPSS19.0軟件生存分析的Kaplan-Meier法繪制生存曲線。采用Cox比例風險模型對預后因素進行分析，以比較代謝腫瘤體積(metabolic tumor volume，MTV)是否為獨立預后因素。結果全組82例NSCLC患者中位生存期41個月，1年生存率為86%，2年生存率為79%，3年生存率為55%。單因素分析顯示，T分期、N分期、臨床分期、治療方式、腫塊最大徑、最大標準攝取值(SUVmax)及MTV差異對預后影響有統計學意義(P＜0.05)；Cox比例風險模型顯示，N分期、臨床分期、MTV值進入了方程，其中MTV值是獨立預后因素(RR=3.374)。結論MTV值是手術治療NSCLC患者的獨立預后因素。

癌，非小細胞肺；預后；正電子發射斷層顯像術；代謝腫瘤體積

非小細胞肺癌(non-small cell lung cancer，NSCLC)包括多種病理亞型，生物學行為差異較大，AJCC分期系統是目前NSCLC預后評估的最常用方法，但其分期甚至病理TNM分期相同的患者仍存在不穩定的生存率[1]。氟代脫氧葡萄糖正電子發射計算機斷層顯像(18F-FDG PET/CT)作為一種功能成像已經廣泛應用于肺癌的診斷、分期、療效評價等，而且基于正電子發射斷層顯像的準確AJCC分期能提供更好的預后信息[2]。肺癌的氟脫氧葡萄糖攝取與腫瘤細胞增殖活性、倍增時間、分化程度等相關，因此活體測量腫瘤的FDG活性已作為研究腫瘤生物學行為和預后的可行方法[3-4]。隨著18F-FDG PET/CT圖像成為肺癌術前分期標準中的一部分[5-6]，代謝相關參數被認為具有一定預測預后的能力[7]。一些研究發現，代表腫瘤代謝活性的參數SUV是非小細胞肺癌的預后因素[8-9]，但是相關性不及分期和腫瘤體積等預后因素明顯[10]。原因可能與SUV不能反應整個腫瘤內部的完整代謝信息有關。代謝腫瘤體積(metabolic tumor volume，MTV)是一種基于18F-FDG PET的腫瘤代謝信息的參數[11-12]。本研究目的在于分析PET-MTV與進行外科手術治療的非小細胞肺癌病人生存期的相關性。

資料和方法

1 資料 收集2010年1月- 2011年7月解放軍總醫院收治的經組織病理學或細胞學證實的NSCLC患者資料。納入標準：1)以手術為主要治療方式的NSCLC患者；2)有術前PET/CT檢查資料；3)具有術后細胞學或組織病理學證據；4)可以隨訪的患者。

2 PET/CT檢查及MTV測量18F-FDG PET/CT圖像采集使用德國Siemens Biograph 64 HD PET/CT儀。檢查前患者禁食4～6 h，并將血糖控制在6.5 mmol/L內。靜息平臥15 min后注射18F-FDG(5.55 MBq/ kg)。靜臥60 min后行全身PET/CT掃描，掃描范圍從顱底至股骨上段。CT掃描參數為120 kV，40 ～100 mA(根據體質量)，掃描層厚3.75 mm，進床速度3.7 mm/床位，重建層厚0.625～5 mm。PET掃描參數為2 min/床位，三維采集，采用圖像重建，以冠狀、矢狀和橫斷進行圖像顯示和融合。對病灶的18F-FDG攝取半定量分析使用SUVmax。感興趣區(region of interest，ROI)劃定在FDG攝取增加的區域。使用Siemens工作站軟件進行計算機測量MTV。軟件以病灶內最大強度的50%為臨界值，自動確定大于臨界值的相鄰體素塊。由2名主治醫師以上隨機使用軟件進行測量，結果經過另外2名醫師的再次確認。軟件自動將所有符合要求的體素塊累加計算出MTV(cm3)。SUVmax同樣由軟件自動計算得出。

3 分析指標 年齡、性別、MTV(≤6.82 cm3，＞6.82 cm3)、SUVmax(≤7.5，＞7.5)、最大直徑、T分期，N分期、AJCC分期、治療方式(單純手術或手術+其他)、病理類型(鱗癌、腺癌、其他)，從觀察不同MTV分組與其他指標對預后預測的差異。

4 隨訪 采用查詢完整病歷及電話隨訪相結合的形式。末次隨訪時間2014年7月。

5 統計學分析 應用SPSS19.0統計軟件進行統計分析。采用Kaplan-Meier法進行單因素預后分析，針對MTV值繪制生存曲線。采用Cox比例風險模型進行多因素預后分析。P＜0.05為差異有統計學意義。

結 果

1 一般情況 共納入82例NSCLC患者，平均年齡61.3(41～80)歲，其中男性52例(63.4%)，女性30例(36.6%)。鱗癌45例(54.9%)，腺癌26例(31.7%)，其他類型NSCLC 11例(13.4%)。隨訪時間24～52個月，平均隨訪時間40個月，中位隨訪時間38個月(表1)。

2 生存率 全組82例NSCLC患者中位生存期41個月，1年生存率為86%，2年生存率為79%，3年生存率為55%。

3 影響預后的單因素分析 T分期、N分期、AJCC分期、治療方式、腫塊最大徑、SUVmax及MTV值不同組間差異有統計學意義(P＜0.05)(表1)。以MTV平均值為分界將患者分為兩組(MTV≤6.82 cm3與MTV＞6.82 cm3)，應用Kaplan-Meier法分析MTV值對NSCLC生存時間的影響，并繪制生存曲線。2年生存率為73.3%與28.2%，平均生存時間為42.3個月與21.6個月(P＜0.05)，較高的MTV值具有較低的2年生存率及較短的生存時間(圖1)。

4 影響預后的多因素分析 應用Cox模型向前逐步法分析患者的年齡、性別、MTV、SUVmax、最大直徑、T分期，N分期、AJCC分期、治療方式、病理類型多個因素對NSCLC患者生存時間的影響，并分析其RR值（相對危險度）。結果顯示，N分期、AJCC分期、MTV值進入了方程。說明通過N分期、AJCC分期、MTV值我們可以預測患者的生存時間。其中MTV值是影響NSCLC患者的獨立預后因素，其相對危險度為3.374，說明MTV值每增加5.86 cm3（四分位間距），死亡風險提高2.374倍。見表2。

5 MTV值與AJCC分期的相關性分析 在多因素分析中，MTV值及AJCC分期均進入了方程，針對其相關性進行分析。圖2顯示了所有病例AJCC分期與MTV值的分布，較高的分級具有較大的MTV值，但是在每個分級中MTV值的范圍較大。使用Pearson相關進行分析得到相關系數等于0.487，P＜0.01。

圖 1 不同MTV值患者的生存曲線(log-rank檢驗， P＜0.001)Fig. 1 Survival curve of patients with different MTV value (logrank test, P＜0.001)

圖 2 MTV值與AJCC分期的分布散點圖(r=0.487, P＜0.01)Fig. 2 Scatter diagram of MTV and AJCC stage (r=0.487, P＜0.01)

表1 82例NSCLC患者的臨床特征及平均生存時間Tab. 1 Clinical factors and OS of 82 patients with NSCLC

表2 NSCLC患者的多因素Cox回歸分析Tab. 2 Cox regression analysis of patients with NSCLC

討 論

非小細胞肺癌的早期診斷困難，大約1/3 NSCLC患者確診時已是Ⅲ期，大部分患者在治療后1～2年死于局部復發和轉移[13-14]。NSCLC病例類型以鱗癌、腺癌為主，早期生長相對緩慢，鱗癌轉移較遲，手術切除率明顯高于小細胞肺癌，但對化療、放療不敏感。而以手術為治療方式的NSCLC患者預后受多種因素的影響[15]。18F-FDG PET/CT主要與腫瘤的惡性程度相關，因此PET/CT的特征參數對于NSCLC的治療和預后有著較大的影響，目前主要應用于臨床的PET/CT參數SUVmax對預后的預測價值仍存在爭論，MTV值是最近出現的基于PET/CT的代謝體積參數，目前關于NSCLC的此類相關報道較少。

在本次研究中，我們將納入標準限制為以根治性手術為治療方式，使得樣本均一性較強，更具可比性。在多因素分析中結果顯示，MTV值是獨立于TNM分期及其他臨床特征的預后因素，RR值等于3.374，較高的MTV值提示較高的死亡風險，而SUVmax值不是預后因素，這與之前相關研究具有相似的結果[10]。分析原因可能是SUVmax只能表達腫瘤內部具有最高代謝值的局部信息，并不能完整地表達整個腫瘤的代謝信息，所以與預后的相關性不夠確切。

在多因素分析中，MTV值及AJCC分期均進入了方程，我們對其相關性進行了分析，結果顯示，Pearson相關系數等于0.487，兩者不具有顯著相關性。分析原因可能與兩參數原理相關，18FFDG PET/CT的MTV值主要與細胞的糖代謝相關，惡性腫瘤細胞內糖代謝的選擇性在一定程度上反映腫瘤的生物學特征，并且腫瘤的惡性程度與糖代謝的增加速度呈正相關；而AJCC分期主要由TNM分期等臨床特征綜合判斷得出。

用于制定立體放療計劃的腫瘤總體積已經表明與放療的非小細胞肺癌病人的生存期、無進展生存期及局部病灶控制情況相關[16-17]。但是其應用具有一定局限性，僅僅適用于進行放療的患者。隨著18F-FDG PET/CT更廣泛地應用于肺癌患者的術前分期，基于18F-FDG PET/CT的MTV值具有更廣泛的適用性。MTV值作為度量腫瘤體積的參數，可以使用計算機半定量算法對MTV值進行快速測量，有效地控制了觀察者的選擇性偏移。使用自動化算法省去了煩瑣的半定量步驟，這使腫瘤體積參數的測量更加有效率(每個病例大約2 min)。

總之，如果在更大樣本的研究中證明MTV與NSCLC患者生存時間存在相關性，MTV值將成為一個十分有價值的預測參數。

1 Watanabe Y. TNM classification for lung cancer［J］. Ann Thorac Cardiovasc Surg， 2003， 9（6）：343-350.

2 Shankar LK， Sullivan DC. Functional imaging in lung cancer［J］. J Clin Oncol， 2005， 23（14）：3203-3211.

3 Buck AK， Glatting G， Reske SN. Quantification of 18F-FDG uptake in non-small cell lung cancer： a feasible prognostic marker?［J］. J Nucl Med， 2004， 45（8）： 1274-1276.

4 De Geus-Oei LF， Van Krieken JH， Aliredjo RP， et al. Biological correlates of FDG uptake in non-small cell lung cancer［J］. Lung Cancer， 2007， 55（1）：79-87.

5 王廣麗，張成琪，范醫魯，等.18F-FDG PET-CT在非小細胞肺癌術前分期中的應用價值［J］.放射學實踐，2013，28（4）：397-400.

6 李偉，孟慶良，李洪橋，等.18F-FDG PET/MRI融合顯像對肺癌進行精確分期1例［J］.人民軍醫，2012，2（S2）：78-79.

7 Satoh Y， Onishi H， Nambu A， et al. Volume-based parameters measured by using FDG PET/CT in patients with stage I NSCLC treated with stereotactic body radiation therapy： prognostic value［J］. Radiology， 2014， 270（1）：275-281.

8 Paesmans M， Berghmans T， Dusart M， et al. Primary tumor standardized uptake value measured on fluorodeoxyglucose positron emission tomography is of prognostic value for survival in non-small cell lung cancer： update of a systematic review and meta-analysis by the European Lung Cancer Working Party for the International Association for the Study of Lung Cancer Staging Project［J］. J Thorac Oncol， 2010， 5（5）：612-619.

9 趙世俊，吳寧，鄭容，等.～（18）F-FDG PET-CT SUV_（max）與非小細胞肺癌手術患者預后的關系［J］.癌癥進展，2014（2）：205-211.

10 Vesselle H， Freeman JD， Wiens L， et al. Fluorodeoxyglucose uptake of primary non-small cell lung cancer at positron emission tomography： new contrary data on prognostic role［J］. Clin Cancer Res， 2007， 13（11）：3255-3263.

11 Laffon E， De Clermont H， Marthan R. Variability of 18F-FDG-positive lung lesion volume by thresholding［J］. Eur Radiol， 2013，23（4）：1131-1137.

12 林琳，鄭容，吳寧，等.比較三種勾畫18F-FDG PET/CT圖像中肺癌放療靶區的方法［J］.中國醫學影像技術，2012，28（8）：1520-1524.

13 蘇雷，支修益，張毅，等.非小細胞肺癌的靶向治療［J/CD］.中華臨床醫師雜志：電子版，2008，2（1）：16-18.

14 徐曉慶，孫新東，楊國仁，等.FDG PET-CT標準攝取值用于非小細胞肺癌復發的預測價值［J］.中華放射腫瘤學雜志，2008，17（2）：97-100.

15 Jazieh AR， Hussain M， Howington JA， et al. Prognostic factors in patients with surgically resected stages I and II non-small cell lung cancer［J］. Ann Thorac Surg， 2000， 70（4）：1168-1171.

16 Bradley JD， Ieumwananonthachai N， Purdy JA， et al. Gross tumor volume， critical prognostic factor in patients treated with threedimensional conformal radiation therapy for non-small-cell lung carcinoma［J］. Int J Radiat Oncol Biol Phys， 2002， 52（1）： 49-57.

17 Dehing-Oberije C， De Ruysscher D， Van Der Weide H， et al. Tumor volume combined with number of positive lymph node stations is a more important prognostic factor than TNM stage for survival of nonsmall-cell lung cancer patients treated with （chemo）radiotherapy［J］. Int J Radiat Oncol Biol Phys， 2008， 70（4）： 1039-1044.

Relationship between MTV based on18F-FDG PET/CT and prognosis of non-small cell lung cancer

YU Peng1,2, XU Baixuan1, TIAN Jiahe1
1Department of Nuclear Medicine, Chinese PLA General Hospital, Beijing 100853, China;2Department of Radiology, Affiliated Hospital of Logistics University of PAPF, Tianjin 300162, China

TIAN Jiahe. Email: tianjh@vip.sina.com

ObjectiveTo evaluate the prognostic value of MTV based on18F-FDG PET/CT in patients with non-small cell lung cancer (NSCLC) treated by surgical treatment.MethodsClinical data about 82 patients with NSCLC who underwent FDG-PET imaging for pretreatment staging in Chinese PLA General Hospital from January 2010 to July 2011 were collected. Survival curves were estimated using the Kaplan-Meier method in SPSS19.0 software. The Cox proportional hazards model was used to evaluate prognostic variables and to test whether the MTV was an independent prognostic factor.ResultsThe estimated median survival time for the 82 patient were 41 months, and the 1-, 2- and 3-year survival rate was 86%, 79%, 55%, respectively. Univariate analysis suggested that T stage, N stage, AJCC stage, treatment method, maximum diameter, SUVmaxand MTV had significant differences on prognostic impact (P＜0.05). Multivariate analysis suggested that N stage, AJCC stage and MTV value entered the regression equation, and MTV value was an independent prognostic factor with RR=3.374.ConclusionThe MTV value is an independent prognostic factor in patients with NSCLC treated by surgical treatment.

carcinoma, non-small-cell lung; prognosis; positron-emission tomography; metabolic tumor volume

R 445-6

A

2095-5227(2015)03-0247-04

10.3969/j.issn.2095-5227.2015.03.013

時間：2014-12-05 09:46

http://www.cnki.net/kcms/detail/11.3275.R.20141205.0946.001.html

2014-07-28

于鵬，男，在讀碩士。Email: dr.yupeng@qq.com

田嘉禾。Email: tianjh@vip.sina.com