非小細胞肺癌患者原發病灶的糖代謝與化療療效的關系：一個以PERCIST為評價標準的初步研究

陳美潔，李　娜，杜補林，李亞明

（中國醫科大學附屬第一醫院核醫學科，遼寧 沈陽　110001）

非小細胞肺癌患者原發病灶的糖代謝與化療療效的關系：一個以PERCIST為評價標準的初步研究

陳美潔，李娜，杜補林，李亞明

（中國醫科大學附屬第一醫院核醫學科，遼寧 沈陽110001）

目的：探究非小細胞肺癌患者原發病灶的糖代謝指標腫瘤代謝體積（MTV）和病變總體糖酵解（TLG）在化療療效預測中的價值。材料和方法：回顧性分析了18例Ⅲ～Ⅳ期非小細胞肺癌患者的臨床資料?；颊呔邮芤糟K類為基礎的一線化療方案，并在治療前后行18F-FDG PET/CT檢查，分別以30%SUVmax及50%SUVmax為閾值測定MTV和TLG，療效評價采用PERCIST標準。行秩和檢驗進行統計分析，ROC曲線分析診斷效能。結果：化療治療前后的指標的變化率ΔTLG30%SUVmax（u=73，P= 0.003）、ΔMTV30%SUVmax（u=73，P=0.003）、ΔTLG50%SUVmax（u=65，P=0.025）、ΔMTV50%SUVmax（u=65，P=0.025）和ΔSUVmax（u=74，P=0.003）存在統計學意義，通過ROC曲線分析得出以30%SUVmax勾畫，MTV和TLG的變化率分別為56.3%，62.2%時可以判別出化療敏感者，而以50%SUVmax勾畫時，MTV和TLG的變化率分別為63.3%和68.9%。結論：非小細胞肺癌患者化療前后原發病灶的糖代謝指標TLG和MTV的變化率有助于篩選出化療敏感者。

癌，非小細胞肺；氟脫氧葡萄糖F18；正電子發射斷層顯像術

肺癌是目前世界上因癌癥造成死亡的首要原因，肺癌中80%～85%為非小細胞肺癌［1］。約有一半的非小細胞肺癌患者在明確診斷的時候已存在淋巴結甚至遠隔器官的轉移。對于晚期的非小細胞肺癌患者化療為主要治療方案，但是研究表明約有30%的患者在一線化療期間出現疾病進展，并有相當一部分患者并未見化療收益反而一直受到化療毒性的侵害。因此早期篩選出化療敏感性對于化療方案的制定及預后有很大助益，本文擬探討非小細胞肺癌腫瘤代謝情況與化療的敏感性是否有一定的相關性。

目前關于腫瘤負荷情況的指標腫瘤代謝體積（Metabolic tumor volume，MTV）和病變總體糖酵解（Total lesion glycolysis，TLG）的相關研究逐漸成為熱點。既往對MTV和TLG與化療療效間的關系研究，包括宮頸癌、肺癌、食道癌、直腸癌、多發性骨髓瘤、惡性胸壁間皮瘤等，得出的結論不盡相同［2-8］，大多數結論表明化療前后的代謝差值可以預測化療療效，尚有代謝情況不能預測化療療效的相反結論。通過回顧分析這些文獻發現，上述研究評價化療療效的方法為反映形態學改變的實體腫瘤療效評價標準（Response evaluation criteria in solid tumors，RECIST），本研究將采用反映代謝情況的PET評價實體腫瘤療效標準（PET response criteria in solid tumors，PERCIST）進行化療的療效評價，擬從腫瘤生物學行為的方面來評價上述兩種指標與化療療效的關系。

1　資料與方法

1.1一般資料

本研究回顧性分析了就診于中國醫科大學附屬第一醫院核醫學科的18例患者的病例資料，男10例，女8例，年齡44～74歲，平均（60.33±9.82）歲，這18例患者在行首次PET/CT檢查前均有病理證實為非小細胞肺癌（病理類型包括腺癌14例，鱗癌2例，巨細胞癌1例，肉瘤1例），TNM分期均為Ⅲ～Ⅳ期，且于檢查前均未行手術、放療或化療治療。首次行PET/CT檢查后1周內行化療治療，化療方案均為含鉑類的兩藥化療方案，化療周期為1～6周期（化療1個周期2例，2個周期9例，4個周期5例，6個周期2例）并于化療結束后2周內于本院行第2次PET/ CT檢查評價化療療效。

1.2顯像方法

患者行PET/CT檢查前均需空腹6 h以上，空腹血糖低于10mmol/L，且非懷孕哺乳期，并明確患者于1周之內未行胃腸鋇餐透視檢查。靜脈注射5.55MBq/kg18F-FDG后靜臥休息60min，行PET/ CT顯像。儀器使用GE Discovery LS4 PET/CT，18FFDG由GE Minitrace回旋加速器產生，放化純＞95%。CT為4排螺旋CT，層厚4.25mm，140 kV，80mA。圖像重建采用迭代法，重建矩陣為128×128。

1.3圖像處理

使用Xeleris工作站對原發病灶進行逐層計算，分別采用30%SUVmax和50%SUVmax（圖1）扣本底計算機自動勾畫感興趣區（ROI）［9］，對于病灶與心臟等正常生理性高攝取器官同層面的情況，采用手動勾畫ROI。記錄每一層的SUVmean及對應的面積大小，層厚為4.25mm，即可計算出每一層的MTV，之后逐層相加即可得出總的MTV，而TLG為每一層腫瘤代謝體積與SUVmean的乘積的總和。分別記錄原發灶前后兩次的代謝情況即MTV治療前，MTV治療后，TLG治療前，TLG治療后，SUVmax治療前，SUVmax治療后以及化療前后的變化率ΔMTV、ΔTLG和ΔSUVmax。變化率的計算方法為兩次測量的差值與基線下的數值之比。

圖1a原發病灶CT圖像。圖1b原發病灶PET與CT融合圖像。圖1c以30%SUVmax為閾值扣本底勾畫ROI。圖1d同一層面以50%SUVmax為閾值扣本底勾畫ROI。

Figure 1a.The CT image of primary lesion.Figure 1b.The fusion image of primary lesion.Figure 1c.ROI under the threshold of 30%SUVmax.Figure 1d.The same layer of ROI image under the thresholdof 50%SUVmax.

采用PERCIST標準進行療效評價［11］，即選取SUVmax最大處，勾畫1個直徑為1.2 cm的球體（入選病灶直徑均＜1.2 cm），以瘦體體質量進行校正得出1 cm3球體內的SULpeak，保證該處SULpeak＞1.5倍肝血池SULmean+2SD。根據前后兩次PET/CT得出的SULpeak的變化值，根據PERCIST標準將評價結果分為代謝完全緩解 （Complete metabolic response，CMR），代謝部分緩解（Partial metabolic response，PMR），代謝穩定（Stable metabolic disease，SMD）和疾病代謝進展 （Progressive metabolic disease，PMD）。將PMR和CMR歸類為化療反應敏感組，SMD和PMD歸類為代謝不敏感組。

1.4統計學分析

2　結果

分析了18例患者的18F-FDG PET/CT圖像，得出SUVmax，30%和50%SUVmax扣本底勾畫的化療前后兩次的MTV，TLG以及患者的療效評價。根據PERCIST標準評價結果為CMR 1例，PMR 7例，SMD 8例，PMD 2例。即化療敏感組 （CMR+ PMR）共8例，化療不敏感組（SMD+PMD）10例。表1為該18例患者治療前、治療后各項指標的數據。結果提示當分別以30%SUVmax和50%SUVmax扣本底進行勾畫ROI時，化療敏感組與不敏感組的MTV和TLG的變化率有統計學差異，且SUVmax的變化率也具有統計學差異，其余指標均未見統計學意義（表1）。通過ROC曲線分析得出，無論以哪個閾值進行勾畫ROI，治療前后ΔTLG和ΔMTV變化率較之治療前和治療后的指標值對化療敏感性預測價值更高。以30%SUVmax扣本底勾畫ROI時，TLG和MTV的變化率分別為62.2%和56%時可以預測出化療敏感性，其敏感度和特異度分別為87.5%，90.0%，二者曲線下的面積均為0.913；以50%SUVmax勾畫ROI時TLG和MTV和變化率分別為68.9%和63.3%時可以預測敏感性，敏感度和特異度分別為87.5%，80.0%，二者曲線下的面積均為0.813（圖2）。

表1　18例非小細胞肺癌患者TLG、MTV和SUVmax的數據信息

圖2a　不同閾值勾畫的TLG變化率ROC曲線?！igure 2a.The ROC curve ofΔTLG under different threshold.　

圖2b　不同閾值勾畫的MTV變化率ROC曲線。Figure 2b.The ROC curve ofΔMTV under different threshold.

3　討論

MTV是從代謝的角度反映病灶的大小，可以更好的反應出病灶整體攝取顯像劑的情況，代表了腫瘤負荷情況。TLG是結合了MTV及代謝高低（SUVmean）的一個半定量參數，相對于反映腫瘤負荷的MTV來說，TLG反應的是腫瘤整體代謝的高低情況，兩個指標能更好的反映腫瘤的負荷及生物學特性。

對于探討MTV和TLG與腫瘤化療關系的研究也日漸增多，得出的結論不盡相同?；仡欉@些結論不同的研究發現，在評價化療療效的時候均使用的是以形態學改變為前提的RECIST。Masahiro等在食道癌新輔助化療的研究中比較了PERCIST標準和RECIST標準在評價化療療效和疾病預后的能力，結論指出二者在評價療效和預后的估計上存在顯著的差異，PERCIST標準在療效的評價上可能更加合適［11］。由于本文研究的指標TLG、MTV及SUVmax均為代謝指標，因此本研究試從代謝的角度來探究TLG及MTV這兩個反應腫瘤代謝負荷的指標對化療療效有否預測作用。

本研究分析了化療治療前后各項指標的變化率與化療療效間的關系，得出的結論提示治療前后的指標變化率ΔTLG、ΔMTV和ΔSUVmax在化療敏感組和不敏感組之間存在統計學差異。這個結果與Huang等的結論相似［3］，通過對37例行放化療治療的非小細胞肺癌患者的前瞻性研究發現，治療敏感組患者的SUVmax和MTV這兩種指標在化療前后的改變率要明顯高于化療不敏感組，且SUVmax改變率通過ROC曲線得出的預測療效的截點為37.2%，敏感度和特異度分別為83.3%，84.6%，而本研究得出的SUVmax的變化率截點為27.81%，敏感度和特異度分別為100%，90%。類似的結論亦見于Denz等對非小細胞肺癌化療治療的研究［12］，該研究對30例非小細胞肺癌Ⅳ期患者的資料進行了分析，這些患者分別于治療前和治療后1周、6周行PET/ CT檢查，其結論認為化療前后（第6周）TLG的變化率可以預測出對化療治療敏感者，通過ROC曲線分析得出預測敏感性的截點為20%，這個結論與本研究類似但是數據方面差異明顯，由于本文樣本數量較少，還需擴大樣本量進行進一步的驗證。

在進行測量MTV和TLG時選用了兩個閾值即30%SUVmax和50%SUVmax，在研究基線狀態下的代謝指標與化療療效的關系時二者得出的結論未見差異。但是在研究化療前后代謝指標的變化率與化療療效的相關性時發現，無論以哪個閾值進行勾畫得出的TLG、MTV兩種指標的變化率均與化療敏感相關，差別在于進行ROC曲線分析診斷效能時，30%SUVmax為閾值得出的曲線下的面積＞50% SUVmax，二者分別為0.913和0.813。可能原因在于本研究入組患者的病灶較大，以50%SUVmax進行勾畫ROI時忽略了一部分腫瘤的代謝信息，因此不能更好的反映腫瘤的整體代謝特征，而以一個較低的閾值進勾畫時更能貼近腫瘤的代謝情況［13］。

本研究的不足在于其回顧性特點病例數較少。本研究入組患者的病理類型并不一致，可能會對實驗結果造成一定的影響。在今后的研究中，大樣本量，且統一病理類型的實驗設計有待進行，以便對上述結論進一步考證。

對于非小細胞肺癌患者，原發病灶化療治療前后的糖代謝指標TLG和MTV的變化率有助于篩選出化療敏感性，而基線狀態下的上述指標與化療敏感性的預測關系不明確。

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The relationship between primary lesion glucose metabolism of NSCLC and chemotherapy：a prelim inary study according to PERCIST criteria

CHEN Mei-jie，LI Na，DU Bu-lin，LI Ya-ming
（Nuclear Medicine Department，the First Hospital of China Medical University，Shenyang 110001，China）

Objective：The aim of this study was to investigate whether metabolic tumor volume（MTV）and total lesion glycolysis（TLG）of primary tumor could give a prediction of the sensitivity in non-small cell lung cancer chemotherapy.Method：Eighteen cases with phaseⅢ～Ⅳ non-small cell lung cancer patients were reviewed retrospectively，who received platinumbased first-line chemotherapy and had18F-FDG PET/CT examinations both before and after therapy.MTV and TLG were determined with two thresholds which were 30%SUVmax and 50%SUVmax，using PERCIST criteria to evaluate outcome.Statistical analysis included rank-sum test and ROC curve.Results：The change rates of indicators includingΔTLG30%SUVmax（u=73，P=0.003），ΔMTV30%SUVmax（u=73，P=0.003），ΔTLG50%SUVmax（u=65，P=0.025），ΔMTV50%SUVmax（u=65，P=0.025）andΔSUVmax（u=74，P= 0.003）were statistically significant.According to ROC curve，change rates of TLG and MTV were 62.2%and 56.3%respectively could discriminate sensitivity to chemotherapy with threshold of 30%SUVmax，as well as 68.9%and 63.3%with threshold of 50%SUVmax.Conclusions：The change rates of TLG and MTV of primary tumor in non-small cell lung cancer patients can contribute to filtering out chemotherapy sensitivity.

Carcinoma，non-small-cell lung；Fluorodeoxyglucose F18；Positron-emission tomography

R734.2；R817.4

A

1008-1062（2015）03-0166-04

2014-08-12；

2014-09-20

陳美潔（1989-），女，遼寧沈陽人，醫師。

李亞明，中國醫科大學附屬第一醫院核醫學科，110001。