18F-FDG PET/CT顯像及VEGF表達在非小細胞肺癌預(yù)后評估中的價值

周曉亮，鄧豪余，吳武林，莫 逸，婁明武

（1.廣州中醫(yī)藥大學(xué)深圳臨床醫(yī)學(xué)院 深圳市龍崗中心醫(yī)院影像科，廣東 深圳 518116；2.中南大學(xué)湘雅醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科，湖南 長沙 410008；3.湖南省腫瘤醫(yī)院PET/CT中心，湖南 長沙 410013）

非小細胞肺癌（Non small cell lung cancer，NSCLC）約占肺癌的80%～85%，手術(shù)切除仍是目前治療NSCLC最有效的手段之一[1]。術(shù)后復(fù)發(fā)和遠處轉(zhuǎn)移是導(dǎo)致NSCLC治療失敗的主要原因，因此準(zhǔn)確分期和判斷原發(fā)病灶的復(fù)發(fā)潛能是實現(xiàn)個體化治療的關(guān)鍵。近年來以正電子藥物18F-FDG作為示蹤劑的PET/CT在肺癌的診治、療效評價與預(yù)后判斷等方面發(fā)揮著重要作用[2]。研究[3]表明腫瘤對18F-FDG的攝取能力可在一定程度上反映腫瘤的生物學(xué)行為，而作為影響腫瘤血管生成的生物學(xué)因子之一的血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）在促進肺癌的血管新生、腫瘤細胞轉(zhuǎn)移及播散中起著非常重要的作用。本研究旨在通過分析NSCLC患者18F-FDG PET/CT圖像中的最大標(biāo)準(zhǔn)化攝取值（SUVmax）、腫塊VEGF表達與肺癌的臨床及病理學(xué)特征之間的關(guān)系，為臨床評估NSCLC患者的預(yù)后提供參考依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集2007年2月—2014年1月于PET/CT中心接受術(shù)前檢查的NSCLC患者40例，男24例，女16例，年齡35～79歲，平均（59.30±8.96）歲；其中鱗癌20例，腺癌20例，所有入選病例均為首次確診肺癌患者，術(shù)前PET/CT全身顯像及其他檢查未發(fā)現(xiàn)可疑遠處轉(zhuǎn)移病灶。術(shù)前及18F-FDG PET/CT顯像前未進行任何抗腫瘤治療，術(shù)后取肺癌組織作VEGF免疫組化檢測。患者的臨床分期依據(jù)2009年第7版肺癌TNM分期系統(tǒng)[4]進行處理，40例NSCLC患者中Ⅰ期為25例，Ⅱ期為15例。

1.2 顯像方法

顯像設(shè)備為GE PET/CT Discovery ST掃描儀，18F-FDG由GE公司Minitrace醫(yī)用回旋加速器通過全自動化學(xué)合成系統(tǒng)合成，放射化學(xué)純度＞95%。患者在顯像前禁食4～6 h，檢測血糖＜7.1 mmol/L，按照3.7～4.1 MBq/kg靜脈注射18F-FDG，安靜平臥休息60 min后開展全身性PET/CT掃描。具體的范圍定為顱頂至股骨中上段，先行CT掃描定位，掃描電壓120 kV，電流100 mA，層厚3.25 mm，PET信息采集模式為三維掃描方式，掃描均在6～8個床位，每個床位掃描3 min。所獲得的圖像數(shù)據(jù)均通過PET/CT專用軟件進行分析處理，利用CT數(shù)據(jù)對PET圖像進行衰減校正并進行圖像重建和融合，獲得橫斷面、冠狀面、矢狀面三個方向的圖像。

1.3 圖像分析

所有圖像均由2名PET/CT診斷經(jīng)驗豐富的高級職稱醫(yī)師采用雙盲法判斷，肺癌在PET顯像中表現(xiàn)為異常放射性濃聚的病灶，CT常表現(xiàn)為成分葉狀的腫塊等。選擇橫斷位圖像上原發(fā)病灶放射性攝取增高區(qū)域來勾畫感興趣區(qū)（ROI），勾畫病灶的ROI后由計算機軟件自動計算獲得病灶的SUVmax。

1.4 VEGF的檢測及評分標(biāo)準(zhǔn)

術(shù)后獲得的肺癌組織標(biāo)本，經(jīng)福爾馬林固定、石蠟包埋處理后，采取SABC免疫組化測定標(biāo)本VEGF表達情況。光鏡下觀察所有染色切片，VEGF表達陽性細胞染色為棕黃色顆粒或團塊，細胞中主要在細胞膜和細胞漿著色，表現(xiàn)為棕色或棕褐色（圖1），計算每例切片在5個高倍視野中陽性染色反應(yīng)細胞的百分率。綜合染色反應(yīng)細胞分布范圍及染色強度并依據(jù)Mattern[5]的半定量分析方法對VEGF表達進行評分。VEGF表達評分標(biāo)準(zhǔn)為：按分布范圍來劃分，陽性細胞數(shù)＞50%為3分、＞25%～50%為2分、＞10%～25%為1分、≤10%為0分。按染色強度來劃分，依棕褐色、棕黃色、淡黃色、無著色分別計分：強陽性為3分、陽性為2分、弱陽性為1分、陰性為0分。最后這兩方面的評分之和為肺癌腫塊組織VEGF表達的總評分。

1.5 隨訪情況

40例患者均進行術(shù)后隨訪追蹤，主要通過定期門診檢查或電話聯(lián)系，所有患者均至少隨訪3年以上。根據(jù)有無腫瘤復(fù)發(fā)、轉(zhuǎn)移或死亡計算患者的無病生存時間。

1.6 統(tǒng)計學(xué)處理

統(tǒng)計采用SPSS 20.0軟件，計量資料組間比較采用多因素方差分析，組內(nèi)比較采用LSD法；肺癌SUVmax與腫塊組織VEGF表達評分的相關(guān)性采用Pearson相關(guān)分析，肺癌術(shù)后復(fù)發(fā)的發(fā)生率采用Kaplan-Meier分析，影響肺癌預(yù)后的多重因素采用Cox風(fēng)險回歸模型分析，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 肺癌腫塊SUVmax、VEGF表達與臨床及病理學(xué)特征的關(guān)系

40例NSCLC病人依次按照性別、年齡、腫塊大小、病理類型、分化程度、臨床分期進行分組，所有組別之間SUVmax及VEGF表達的具體情況見表1。圖1為肺腺癌和肺鱗癌的HE染色及VEGF染色，圖2、3分別為40例NSCLC中的2例PET/CT顯像結(jié)果。多因素方差分析顯示：腫瘤SUVmax及VEGF評分均與病人的性別（F=0.178，P＞0.05）、年齡（F=1.546，P＞0.05）及病理類型（F=2.378，P＞0.05）無明顯相關(guān)性。腫塊SUVmax與腫瘤大小之間存在相關(guān)性，腫塊最大直徑≥3 cm的腫瘤SUVmax顯著高于腫塊最大直徑＜3 cm者（F=36.267，P＜0.05）。腫瘤SUVmax、VEGF評分與腫瘤組織分化程度之間存在密切相關(guān)（F=3.182，P＜0.05；F=5.478，P＜0.05），組內(nèi)對比結(jié)論顯示：低分化組SUVmax與VEGF評分均高于高、中分化組，低、高分化組SUVmax與VEGF評分差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），而高、中分化組間SUVmax及VEGF評分差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），VEGF評分與肺癌患者臨床分期無顯著關(guān)系（P＞0.05）。

2.2 肺癌腫塊組織VEGF評分與SUVmax的相關(guān)性

Peason相關(guān)分析結(jié)果顯示，SUVmax與VEGF表達呈正相關(guān)（r=0.394，P＜0.01）（圖4）。

2.3 肺癌患者的生存分析

圖1a 肺癌的VEGF陽性表達。圖1b 肺癌的HE染色，VEGF陽性表達在細胞中主要在細胞膜和細胞漿著色，表現(xiàn)為棕色或棕褐色。圖2 男，56歲，右肺中分化鱗癌，T1N0M0（Ⅰ期）。PET/CT圖像示右肺下葉結(jié)節(jié)（圖2a，2b），SUVmax為4.3，VEGF評分為2分，隨訪其無病生存時間為36月。圖3 男，65歲，右肺低分化腺癌，T1N2M0（Ⅱ期），右上肺后段團塊軟組織影，伴右肺門淋巴結(jié)腫大（圖3a，3b）。肺癌腫塊SUVmax為10.2、VEGF表達評分為5分。隨訪后復(fù)查發(fā)現(xiàn)肺癌復(fù)發(fā)并出現(xiàn)全身多處轉(zhuǎn)移灶，患者無病生存時間為12月。Figure 1a.The VEGF positive expression of lung cancer.Figure 1b.HE staining of lung cancer.Cell membrane and cytoplasm are stained as brown in VEGF-positive cells.Figure 2.Male,56 years old,with a differentiated squamous cell carcinoma of the right lung,T1N0M0(stageⅠ).PET/CT images show the right lower lobe nodules.The SUVmax was 4.3 and the VEGF score was 2 points.The followup disease-free survival time was 36 months.Figure 3.Male,65 years old,poorly differentiated adenocarcinoma of the right lung,T1N2M0(stageⅡ).The lesion is a soft tissue shadow of the posterior segment of the right upper lung,with enlargement of the right hilum lymph nodes.SUVmax of lung cancer mass was 10.2,and VEGF expression score was 5 points.After follow-up,the recurrence of lung cancer and multiple systemic metastases were found.The disease-free survival time was 12 months.

圖4 肺癌組織SUVmax與腫塊VEGF評分的關(guān)系（r=0.394，P＜0.01）。Figure 4.Relationship between SUVmax and VEGF score in lung cancer(r=0.394,P＜0.01).

所有40例肺癌術(shù)后患者最后隨訪時間點均截止為3年，其中5例患者出現(xiàn)術(shù)后轉(zhuǎn)移，7例出現(xiàn)局部復(fù)發(fā)，4例死亡，24例無病生存。以局部復(fù)發(fā)、轉(zhuǎn)移或死亡的患者數(shù)占總研究數(shù)的比率定為復(fù)發(fā)的發(fā)生率。40例肺癌患者原發(fā)灶SUVmax最大值34.4，最小值2.0，中位數(shù)7.3，以SUVmax的中位數(shù)7.3為界點將所有患者分為≤7.3及＞7.3兩組，Kaplan-Meier生存分析表明，SUVmax≤7.3組與SUVmax＞7.3組患者術(shù)后1年、2年、3年復(fù)發(fā)的累積發(fā)生率分別為0、0.081、0.136和0.056、0.101、0.444，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.031，圖5a），表明SUVmax＞7.3組的無病生存期短于≤7.3組。以肺癌組織VEGF表達評分的中位數(shù)3為界點將患者分為≤3組與＞3組，發(fā)現(xiàn)VEGF評分≤3組無病生存時間高于VEGF評分＞3組，其1年、2年、3年復(fù)發(fā)的累積發(fā)生率分別為0、0、0.160和0.067、0.067、0.467，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.027，圖5b）。對可能影響肺癌患者預(yù)后的相關(guān)因素如性別、年齡、原發(fā)灶大小、TNM分期、SUVmax、腫塊VEGF評分等納入Cox多因素分析顯示，SUVmax （Wald=8.919，P=0.003）、TNM分 期（Wald=4.140，P=0.042）均為患者總生存的獨立預(yù)后影響因子，但VEGF評分未能顯示為影響預(yù)后的獨立因素（Wald=0.615，P=0.433）。

3 討論

圖5 肺癌患者術(shù)后3年復(fù)發(fā)的Kaplan-Meier分析圖。圖5a中Group1.0為腫塊SUV≤7.3；Group2.0為腫塊SUV＞7.3。Group1.0的1年、2年、3年累積發(fā)生率為0、0.081、0.136；Group2.0的1年、2年、3年累積發(fā)生率0.056、0.101、0.444，P=0.031。圖5b中Group1.0為VEGF評分≤3；Group2.0為VEGF評分＞3。Group1.0的1年、2年、3年累積發(fā)生率0、0、0.160；Group2.0的1年、2年、3年累積發(fā)生率0.067、0.067、0.467，P=0.027。Figure 5.The Kaplan-Meier analysis of recurrence at 3 years after surgery in patients with lung cancer.Figure 5a：Group1.0 for lump SUV≤7.3;Group2.0 for lump SUV＞7.3;Group1.0：the cumulative incidence of 1 year,2 years and 3 years of relapse was 0,0.081,and 0.136.Group2.0：the cumulative incidence of 1 year,2 years,and 3 years of relapse was 0.056,0.101 and 0.444.P=0.031.Figure 5b：Group1.0 for VEGF score≤3;Group2.0 for VEGF score＞3.Group1.0：the cumulative incidence of 1 year,2 years,and 3 years of relapse was 0,0,0.160.Group2.0：The cumulative incidence of 1 year,2 years and 3 years of relapse was 0.067,0.067,0.467.P=0.027.

表1 40例NSCLC患者臨床及病理特征與SUVmax及腫塊VEGF表達的關(guān)系

PET/CT顯像是將PET和CT進行同機融合以達到兩者優(yōu)勢互補，在精確界定病灶位置及與周圍組織關(guān)系的基礎(chǔ)上，能更多的提供腫瘤代謝功能等方面的信息，使得診斷信息更加準(zhǔn)確、豐富。惡性腫瘤細胞分裂增殖異常活躍，腫瘤細胞所需能量較多，導(dǎo)致糖酵解增強，葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白-1高表達以轉(zhuǎn)運更多的葡萄糖來滿足其快速生長的需要，18F-FDG逐漸聚在惡性腫瘤細胞內(nèi)出現(xiàn)病灶區(qū)的異常放射性高濃聚。臨床上常用SUVmax作為PET/CT的量化指標(biāo)來評估腫瘤對葡萄糖的消耗狀況，從而獲得其在分子水平上的代謝活性信息[6]。正確認識腫瘤原發(fā)灶SUVmax與肺癌臨床病理因素及預(yù)后之間的關(guān)系，有助于更好的指導(dǎo)臨床工作。Thie等[7]認為SUVmax與腫瘤細胞增殖系數(shù)有關(guān)，腫瘤早期病灶細胞數(shù)量少，增殖速度緩慢，對能量的需求少，對18FFDG攝取較少，SUVmax就越小；隨著腫瘤體積的增大，細胞數(shù)量增多，能量需求越高，故18F-FDG的攝取增多，SUVmax增高。本研究中SUVmax與腫瘤最大徑關(guān)系密切，與Zhang等[8]的研究結(jié)果相一致，進一步證實了NSCLC原發(fā)灶大小是預(yù)測SUVmax的重要指標(biāo)。Stiles等[9]研究探討非小細胞肺癌患者中SUVmax與原發(fā)灶大小的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)二者呈正相關(guān)，與本文研究結(jié)果一致。

腫瘤組織對18F-FDG的攝取高低一定程度上反映腫瘤的惡性程度，這些與腫瘤的代謝特征、生物學(xué)行為等方面存在著某種密切的關(guān)系。惡性腫瘤的快速增殖依賴于新生血管為其提供生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)、氧以及排除代謝廢物，并為其迅速轉(zhuǎn)移、播散提供最直接的通道，因此血管新生是惡性腫瘤生長、侵襲和播散的基礎(chǔ)[10]。惡性腫瘤的增殖與擴散過程復(fù)雜，同時也與腫瘤細胞自身分泌并激活的促血管生成因子密切有關(guān)[11]。在許多促血管生成的生物因子中，VEGF起著非常重要的正向調(diào)節(jié)作用，其特異地作用于血管內(nèi)皮細胞[12]。大部分惡性腫瘤患者的腫瘤組織、血液或尿液中可見VEGF高表達，同時也發(fā)現(xiàn)其表達程度與腫瘤病理分級、疾病分期及預(yù)后密切相關(guān)[13]。國外有研究表明NSCLC組織VEGF及腫瘤血管新生在其生長、轉(zhuǎn)移、治療和預(yù)后中起著重要作用[14]。Ohta等[15]探討提出腫塊組織的VEGF表達可考慮作為肺癌術(shù)后是否復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移的重要預(yù)測指標(biāo)，本研究中發(fā)現(xiàn)VEGF評分與腫瘤組織分化程度關(guān)系密切，另外以VEGF表達評分的中位數(shù)3作為界點，發(fā)現(xiàn)肺癌組織VEGF評分越高，復(fù)發(fā)的發(fā)生率越高，提示肺癌的VEGF表達與腫瘤的惡性程度有關(guān)，VEGF表達評分可考慮作為肺癌患者預(yù)后和復(fù)查的參考指標(biāo)。

術(shù)后復(fù)發(fā)及轉(zhuǎn)移播散是肺癌患者治療失敗和預(yù)后較差的主要原因，準(zhǔn)確的診斷及惡性程度的詳細評估有助于臨床制定準(zhǔn)確的治療方案。既往研究[16]表明NSCLC患者血清VEGF與腫瘤SUV存在相關(guān)性。Bille等研究[17]表明SUVmax的高低與NSCLC患者的預(yù)后情況顯著相關(guān)，研究顯示SUVmax較高者的NSCLC患者的生存差于SUVmax較低者。本研究中也發(fā)現(xiàn)SUVmax＞7.3和SUVmax≤7.3的兩組患者的術(shù)后無病生存的差異有統(tǒng)計學(xué)意義，從而進一步表明腫塊SUVmax上可提示肺癌患者的預(yù)后。本研究中發(fā)現(xiàn)臨床分期中Ⅰ、Ⅱ期SUVmax存在統(tǒng)計學(xué)差異，但VEGF表達評分未見明顯差異，從而一定程度上反映了肺癌中的血管內(nèi)皮生產(chǎn)因子主要作用于腫塊本身，而與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)的分子生物學(xué)因素?zé)o關(guān)。Higashi等[18]研究將單因素生存分析中有意義的影響因子如SUVmax、TNM分期等納入Cox比例風(fēng)險模型多因素分析證實只有SUVmax是影響預(yù)后的獨立因素。本研究中單因素分析顯示SUVmax、腫塊VEGF評分為影響患者生存的因素，多因素分析顯示SUVmax為影響肺癌術(shù)后患者生存的獨立預(yù)后因素，腫塊VEGF評分為影響患者生存的非獨立預(yù)后因素，進一步證實了SUVmax有獨立于病理TNM分期之外的預(yù)后價值。由于本次入選病例均為臨床Ⅰ、Ⅱ期患者，腫塊VEGF評分與其他影響預(yù)后的因素之間關(guān)系有待于進一步研究。

總之，NSCLC原發(fā)病灶的SUVmax及VEGF表達與腫瘤分化程度及復(fù)發(fā)潛能密切相關(guān)，某種程度上可評估肺癌術(shù)后患者的預(yù)后，對于臨床制定合理的診療方案有一定的指導(dǎo)意義。限于樣本量及研究指標(biāo)較少，本研究需下一步增加樣本量、增加研究指標(biāo)，以期獲得肺癌預(yù)后更為優(yōu)質(zhì)的影像學(xué)及檢查指標(biāo)，為診治肺癌提供更多參考依據(jù)。