18F-FDG PET/CT预测非小细胞肺癌淋巴结转移

朱宗平 周 翔 李 倩 赵小平 黄 钢 刘建军

作者单位：上海交通大学医学院附属仁济医院核医学科



18F-FDG PET/CT预测非小细胞肺癌淋巴结转移

朱宗平 周 翔 李 倩 赵小平 黄 钢 刘建军

作者单位：上海交通大学医学院附属仁济医院核医学科

【摘要】目的：研究评估SUVmax与淋巴结转移相关性，分析影响淋巴结转移的潜在危险因子，以便精确评估淋巴结转移。方法：收集2006年12月至2009年12月在本院PET/CT中心检查并经手术病理结果证实的非小细胞肺癌患者79例。将可能潜在的影响淋巴结转移的危险因子纳入研究变量，如肿瘤病理类型，分化程度，肿瘤大小和糖酵解关键酶。结果：SUVmax与肿瘤大小（P＜0．01），生存时间（P=0．015）和淋巴结转移（P＜0．01）相关。通过ROC生存曲线分析：SUVmax＞7．65预测淋巴结转移的敏感性和特异性分别是82．8%和59．0%。肿瘤大小也与淋巴结转移相关（P＜0．01），肿瘤原发灶的SUVmax和肿瘤大小为非小细胞肺癌预测淋巴结转移独立危险因素。高风险组（肿瘤大小＞3cm且SUVmax＞7．65）患有淋巴结转移的概率为66．7%。结论：PET/CT检查中的高SUVmax和大瘤体是非小细胞肺癌患者淋巴结转移的高风险因素。

【关键词】SUVmax；淋巴结转移；非小细胞肺癌；18F-FDG PET/CT

中国医学计算机成像杂志，2016，22：70-74

Chin Comput Med Imag，2016，22：70-74

Department of Nuclear Medicine, Renji Hospital, School of Medicine, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200127, P.R.C .

Address：NO.160, Pujian Road,Shanghai 200127,P.R.C．

Address Correspondence to LIU Jian-jun （ E- mail：nuclearj@163.com ）

肺癌是目前癌症中死亡率第一的肿瘤，非小细胞肺癌占肺癌比例为80%～85%［1］。临床上，对于I期非小细胞肺癌尤其是淋巴结转移患者，主要行手术切除和淋巴结清除。对于无淋巴结转移患者和不愿或不能行肺叶或全肺切除，局限性的手术或立体定向放疗是可能的选择［2］。因此，精确地评估淋巴结转移（N期）对肺癌手术需要和手术类型至关重要。

PET/CT显像是一种非创伤性的分子影像显像方法，18F-FDG PET/CT显像有效地利用肺癌和转移区域糖代谢旺盛特点，不仅可以精确地检测到肿瘤原发灶还可以发现周围淋巴结转移和远处转移病灶。因此，PET/CT检查已成为肺癌TNM分期重要检查手段［3-6］。大量研究证明，对于肺癌淋巴结转移，PET比CT更精确。增强CT对于纵隔淋巴结转移预测的敏感性和特异性分别是57%～68% 和76%～82%。相比之下，融合PET/CT显像可以更好地预测淋巴结转移，其敏感性和特异性分别为79%～85%和87%～92%［7-8］。然而，尽管这些优势，PET显像仍然存在假阳性和假阴性问题需要解决。为了帮助非小细胞肺患者获得更精确的淋巴结转移判断，我们回顾性分析79个非小细胞肺癌病例，探讨SUVmax和淋巴结转移相关性，并分析淋巴结转移的其他危险因素。

方 法

1．临床资料

此项研究共收集了2006年12月至2009年12月在上海交通大学医学院附属仁济医院完成18F-FDG PET/CT检查并手术病理为非小细胞肺癌的病例79个，其中男50例，女29例，中位年龄61岁（30～79岁）。

2．PET/CT显像

采用西门子公司全身断层PET/CT仪完成检查。所有18F-FDG PET/CT扫描图像在专门工作站上由同一个经验丰富医生处理。对于半定量分析18F-FDG摄取值，采用不规则感兴趣区内18F-FDG摄取累积最强区域。由两个经验丰富的核医学医师，在不知临床病史情况下，独立评估PET图像并对图像结果达成共识。

3．免疫组化

对石蜡包埋的肺癌组织进行免疫组织化学分析。经切片机切片（4μm）后，准备染色。所有一抗（GLUT-1，HK-2， PKM-2）购自于Abcam公司。按照原始方法评估和检测这些标记蛋白。组织切片根据染色强弱（0～3分）和所占比例进行评分［0分（0%），1分（1%～9%），2分（10%～49%），3分（50%～100%）］［9］。免疫组织化学得分（0～9）由强弱得分与相应百分比例得分的乘积。当免疫组化得分≥4，认为蛋白表达阳性。

4．统计分析

连续型变量由t检验比较分析，数据以mean±SD表示。分离型变量使用χ2检验分析。采用秩和检验方法检验SUVmax和蛋白表达相关性。使用K-M生存曲线检测无病生存RFS与SUVmax关系。双侧P＜0．05，认为有统计学差异有意义。所有统计分析使用SPSS 16．0版本软件。

结 果

1．临床特征

男50例，女29例；平均年龄为60．85岁± 10．40岁（30～79岁）。病灶平均大小2．64 cm±1．55cm（短轴直径）；临床病理特征见表1。

表1 患者的基本病例特征（n=79）

图3 分析18F-FDG摄取与肿瘤大小，淋巴结转移和预后。A． SUVmax和肿瘤长度（短轴直径）相关性。B．比较有或无淋巴结转移肿瘤病人的原发灶 SUVmax差异（N（-）表示无淋巴结转移，N（+）表示有淋巴结转移）。C．非小细胞肺癌 Kaplan Meier生存曲线分析（绿色代表SUVmax ≥6．6 和 蓝色代表SUVmax ＜6．6）。图218F-FDG PET/ CT标准摄取值用于非小细胞肺癌诊断淋巴结转移ROC曲线分析。

图3 免疫组织化学切片着色阳性。A． GLUT-1。B． HK-2 。C． PKM-2 （放大倍数， ×400）。

2．18F-FDG摄取与肿瘤大小、淋巴结转移和预后相关性

肺癌病灶平均SUVmax为7．24±4．58 （0．7～24．1），中位值为6．6。SUVmax与病灶大小呈明显正相关（r =0．556， P＜0．01，图 1A）。伴淋巴结转移的原发灶SUVmax值明显高于不伴淋巴结转移的原发灶（P＜ 0．01； 图1B）。

以6．6作为阈值：SUVmax＜6．6有28例，23例存活（82．1%），5例死亡（17．9%）。SUVmax＞6．6 有34例，15例存活（44．1%），19例死亡（55．9%）。K-M生存曲线分析用于评估存活的62例被分为高低代谢组的非小细胞肺癌患者（图1C），结果表明，高代谢组患者生存时间明显少于低代谢组（P=0．015）。

3．18F-FDG 摄取值预测淋巴结转移

SUVmax与淋巴结转移的ROC曲线面积为0．717±0．062（图 2），以 SUVmax=7．65为分割阈值，其诊断淋巴结转移的敏感性和特异性分别为82．8% 和 59．0%。

表2 临床病理特征与淋巴结转移相关性

表3 低、中、高危险组淋巴结转移概率

4．分析淋巴结转移和病人临床特征相关性

淋巴结转移与病人的年龄、性别和肿瘤病理类型没有显著相关性（表2），而与原发灶SUVmax （P=0．03）、原发灶大小（P＜0．01）和非小细胞肺癌分化等级（P=0．04） 有显著相关性。

免疫组织化学分析显示GLUT1与淋巴结转移相关（P=0．01； 图3），糖酵解通路两个关键酶HK2 和PKM2与淋巴结转移未见相关性。

5．淋巴结转移的危险因素

肿瘤体积和原发灶SUVmax与淋巴结转移相关。根据淋巴结转移风险将病人分为三组：低风险组，肿瘤大小≤3cm且SUVmax ≤7．65；中危险组，肿瘤大小 ≤3cm且SUVmax＞7．65 或＞3cm 且SUVmax ≤7．65；高风险组，肿瘤大小＞3且SUVmax ＞7．65。这三组淋巴结转移的可能性分别是3．2%， 36．7% 和66．7% （P＜ 0．01）（表3）。

讨 论

SUVmax是PET一个半定量指标，被用来测定疾病活性和肿瘤侵袭性指标［10］。本研究发现，SUVmax与周围淋巴结转移、肿瘤大小和预后紧密相关。随着SUVmax值增加，淋巴结转移的可能性增大。通过ROC曲线分析，发现SUVmax＞7．65诊断淋巴结转移的敏感性为82．8%和特异性为59．0%，这与其他类似研究发现一致。Nguyen等［11］分析126例非小细胞肺癌发现，原发灶的SUVmax与周围淋巴结转移显著相关（r = 0．6451， P＜ 0．0001），他们也发现使用ROC曲线分析，原发灶SUVmax＞6可以有效鉴别周围淋巴结转移。Lee等［12］分析160例T1期非小细胞肺癌发现SUVmax预测淋巴结转移的敏感性、特异性和精确性分别是11．1%，86．1% 和81．9%，SUVmax是预测淋巴结转移的一个很好指标。

原发肿瘤的SUVmax体现了葡萄糖摄取能力。既然高SUVmax预测淋巴结转移可能性增大，我们推论瘤内糖代谢影响淋巴结转移［13-14］。因此，抑制糖酵解，降低SUVmax，不仅帮助治疗原发灶也可以抑制周边淋巴结转移，从而延长生存期。非小细胞肺癌原位肿瘤FDG摄取包含了大量生物学信息，更好地理解FDG摄取机制可以更好地解释非小细胞肺癌侵袭性行为。

除了代谢活性，其他因素也与淋巴结转移相关，比如肿瘤病理类型、分化程度和肿瘤大小［15］。本研究显示淋巴结转移与病理类型相关性不大，但肿瘤大小可以作为淋巴结转移的独立预测因子（P＜0．01）。多因素分析发现，增高的SUVmax和肿瘤大小提示淋巴结转移概率高。因此我们认为， I期非小细胞肺癌原发瘤灶的SUVmax和瘤体大小是淋巴结转移和远处转移的预测因子。

按瘤体大小和SUV将患者进行危险分层可能有助于临床处理，我们发现高风险组患有淋巴结转移风险66．7%，而低风险组仅有3．2%会有淋巴结转移。

此项回顾性研究表明，经PET/CT显像，患有高SUVmax和较大瘤块的非小细胞肺癌患者是淋巴结转移的高风险组，PET/CT参数可以提供预测非小细胞肺癌转移的重要信息，具有重要的临床价值。

参 考 文 献

［1］Watanabe Y. TNM classification for lung cancer. Ann Thorac Cardiovasc Surg ,2009, 9: 343-350.

［2］Grills IS, Mangona VS, Welsh R, et al. Outcomes after stereotactic lung radiotherapy or segmentectomy for stage I non-small cell lung cancer. J Clin Oncol ,2010,28:928–35.

［3］Chung HH, Lee I, Kim HS, et al. Prognostic value of preoperative metabolic tumor volume measured by18F-FDG PET/CT and MRI in patients with endometrial cancer. Gynecol Oncol,2013,130:446-51.

［4］Bille A, Pelosi E, Skanjeti A, et al. Preoperative intrathoracic lymph node staging in patients with non-small-cell lung cancer: accuracy of integrated positron emission tomography and computed tomography. Eur J Cardiothorac Surg, 2009, 36: 440-445.

［5］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. Clin Cancer Res, 2007, 13: 3105-3106.

［6］Klabatsa A, Chicklore S, Barrington SF, et al. The association of18F-FDG PET/CT parameters with survival in malignant pleural mesothelioma. Eur J Nucl Med Mol Imaging ,2013, Sep 21.

［7］Birim O, Kappetein AP, Stijnen T, et al. Meta-analysis of positron emission tomographic and computed tomographic imaging in detecting mediasti-nal lymph node metastases in nonsmall cell lung cancer. Ann Thorac Surg ,2005,79:375–382.

［8］Toloza EM, Harpole L, McCrory DC. Noninvasive staging of non-small cell lung cancer: a review of the current evidence. Chest, 2003,123:137S–146S.

［9］Shimizu K, Hirami Y Saisho S, et al. Maximal Standardized Uptake Value on FDG-PET Is Correlated With Cyclooxygenase-2 Expression in Patients With Lung Adenocarcinoma. Ann Thorac Surg, 2012, 93:398 – 404.

［10］Berghmans T, Dusart M, Paesmans M, et al. Primary tumor standardized uptake value （SUVmax） measured on fluorodeoxyglucose positron emission tomography （FDG-PET） is of prognostic value for survival in non-small cell lung cancer （NSCLC）: a systematic review and meta-analysis （MA） by the European Lung Cancer Working Party for the IASLC Lung Cancer Staging Project. J Thorac Oncol, 2008, 3:6-12.

［11］Nguyen XC, So Y, Chung JH, et al. High correlations between primary tumours and loco-regional metastatic lymph nodes in nonsmall-cell lung cancer with respect to glucose transporter type 1-mediated 2-deoxy-2-18F-fluoro-D-glucose uptake. Eur J Cancer, 2008, 44: 692-698.

［12］Lee SM, Park CM, Paeng JC, et al. Accuracy and predictive features of FDG-PET/CT and CT for diagnosis of lymph node metastasis of T1 non-small-cell lung cancer manifesting as a subsolid nodule. Eur Radiol ,2012, 22: 1556-1563.

［13］KobayashiM, Kaida H, Kawahara A, et al. The Relationship Between GLUT-1 and Vascular Endothelial Growth Factor Expression and18FFDG Uptake in Esophageal Squamous Cell Cancer Patients. Clin Nucl Med ,2012, 37: 447– 452.

［14］Li L, Ren S, Zhang Y, et al. Risk factors for predicting the occult nodal metastasis in T1–2 N0 M0 NSCLC patients staged by PET/CT: Potential value in the clinic. Lung Cancer, 2013, 81:213-217.

［15］Wang J, Welch K, Wang L, et al. Negative predictive value of positron emission tomography and computed tomography for stage T1–2N0 non-small-cell lung cancer: a meta analysis. Clin Lung Cancer, 2012, 13:81–89.

Potential Clinical Value of18F-FDG PET/CT in Predicting Nodal Metastasis of Non-small Cell Lung Cancer

ZHU Zong-ping, ZHOU Xiang, LI Qian, ZHAO Xiao-ping, HUANG Gang, LIU Jian-jun

【Abstract】Purpose: To evaluate the correlation between SUVmax and nodal metastasis, and analyze other potential risk factors affecting nodal metastasis. Methods: PET/CT was done in 79 patients who were confirmed with nonsmall cell lung cancer （NSCLC） based on histopathological findings and surgical operation results between December 2006 and December 2009. The SUVmax of the tumors was analyzed. Other factors affecting nodal metastasis, such as the pathological tumor type, degree of differentiation, tumor size and the key glycolytic enzyme were also analyzed. Results: SUVmax was correlated with the tumor size （P ＜0.01）, the survival time of patients （P =0.015）, and nodal metastasis （P ＜0.01）. Through ROC curve analysis, we further found that a SUVmax ＞7.65 criteria yielded 82.8% sensitivity and 59.0% specificity in predicting nodal metastasis. The tumor size was also correlated with nodal metastasis （P＜0.01）. Both SUVmax of the primary tumor and tumor size were independent predictors of nodal metastasis in NSCLC. In high-risk group （tumor size ＞3 cm and SUVmax ＞7.65）, the probability of nodal metastasis was 66.7%. Conclusions: Our study revealed that NSCLC patients had a high SUVmax and large tumor size on PET/CT, which constitute a high-risk group for lymph nodal metastasis. These two parameters may provide some information about the metastatic probability of NSCLC.

【Key words】SUVmax; nodal metastasis; NSCLC;18F-FDG PET/CT

收稿时间:（2015.03.02;修回时间：2015.10.13）

通信作者：刘建军（电子邮箱：nuclearj@163.com）

通信地址：上海市浦东新区浦建路160号核医学科，上海 200127

中图分类号：R445.6

文献标志码：A

文章编号：1006-5741（2016）-01-0070-05