肺腺癌患者18F-FDG PET/CT半定量参数与EGFR基因突变亚型的关系

廖栩鹤，刘 萌，王荣福，陈雪祺，崔永刚，邸丽娟，殷 雷，佟正灏，孙宏伟，吴彩霞

(北京大学第一医院核医学科，北京 100034)

表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor， EGFR)基因突变是肺腺癌最常见的驱动基因突变，其中编码EGFR酪氨酸激酶结构域的18～21号外显子最易突变，尤以19号外显子缺失突变(E746-A750)和21号外显子点突变(L858R)最常见，但二者对EGFR-酪氨酸激酶抑制剂(tyrosine kinase inhibitors， TKI)的应答率可能并不完全一致[1-2]。有研究[3-5]认为18F-FDG PET/CT相关葡萄糖代谢显像半定量参数[最大标准化摄取值(maximum standardized uptake value， SUVmax)，平均标准化摄取值(average of standardized uptake value， SUVmean)，肿瘤代谢体积(metabolic tumor volume， MTV)和总糖酵解量(total lesion glycolysis， TLG)]有助于预测EGFR基因突变，且低水平半定量参数与EGFR基因突变显著相关[3,6]。目前对于预测EGFR突变亚型的报道[3,7-8]较少，且存在明显争议。本研究探讨18F-FDG PET/CT相关半定量参数与EGFR突变亚型(19和21号外显子)的关系，以期从糖代谢角度加以区分。

1 资料与方法

1.1 一般资料 回顾性分析2011年12月—2019年1月我院收治的64例初发肺腺癌患者，男24例，女40例，年龄38～82岁，平均(63.3±9.8)岁；50例不吸烟，14例有吸烟史或目前吸烟；根据国际肺癌研究协会第8版分期系统，TNM分期Ⅰ～Ⅱ期34例、Ⅲ～Ⅳ期30例；原发灶最大径10.00～50.00 mm，平均(27.17±9.36)mm；SUVmax为1.01～14.20、平均5.71±3.53，SUVmean为0.60～8.58、平均3.39±2.12，MTV为5.18～100.61 cm3、平均(21.64±20.06)cm3，TLG为6.22～467.72，平均76.13±86.09。纳入标准：①病理诊断包括原发灶细胞学、组织学和EGFR基因分析；②于治疗前接受18F-FDG PET/CT显像，于除外手术的其他治疗之前接受基因检测；③各检查之间时间间隔不超过4周。排除标准：①5年内有其他恶性肿瘤史；②6个月内有手术史；③3个月内身体有明显炎性病变。对所有资料均行匿名处理后再行数据分析。本研究通过我院生物医学研究伦理委员会审查。

1.2 仪器与方法 采用Philips Gemini GXL PET/CT机。检查前嘱患者空腹6 h以上，检查当日禁止剧烈运动；检查前测量血糖、身高、体质量。显像剂18F-FDG由原子高科股份有限公司提供，放射化学纯度>95%，注射剂量为3.7 MBq/kg体质量(0.1 mCi/kg体质量)。注射对比剂60～70 min后先行CT全身平扫，范围自颅底至股骨中段，扫描参数：层厚2 mm，螺距0.81，管电压120 kV，管电流100 mA，矩阵512×512；之后行PET显像，矩阵144×144，每个床位1.5 min，每例8～9个床位。重建图像后，以EBW V3.5.2和 PET/CT Application Suite V1.5.1A系统软件行图像融合。

1.3 图像分析 由2名高年资主治医师采用双盲法评估PET/CT和薄层CT图像。在MedEx MEMRS V8软件中勾画获取SUV相关参数，包括SUVmax、SUVmean、原发灶MTV(MTV of primary lesion， pMTV)和原发灶TLG(TLG of primary lesion， pTLG)。肿瘤负荷三维ROI边缘阈值为40%×SUVmax[9]。SUVmean为肿瘤负荷区平均SUV值；pMTV为肿瘤负荷区体积；pTLG=SUVmean×pMTV。

1.4 病理分析 原发灶样本来自手术或活检标本，采用盲法行基因分析。EGFR基因检测采用免疫组织化学法。EGFR突变特异性抗体是Cell Signaling Technology (Danvers， MA)的Rabbit XP©单克隆抗体，包括E746-A750del突变的6B6特异性抗体和L858R突变的43B2特异性抗体。

1.5 统计学分析 采用SPSS 25.0统计分析软件。符合正态分布的计量资料以±s表示，组间比较采用t检验；不符合者以中位数(上下四分位数)表示，组间比较采用Mann-WhitneyU检验。计数资料采用皮尔逊χ2检验或Mann-WhitneyU检验，连续变量由ROC曲线分析获得最优截点后转换成二分类变量。所有变量经单因素Logistic回归分析，再行多因素Logistic回归分析。采用ROC曲线检验关联效能。所有检验均为双侧检验。P<0.05为差异有统计学意义。

表1 患者一般资料分析

表2 患者一般资料分组分析[例(%)]

2 结果

2.1 一般资料分析 64例中，23例(23/64，35.94%)存在19号外显子缺失突变(E746-A750)，41例(41/64，64.06%)存在21号外显子点突变(L858R)，见表1、2。

2.2 EGFR基因突变亚型的相关分析 对所有连续变量、分类变量与EGFR基因突变亚型行单因素Logistic回归分析,发现不论作为连续还是分类变量，原发灶最大径和pMTV均与EGFR突变亚型显著相关 (P均<0.05)，原发灶最大径更短、pMTV较低提示更可能21号外显子突变，且作为分类变量时其与突变亚型的关联更甚；而SUVmean仅在作为分类变量时与外显子突变存在相关性，高水平SUVmean提示更可能21号外显子突变。见表3、4。

表3 连续变量对EGFR基因突变亚型的单因素分析

表4 分类变量对EGFR基因突变亚型的单因素分析

连续变量多因素回归分析中，原发灶最大径和pMTV均失去显著性[原发灶最大径(P=0.435)和pMTV(P=0.821)]。分类变量多因素分析仅发现低水平pMTV[<11.2 cm3：OR=8.093，95%CI(1.089,60.126)]更可能为21号外显子突变，其与突变亚型的关联价值具有显著性(P=0.041)，其AUC=0.691[95%CI(0.560,0.822),P=0.012)]。典型病例见图1、2。

图1 患者女，52岁，肺腺癌，原发灶最大径40 mm，pMTV为31.94 cm3 A～C.CT(A)、PET(B)和胸部薄层屏气CT(C)显示原发灶位于左肺上叶尖后段； D～F.术后病理示浸润性腺癌(D，HE，×10)，EGFR基因19号外显子E746-A750del突变特异性抗体6B6呈阳性表达(E，×100)，EGFR基因21号外显子L858R突变特异性抗体43B2呈阴性表达(F，×100)

图2 患者女，53岁，肺腺癌，pMTV为7.81 cm3 A～C.CT(A)、PET(B)和胸部薄层屏气CT(C)显示原发灶位于右肺中叶外侧段； D～F.术后病理示浸润性腺癌(D，HE，×10)，EGFR基因21号外显子L858R突变特异性抗体43B2呈阳性表达(E，×100)，EGFR基因19号外显子E746-A750del突变特异性抗体6B6呈阴性表达(F，×100)

3 讨论

EGFR基因突变后，编码大量的酪氨酸激酶，后者磷酸化后经第二信使激活下游一系列通路，AKT信号通路是其中最重要的通路之一[10]，其激活导致葡萄糖转运体上调，从而增加肿瘤细胞有氧糖酵解，使得肿瘤存活、生长[10]，即AKT通路激活可能导致肿瘤组织葡萄糖代谢增加。已知诱发AKT通路激活的EGFR基因突变可能与肿瘤组织FDG摄取增高存在相关性，但葡萄糖代谢改变与EGFR基因突变亚型之间是否存在确切关联尚无明确的分子学证据。虽然EGFR的19和21号外显子突变亚型对于EGFR-TKI治疗决策并无显著影响，但其对EGFR-TKI的应答率在很多情况下并不一致[1-2]，而肿瘤葡萄糖代谢水平与预后显著相关[11]。本研究尝试探索18F-FDG PET/CT半定量参数与EGFR基因突变亚型间的关联。

3.1 连续变量和分类变量的选择 既往研究[12]显示肿瘤异质性、驱动基因突变、预后等均与MTV、SUVmean及TLG等葡萄糖代谢显像半定量参数具有强关联，但随着瘤体增大，乏氧、坏死逐渐出现，肿瘤组织复杂性愈盛；瘤体超过一定大小后，这些关联便明显削弱。因此本研究不仅选取连续变量，还采用了分类变量。

3.2 葡萄糖代谢显像半定量参数预测价值分析 CHOI等[7]发现19号外显子突变组连续变量SUVmax明显低于21号外显子突变组(P=0.003)，其样本量为57例非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC)突变阳性患者(19与21号外显子比例为30∶27)，与本研究大致相当。LV等[3]的大样本调查(371例EGFR阳性患者，亚组样本量未说明)并未发现这两种突变亚型间连续变量的SUVmax存在显著区别 (P=0.819)。在LEE等[8]的研究中，41例NSCLC患者EGFR阳性，19与21号外显子比例为29∶12(P=0.966)。本研究中连续变量SUVmax未发现在两种突变亚型间存在显著差异，作为二分类变量仍未见其间存在统计学差异，进而采用Logistic回归分析深入探索SUVmax与突变亚型的相关性。SUVmean、MTV和TLG能比SUVmax更多地反映肿瘤生物学行为，例如驱动基因状态[12-13]。本研究单因素分析结果显示，pMTV与EGFR基因突变亚型存在显著关联，作为连续和分类变量时，pMTV均在较低水平时更倾向于21号外显子点突变；SUVmean作为分类变量时与突变亚型存在显著关联，但高水平SUVmean更易出现21号外显子突变，与pMTV相反；多因素分析中仅分类变量pMTV显示出与突变亚型存在一定关联。上述结果提示，SUVmean和pMTV与EGFR基因阳性表达患者的两种常见突变亚型存在一定相关性，特别是pMTV，但关联度有限。

本研究的主要不足：①为回顾性研究，存在选择偏倚，特别是两种突变亚型例数差异较大，文献[14]报道19和21号外显子的突变比例约1∶1.1，因此可能会影响最终结果；②样本量较小，尚需大样本分析进一步验证。