18F-FDG PET/CT半定量参数与肺腺癌患者EGFR突变状态的相关性研究

肖 杰 胡冰心 张 洁 程登峰 石洪成 修 雁△

（1复旦大学附属中山医院核医学科 上海 200032；2上海影像医学研究所 上海 200032）

表皮生长因子受体（epidermal growth factor receptor，EGFR）是一种细胞膜上的跨膜糖蛋白，其在肿瘤的增殖、分化、血管生成、葡萄糖代谢及抗凋亡过程中起重要调节作用［1-2］。非小细胞肺癌（nonsmall-cell lung cancer，NSCLC）患者发生EGFR突变时，表皮生长因子酪氨酸酶抑制剂（tyrosine kinase inhibitor，TKI）的应用较传统化疗显著提高了患者的无病进展时间，其中肺腺癌患者尤为受益［3-4］，但是EGFR野生型的肺癌患者获益甚微［5］。目前对EGFR的表达状态进行检测已成为临床是否应用TKI重要的参照依据。受限于活检标本质量、活检技术及患者病情状态，部分患者EGFR表达状态的可靠结果较难从基因检测中获取，这给临床精准治疗带来挑战［6］。

18氟 化 脱 氧 葡 萄 糖［2-（fluorine-18）-fluoro-2-deoxy-D-glucose，18F-FDG］正电子发射断层显像/计算机断层显像（positron emission tomography/computed tomography，PET/CT）是一种基于葡萄糖代谢速率的改变，对疾病进行无创定性分析的全身性影像诊断工具［7］。目前关于肺腺癌FDG代谢改变与EGFR突变状态相关性的研究报道并不少见，但是由于纳入标准、种族、地区的不同，不同研究结果有较大差异。Ko等［8］剔除肿瘤直径小于1 cm的患者后，对132例未接受过治疗的肺腺癌患者进行回顾分析，认为当肺内原发病灶的SUVmax＞6时肺腺癌患者更易出现EGFR突变（P=0.002）。Lv等［9］将SUVmax值为7作为判断EGFR突变与否的临界值，认为葡萄糖代谢活性越低越倾向于EGFR突变。本研究回顾分析了248例肺腺癌患者临床资料，旨在探讨SUVmax与EGFR突变状态的关系，以明确18F-FDG PET/CT无创预测肺腺癌患者EGFR突变状态的价值。

资料和方法

一般资料回顾分析2011年1月至2016年3月复旦大学附属中山医院18F-FDG PET/CT显像资料。病例纳入标准：（1）经病理证实肺部病灶为腺癌，并行EGFR基因18～21号外显子突变检测；（2）一般临床资料完整；（3）行18F-FDG PET/CT显像前未接受放化疗、靶向治疗、免疫治疗或中药治疗等；（4）非磨玻璃病灶。共248例患者符合上述标准，收集患者的年龄、吸烟状态、肿瘤直径、肿瘤位置、病灶的SUVmax、病理分级、转移状态及临床分期等信息。吸烟状态可分为3类：（1）从不吸烟；（2）吸烟；（3）既往吸烟，但已戒烟超过6个月。根据第八版AJCC标准［10］对病灶进行临床分期，将Ⅰ、Ⅱ期病灶归为一类，Ⅲ、Ⅳ期为单独两个分类。病灶的病理分级分为轻中度分化及差分化两类进行分析。

18F-FDG PET/CT显像方法及图像分析患者准备：（1）注射18F-FDG前至少禁食6 h，且指尖血糖不超过 10 mmol/L；（2）按照 5.18 MBq/Kg静脉注射18F-FDG；（3）药物注射后 40～60 min进行显像。PET/CT显像：（1）将扫面视野设为颅顶至股骨上段水平；（2）CT采集参数为：管电压140 kV，管电流200 mAs；0.5 s/转，层厚6.5 mm，螺距为 0.516，矩阵 512×512；（2）PET图像按照 2～3分钟/床位，每人5～7个床位进行采集；（3）基于CT进行衰减校正，采用有序子集最大期望算法（ordered subset expectation maximization，OSEM）滤波后图像重建及PET与CT图像融合。

图像分析时感兴趣区（region of interest，ROI）均定义为肿瘤的原发部位。在PET/CT融合图像上进行SUVmax测量，计算公式为：

SUVmax指病灶（即 ROI）摄取18F-FDG 的最大值。单位：放射性活度（MBq/mL），体重（kg）。

统计学方法应用SPSS 22.0统计分析软件，计量资料以±s表示，变量间比较采用配对t检验或单因素方差分析，变量间两两比较采用Bonferroni进行校正，变量间相关性分析采用Pearson法。计数资料用百分数或率（%）表示，变量间比较采用四格表或χ2检验。采用单因素相关分析及多元线性回归分析的方法分析EGFR突变状态的影响因素及独立影响因素，及其影响程度。双侧检验P＜0.05为差异有统计学意义。

结 果

一般资料248位肺腺癌患者中男性128例，女性120例；EGFR基因突变组（EGFR+）154例，野生型组（WT/EGFR-）94例。女性患者较男性患者更易 出 现EGFR突 变（F=6.17，P=0.01）。 67.4%（124/184）的不吸烟患者存在EGFR基因突变，这一比例高于不吸烟患者和既往吸烟患者（F=8.56，P=0.01）。EGFR基因突变患者更易出现淋巴结、胸膜或远处转移（t=2.04，P=0.04）。两组间病灶SUVmax值的差异有统计学意义，SUVmax低的患者EGFR突变可能性更高（t=2.38，P=0.02）。年龄、肿瘤最大直径、肿瘤发生部位、临床分期、病理分级均与EGFR表达状态无显著相关（表1）。

影响EGFR表达状态相关指标的单因素及多因素回归分析单因素Logistic回归分析结果表明性别、吸烟状态、转移状态及SUVmax均与EGFR基因表 达 状 态 相 关 。女 性（OR=0.15，95%CI：0.31～0.87，P=0.01）和 吸 烟（OR=2.07，95%CI：0.64～6.68，P=0.02）是EGFR突变的危险因素。SUVmax＜8.32±5.18时 更 易 出 现EGFR突 变（OR=0.95，95%CI：0.90～0.99，P=0.02）。发生EGFR基因突变的患者更易出现淋巴结、胸膜或远处转移（78vs.34，t=2.04，P=0.04）。EGFR突变状态不受患者年龄、肿瘤直径及肿瘤位置的影响。校正性别、年龄、吸烟状态、肿瘤直径、肿瘤位置、转移状态及SUVmax等多个协变量后，多元Logistic回归分析结果显示（表2）：SUVmax为预测EGFR突变状态的独立危险因素，病灶SUVmax值越低越易发生EGFR突变（OR=0.94，95%CI：0.89～0.99，P=0.02）。

表1 248例肺腺癌患者一般临床资料与EGFR基因突变状态的相关性Tab 1 Association between clinical characteristics and EGFR mutation status in 248 patients with lung adenocarcinomas［±s or n（%）］

Characteristics Gender［n（%）］Male Female Age（y）Smoking status Never smoker Current smoker Ever smoker Stage（AJCC）Ⅰ/ⅡEGFR+（n=154）WT/EGFR-（n=94）Pvalue 0.02 70（45.45）84（54.55）61.08±9.38 58（61.70）36（38.30）59.90±10.16 0.36 0.01 124（80.52）24（15.58）6（3.90）60（63.83）28（29.79）6（6.38）0.07ⅢⅣ59（38.31）46（29.87）49（31.82）30（31.91）23（24.47）41（43.62）Grade Well/Moderate Poor Metastasis Location Left lobe Right lobe SUVmax 0.09 74（48.05）80（51.95）78（50.65）34（36.17）60（63.83）34（36.17）0.04 0.38 67 87 8.32±5.18 34 60 10.06±6.17 0.02

SUVmax与EGFR突变类型的关系两独立样本t检验结果显示（图1），EGFR突变组SUVmax明显低于野生型组（8.32±5.18vs.10.06±6.17），差异有统计学意义（t=2.38，P=0.02）。当 SUVmax的 cut-off值为3.05时，SUVmax预测EGFR突变的敏感度为90.4%，特异度为82.5%。单因素方差分析显示：EGFR19号外显子突变、21号外显子突变及EGFR野生型的组间SUVmax差异有统计学意义（F=3.25，P=0.04）。进一步采用Tukey法进行组间两两比较发现，EGFR突变患者中仅19号外显子突变患者的SUVmax低于野生型患者，差异有统计学意义（7.90±4.80vs.10.06±6.17，F=3.52，P=0.04）；21号外显子突变患者的SUVmax与野生型患者相比，差异无统计学 意 义（8.71±5.45vs.10.06±6.17，F=2.26，P=0.249）。两种不同类型突变患者的SUVmax差异无统计学意义（7.90±4.80vs.8.71±5.45，F=2.29，P=0.634）。

表2 EGFR突变预测指标的单因素及多因素回归分析Tab 2 Univariate and multivariate regression analysis of predictive factors for EGFR mutation status in lung adenocarcinomas

图1 不同EGFR突变状态的肺腺癌患者组间SUVmax比较Fig 1 Comparison of SUVmaxin patients with lung adenocarcinomas according to different EGFR mutation status

讨 论

临床实践中，EGFR突变状态是给予患者靶向治疗的重要参考依据。受限于活检技术及活检标本质量，部分患者较难获取可靠的检测结果。一项基于592例NSCLC患者的回顾性分析研究表明，18F-FDG PET/CT不仅可重新指导NSCLC患者的临床分期和治疗方案的制定，而且可初步预测患者的无病进展时间及总生存时间［11］。在目前的临床实践中，18F-FDG PET/CT常作为NSCLC患者能否接受局部治疗的重要参考依据之一。本研究发现EGFR突变状态与肺腺癌细胞摄取葡萄糖的程度具有明显的相关性，EGFR突变患者的SUVmax显著低于EGFR野生型患者。

研究发现18F-FDG的摄取程度与肿瘤细胞膜上葡萄糖转运体（glucose transporter-1，GLUT-1）的表达量呈正相关，且部分假阴性的病灶中GLUT-1表达量极低［12-15］。GLUT-1与 mTOR 是P13K/Akt通路的下游信号，该通路在调节Warburg效应中发挥重要作用。当P13K/Akt通路被激活时，不仅可提高肿瘤细胞的活性，还能促进肿瘤细胞增殖、血管生成及葡糖糖代谢等恶性生物学行为［16］。Sasaki等［17］研究发现，GLUT-1过表达与 NSCLC 患者的性别、吸烟状态、病理分型及EGFR和Kras基因突变相关。其中，女性、非吸烟、腺癌、EGFR突变、Kras突变患者的GLUT-1表达量相对较低，差异有统计学意义。与EGFR野生型患者相比，EGFR突变患者的GLUT-1表达量相对较低，因此SUVmax较低，这与本研究结果一致。

Carlos等［18］回顾分析了102例临床分期为Ⅲ～Ⅳ期的晚期NSCLC患者的18F-FDG PET/CT图像，认为SUVmax与EGFR突变状态无相关性。该研究中EGFR突变患者仅22例，其中鳞状细胞癌、支气管肺泡癌及未分类NSCLC各1例。相关研究认为鳞状细胞癌细胞的GLUT-1表达量明显高于腺癌细胞，即理论上鳞癌细胞较腺癌细胞更积极地摄取18F-FDG，在临床实践中鳞癌病灶往往具有较高的SUVmax。在样本量较小的情况下，纳入鳞癌患者可能对结果影响较大，以至于部分研究认为SUVmax与EGFR突变状态无相关性，或者EGFR突变患者具有较高的SUVmax［19-21］。本研究在去除非腺癌患者GLUT-1表达差异的影响后进行回顾性分析。与本研究结果类似的是，Suárez等［22］回顾分析了 112例肺腺癌患者中SUVmax与EGFR突变及预后的相关性，认为EGFR突变患者SUVmax低于野生型患者，在患者预后方面SUVmax也有一定预测价值，即低水平SUVmax患者具有更长的生存时间和无疾病进展时间。本研究排除病灶表现为磨玻璃结节（groundglass opacity，GGO）的原因是：肺腺癌病灶早期多数表现为GGO或混合型GGO；GGO病灶摄取葡萄糖的能力较低，往往表现为假阴性，18F-FDG PET/CT对GGO的诊断价值有限，临床实践中常规不推荐18F-FDG PET/CT 用于 GGO 的诊断［23-24］。本研究在剔除鳞癌及GGO对SUVmax的干扰后进行SUVmax与EGFR突变状态相关性分析，因此研究结果更加可靠。

本研究将SUVmax的cut-off值设定为3.05时，预测EGFR突变的敏感度为90.4%，特异度为82.5%。SUVmax作为一个半定量指标，影响因素较多，如患者血糖水平、ROI的勾画、部分容积效应、后处理技术等。按照标准流程测量SUVmax值在EGFR突变状态的预测中同样至关重要。另外，EGFR突变状态位点不同，驱动下游的靶通路及导致的生理学改变也有所不同。Exon19位点缺失和Exon21的L858R位点置换突变在EGFR突变中常见［25］。既往研究认为，Exon19位点缺失患者对靶向EGFR药物的敏感性更高，同时该患者也可能获得更长的无疾病进展时间［26］。本研究将这两种不同类型突变患者与野生型患者的SUVmax分别进行两两比较，结果发现Exon19位点缺失患者的SUVmax低于Exon21位点突变及野生型患者。Choi等［27］也认为Exon21突变患者的SUVmax明显高于Exon19突变（11.6vs.8.2）。但Lee等［28］将所有病例类型的NSCLC患者纳入研究，认为EGFR突变状态与SUVmax无关，且两种基因位点突变患者的SUVmax无明显差异。两不同突变点之间的糖代谢改变差异尚需进一步探讨。

本研究存在以下局限性：（1）本研究虽然样本量较大，但在种族上具有单一性，既往研究认为亚洲人中EGFR突变率最高（高达 47%）［29］；（2）本研究为回顾性分析，结果的可靠性尚需前瞻性研究进行验证；（4）由于部分肺腺癌患者中存在2个或以上基因的突变，该结果对SUVmax的影响需进一步细化。

综上所述，18F-FDG PET/CT半定量参数SUVmax可作为肺腺癌患者EGFR突变状态的独立预测因子，在活检标本质量及活检技术不足的情况下，可根据SUVmax对EGFR突变状态进行无创性评估。