Prognosis of metabolic volume parameters by 18F-FDG PET/CT in stageⅡ—Ⅲ non-small cell lung cancer

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(Department of Nuclear Medicine, the First Affiliated Hospital ofChongqing Medical University, Chongqing 400016, China)

Prognosis of metabolic volume parameters by18F-FDG PET/CT in stageⅡ—Ⅲ non-small cell lung cancer

LIUYing,XULu,ZHOUJing,LIUQian,LIWenbo,PANGHua*

(DepartmentofNuclearMedicine,theFirstAffiliatedHospitalofChongqingMedicalUniversity,Chongqing400016,China)

Objective To evaluate the prognostic value of18F-FDG PET/CT-based metabolic tumor volume (MTV) and total lesion glycolysis (TLG) in stage Ⅱ—Ⅲ non-small cell lung cancer (NSCLC). Methods All of 47 patients with pathological stage on Ⅱ or Ⅲ NSCLC who underwent PET/CT before treatment were retrospectively reviewed.Kaplan-Meiermethod,Log-ranktest andCOXproportional hazard model were used to analyze the relationship between metabolic parameters and overall survival (OS), progression free survival (PFS). MTV were measured using a cutoff of 40% maximum standard uptake value (SUVmax). Results The median OS and PFS was 28.93 and 17.37 months, and the 1-, 2- and 3-year overall survival rate was 80.85% (38/47), 59.57% (28/47), 38.30% (18/47), respectively. Univariate analysis suggested that SUVmax, MTV and TLG had significant differences on OS and PFS (allP<0.05). On multivariate analysis, TLG was a risk factor for PFS (HR=5.591,P<0.001), and MTV was a risk factor for OS (HR=4.369,P<0.001). MTV was correlated with TNM-staging (r=0.449,P=0.012). Conclusion In patients with stage Ⅱ or Ⅲ NSCLC, MTV is a independent significant prognostic factor for OS, and TLG is able to predict the progression.

Carcinoma, non-small-cell lung; Radionuclide imaging; Tomography, X-ray computed; Prognosis

肺癌是全球肿瘤中发病率和死亡率最高的恶性肿瘤之一，而非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC)占肺癌总数的80%～85%[1]。目前，国际抗癌联盟(Union for International Cancer Control, UICC)的TNM分期系统是对NSCLC患者预后评估的最常用方法，但相同分期患者间仍存在较大生存差异。近年来，具有解剖定位和功能显像双重优势的18F-FDG PET/CT广泛地应用于肿瘤诊治过程中[2]，最大标准化摄取值(maximum standard uptake value, SUVmax)在NSCLC的诊断、分期、疗效评估方面有较高的价值[3]，但有研究[4-5]证明其不是NSCLC的独立预后因素；可代表肿瘤代谢负荷的代谢体积参数，如肿瘤代谢体积(metabolic tumor volume, MTV)[5-8]和糖酵解总量(total lesion glycolysis, TLG)[4-5,9-10]亦具有一定的预后评估价值。本研究探讨MTV和TLG评估Ⅱ～Ⅲ期NSCLC患者的预后价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 回顾性分析2012年4月—2013年10月于我院PET/CT中心接受18F-FDG PET/CT检查的治疗前NSCLC患者47例，男38例，女9例，年龄48～83岁，中位年龄63.0岁；其中手术治疗10例，非手术治疗37例；腺癌25例，非腺癌22例；TNM分期Ⅱ期20例，Ⅲ期27例。

纳入标准：①经细胞学或组织病理学确诊为NSCLC；②根据UICC的TNM分期标准，肿瘤分期为Ⅱ或Ⅲ期；③无严重肺功能障碍及其他系统疾病；④积极治疗，接受手术或放、化疗等综合治疗；⑤长期规律随访，资料完整。

1.2 仪器与方法 采用Philips Gemini TF 64 PET/CT机；18F- FDG由我科医用回旋加速器生产，放化纯度>95%。检查前患者空腹6 h以上，空腹血糖≤7.0 mmol/L。静脉注射18F-FDG显像剂，剂量3.70～5.55 MBq/kg体质量，安静休息1 h，饮水、排尿，行PET/CT显像，扫描范围为颅顶至大腿根部。CT扫描参数：电压120 kV，电流100 mA，层厚4.0 mm，PET扫描参数：4D采集，层厚4.0 mm，头颈部扫描 5 min/床位，头颈部以下部位3 min/床位；CT扫描数据采用衰减校正，迭代法重建图像，获得的矢状位、冠状位、轴位图像传至EBW工作站。

1.3 图像分析 由2名PET/CT诊断经验丰富的医师结合视觉判读和半定量分析法，目测病灶18F-FDG摄取程度。以SUVmax的40%为阈值[11-12]，如视觉分析发现的原发病灶及转移灶，在PET/CT融合图自动勾画感兴趣容积(volume of interest, VOI)，对各层轮廓逐层进行手动修改。记录病灶的SUVmax、SUVmean、MTV，计算TLG：TLG=MTV×SUVmean，获得每个病灶的TLG。SUVmax取患者所有病灶中最大值，MTV、TLG取所有病灶的总和。

1.4 观察事件 无进展生存期(progression free survival, PFS)为患者从病理确诊到疾病进展或疾病尚未进展的末次随访时间；总生存期(overall survival, OS)为患者从病理确诊到死亡或末次随访的时间。疾病进展标准：影像学随访明确提示肿瘤复发或转移；或影像学随访结果不明确，但临床判断为复发或转移且调整相应治疗策略。所有患者至少随访3年，记录患者从确诊到死亡或最后一次随访的生存时间，存活时间以月表示。

1.5 统计学分析 采用SPSS 17.0统计分析软件。所有数据均不符合正态分布，计量资料以中位数表示；计数资料以频数表示。以中位数作为连续变量的截断值并进行分组。采用Kaplan-Meier法描绘生存曲线，采用Log-rank检验，并利用COX单、多因素回归模型对患者的多个临床变量进行单、多因素统计分析。单因素分析中P<0.2的变量进入多因素分析，并对多因素分析中的独立预后因素行Pearson相关分析。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

对46例患者的中位随访时间为29.23(2.87～49.73)个月。肿瘤最大直径、SUVmax、MTV、TLG的中位数及范围分别为3.40(1.50～14.70)cm、14.33 (5.23～34.58)、18.91(2.12～286.91)cm3、145.30(6.32～2 960.54)，均以中位数为截断值进行分组。所有患者整体中位OS为28.93个月，中位PFS为17.37个月。1年、2年、3年整体生存率分别为80.85%(38/47)、59.57%(28/47)、38.30%(18/47)，1年、2年、3年疾病无进展生存率分别为61.70%(29/47)、36.17%(17/47)、21.28%(10/47)。高MTV、高TLG患者和低MTV、低TLG的患者的PET/CT图像见图1、2。

在单因素分析中，肿瘤最大直径(≤3.4 cm与>3.4 cm)、TNM分期(Ⅱ期与Ⅲ期)、是否手术、SUVmax(≤14.33与>14.33)、MTV(≤18.91 cm3与>18.91 cm3)、TLG(≤145.30与>145.30)组别间患者的OS和PFS差异均有统计学意义(P均<0.05)。TLG>145.30与≤145.30患者疾病中位PFS为9.57个月和29.27个月[危险率比(harzardratio, HR)=5.591，P<0.05]，MTV>18.91 cm3与≤18.91 cm3患者中位OS为15.83个月和39.37个月(HR=4.369，P<0.05)，代谢体积参数的Kaplan-Meier生存曲线见图3～6，COX模型单因素分析结果见表1。经Kaplan-Meier法或COX模型分析，不同年龄(≤63.0岁与>63.0岁)、性别及病理分型(腺癌与非腺癌)的组别间患者OS和PFS的差异均无统计学意义(P均>0.05)。

图3 不同MTV患者的OS生存曲线 图4 不同TLG患者的OS生存曲线

肿瘤最大直径、是否手术、TNM分期、SUVmax、MTV、TLG被纳入多因素分析。对于PFS，只有TLG进入方程，其HR为5.591[95%CI(2.746,11.383)，P<0.001]，是NSCLC患者疾病无进展生存的独立预后因素。对于NSCLC患者的OS(表2)，TNM分期、MTV、TLG进入方程，且HR均大于1，均与NSCLC患者整体生存时间有关，但仅TNM分期(P<0.05)、MTV(P<0.05)组间的生存时间差异有统计学意义，TNM分期和MTV是Ⅱ～Ⅲ期NSCLC患者整体生存的独立预后因素。

MTV和TNM分期均是NSCLC患者整体生存的独立预后因素，且MTV与TNM分期存在相关性(r=0.449，P=0.012)。

表2 NSCLC患者OS的多因素COX模型分析

图5 不同MTV患者的PFS生存曲线 图6 不同TLG患者的PFS生存曲线

3 讨论

本研究中，通过对患者疾病PFS的多因素分析，发现仅TLG进入方程，并且是其独立预测因素(HR=5.591，P<0.05)，与Keam等[10]的研究结果一致。临床约30%的NSCLC患者在初诊时已处于Ⅲ期，而Ⅱ期患者尤其已有淋巴结转移较易进展为Ⅲ期，且Ⅱ～Ⅲ期NSCLC治疗方案有多种，尤其对于Ⅲ期患者，目前多采用手术、化疗、放疗的综合治疗，但术后并发症发生率及死亡率均较高[13]。本研究选取Ⅱ～Ⅲ期NSCLC患者，发现高TLG提示肿瘤进展较快，建议对治疗前高TLG患者选择偏积极的治疗方案以延缓进展；当不确定肿瘤进展时，应积极调整治疗策略以获得较好的预后；对于患者整体生存的多因素分析中，MTV和TNM分期均进入方程，高MTV和较低MTV患者具有较高的相对危险度(HR=3.790)，Ⅲ期较Ⅱ期患者具有较高的相对危险度(HR=4.021)，且二者均是独立预后因素(P均=0.001)，与既往研究[6-8]结果相似；相关分析显示MTV与TNM分期具有相关性(r=0.449,P=0.012)。TNM分期是被公认的预后因素[14]，提示MTV有较准确的预测预后能力。

目前，关于SUVmax、MTV、TLG对肿瘤的预后价值均存在争议，但近年来发现MTV和TLG优于SUVmax的预测价值[4-5]。本研究中，SUVmax在多因素COX模型分析中，未进入方程，提示SUVmax不是NSCLC患者的预后因素，与既往研究[4-5,14]结果一致，因SUVmax代表肿瘤代谢的活性程度而不能体现肿瘤代谢负荷。TLG包括代谢程度和代谢体积两个重要因素，可能更能代表肿瘤代谢负荷，可能是较MTV更佳的预后因素，但本研究发现仅MTV是与长期预后有关的独立预后因素。SUVmax受诸多因素的影响，如体质量、血糖、图像重建方法、噪声、容积效应等，而MTV和TLG是基于SUVmax获得的数据，两者一定程度也受SUVmax的影响；而通过TLG的计算，其所受影响远大于MTV，可能是代谢体积参数尤其是TLG的一个局限性。本研究多因素分析中，TLG相对危险度较高(HR=1.291)，提示其仍与NSCLC患者长期预后相关，但不是独立预后因素(P=0.656)，与既往研究[4-5]结果不一致，可能与本研究样本量较小有关。

目前，关于代谢体积参数另一较大的争议是MTV测量的可重复性[15]。本研究对MTV的测量采用最大值阈值法(SUVmax的固定百分数)，该方法简单，可重复性较好，但可能高估功能过高的靶组织体积，低估功能过低的靶组织体积[16]；笔者在参考其他研究[11-12]的基础上选取40% SUVmax作为阈值，采用3D ROI实现自动勾画，增加测量的可操作性与简便性；对与周围非肿瘤高摄取区分界不清的层面进行手动修正；并将每个病灶的VOI中心点定位于SUVmax所在的像素，减少了测量者间的偏差。

本研究的局限性：为回顾性研究，对于病例的同质性无前瞻性研究好，如治疗方案的差异；研究对象为Ⅱ、Ⅲ期NSCLC患者，不能体现MTV作为NSCLC患者预后的总体价值；样本量较小，尚需前瞻性、多中心、大样本的研究进一步证明18F-FDG PET/CT代谢体积参数对于Ⅱ、Ⅲ期NSCLC患者的预后价值。

综上所述，本研究结果显示MTV是Ⅱ、Ⅲ期NSCLC患者整体生存的独立预测因素，TLG可预测Ⅱ、Ⅲ期NSCLC患者疾病进展。

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刘影(1991—)，女，重庆人，在读硕士。研究方向：非小细胞肺癌影像表现。E-mail: 564739810@qq.com

庞华，重庆医科大学附属第一医院核医学科，400016。E-mail: phua1973@163.com

2016-11-18

2017-04-08

18F-FDG PET/CT代谢体积参数对Ⅱ～Ⅲ期非小细胞肺癌的预后分析

刘 影，许 璐，周 静，刘 倩，李文波，庞 华*

(重庆医科大学附属第一医院核医学科，重庆 400016)

目的 评估基于18F-FDG PET/CT的肿瘤代谢体积(MTV)和糖酵解总量(TLG)对Ⅱ～Ⅲ期非小细胞肺癌(NSCLC)患者的预后价值。方法 回顾性分析治疗前接受18F-FDG PET/CT检查并经病理确诊的47例Ⅱ、Ⅲ期NSCLC患者的资料。采用Kaplan-Meier法、Log-rank检验及COX比例风险模型分析代谢体积参数、总生存期(OS)和无进展生存期(PFS)的关系。MTV的测量以40%最大标准化摄取值(SUVmax)为阈值。结果 所有患者中位OS为28.93个月，中位PFS为17.37个月；1年、2年、3年整体生存率分别为80.85%(38/47)、59.57%(28/47)、38.30%(18/47)。单因素分析显示SUVmax、MTV、TLG与OS和PFS均有关系(P均<0.05)；多因素分析显示高TLG是PFS的危险因素(HR=5.591，P<0.001)，高MTV是OS的危险因素(HR=4.369，P<0.001)。MTV与TNM分期存在相关性(r=0.449，P=0.012)。结论 MTV是Ⅱ、Ⅲ期NSCLC患者整体生存的独立预测因素，TLG则可预测Ⅱ、Ⅲ期NSCLC患者疾病进展。

癌，非小细胞肺；放射性核素显像；体层摄影术，X线计算机；预后

R734.2; R817

A

1003-3289(2017)08-1211-05

10.13929/j.1003-3289.201611090