鼻咽癌18F-FDG PET/CT 代谢参数与EGFR表达水平的相关性研究

黄筱晓 崔惠勤 滕才钧 韦建林 覃丽兰 邓燕云

广西省柳州市工人医院核医学科 545000

鼻咽癌是头颈部常见的上皮来源的恶性肿瘤之一。18F-FDG PET/CT 具有可提供全身显像的信息及反映病灶内部的代谢情况等优势，目前已被广泛应用于鼻咽癌的诊断。表皮生长因子受体（epidermal growth factor receptor，EGFR）属于内源性受体型酪氨酸激酶家族，EGFR 蛋白的过表达与头颈部恶性肿瘤的分化程度和增殖密切相关[1]，EGFR 高表达的恶性肿瘤通常意味着预后不良[2]。头颈部恶性肿瘤中EGFR 的高表达会造成肿瘤细胞对放疗的抗性[3]。由于受到鼻咽癌发病部位的限制及其高度的放疗敏感性，放疗已成为治疗鼻咽癌的首选方式。以往有关于EGFR 蛋白表达情况的临床检测主要以病理免疫组织化学法为主，但该方法属于有创性检查。Lee 等[4]的研究结果表明，EGFR 的表达水平与恶性肿瘤对18F-FDG 摄取率的高低密切相关。本研究通过综合分析鼻咽癌患者的临床资料及18F-FDG PET/CT 检查的相关代谢参数对EGFR 表达水平的影响，探讨18F-FDG PET/CT 检查是否可以作为评估鼻咽癌患者治疗前EGFR 表达水平的影像学手段。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性分析2017 年1 月至2019 年11 月广西省柳州市工人医院核医学科收治并经组织病理学检查确诊为鼻咽癌的61 例患者的临床资料和18F-FDG PET/CT 影像资料，其中男性44 例、女性17 例，年龄21～84（57.8±6.2）岁。纳入标准：经组织病理学检查确诊为鼻咽癌。排除标准：患有其他恶性肿瘤；患有严重的心、肝、肺、肾疾病。收集患者的性别、年龄、肿瘤最大径、病理分型、肿瘤T 分期等资料，T 分期参考鼻咽癌第8 版美国癌症联合委员会/国际抗癌联盟分期系统[5]，病理分型参考WHO 分类标准[6]。

所有患者均于检查前签署了知情同意书。本研究符合《赫尔辛基宣言》的原则。

1.2 PET/CT 显像方法

所有患者均于放化疗前行全身18F-FDG PET/CT显像。显像剂18F-FDG由日本住友公司提供，放射化学纯度＞95%，采用德国西门子公司的Biograph mCT PET/CT 仪进行显像。检查前常规检测血糖并控制空腹血糖＜11.11 mmol/L，所有患者均禁食6 h 以上。通过静脉注射18F-FDG，剂量为3.7～5.5 MBq/kg，50 min 后开始采集图像。CT 扫描方式为螺旋扫描，扫描参数：管电压120 kV、管电流120～150 mA、扫描视野 50 cm、层厚5 mm、层间隔4.25 mm。CT 图像采集结束后，在同一范围内再行PET 图像采集，采集总床位数根据患者身高及CT 扫描范围而定，1.5～3.0 min/床位，重建层厚2 mm。PET 图像采集结束后，将二者的图像传送至Xeleris 工作站进行后处理。

1.3 图像分析

由2 名具有副高级以上职称的核医学科医师共同阅片，以CT 图像中可见鼻咽部黏膜非对称性增厚或鼻咽部异常软组织影、同层面PET 图像病灶处的SUVmax≥2.5 作为鼻咽癌的诊断标准[7]。将61例鼻咽癌患者的PET/CT 原始图像数据导入图像后处理工作站中，采用德国西门子Syngo TrueD VE13A软件进行代谢参数的测量，以SUVmax=2.5 作为固定阈值，SUVmax的40%作为勾画原发灶边界的临界值，通过后处理软件自动勾画ROI，采用软件自适应算法自动计算ROI 的SUVmax、平均标准化摄取值（mean standardized uptake value，SUVmean）、肿瘤代谢体积（metabolic tumor volume，MTV），并根据公式计算糖酵解总量（total lesion glycolysis，TLG）：TLG=SUVmean×MTV。

1.4 免疫组化染色

所有肿瘤标本经10%福尔马林溶液固定及常规组织切片后，采用福州迈新生物技术开发公司生产的鼠抗人EGFR 单克隆抗体染色剂，通过链霉菌抗生物素蛋白-过氧化物酶连结（SP）法行EGFR免疫组化染色。EGFR 多位于细胞膜，少数位于细胞浆，当二者之一出现棕色颗粒时，视为EGFR阳性。

1.5 结果判读标准

在病理切片肿瘤细胞最密集处采用完全随机法选取5 个400 倍视野进行评估，根据细胞染色强度及阳性细胞数占总视野中细胞总数的百分比进行半定量分析。染色强度评分标准：无色为0 分，淡黄色为1 分，棕黄色为2 分，棕褐色为3 分。阳性细胞百分比评分标准：0 分为阴性，1 分为阳性细胞百分比≤10%，2 分为阳性细胞百分比为11%～50%，3 分为阳性细胞百分比为51%～75%，4 分为阳性细胞百分比＞75%。以阳性细胞百分比×细胞染色强度所得的综合评分对EGFR 进行分级：0 分为阴性（-），1～4 分为弱阳性（+），5～8 分为阳性（++），9～12 分为强阳性（+++）[8]。将EGFR 表达水平为阴性及弱阳性的患者归为EGFR 低表达组，EGFR表达水平为阳性及强阳性的患者归为EGFR 高表达组[9]。

1.6 统计学方法

应用SPSS 25.0 软件对所有数据进行统计学分析。采用χ2检验或Fisher 确切概率法（当单元格频数＜5 时，采用Fisher 确切概率法）对不同EGFR 表达组患者的性别、肿瘤T 分期、最大径、病理分型等计数资料进行比较。经S-W 小样本正态检验后，结果显示SUVmax、MTV、TLG 等计量资料为偏态分布，采用M（P25，P75）表示，两样本的组间比较采用Mann-WhitneyU秩和检验；年龄等计量资料符合正态分布，以±s表示，组间比较采用独立样本t检验（方差齐）。采用单因素Logistic 回归方程评估临床病理因素、代谢参数等因素对EGFR 表达水平的影响；把单因素分析中差异有统计学意义的因子（P＜0.05）纳入多因素Logistic 回归分析模型中，评估影响EGFR 表达水平的独立影响因素。绘制鼻咽癌患者代谢参数的ROC 曲线，并计算AUC，评估其诊断效能，以AUC＞0.5 作为评估标准，AUC越接近1，表明诊断效能越好。P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 临床资料与EGFR 表达水平的关系

61 例鼻咽癌患者EGFR 的表达情况：阴性4 例、弱阳性23 例、阳性18 例、强阳性16 例；EGFR低表达27 例（低表达组）、高表达34 例（高表达组）；61 例鼻咽癌患者EGFR 阳性表达率为93%（57/61）。61 例鼻咽癌患者肿瘤T 分期情况：T1期8 例、T2期20 例、T3期18 例、T4期15 例。EGFR高表达组与EGFR 低表达组的肿瘤T 分期、肿瘤最大径之间的差异均有统计学意义（均P＜0.05），而性别、年龄、病理分型之间的差异均无统计学意义（均P＞0.05）（表1）。

表1 不同EGFR 表达组的61 例鼻咽癌患者的临床资料比较Table 1 Comparison of clinical data of 61 nasopharyngeal carcinoma patients between different epidermal growth factor receptor expression groups

2.2 PET/CT 代谢参数与EGFR 表达水平的关系

61 例鼻咽癌患者中，EGFR 高表达组的SUVmax、MTV、TLG 的中位数均明显高于EGFR 低表达组，且差异均有统计学意义（均P＜0.05）（表2）。

表2 不同EGFR 表达组的61 例鼻咽癌患者的PET/CT 代谢参数比较[ M（P25，P75）]Table 2 PET/CT metabolism comparison of 61 nasopharyngeal carcinoma patients between different epidermal growth factor receptor expression groups [M（P25, P75）]

2.3 影响EGFR 表达水平相关指标的单因素及多因素分析

单因素Logistic 回归分析结果表明，肿瘤T 分期、肿瘤最大径、SUVmax、MTV、TLG 是EGFR表达水平的影响因素；当患者EGFR 呈高表达时，肿瘤组织的SUVmax、MTV、TLG 越高，其临床分期越晚，肿瘤体积越大（表3）。多因素Logistic 分析结果显示，SUVmax（OR=1.340，95%CI：1.019～1.764，P=0.036）是预测 EGFR 高表达的独立因素（表4）。

表3 61 例鼻咽癌患者EGFR 高表达的单因素Logistic 回归分析结果Table 3 Univariate Logistic regression analysis of high expression of epidermal growth factor receptor in 61 patients with nasopharyngeal carcinoma

表4 61 例鼻咽癌患者EGFR 高表达的多因素Logistic 回归分析结果Table 4 Multivariate Logistic regression analysis of high expression of epidermal growth factor receptor in 61 patients with nasopharyngeal carcinoma

2.4 18F-FDG PET/CT 代谢参数诊断效能的比较

由图1 可见，SUVmax预测EGFR 高表达的最佳临界值为16.39（AUC=0.815，95%CI：0.709～0.921，P＜0.01）；MTV 的最佳临界值为136.29 cm3（AUC=0.682，95%CI：0.548～0.816，P=0.015）；TLG 的最佳临界值为19.28（AUC=0.670，95%CI：0.535～0.805，P=0.023）；SUVmax的诊断效能优于MTV和TLG。以上述SUVmax、MTV、TLG 临界值诊断鼻咽癌的灵敏度分别为58.8%、50.0%、41.2%，特异度分别为96.3%、85.2%、96.3%。

图1 18F-FDG PET/CT 代谢参数预测鼻咽癌EGFR 高表达的ROC 曲线 FDG 为氟脱氧葡萄糖；PET/CT 为正电子发射断层显像计算机体层摄影术；EGFR 为表皮生长因子受体；ROC 为受试者工作特征；SUVmax 为最大标准化摄取值；TLG 为肿瘤糖酵解总量；MTV 为肿瘤代谢体积Figure 1 18F-FDG PET/CT metabolic parameters predict the receiver operating characteristic curve of epidermal growth factor receptor high expression

2.5 典型病例的影像学表现

鼻咽癌EGFR 高表达患者的SUVmax、MTV、TLG 均高于低表达患者（图2、3），EGFR 高表达患者肿瘤原发灶的侵犯范围较低表达患者更广。

图2 EGFR 高表达的鼻咽癌患者（男性，45 岁）鼻咽部18F-FDG PET/CT 显像图及免疫组化染色图 A 为CT 平扫图，鼻咽右侧壁见一巨大肿块影，肿块侵犯后鼻腔、咽旁间隙、颅底骨；B 为PET 图，C 为PET/CT 融合图，鼻咽部肿瘤可见18F-FDG 摄取增高，SUVmax=21.4、MTV=18.8 cm3、TLG=180.9；D 为免疫组化染色图（×100），EGFR 表达呈强阳性。EGFR 为表皮生长因子受体；FDG为氟脱氧葡萄糖；PET 为正电子发射断层显像术；CT 为计算机体层摄影术；SUVmax 为最大标准化摄取值；MTV 为肿瘤代谢体积；TLG 为肿瘤糖酵解总量Figure 2 Nasopharyngeal PET/CT imaging and immunohistochemical staining of a 45-year-old man with high epidermal growth factor receptor expression in nasopharyngeal carcinoma

图3 EGFR 低表达的鼻咽癌患者（男性，66 岁）鼻咽部18F-FDG PET/CT 显像图及免疫组化染色图 A 为CT 平扫图，鼻咽顶后壁及右侧壁黏膜增厚；B 为PET 图，C 为PET/CT 融合图，鼻咽部肿瘤可见18F-FDG 摄取增高，SUVmax=7.5、MTV=5.3 cm3、TLG=10.8；D 为免疫组化染色图（×40），EGFR 表达呈弱阳性。EGFR 为表皮生长因子受体；FDG 为氟脱氧葡萄糖；PET 为正电子发射断层显像术；CT 为计算机体层摄影术；FDG 为氟脱氧葡萄糖；SUVmax 为最大标准化摄取值；MTV 为肿瘤代谢体积；TLG 为肿瘤糖酵解总量Figure 3 Nasopharyngeal PET/CT imaging and immunohistochemical staining of a 66-year-old man with low epidermal growth factor receptor expression in nasopharyngeal carcinoma

3 讨论

EGFR 是ErbB 受体家族中的跨膜糖蛋白，EGFR 的激活可诱导酪氨酸激酶的磷酸化，提高肿瘤对周围组织的侵袭能力，促进肿瘤细胞的增殖，加速血管生成。EGFR 在头颈部、乳腺、肺、消化系统[10-12]等恶性肿瘤中高表达，并与肿瘤的发展和预后相关。相关研究结果表明，EGFR 在鼻咽癌中的阳性表达率为30%～95%[9,13-14]。王勇等[9]对120例鼻咽癌患者的活检标本进行分析，其EGFR 总阳性表达率为88.3%。本研究中EGFR 的阳性表达率为93.44%，稍高于既往研究结果，其可能原因为入组的T1期鼻咽癌患者较少，多数为T2～T4期的患者，且本研究中EGFR 表达阴性的患者多为T1期。Bossi 等[3]研究发现，头颈部肿瘤中EGFR的高表达易引起肿瘤组织的放疗抵抗及放疗后复发，EGFR 同时也是预测头颈部肿瘤预后不佳的独立危险因素。于剑飞等[13]的研究结果表明，同步放化疗联合应用EGFR 靶向药物（尼妥珠单抗）可显著改善晚期鼻咽癌患者的生存质量，降低复发率。因此，近年来以EGFR 为靶向药物治疗鼻咽癌的研究越来越得到临床的重视，EGFR 靶向药物联合放化疗抑制鼻咽癌细胞的增殖效果明显优于单纯放化疗，可提高肿瘤细胞对放疗的敏感性，远期生存率较单纯放疗更高[14]。

由于受限于活体组织检查技术及标本的质量，部分鼻咽癌患者无法行免疫组化检查以明确EGFR蛋白的表达情况。近年来PET/CT 已在肿瘤影像中得到广泛应用，黄鹏等[15]对30 例非小细胞肺癌患者的研究结果表明，肺癌病灶中18F-FDG 高摄取的区域较18F-FDG 低摄取的区域EGFR 表达水平更高，EGFR 表达水平与肺癌病灶的SUVmax呈正相关，SUVmax可以为放疗剂量的确定提供依据。Lee 等[4]的研究结果亦表明，EGFR 的表达水平是乳腺癌18F-FDG 摄取的主要及独立的决定因素。本研究结果显示，鼻咽癌EGFR 高表达组与低表达组间SUVmax的差异有统计学意义，单因素回归分析结果显示，SUVmax与EGFR 的表达水平具有一定的相关性。此外，我们还增加了MTV、TLG 2 个观察指标，因为SUVmax主要反映的是病灶ROI 内肿瘤细胞的最大代谢活性，无法准确反映肿瘤整体的代谢情况。另外，SUVmax易受肿瘤T 分期、肿瘤体积、18F-FDG 摄取时间等多因素的影响[16-18]，不是反映肿瘤组织代谢情况的最佳指标。近年来，18F-FDG PET/CT 代谢参数中的MTV 受到广泛关注，MTV 反映的是当肿瘤组织处于某个特定的SUV 时（通常将SUV≥2.5 作为观测指标），其内具有异常代谢活性的肿瘤的体积；TLG 是在肿瘤组织的SUVmean×MTV 的基础上计算而得，其既能反映MTV，又兼顾了肿瘤组织的糖酵解水平；相比SUVmax，MTV和TLG 能给临床提供更多的诊断信息[19]。杨易等[20]研究发现，MTV 和TLG 在鼻咽癌转移组与无转移组中的差异有统计学意义，MTV对于鼻咽癌淋巴结转移的诊断效能优于TLG 和SUVmax，此外MTV 还可预测肿瘤组织的恶性程度及临床分期。张倩等[21]对乳腺癌的淋巴结转移及远处转移的研究结果显示，转移组的SUVmax、MTV和TLG 均高于无转移组，且差异均有统计学意义。

目前国内外关于鼻咽癌EGFR 表达水平与SUVmax、MTV 和TLG 的相关性报道鲜见，国内外对肿瘤组织EGFR 的表达水平与代谢参数的相关性的研究主要以非小细胞肺癌为主。姜阳等[22]对105 例非小细胞肺癌患者的研究结果显示，EGFR突变组患者的MTV 和TLG 均显著低于野生组，SUVmax和MTV 是预测EGFR 突变的独立影响因素，ROC 曲线结果表明，MTV 预测EGFR 突变的AUC 的价值大于TLG 和SUVmax，其诊断效能最佳。Surov 等[23]对宫颈癌患者的研究结果显示，SUVmax、MTV 和TLG 与EGFR 的表达水平呈正相关，MTV 和TLG 能反映宫颈癌患者EGFR 的表达情况。Lin 等[24]对头颈部鳞癌患者的研究结果亦表明，SUVmax、MTV 和TLG 与EGFR 的过表达相关。

在本研究中，EGFR 低表达组的SUVmax、MTV 和TLG 均低于EGFR 高表达组，这可能与肿瘤组织的生物学活性相关，EGFR 低表达组的鼻咽癌患者多为早期患者，其恶性程度、侵袭范围低于高表达组，细胞增殖能力亦弱于高表达组，因此所需葡萄糖能量不及高表达组。鼻咽癌EGFR 表达水平与SUVmax、TLG 和MTV 相关，其原因可能为EGFR 的过表达激活内源性酪氨酸激酶，促进酪氨酸激酶及细胞内信号分子磷酸化，通过Ras-丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）、磷脂酰肌醇-激酶（PI3K）/蛋白激酶B（AKT）等途径促进葡萄糖转运体增加，同时促进组织细胞的快速增殖及新生血管的生成[25]，肿瘤组织对葡萄糖的需求加大，18F-FDG作为葡萄糖的衍生物，EGFR 高表达的肿瘤组织对18F-FDG 的摄取率亦增高。此外，本研究通过采用Syngo 软件自动勾画鼻咽癌代谢病灶的边缘，自动计算病灶的MTV、TLG，此操作可重复性高，避免了以往手动勾画所造成的误差。

在本研究中，我们还探讨了性别、年龄、病理分型、肿瘤T 分期、肿瘤最大径等因素对鼻咽癌EGFR 表达水平的影响，结果显示EGFR 的表达水平与肿瘤T 分期和肿瘤最大径呈正相关，而与性别、年龄和病理分型等因素无关，与奚少彦等[26]的研究结果基本相符。单因素分析结果显示，肿瘤T 分期和肿瘤最大径、SUVmax、MTV 和TLG与鼻咽癌EGFR 表达水平呈正相关，可以作为预测EGFR 表达水平的因素，而性别、年龄、病理分型与EGFR 表达水平无关；多因素分析结果显示，SUVmax可以作为预测EGFR 表达水平的独立因素，而MTV、TLG、肿瘤T 分期和肿瘤最大径与EGFR 表达水平无关，其原因可能为TLG 是由MTV 和SUVmean的乘积而得，受到肿瘤体积、MTV及SUVmean的影响，而肿瘤T 分期主要以肿瘤的侵犯范围来划分，肿瘤体积亦会影响T 分期。在MTV、TLG、肿瘤T 分期与肿瘤最大径的相互影响降低了它们对EGFR表达水平的预测能力。

本研究通过对ROC 曲线的分析结果显示，SUVmax对于预测EGFR 表达水平的诊断效能优于MTV 和TLG，MTV 和TLG 对于预测EGFR 表达水平的诊断效能大致相仿，当SUVmax临界值为16.39时，AUC 为0.815，其灵敏度、特异度分别为58.8%、96.3%。综合以上结果，SUVmax、MTV、TLG、肿瘤T 分期和肿瘤最大径与鼻咽癌EGFR 表达水平具有一定的关联性，特别是SUVmax，可以作为预测EGFR 表达水平的独立影响因素，这一特点能为无法取得活体组织检查或无法行免疫组化检查的鼻咽癌患者在放化疗前预测EGFR 表达水平提供一定的影像学依据，有助于临床医师选择治疗方法及预测患者的放疗效果。

综上所述，18F-FDG PET/CT 代谢参数SUVmax可作为鼻咽癌患者EGFR 表达水平的独立预测因素，在活体组织检查技术不足或标本质量不佳的情况下，临床上可根据鼻咽癌患者SUVmax的结果对EGFR 表达水平进行无创性评估。

利益冲突 本研究由署名作者按以下贡献声明独立开展，不涉及任何利益冲突。

作者贡献声明 黄筱晓负责研究命题的提出与设计、数据的收集与分析、论文的撰写；崔慧勤、邓燕云负责论文的写作指导与完善；滕才钧、韦建林负责相关数据的收集与分析；覃丽兰负责患者临床资料和影像资料的收集与处理。