18F-FDG PET/CT在预测乳腺癌分子表型中的价值

李运轩，沈 聪，郑安琪，高俊刚，白 璐，李 艳，段小艺

（西安交通大学第一附属医院医学影像科PET/CT室，陕西西安 710061）

乳腺癌位居我国女性肿瘤发病率第一位，死亡率居第六位，并且有逐年上升趋势[1-2]。研究证实，乳腺癌雌激素受体（estrogen receptor,ER）、孕激素受体（progesterone receptor,PR）、人表皮生长因子受体2（human epidermal growth factor receptor 2,HER2）、增殖细胞核抗原（Ki-67）、p53的表达水平与患者治疗选择及预后密切相关。实时监测与动态监测此类受体、基因的表达水平，对于肿瘤的个体化治疗意义重大[3-4]。

组织病理学检查为有创性，而正电子发射计算机断层（positron emission tomography/computed tomog⁃raphy,PET/CT）为无创性技术，融合了功能代谢成像与解剖结构成像，能从分子水平显示病变生物代谢信息，被公认为肿瘤精准诊疗的最有力工具。18F-脱氧葡萄糖(18F-fluorodeoxy glucose,18F-FDG)是PET/CT成像中最常用的显像剂，在肿瘤的诊断、分期、疗效评价、预后预测方面发挥重要作用。

本研究通过观察18F-FDG PET/CT成像参数与乳腺癌多种受体及其基因表达间的关系，探索其在预测乳腺癌相关受体、基因表达中的价值，为患者个体化治疗与预后判断提供参考依据。

1 资料与方法

1.1 资料来源回顾性收集2016年11月至2020年6月在西安交通大学第一附属医院因乳腺癌行18FFDG PET/CT检查的女性患者共111例。纳入标准：①成像前后2周内穿刺活检或术后病理证实为乳腺癌；②病理分型与分子分型资料完整；③成像前未行任何抗肿瘤治疗。排除标准：①病变太小，PET/CT显示阴性（n=5）；②病变弥漫或多灶性，无法准确勾画感兴趣区（n=5）；③成像前已行新辅助化疗或其他抗肿瘤治疗者（n=4）。本研究经西安交通大学第一附属医院伦理委员会审批通过。

1.2 PET/CT仪器与检测方法成像设备为荷兰飞利浦公司Gemini TF 64 PET/CT成像仪。18F-FDG为本院自行制备，所用设备为GE MINItrace小型回旋加速器和FDG合成模块，放射化学纯度>99%，内毒素及细菌学检测阴性，符合放射性药品使用要求。检查前空腹6 h以上，血糖<11.1 mmol/L，经肘静脉注射18F-FDG 3.7 MBq/kg，安静休息60 min后行PET/CT全身扫描，扫描范围自颅顶至股骨中上段。CT设置管电压120 kV，自动毫安秒，矩阵512×512，重建层厚5 mm。PET采集7～10个床位，每个床位1.5 min。通过CT对PET图像进行衰减校正，迭代法重建，在EBW工作站显示MIP、PET、CT及融合图像。

1.3 图像判读与代谢参数获得由2名高年资

PET/CT诊断医师共同阅片，确定病灶位置及范围。在计算代谢参数时，以乳腺原发灶SUVmax 40%为阈值自动勾画感兴趣区，获得乳腺原发灶的最大标准摄取值（maximum standardized uptake uptake value,SUVmax）、平均标准摄取值（mean standardized up⁃take value,SUVmean）、肿瘤代谢体积（metabolic tu⁃mor volume,MTV）和病灶糖酵解总量（total lesion glycolysis,TLG）。

1.4 免疫组化方法检测ER、PR、p53、Ki-67、HER2

表达ER、PR、p53、Ki-67以细胞核中出现棕黄色颗粒为阳性表达，根据阳性表达细胞占涂片中所有细胞的 比 例 将ER、PR、p53分 为0、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%共11个等级。ER和PR表达指数≥1%为阳性[5]；p53表达指数≥10%为阳性。Ki-67根据阳性细胞比例分为0、5%、10%、15%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%共13个等级，表达指数≥15%为阳性[6]。

HER2以细胞膜着色程度分为0（肿瘤细胞完全没有着色）、+（有任何比例的肿瘤细胞膜呈不完整的、微弱的着色）、⧺（>10%的浸润性癌细胞呈弱至中度完整的细胞膜着色，或<30%的浸润性癌细胞呈现强的完整的细胞膜着色）、⧻（>30%的肿瘤细胞呈现强的完整的细胞膜着色），其中，0、+为阴性，⧻为阳性。⧺加做FISH检测，FISH扩增则为HER2阳性，未扩增为阴性[7]。

1.5 统计学分析采用SPSS 20.0统计软件进行统计学分析。符合正态分布的计量资料采用平均值±标准差表示，不符合者采用中位数表示。相关性检验使用Spearman相关性检验，二分类差异性检验使用非参数T检验，不同分子分型之间的差异性检验使用方差分析。以免疫组化分析方法中的标准将ER、PR、Ki-67的表达分为阴性或阳性，以SUVmax为待测指标，绘制SUVmax预测ER、PR、Ki-67表达的受试者工作特征曲线（ROC曲线），根据约登指数法求出最佳临界预测值。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 纳入患者临床资料最终纳入97例，均为女性，年龄20～84岁，中位年龄48岁。患者一般临床资料、病理学指标、乳腺肿瘤PET/CT代谢参数如表1所示。组间比较显示，乳腺原发灶的PET代谢参数在不同临床分期间差异具有统计学意义（P<0.05），SUVmax、SUVmean在ER、PR阴性组和阳性组之间的差异具有统计学意义（P<0.05），SUVmax、SUVmean、TLG在Ki-67阴性组和阳性组间的差异具有统计学意义（P<0.05）。HER2过表达型SUVmax明显高于Luminal A型（P<0.05），其余分型之间未见统计学差异（图1）。

表1 纳入患者的一般资料及PET/CT代谢参数Tab.1 Included patients’general data and PET/CT metabolic parameters

图1 不同分子分型之间SUVmax的差异Fig.1 Differences of SUVmax between different molecular types

2.2 代谢参数与免疫组化的相关性分析将乳腺癌SUVmax、SUVmean、MTV、TLG与ER、PR、HER2、Ki-67、p53表达进行相关性检验，结果显示：①乳腺癌组织SUVmax、SUVmean与ER、PR表达呈负相关（P<0.05）；②乳腺癌组织SUVmax、SUVmean、TLG与Ki-67表达呈正相关(P<0.05)；③MTV与各项免疫组化指标无相关性（表2）。图2中的两例乳腺癌患者分别为ER阳性和ER阴性，阴性者SUVmax、SUVmean均明显高于阳性者。图3中的两例乳腺癌患者Ki-67表达水平差异较大，表达高者SUVmax、SUVmean均明显高于表达低者。

图3 乳腺癌患者的Ki-67与葡萄糖代谢程度呈正相关Fig.3 Positive correlation between Ki-67 and glucose me⁃tabolism in breast cancer patients

表2 97例乳腺癌患者免疫组化指标与PET/CT代谢参数的相关性Tab.2 Correlation between immunohistochemical indices and PET/CT metabolic parameters in the 97 patients with breast cancer

图2 乳腺癌患者的雌激素受体表达程度与葡萄糖代谢程度呈负相关Fig.2 Negative correlation between estrogen receptor ex⁃pression and glucose metabolism in breast cancer patients

2.3 同侧腋窝淋巴结转移与否的分层分析淋巴结转移与否与乳腺癌患者治疗选择及预后关系密切。对同侧腋窝淋巴结转移组与未转移组患者进行分层分析，如表3所示。转移组SUVmax、SUVmean与Ki-67表达呈正相关（P<0.05），未转移组SUVmax、SUVmean、TLG与PR表达呈负相关（P<0.05），SUVmax、SUVmean与Ki-67表达水平呈正相关（P<0.05）。

表3 同侧腋窝淋巴结未转移组和转移组PET/CT代谢参数与免疫组化指标的相关性Tab.3 Correlation between PET/CT metabolic parameters and immunohistochemical indices in ipsilateral axillary lymph nodes with and without metastasis

2.4 绝经前后分层分析由于绝经前后体内雌激素、孕激素水平会有差异，将总体人群分为绝经前和绝经后进行分析。结果显示，绝经前57例患者肿瘤组织SUVmax、SUVmean、TLG与ER、PR表达呈负相关，与Ki-67表达呈正相关（P<0.05），绝经后的40例患者中，仅MTV、TLG与PR呈正相关性（表4）。

表4 乳腺癌患者绝经前后PET/CT代谢参数与免疫组化指标的相关性Tab.4 Correlation between PET/CT metabolic parameters and immunohistochemical indices in breast cancer patients before and af⁃ter menopause

进一步绘制受试者工作特征曲线(receiver opera⁃tor characteristic curve,ROC曲线)如图4所示，绝经前患者肿瘤SUVmax预测ER、PR的表达水平，曲线下面积分别为0.739、0.747（P<0.001），而对Ki-67表达的预测无统计学意义（曲线下面积0.738，P>0.05）。当SUVmax>8.83时，ER表达呈阴性的敏感度和特异度分别为70.5%和76.9%，PR表达呈阴性的敏感度和特异度分别为77.1%和66.7%。

图4 绝经前乳腺癌患者SUVmax预测ER、PR、Ki-67表达的ROC曲线Fig.4 The SUVmax predicted the expressions of ER,PR and KI-67 in premenopausal breast cancer patients with ROC curve

3 讨 论

随着精准医学的发展，恶性肿瘤的诊疗模式正在从传统的组织病理学向基因组分层转变，利用PET/CT分子成像技术研究肿瘤基因表达也成为人们关注的焦点和研究的热点。对于乳腺癌而言，ER、PR、HER2的表达与乳腺癌个体化治疗及预后关系密切，病理结果是乳腺癌分子分型的“金标准”，但无论是术前穿刺还是手术，均为有创性操作。

WU等[8]研究显示，18F-FDG PET/CT SUVmax和子宫内膜癌的ER、PR表达状态显著相关，且SUVmax对ER、PR表达的预测准确率高达74.2%。QU等[9]研究发现，乳腺癌患者的18F-FDG PET/CT的SUVmax≥8.64的无事件生存率明显低于SUVmax<8.64（P<0.01），提示葡萄糖代谢水平可以影响患者预后。本研究结果显示，97例乳腺癌患者18F-FDG PET/CT代谢参数SUVmax与ER、PR表达水平呈负相关,可在一定程度上预测ER、PR表达。进一步分析原因，影响肿瘤摄取18F-FDG的因素主要是葡萄糖转运体蛋白，ER阳性乳腺癌的葡萄糖转运体蛋白表达水平明显低于ER阴性者，而PR又是雌激素与雌激素受体结合诱导的产物，其合成与ER正相关，因此，SUVmax与ER、PR表达呈负相关[10-11]。

临床发现，年轻乳腺癌患者ER和PR均为阴性的比例更高，总体预后较差，而绝经后女性乳腺癌恶性程度相对绝经前总体有所降低，提示可能与体内雌激素水平有关[12-14]。本研究结果显示，绝经前乳腺癌SUVmax、SUVmean、TLG与ER、PR表达呈负相关（P<0.05），而绝经后仅发现MTV、TLG与PR呈正相关（P<0.05），其余指标不具相关性，说明体内雌激素、孕激素水平影响了PET/CT代谢参数对ER、PR的预测价值。

Ki-67作为反映细胞增殖活性的重要指标，与肿瘤分化程度、侵袭性密切相关，HER2是一种原癌基因，被激活后可引起细胞产生恶性表型和转化，导致癌细胞分化增殖迅速,侵袭周围组织，发生远处转移，二者的表达水平均影响乳腺癌患者预后。PET/CT葡萄糖代谢显像本身就与细胞恶性程度、增殖活性及侵袭性直接相关。本次研究进一步证实了SUVmax、SUVmean、TLG与Ki-67表达呈正相关（P<0.05）。而绝经后患者各个代谢参数与Ki-67表达无相关性，可能与病例数较少、绝经后肿瘤总体恶性程度减低等局限性有关。

淋巴结转移是乳腺癌患者预后不良的独立决定因子，腋窝淋巴结转移者PR、Ki-67阳性率明显增高[15-17]。为了明确淋巴结转移是否会影响18F-FDG PET/CT代谢参数与PR、Ki-67表达的关系，本研究根据同侧腋窝淋巴结是否转移进行分组，结果显示，无淋巴结转移者SUVmax、SUVmean、TLG与PR表达呈负相关（P<0.05），SUVmax、SUVmean与Ki-67表达呈正相关（P<0.05），而发生同侧淋巴结转移后SUVmax、SUVmean与Ki-67表达仍呈正相关（P<0.05），与PR表达无相关性，在建立预测模型时应予以关注。

综上所述，18F-FDG PET/CT代谢参数可在一定程度上反映乳腺癌的分子分型，可为乳腺癌患者危险度分层及个体化治疗方案的制订提供一定参考。本研究的不足之处：①回顾性分析，纳入的病例有偏倚，且纳入的病例数有限，后续应进一步扩充病例；②乳腺癌具有异质性，部分病例使用了穿刺标本的免疫表达结果与FDG代谢参数进行相关性研究，不能完全代表整个肿瘤ER、PR等的表达程度，但通过对比穿刺与术后病理的结果，发现二者相关性较好；③部分病理穿刺时间与PET/CT检查时间较为靠近，对于部分本身病灶代谢较低的病例，穿刺后的炎性反应可能会导致测量的SUVmax值偏高。