非小细胞肺癌患者18F-FDG PET/CT代谢参数与靶向或化疗疗效及预后的关系

马欢 蔡学勤 高世乐 徐滨 王冬梅 张羽 郑涛 芦东徽

非小细胞肺癌(non small cell lung cancer,NSCLC)是全球发病率和死亡率较高的恶性肿瘤之一,约占肺癌的80%～85%[1],多数NSCLC患者在发现时已处于中晚期,5年生存率非常低,预后差[2-3]。目前,随着影像技术的不断发展,18氟代脱氧葡萄糖(18F-fluorodeoxyglucose,18F-FDG)正电子发射计算机断层显像(positron emission tomography/computed tomography,PET/CT)技术在临床上有所应用,该种方法不仅能够对病灶进行准确定位,还能对肿瘤部位的代谢信息具体化,通过18F-FDG PET/CT可进行半定量代谢参数的测定,包括最大标准摄取值(maximum standard uptake value,SUVmax)、肿瘤代谢体积(metabolic tumor volume,MTV)等参数,为NSCLC患者的预后及疗效监测提供重要的信息[4-5]。本研究对NSCLC患者18F-FDG PET/CT代谢参数与靶向或化疗疗效及预后的关系进行分析,旨在为治疗NSCLC及预后判断提供参考。

资料与方法

一、一般资料

回顾性分析2019年1月～2020年4月我院病理确诊并进行靶向治疗或化疗的64例NSCLC患者的临床资料,其中男性40例(62.50%),女性24例(37.50%);年龄42～75岁,中位年龄65岁;病理类型:腺癌37例(57.81%),非腺癌27例(42.19%);TNM分期[6]: Ⅰ期6例(9.38%),Ⅱ期16例(25.00%),Ⅲ期24例(37.50%),Ⅳ期18例(28.13%)。本研究经医院伦理委员会审核通过,批准文号:201901002。

纳入标准:(1)经病理学或细胞学检查确诊为NSCLC[7]。(2)患者接受积极治疗,包括靶向治疗或化疗等。(3)接收18F-FDG PET/CT检查。(4)患者无法耐受手术或拒绝手术。(5)临床资料完整,完成随访。排除标准:(1)严重肝肾、肺、心脑血管功能障碍、造血系统疾病。(2)存在肝转移、脑转移。(3)大量胸腔积液、心包积液的患者。(4)PET/CT检查前已接受抗肿瘤治疗。

二、方法

1 检查方法:使用德国西门子公司生产的PET/CT检查仪(型号biogrh40)进行检查,18F-FDG为德国西门子公司生产的正电子药物合成系统合成。检查前嘱患者空腹6 h以上,注射显像剂前保持平静心情,随后经静脉注射显像剂18F-FDG 3.70～5.55 MBq/kg,安静休息40～60 min,可于暗室静息状态下平卧,随后行PET/CT扫描检查,扫描颅顶至大腿根部。先行CT检查:参数设置为管电流90 mA,管电压140 kV,层厚4.0 mm;再行PET检查:4D采集,层厚4.0 mm。图像采集结束后,CT扫描数据进行衰校正,使用迭代法重建图形,获取矢状位冠状位、轴位图像,并上传至工作站进行图像处理。

2 图像分析:诊断医师详细了解患者的一般资料、病史、实验室检查结果等,观察18F-FDG在患者体内的分布情况,根据不同方位图像观察肿瘤病灶大小以及代谢状况。获得的图像均由2名经验丰富的影像科医师通过专用的工作站独立完成判读,通过视觉判读、半定量分析等方法,观测患者18F-FDG摄取程度,以标准摄取值最大值(SUVmax)的40%为阈值,若在观测过程中发现原发病灶或转移病灶,则在获得的CT图像中勾画感兴趣容积(VOI),对病灶各层轮廓修改,记录病灶SUVmax、MTV参数,SUVmax取患者所有病灶中的最大值,MTV取所有病灶的总和。

三、随访

所有患者均采用电话或门诊随访2年,患者自首次接受治疗后开始接受随访,每3个月随访1次,随访终点为患者全因死亡或截止到2022年4月30日,记录所有患者的生存情况,包括无进展生存时间(PFS)、总生存时间(OS)。

四、数据分析

数据分析使用SPSS 21.0软件,年龄、病理类型等计数资料的比较分析采用χ2检验,CT检查所获参数等计量资料的比较分析采用t检验,生存分析采用Kaplan-Meier法及Cox回归分析,以P<0.05为差异有统计学意义。

结 果

一、患者18F-FDG PET/CT图像及生存情况

64例患者中位SUVmax为12.56(5.03～30.11),中位MTV为28.03(9.78～126.18)cm3。64例NSCLC患者整体中位OS为22.3(16.4～24.0)个月,中位PFS为14.9(9.9～21.2)个月。某患者紫杉醇联合顺铂化疗(TP)方案前后18F-FDG PET/CT图像见下(图1),以40%SUVmax为阈值通过系统软件及飞利浦公司图像后处理工作站软件EBW自动勾画并计算MTV。SUVmax为4.8,MTV为34.6 cm3。患者化疗后,图像可见肿瘤有代谢,SUVmax较治疗前有明显降低,为3.1,MTV为6.2 cm3。

图1 患者女,68岁,Ⅲ期腺癌 A:TP方案化疗前图像;B:4周期TP化疗方案后图像

二、影响患者预后的单因素分析

SUVmax、MTV以中位数为截断值进行分组。单因素分析结果显示,胸腔积液、病灶数目、TNM分期、病灶最大直径、治疗方式、MTV参数是患者PFS及OS的影响因素(P均<0.05),SUVmax仅是患者PFS的影响因素(P<0.05),性别、年龄、病理类型等与患者的PFS及OS无关(P>0.05)(见表1);代谢参数SUVmax≤12.56的患者PFS高于SUVmax>12.56的患者(P<0.05),MTV≤28.03cm3的患者PFS和OS均高于MTV>28.03cm3的患者(P<0.05),代谢参数MTV的Kaplan-Meier生存分析曲线图(见图2)。

图2 A:不同SUVmax的PFS生存曲线;B、C:不同MTV的PFS和OS生存曲线

三、患者预后多因素Cox回归分析

将单因素分析中有统计学差异的因素作为变量进行赋值,胸腔积液(无=0,有=1)、病灶数目(≤10个=0,>10个=1)、TNM分期(Ⅰ～Ⅱ期=0,Ⅲ～Ⅳ期=1)、病灶最大直径(≤5.0 cm=0,>5.0 cm=1)、治疗方式(靶向治疗=0,非靶向治疗=1)、SUVmax(≤12.56=0,>12.56=1),MTV(≤28.03 cm3=0,>28.03 cm3=1)。以上变量代入Cox模型中进行分析,结果显示参数MTV既是影响患者PFS(HR=5.807,P<0.05)也是影响患者OS(HR=3.452,P<0.05)的危险因素(见表2)。

表1 影响患者预后的单因素分析[M(P25,P75)]

表2 患者预后多因素Cox回归分析

讨 论

NSCLC包括鳞状细胞癌、腺癌等类型,吸烟、电离辐射、既往肺部慢性感染等为该病的高危因素,影像学检查是评估NSCLC病情发展及预后的重要手段,常用的方式有CT和MRI检查,但此类检查方式显像单一,无法展现患者肿瘤代谢方面的情况,而且无法同时提供其他病灶部位信息,需多次重复操作[8-9]。18F-FDG PET/CT是一种结合解剖与功能图像统计的显像技术,能够清晰显示病灶及其周围组织的生物学特性,在评价肺癌疗效、判断NSCLC预后方面有重要作用[10]。

本研究结果显示,64例NSCLC患者中位SUVmax为12.56(5.03～30.11),MTV为28.03(9.78～126.18)cm3,中位OS为22.3个月,中位PFS为14.9个月,这与既往研究结果基本一致[11]。SUV为局部组织摄取的显像剂放射性活度与全身平均注射活度的比值,SUVmax是PET/CT常用的半定量参数,是感兴趣组织内摄取FDG最大体素,SUVmax受多方面因素影响,如体质量指数、血糖水平等,在反映肿瘤组织代谢活性方面有用,但难以反映肿瘤的体积负荷、整体活性等,另外SUVmax仅反映病灶单一体素的代谢水平,而患者肿瘤的整体代谢情况,在判断患者整体病情与预后方面存在局限性。本研究中SUVmax≤12.56与SUVmax>12.56患者的中位OS比较无明显差异,SUVmax仅是患者PFS的影响因素,这一结果与郑庆中等人[12]研究结果有相似之处,提示SUVmax对NSCLC患者的生存期预测无显著价值,难以为NSCLC患者预后判断提供重要信息,并且多因素分析显示SUVmax不是NSCLC患者PFS和OS的独立危险因素,既往也有研究对肺鳞癌患者进行PET/CT检查,将患者原发病灶SUVmax用13.0为界分为两组进行对比发现,SUVmax≤13.0与SUVmax>13.0的中位生存期比较,差异无统计学意义[13]。另外Wang等人[14]在肺炎患者FDG摄取与Glut-1、Glut-3表达的相关性研究中发现,炎性细胞(如单核细胞、巨噬细胞等)中FDG表现出高摄取状态,该发现证明局部SUVmax可能受炎性细胞高摄取的干扰,导致SUVmax不能准确反映肿瘤病灶部位的代谢活性。

本研究中,单因素分析显示MTV参数是患者PFS及OS的影响因素(P<0.05),Kaplan-Meier生存分析显示MTV≤28.03cm3患者的PFS和OS均高于MTV>28.03cm3的患者(P<0.05),这说明MTV对预测NSCLC患者的预后有一定的价值。MTV为肿瘤代谢体积,代表较高代谢活性肿瘤组织的体积,可反映患者肿瘤的体积负荷及整体代谢活性。刘影等人[15]通过对47例NSCLC患者MTV与PFS、OS的关系分析发现,MTV与患者OS、PFS均有关系,且高MTV是患者PFS、OS的危险因素,在预测NSCLC患者的预后方面有较好的价值,与本研究多因素Cox回归分析结果(参数MTV既是影响患者PFS也是影响患者OS的危险因素)相似,另Sharma等人[16]对接受铂类化疗药物进行基础化疗的60例NSCLC患者的PET/CT参数进行研究,结果发现,患者MTV参数与OS显著相关,多变量生存分析发现MTV是OS的独立预后标志,而其他全身基线PET/CT参数(SUVmax、平均SUV等)对患者预后无预测价值,上述研究均与本研究结果存在相似性,说明MTV对预测患者预后有一定的价值。

本研究的局限:(1)本研究纳入样本量较小,为回顾性研究,可能存在样本选择偏倚的问题,另外样本量小有可能造成Kaplan-Meier生存分析出现误差,但本研究中生存曲线经Log-rank检验说明,造成误差的原因可能是分组方法不同,而并非样本量小。(2)此次研究中以SUVmax的40%作为阈值进行分割,可能会使结果存在一定的偏差。因此今后的研究需要进一步扩大样本量、前瞻性的研究来验证18F-FDG PET/CT代谢参数对NSCLC患者的预后评估价值。

综上所述,18F-FDG PET/CT代谢参数MTV较SUVmax对NSCLC患者预后有更好的预测价值,MTV是影响NSCLC患者预后不良的独立危险因素,该项检查在一定程度上可帮助临床医师对患者治疗方法的选择及预后判断提供指导。