18F-FDG PET/CT参数与肺癌PD-L1表达的相关性研究

王冠民，卓静，朱峰，刘德峰，丁雪梅，徐亚平，孟涛

1.徐州市中心医院 核医学科，江苏 徐州 221000；2.徐州市肿瘤医院 病理科，江苏 徐州 221000

引言

据统计，肺癌在男性恶性肿瘤的发病率和死亡率中均居首位，在女性中居第2位[1]。临床常用氟代脱氧葡萄糖正电子发射断层显像/计算机断层扫描（18F-Fludeoxyglucose Positron Emission Computed Tomography / Computed Tomography，18F-FDG PET/CT）对肺癌、结肠癌、乳腺癌等疾病进行影像诊断检查，该方法具有灵敏度及特异性高、安全性好和准确率高等优势[2]，但18F-FDG PET/CT技术在肺癌患者中的价值有待进一步挖掘。程序性死亡蛋白1（Programmed Death-1，PD-1）主要表达于T淋巴细胞，与其配体程序性死亡蛋白配体1（Programmed Cell Death-1 Ligand 1，PD-L1）结合可抑制T淋巴细胞活性及下调免疫应答，是机体重要的免疫调节机制。PD-L1可对抗肿瘤细胞，是近年免疫治疗肿瘤领域的热点[3]。Meder等[4]研究表明，PD-L1可调控糖酵解过程来影响肿瘤部位代谢，从而改变代谢活性的最大标准摄取（Standardized Uptake Value，SUVmax）值。但目前关于18F-FDG PET/CT参数在肺癌不同病理类型患者中的变化及18F-FDG PET/CT参数与肺癌PD-L1表达的关系尚未见相关报道。本研究选取90例肺癌患者和82例肺部良性疾病患者的临床资料进行回顾性分析，探讨SUVmax值与肺癌PD-L1表达的关系以探讨肺癌的发生和发展机制和18F-FDG PET/CT技术的应用范围。

1 资料与方法

1.1 一般资料

本研究回顾性分析2018年6月至2021年5月我院收治的90例肺癌患者的临床资料（研究组），其中男55例、女35例，平均年龄（53.46±8.71）岁，平均肿瘤直径（4.25±0.76）cm，小细胞癌患者10例、肺鳞癌患者28例、腺癌患者45例、大细胞癌患者7例；回顾性分析同期进行治疗的82例肺部良性疾病患者的临床资料（对照组），其中男48例、女34例，平均年龄（52.74±8.59）岁，平均肿瘤直径（4.04±0.73）cm。所有患者接受知情同意告知，并经医院伦理委员会审批（202106-004）。2组一般资料比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。

纳入标准：① 研究组患者均符合原发性肺癌诊断标准[5]，并行肺癌切除术；② 对照组为肺部良性疾病（肺炎性改变）患者，且与研究组符合配对原则；③ 2组均接受18F-FDG PET/CT检查和免疫组织化学检测且有详细检查结果；④ 2组资料完整无缺失。

排除标准：① 其他部位恶性肿瘤转移至肺部或既往有肺癌切除手术史患者；② 合并其他部位恶性肿瘤者；③ 合并其他部位原发性肿瘤转移至肺部者；④ 患有严重心肺疾病、肝肾功能受损者；⑤ 转院治疗者；⑥ 妊娠期或哺乳期的女性；⑦ 精神障碍、无法正常交流者；⑧ 有18F-FDG PET/CT显像检查禁忌证者，如有幽闭恐怖症史、葡萄糖过敏史等；⑨ 有糖尿病等基础疾病者。

1.2 方法

1.2.1 患者检查前准备

检查前禁食4～6 h，禁饮料，鼓励饮水，确定可接受静脉注射增强对比剂；注射前测血糖水平，若超过150～200 mg/dL需进一步处理，若用胰岛素降低血糖水平应延迟注射18F-FDG。详细询问患者病史、肿瘤类型及部位，并询问患者图像采集期间（15～45 min）是否可以保持平卧状态，确定无检查禁忌证。对放射性药物进行评估，提醒患者将携带的金属物品取下。若气温较低，则在注射18F-FDG前，提醒患者在温暖的房间休息30～60 min再开始检查。

1.2.218F-FDG PET/CT显像

患者做完检查前准备后，均静脉注射3.70～5.55 MBq/kg的18F-FDG，50 min后行早期显像操作。采用PET/CT扫描仪（飞利浦，Gemini TF 16，荷兰）结合呼吸门控技术进行检查，首先训练患者平静均匀呼吸，将反射红外光的模型置于患者胸部以采集呼吸门控信息，发射和接受红外线装置在检查床的外端固定，探测红外线信号以确定呼吸运动，利用随呼吸运动而波动的曲线控制PET/CT采集开始和结束时间，在1个呼吸周期内采集多个相位的信息。患者取仰卧位，且双臂放置于头顶避免增大胸部伪影，对患者头顶至大腿中段进行检查。CT扫描电流为80 mAs，电压为120 keV；PET/CT采用3D模式采集，采集时间为2 min/床位，每例患者为6～7个床位。扫描完成后对CT数据进行衰减校正，并将CT图像与PET图像进行融合，观察病变部位、大小、形态和与周围组织的关系，相应部位PET所示代谢情况，并进行定位。

1.2.3 图像分析及参数获取

由2名核医学科副主任医师采用盲法阅片，统计阳性病变数，并记录阳性病变的位置、SUV、肿瘤代谢体积（Metabolic Tumor Volume，MTV）、病灶糖酵解总量（Total Lesion Glycolysis，TLG），获得SUVmax。若2名医师阅片结果一致则记为记录数据，否则交由第三方（本院临床研究中心）裁定。

1.2.4 癌组织、癌旁组织、良性肿瘤组织中PD-L1表达

采用免疫印迹法测定癌旁组织、癌组织、良性肿瘤组织中PD-L1表达：所用免疫组化检测试剂盒购自深圳晶美生物工程有限公司。将研究组患者癌组织、距肿瘤3 cm处的癌旁组织、研究组的良性肿瘤组织分别浸泡在裂解液中，经匀浆、超声破碎后，离心分离，采用凝胶电泳法分离蛋白并转移到聚偏二氟乙烯膜，将膜于室温下脱色后用磷酸盐缓冲液冲洗，分别用一抗/VEGF抗体孵育过夜；进一步用洗膜缓冲液脱色冲洗3次，之后将膜放置在二抗中孵育1 h，再次用洗膜缓冲液冲洗3次，最后加入化学发光试剂反应后得到条带，经凝胶成像系统分析后分别计算癌组织、癌旁组织中的PD-L1相对表达量。

1.3 观察指标

① 对比2组18F-FDG PET/CT参数；② 对比癌组织、癌旁组织、良性肿瘤组织中PD-L1的表达量；③ 分析18F-FDG PET/CT参数与癌组织PD-L1表达的相关性。

1.4 统计学分析

以SPSS 26.0软件行数据分析，计量资料经检验均符合正态分布且方差齐，以±s形式描述，并行t检验；以n（%）表示计数资料，行χ2检验；采用Pearson方法分析18F-FDG PET/CT参数与癌组织中PD-L1表达的相关性，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 2组18F-FDG PET/CT参数对比

研究组18F-FDG PET/CT参数SUVmax值、MTV、TLG均高于对照组（P＜0.05）（表1）。研究组中肺鳞癌患者SUVmax值、MTV、TLG均高于肺腺癌患者，差异均有统计学意义（P＜0.001），见表2和图1～2。

表1 2组18F-FDG PET/CT参数对比（±s）

表1 2组18F-FDG PET/CT参数对比（±s）

组别 例数 SUVmax MTV/cm3 TLG研究组 90 7.61±1.22 19.18±3.12 286.75±43.89对照组 82 1.74±0.13 6.35±1.08 56.73±11.25 t值 43.338 51.896 78.743 P值 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001

表2 研究组18F-FDG PET/CT参数对比（±s）

表2 研究组18F-FDG PET/CT参数对比（±s）

组别 例数 SUVmax MTV/cm3 TLG肺鳞癌 28 8.15±1.78 24.36±5.10 345.26±58.67肺腺癌 45 6.53±1.12 16.13±3.54 104.21±20.30 t值 7.851 46.287 65.332 P值 0.001 ＜0.001 ＜0.001

图1 肺腺癌患者18F-FDG PET/CT检查图

2.2 癌组织、癌旁组织、良性肿瘤组织中PD-L1的表达对比

癌组织中PD-L1的表达均高于良性肿瘤组织、癌旁组织（P＜0.05），良性肿瘤组织中PD-L1的表达高于癌旁组织（P＜0.05），见表 3。

表3 研究组癌组织、癌旁组织、良性肿瘤组织中PD-L1的相对表达量（±s）

表3 研究组癌组织、癌旁组织、良性肿瘤组织中PD-L1的相对表达量（±s）

注：与癌组织相比，aP＜0.001；与良性肿瘤组织相比，bP＜0.001。

组别 例数 PD-L1相对表达量癌组织 90 0.86±0.14良性肿瘤组织 82 0.63±0.08a癌旁组织 90 0.21±0.03ab

研究组中肺鳞癌患者癌组织PD-L1的相对表达量为（0.81±0.12），肺腺癌患者癌组织PD-L1的相对表达量为（0.97±0.16），差异有统计学意义（t=10.204，P＜0.001），见图 3。

图3 研究组癌组织病理及癌组织PD-L1表达图

2.3 18F-FDG PET/CT参数与癌组织PD-L1表达的相关性

18F-FDG PET/CT参数SUVmax值、MTV、TLG与研究组癌组织PD-L1表达均呈正相关（P＜0.05）；18F-FDG PET/CT参数SUVmax值、MTV、TLG与肺鳞癌、肺腺癌癌组织PD-L1表达均呈正相关（P＜0.05），见表4。

表4 18F-FDG PET/CT参数与研究组癌组织PD-L1表达的相关性分析

3 讨论

肺癌是我国最常见的恶性肿瘤之一，其发病原因尚未完全清晰，吸烟、大气污染、环境接触、辐射、遗传等均是肺癌的致病因素[6-7]。18F-FDG PET/CT可同时获取肿瘤病灶的糖代谢情况和解剖形态信息[8]。而PD-L1表达与癌细胞的分化程度、临床分期有关[9]。本研究探讨18F-FDG PET/CT参数与癌组织PD-L1表达的关系以指导肺癌患者的临床诊治工作。

本研究表明，肺癌患者的18F-FDG PET/CT参数均高于良性肺肿瘤患者，且肺鳞癌患者高于肺腺癌患者，与李明焕等[10]报道一致。SUV是PET/CT诊断肿瘤时的半定量指标，从分子水平反映出癌细胞的异常代谢变化、增殖及生长能力，患者对18F-FDG的摄取与机体内的葡萄糖转运体相关，可直接决定SUVmax值大小[11]；MTV和TLG则可反映病灶的代谢水平[12]。在恶性病灶中18F-FDG放射性浓度与单位注射剂量、单位体重的比值高，因此在恶性肿瘤患者中SUVmax、MTV、TLG升高，而在良性病灶中SUVmax、MTV、TLG值低，因此可用该指标鉴别肿瘤良恶性。陈香远等[13]研究显示，当SUVmax＜2.0时可考虑良性病变，而当其＞2.5时则可考虑恶性病变，本研究结果与报道一致。另Niyonkuru等[14]研究指出，SUVmax值越高，病灶的恶性程度及潜能越高，本研究也与该报道一致。分析产生上述结果的主要原因为恶性肿瘤患者癌细胞增殖、生长能力旺盛，故而病灶代谢能力强、生长速度快，因此葡萄糖转运体的表达高，反映在18F-FDG PET/CT检查中则显示SUVmax、MTV、TLG显著升高；而良性肿瘤患者细胞增殖、生长能力相对低，故良性肺肿瘤患者18F-FDG PET/CT参数SUVmax、MTV、TLG均较肺癌患者下降。另外肺鳞癌的病灶代谢能力较肺腺癌更强，生长速度较肺腺癌更快，因此葡萄糖转运能力也更高，18F-FDG PET/CT参数SUVmax、MTV、TLG更高。

本研究发现PD-L1在肺癌组织中表达高于癌旁组织和良性肿瘤组织，良性肿瘤组织PD-L1表达高于癌旁组织，且肺腺癌组织中PD-L1的相对表达量均高于肺鳞癌组织。PD-L1是PD-1的配体，与PD-1结合可使T细胞程序性死亡，使肿瘤细胞获得免疫逃逸，在机体内生存并增殖[15-16]；王蔚等[17]发现人参皂苷Rg-3可显著抑制小鼠非小细胞肺癌Lewis细胞中PD-L1的表达，从而避免肿瘤细胞发生免疫逃逸，增强T细胞的免疫应答作用、抑制肺癌Lewis细胞生长。分析本研究结果的原因为癌组织的恶性程度高，因此PD-L1表达高于癌旁组织和肺部良性病变组织，且肺腺癌的恶性程度较肺鳞癌更高，故肺腺癌组织PD-L1表达高于肺鳞癌组织；而良性疾病也属于免疫紊乱、炎症反应等病理改变，与PD-L1表达异常也有关，因此良性疾病组织PD-L1表达高于癌旁组织。

本研究中肺癌患者18F-FDG PET/CT参数SUVmax值、MTV、TLG与PD-L1的表达呈正相关，且在肺鳞癌、肺腺癌患者中均可得出此结论。郭大鑫等[18]研究了浸润性肺腺癌组织中PD-L1蛋白的表达和18F-FDG PET/CT SUVmax值之间的关系，结果表明PD-L1的表达与SUVmax值呈正相关，与本研究结果一致。推测是因为18F-FDG PET/CT参数可直接反映肿瘤的代谢水平，PD-L1从分子水平反映肿瘤细胞的糖代谢、氧代谢及血流量变化[19]，18F-FDG PET/CT参数和PD-L1表达量均可反映肺癌患者癌细胞的糖代谢能力和肿瘤的生长潜能，故而在肺癌患者中SUVmax值、MTV、TLG与PD-L1均呈正相关，且在肺鳞癌、肺腺癌患者中也呈正相关。此外，本研究发现TLG与MTV与PD-L1表达r值均高于SUVmax，可能是因为MTV、TLG对肿瘤细胞代谢的反映能力更高。

本研究存在以下不足：受收治病例数的限制，小细胞癌和大细胞癌的样本量均较少，不满足统计学分析的要求，因此本研究未分析此2种病理类型肺癌患者SUVmax值、癌组织中PD-L1相对表达量的变化及其相关性，后期应扩大样本量进一步探讨该问题，以期能加深对该病的认识指导临床诊治工作。

4 总结

本文通过对肺癌及肺良性肿瘤患者进行18F-FDG PET/CT检查及PD-L1表达分析，结果表明肺癌患者的18F-FDG PET/CT参数SUVmax值、MTV、TLG、癌组织中PD-L1表达均明显异常，其中肺鳞癌患者SUVmax值、MTV、TLG高于肺腺癌患者，而癌组织中PD-L1的相对表达量低于肺腺癌患者，且SUVmax值、MTV、TLG均与肺癌患者、肺鳞癌患者、肺腺癌患者组织中PD-L1的表达呈正相关性。提示临床实践中可利用SUVmax值、MTV、TLG鉴别肺结节性质，并可借此评估癌组织中PD-L1的表达，帮助临床医师决定是否选择PD-L1抑制剂治疗；另外，针对肺癌患者可根据SUVmax值、MTV、TLG推测癌组织PD-L1的表达，从而可了解更多的病情信息，指导临床医生选择个体化的诊疗方案。