中国中西医结合影像学杂志   2020, Vol. 18 Issue (5): 481-485
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肺癌PET-CT的最大标准摄取值与肿瘤微淋巴管密度及微血管密度的相关性研究[PDF全文]
胡文倩1 , 王雪芹2
1. 潍坊医学院医学影像学院,山东 潍坊 261053;
2. 潍坊医学院附属医院影像中心,山东 潍坊 261031
摘要目的: 探讨肺癌PET-CT显像的最大标准摄取值(SUVmax)与PET-CT征象、病理、肿瘤微淋巴管密度(LMVD)、微血管密度(MVD)的相关性及意义。方法: 收集行全身PET-CT检查的42例肺癌患者的临床及影像资料,观察病灶PET-CT征象,记录原发肿瘤及淋巴结SUVmax;对标本行HE染色及SP免疫组化染色,计数LMVD、MVD;分析肺癌SUVmax与PET-CT征象、病理及LMVD、MVD的相关性。结果: ① 肺癌不同病理类型及分化程度的比较,肿瘤及淋巴结SUVmax差异均有统计学意义(均P < 0.05);不同TNM分期淋巴结的SUVmax差异有统计学意义(P < 0.05)。②肺癌MVD在肿瘤及淋巴结SUVmax分组中差异均有统计学意义(均P < 0.05);LMVD在肿瘤及淋巴结SUVmax分组中差异均有统计学意义(均P < 0.05)。③肿瘤SUVmax与最大径、分叶征、棘突征、血管集束征均有相关性(均P < 0.05);与胸膜牵拉征、空泡征、淋巴结SUVmax、淋巴结排列分布均无相关性(均P>0.05)。结论: 肺癌SUVmax与肿瘤LMVD、MVD及部分PET-CT征象、肿瘤分化程度、肿瘤分期等密切相关,SUVmax可预测肿瘤恶性度、增殖性、活跃性及转移趋势,对肺癌诊断治疗及生物学行为预测有较高的临床价值。
关键词肺肿瘤    体层摄影术, X线计算机    正电子发射断层显像术    
Study on the correlation between maximum standard uptake value of PET-CT and tumor lymphatic microvessel density and microvascular density in lung cancer
HU Wenqian , WANG Xueqin
Imaging Center, Affiliated Hospital of Weifang Medical University, Weifang 261031, China
Abstract: Objective: To investigate the correlation between the maximum standard uptake value (SUVmax) of PET-CT imaging of lung cancer and the tumor lymphatic microvessel density (LMVD) and microvascular density (MVD). To analyze the correlation between SUVmax and some PET-CT signs and clinical pathology. Methods: Clinical data of 42 patients with lung cancer who underwent whole-body PET-CT imaging were collected to observe the lesions PET-CT imaging signs and record the SUVmax of tumors and lymph nodes. The specimens were stained with SP immunohistochemical staining to count LMVD and MVD. To analyze the correlation between the SUVmax of lung cancer and the PET-CT imaging signs, pathology, LMVD and MVD. Results: ① Comparison of different pathological types and differentiation grades, the difference of SUVmax between tumors and lymph nodes was significant (P < 0.05). The difference of SUVmax between different TNM stages was statistically significant (P < 0.05). ②The difference of MVD in SUVmax of tumor and lymph node was statistically significant (P < 0.05). The difference of LMVD in SUVmax of tumor and lymph node was statistically significant (P < 0.05). ③The SUVmax of tumors was correlated with the maximum diameter, lobulation sign, spinous process sign, vessel convergence sign of tumor (P < 0.05);it was not correlated with pleural traction sign, vacuole sign, lymph node arrangement and distribution (P>0.05). Conclusions: The SUVmax of lung cancer is closely related to tumor LMVD, MVD, some CT signs, tumor differentiation degree and tumor stage. The SUVmax can predict the malignancy, proliferation, activity and metastasis trend of tumor. It has high clinical value in the diagnosis, treatment and biological behavior prediction of lung cancer.
Key words: Lung neoplasms    Tomography, X-ray computed    Positron-emission tomography    

肺癌是我国发病率和死亡率均居首位的恶性肿瘤,5年生存率低于15%[1-2],其早期诊断与精准治疗是目前研究的焦点。PET-CT综合了CT解剖显示与PET组织功能、代谢两方面的影像学优势,从分子形态学、功能学两方面观察肺癌特征,在肺癌的早期诊断、功能成像、精准分期上有显著优势[3]。本研究初步探讨最大标准摄取值(maximum standard uptake value,SUVmax)与肺癌PET-CT征象、病理、微血管密度(microvessel density,MVD)及微淋巴管密度(lymphatic microvessel density,LMVD)的相关性,旨在分析SUVmax对肺癌早期诊断、早期治疗及预后评估的意义。

1 资料与方法 1.1 一般资料

回顾性分析潍坊医学院附属医院2017年10月至2019年3月行手术切除并经病理证实的42例肺癌患者的临床及影像资料,其中男27例,女15例;年龄42~78岁,平均(58.50±10.24)岁。42例中鳞状细胞癌12例,腺癌24例,小细胞肺癌6例。依据2017年国际抗癌联盟(International Against Cancer,UICC)肺癌的TNM分期(第八版)[4]进行分期。患者术前均行PET-CT,且之前均未接受过抗肿瘤治疗,临床资料完整。所有患者均签署知情同意书。本研究获得医院伦理委员会批准。

1.2 仪器与方法

采用Siemens Biograph 64型PET-CT仪。患者禁饮食4~6 h,血糖控制在正常范围,经静脉注射18F-FDG显像剂,剂量0.15~0.20 mCi/kg体质量,嘱患者多饮水、避光、静卧40~60 min、排尿后行全身扫描。CT扫描参数:120 kV,90~250 mA,层厚5 mm,旋转时间0.50 s,螺距0.81。同机行PET扫描:矩阵168×168,采集时间2.5 min/床位,依据患者身高采集6~8张床位。后对CT图像行衰减校正,并采用TOP重建法对在横断面、冠状面及矢状面的CT、PET图像进行融合成像。三维图像重建通过WizardTM工作站的MSViewer软件同机融合。

1.3 图像处理

由2位经验丰富的核医学高级职称医师采用双盲法独立分析CT、PET及PET-CT图像。将肺门及纵隔淋巴结与原发灶区分开来,将断层图像上3个层面的相应连续位置局灶放射性增高视为异常。以由工作站自动勾画出肿瘤边界及ROI为主,人工修正为辅,分别测量原发肿瘤和淋巴结SUVmax。选择目前常用的肺部结节良恶性判断界值,即SUVmax>5为阳性。18F-FDG由CTI RDSeclipse回旋加速器及自动生成系统自行生产,符合质控要求。观察记录肿块最大径、分叶征、棘突征、胸膜牵拉征、血管集束征、空泡征、肺门和/或纵隔淋巴结肿大、原发肿瘤及淋巴结18F-FDG摄取的SUVmax图 1)。

图 1 女,63岁,右上肺周围型肺腺癌   图 1a  18F-FDG PET-CT肺窗示右肺上叶后段33 mm× 26 mm软组织密度肿块影,伴放射性异常浓聚,最大标准摄取值(SUVmax)为13.21,可见毛刺征、胸膜牵拉征、小空泡征;纵隔见多发轻度肿大淋巴结,部分轻度摄取18F-FDG,SUVmax值为6.2  图 1b  18F-FDG PET-CT躯干部MIP示右肺上叶片状放射性异常浓聚影,骨骼未见18F-FDG摄取异常增高 图 1c 癌组织CD34免疫组化染色(×200),可见肿瘤组织间质中富含棕黄色条状染色的新生血管 图 1d 癌组织D2-40免疫组化染色(×200),显示肿瘤组织间质丰富的淋巴管染色

1.4 免疫组化染色

所有原发灶标本取下后经4%多聚甲醛固定、石蜡包埋,取肿瘤组织连续石蜡切片行HE染色及免疫组织化学链霉素抗生物素蛋白-过氧化物酶(SP)法染色(D2-40单克隆抗体、CD34单克隆抗体均购于福州迈新生物技术开发有限公司)。

MVD的判定:计数参照Weidner等的方法,首先在低倍镜(×100)下识别出3个血管染色最密集的区域,即“热点”,然后在高倍镜(×200)下计数微血管,取3个视野平均值作为MVD值。LMVD的判定:根据D2-40蛋白在淋巴管内皮细胞的阳性标记技术,计数方法同MVD(图 1)。

1.5 统计学方法

采用Microsoft Excel 2003录入数据,使用SPSS 17.0统计软件。计量资料采用方差分析及Pearson相关分析,显著标准为0.05(双侧)。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果 2.1 肺癌病理类型与原发肿瘤及淋巴结SUVmax的关系(表 1
表 1 不同病理类型肺癌的SUVmax比较(x±s

不同病理类型肺癌的原发肿瘤及淋巴结SUVmax差异均有统计学意义(均P<0.05),鳞状细胞癌组SUVmax高于腺癌组,小细胞肺癌组高于鳞状细胞癌组。

2.2 肺癌TNM分期与原发肿瘤及淋巴结SUVmax的关系(表 2
表 2 不同TNM分期肺癌的SUVmax比较(x±s

肺癌TNM分期中,Ⅰ期淋巴结为非转移淋巴结,Ⅱ、Ⅲ期为转移淋巴结;不同TNM分期肺癌的淋巴结SUVmax比较,差异有统计学意义(P<0.05);不同TNM分期肺癌的原发肿瘤SUVmax比较,差异无统计学意义(P>0.05)。

2.3 肺癌分化程度与原发肿瘤及淋巴结SUVmax的关系(表 3
表 3 不同分化程度肺癌的SUVmax比较(x±s

不同分化程度肺癌的原发肿瘤SUVmax及淋巴结SUVmax差异均有统计学意义(均P<0.05)。

2.4 原发肿瘤及淋巴结的SUVmax与肿瘤MVD、LMVD的关系(表 4
表 4 肺癌的SUVmax与LMVD及MVD的关系(个/视野,x±s

肺癌MVD在原发肿瘤及淋巴结SUVmax分组中差异均有统计学意义(均P<0.05);LMVD在原发肿瘤及淋巴结SUVmax分组中差异均有统计学意义(均P<0.05)。

2.5 原发肿瘤SUVmax与肺癌形态学表现的相关性分析(表 5
表 5 肺癌的原发肿瘤SUVmax与PET-CT表现相关性分析

双变量符合正态分布,用Pearson相关系数分析,原发肿瘤的SUVmax与肿瘤的最大径、分叶征、棘突征、血管集束征均呈正相关(相关系数分别为0.608、0.458、0.623、0.598,均P<0.05),与空泡征、胸膜牵拉征、淋巴结SUVmax、淋巴结排列无明显相关性(均P>0.05)。

3 讨论 3.1 原发肿瘤SUVmax与LMVD、MVD的关系

肿瘤微血管、微淋巴管统称为肿瘤微脉管,是微循环的重要组成。大量研究[2, 5-6]证明,肿瘤的发生、生长、转移、预后均与之密切相关。微脉管的研究是肿瘤机制研究及肿瘤治疗的重要途径,通过检测LMVD和MVD可客观了解肿瘤组织中的新生微淋巴管和微血管的活跃程度。

研究[5-9]显示,肺癌原发灶FDG摄取率越高,肿瘤的侵袭性和淋巴结转移率越高;FDG摄取与肿瘤细胞增殖活度、肿块倍增时间及病理分化程度等有关;因此,FDG摄取率可作为肺癌中临床预测肿瘤生物学行为的有效指标。但关于用SUV判断肺癌预后的临界值仍存在较大争论。SUV为半定量指标,指病灶内放射性摄取量,是全身平均摄取量的倍数,代表代谢活动水平。目前,学界的共识为SUV高表示病灶摄取葡萄糖代谢水平高,病灶细胞增殖活跃,肿瘤转移概率增加,预后差。SHIN等[6]通过对非小细胞肺癌的研究发现,SUVmax>6是预后危险因子;KOH等[5]对小细胞肺癌分析显示,SUVmax与预后呈负相关,SUVmax为2.5是区分肺结节良恶性较好的分界值;SAKAKIBARA等[9]研究发现,SUVmax与肿瘤新生血管形成密切相关。目前对于SUVmax分界值,国外研究结果大多集中在5~11,国内多为2~10,多数认为5作为分界点较理想,故本研究以5为界进行研究。本研究显示,LMVD、MVD值在SUVmax≥5组中明显高于<5组,说明病灶SUVmax与肿瘤细胞的增殖活跃度、肿瘤的淋巴转移、血行转移有明显相关性,与预后呈负相关,可作为鉴别诊断肺癌良恶性病变及预测侵袭性、转移及预后的一项较客观的影像指标。

3.2 淋巴结SUVmax与LMVD、MVD的关系

淋巴结的SUVmax可在细胞分子代谢水平评估淋巴结转移情况,从而实现早期精确诊断;尤其在区别直径<1 cm的转移淋巴结或直径>1 cm的非转移淋巴结方面,PET图像依据其代谢性高低,观察是否为有活性肿瘤细胞,减少CT诊断淋巴结转移中的假阴性和假阳性,提高诊断准确率。但目前尚未有关淋巴结SUVmax与肿瘤微脉管形成的相关研究。本研究发现,LMVD、MVD在原发肿瘤及淋巴结SUVmax分组上差异均有统计学意义,提示淋巴结SUVmax越高,肿瘤LMVD、MVD计数越高,肿瘤越易于淋巴转移、血运转移,其增殖性更强,恶性度越高,预后不良。

3.3 原发肿瘤及淋巴结SUVmax与肺癌部分临床病理、CT征象的相关性

研究[5, 7]显示,肺癌SUVmax与增殖细胞核抗原显著相关,SUVmax可反映肿瘤的增殖活跃程度。SIM等[8]报道,非小细胞肺癌FDG摄取与Glut-1/3的表达及肿瘤细胞的分化程度相关,细胞分化越差,FDG摄取会越高。SAKAKIBARA等[9]研究认为,FDG的摄取与肿瘤细胞的增殖性、活性肿瘤细胞数、分化程度及MVD等均有相关性。本研究结果与上述研究相符,其中小细胞肺癌SUVmax高于肺鳞状细胞癌,鳞状细胞癌高于腺癌;肺癌组织学分级中,低、中、高分化的肿瘤的SUVmax差异有统计学意义,即分化程度越高,SUVmax越小。本研究还发现,淋巴结的SUVmax与肿瘤类型、分化程度及临床TNM分期密切相关,目前尚无相关报道。

程凯等[10]报道,肺癌SUVmax在有无淋巴结转移分组中差异无统计学意义,认为病灶最大径对FDG摄取有影响。本研究结果与其有差异,肺癌Ⅲ期的淋巴结SUVmax明显高于Ⅱ期和Ⅰ期,即有淋巴转移SUVmax明显高于无淋巴转移,提示SUVmax可预测肺癌转移。

SUVmax与肿瘤大小的关系报道不一[8-11]。SAKAKIBARA等[9]认为病灶的FDG摄取与其大小无明显相关性,与病灶的倍增时间有关。SIM等[8, 11]则认为,肺癌病灶的FDG摄取与肿瘤大小呈正相关。本研究发现,肿瘤最大径与其SUVmax呈正相关,最大径越大,SUVmax越大,反之亦然。SUVmax与肿块最大径的相关性可能解释为:①较大肿瘤中存活的肿瘤细胞数量多,所以FDG摄取较高;②较大的肿瘤,血管、淋巴管丰富,血供充足,肿瘤代谢活性强;③恶性肿瘤的侵袭性和恶性生物学行为随着肿瘤的增长加强,导致FDG摄取升高。

肺癌其他恶性形态学征象与SUVmax的关系以往未见报道,本研究显示分叶征、血管集束征、棘突征与SUVmax呈正相关。可解释为深分叶征、棘突征代表肿瘤增殖性较高,细胞增殖活跃,代谢强;血管集束征可反映肿瘤血供,血供丰富者肿瘤细胞增殖速度会相应增加,以上征象与FDG摄取呈正相关。SUVmax、分叶征、棘突征、血管集束征均为肺癌的重要征象,可一定程度预测肿瘤细胞的增殖性,反映其恶性程度。

综上所述,PET-CT是目前临床上广泛应用的肿瘤分子影像学检查方法,可从病灶的功能代谢及病理形态改变两方面共同测评病灶性质,SUVmax在测评肿瘤生物学行为、疗效随访及预后等方面有重要价值[10-12],结合其他PET-CT征象联合分析将有更大的临床应用前景。本研究局限性:纳入例数较少,有待扩大样本量进一步证实研究结果。

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