廖 愷，程 剛

（重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科，重慶 400016）

肺癌（lung cancer）是目前世界范圍內(nèi)最常見的惡性腫瘤之一，約占所有腫瘤病例的11.6%，也是最主要的腫瘤死亡的原因（占腫瘤死亡病例的18.4%）[1]，其中最常見的是非小細(xì)胞肺癌（non-small cell lung cancer），約占所有肺癌的85%[2]。目前對于非小細(xì)胞肺癌的治療除了常規(guī)的手術(shù)、放化療之外，靶向治療也被更多的患者所選擇。表皮生長因子受體酪氨酸激酶抑制劑（epidermal growth factor receptor tyrosine kinase inhibitors，EGFR-TKIs）對EGFR 突變陽性的非小細(xì)胞肺癌患者有著良好的治療效果[3]。使用EGFR-TKIs 前首先要確定非小細(xì)胞肺癌患者的EGFR 突變狀態(tài)，直接獲取腫瘤組織檢測是目前EGFR 基因突變狀態(tài)檢測的金標(biāo)準(zhǔn)，但對于部分存在有創(chuàng)性檢查禁忌或拒絕有創(chuàng)性檢查的非小細(xì)胞肺癌患者較為困難。18F-FDG PET/CT 作為核醫(yī)學(xué)的代表檢查技術(shù)，能反映非小細(xì)胞肺癌腫瘤細(xì)胞的增殖及糖代謝情況，在非小細(xì)胞肺癌的診斷、TNM 分期、治療反應(yīng)評價及預(yù)后判斷等發(fā)揮著重要作用[4-6]。有研究發(fā)現(xiàn)[7]，EGFR 基因可能會通過NOX4/ROS/GLUT1 軸影響糖代謝，從而影響腫瘤組織FDG 攝取，導(dǎo)致PET/CT 代謝參數(shù)的變化，這為用18F-FDG PET/CT 預(yù)測EGFR 突變狀態(tài)提供了理論上的可能性。此外，18F-FDG PET/CT 對非小細(xì)胞肺癌患者EGFR-TKIs 治療療效的動態(tài)評估也具有一定價值。本文就影響FDG 攝取的可能機制、18F-FDG PET/CT預(yù)測EFGR 基因的突變狀態(tài)及其在EGFR-TKIs 治療療效評估中的作用、EGFR-TKIs 靶向分子影像進展作一綜述。

1 影響FDG 攝取的可能機制

18F-FDG 是PET/CT 在臨床應(yīng)用最廣泛的顯像劑。FDG 在體內(nèi)各組織的分布能夠體現(xiàn)其對葡萄糖的攝取情況。18F-FDG 可以由細(xì)胞表面的葡萄糖轉(zhuǎn)運體進入腫瘤細(xì)胞內(nèi)，并在己糖激酶的催化作用下轉(zhuǎn)化為6-磷酸-18F-FDG，該物質(zhì)不能被磷酸己糖異構(gòu)酶催化參加下一步代謝反應(yīng)。殘留下來的6-磷酸-18F-FDG 由于大部分腫瘤細(xì)胞磷酸酶含量低，去磷酸化轉(zhuǎn)化為FDG 再由葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白向細(xì)胞外轉(zhuǎn)運的僅為一小部分，大部分6-磷酸-18F-FDG 繼續(xù)滯留在細(xì)胞內(nèi)，PET/CT 的探測器捕獲滯留的18FFDG 所發(fā)射的正電子成像[8]。

葡萄糖轉(zhuǎn)運體1（glucose transporter 1，GLUT1）是運輸葡萄糖由胞外進入胞內(nèi)的跨膜蛋白之一，其在體內(nèi)各個組織的分布，也從側(cè)面反映了不同組織對葡萄糖的需求。當(dāng)組織發(fā)生癌變后，腫瘤細(xì)胞的生長代謝需要大量的能量供給，但由于腫瘤細(xì)胞缺乏氧氣供應(yīng)只能進行葡萄糖的無氧代謝，等量葡萄糖對腫瘤細(xì)胞所提供的能量就遠(yuǎn)低于正常細(xì)胞，這也勢必會增加腫瘤細(xì)胞對葡萄糖的需求量，造成GLUT1 的過表達與FDG 的高攝取[9，10]。NADPH 氧化酶（NADPH oxidase 4，NOX4）基因編碼的蛋白質(zhì)可充當(dāng)氧傳導(dǎo)器，催化分子氧轉(zhuǎn)化為活性氧（reactive oxygen species，ROS）。ROS 在腫瘤細(xì)胞的糖代謝中有著十分重要的地位，其可以激活低氧誘導(dǎo)因子（hypoxia-inducible factor，HIF）-α，并于GLUT1 基因的啟動子區(qū)域的HIF-α 響應(yīng)元件結(jié)合，促進GLU1 的表達[11-14]。Sibille L 等[5]研究發(fā)現(xiàn)，與EGFR野生型細(xì)胞相比，EGFR 突變型細(xì)胞中的NOX4 mRNA 和蛋白水平顯著降低，這也提示了EGFR 基因突變可能會通過影響NOX4 的表達降低ROS 活性，進而使GLUT1 蛋白水平下調(diào)。Orcutt KP 等[15]研究發(fā)現(xiàn)，埃羅替尼的細(xì)胞毒性作用就是通過誘導(dǎo)NOX4 在頭頸部腫瘤的表達產(chǎn)生的氧化應(yīng)激反應(yīng)所介導(dǎo)的。Sobhakumari A 等[16]在FaDu 細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)，埃羅替尼可以通過增加NOX4 啟動子活性提高NOX4mRNA 及其蛋白的表達，并提出相對較低的NOX4 表達，其可能是激活埃羅替尼活性的一個觸發(fā)器?？傊?，EGFR 基因突變通過NOX4/ROS/GLUT1軸降低18F-FDG 攝取，但EGFR 基因?qū)μ谴x的影響是否存在其他機制仍不清楚，尚需要進一步的基礎(chǔ)及臨床研究予以明確。

2 18F-FDG PET/CT 預(yù)測EFGR 基因的突變狀態(tài)

EGFR 在腫瘤細(xì)胞中可通過信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路調(diào)節(jié)其周期，促進腫瘤細(xì)胞無節(jié)制地增殖，誘導(dǎo)血管生成，進而導(dǎo)致腫瘤的擴散及轉(zhuǎn)移。針對EGFR 的靶向藥物治療也成為非小細(xì)胞肺癌患者的重要治療選擇，18F-FDG PET/CT 是能夠反映腫瘤代謝的核醫(yī)學(xué)手段，能否通過PET/CT 中18F-FDG 攝取值的量化檢測來預(yù)測EGFR 基因突變狀態(tài)受到臨床關(guān)注。最大標(biāo)準(zhǔn)攝取值（SUVmax）是目前臨床上運用最廣泛的18F-FDG PET/CT 代謝參數(shù)，其是病灶單位體積的顯像劑活度與顯像劑注射劑量的比值，反映了腫瘤病灶的代謝率，目前已有許多研究探討了SUVmax值與EGFR 突變狀態(tài)的關(guān)系。Lv Z 等[17]對849 例非小細(xì)胞肺癌患者進行回顧性分析發(fā)現(xiàn)，原發(fā)灶SUVmax＜7.0 是EGFR 突變的獨立影響因子（OR=1.48，P=0.041）。Guan J 等[18]對136 例非小細(xì)胞肺癌患者進行回顧性分析發(fā)現(xiàn)，SUVmax≤8.1 是EGFR 突變的獨立影響因子（OR=1.84，P=0.028）。但也有部分研究發(fā)現(xiàn)SUVmax值并不具有預(yù)測價值，其中Lee SM 等[19]對206 例非小細(xì)胞肺癌患者進行研究發(fā)現(xiàn)，患者原發(fā)灶SUVmax值與EGFR 突變狀態(tài)之間沒有明顯的相關(guān)性。也有研究發(fā)現(xiàn)EGFR 突變對應(yīng)著FDG 的高攝取，Ko K 等[20]研究發(fā)現(xiàn)，SUVmax≥6 是EGFR 突變的獨立影響因子（OR=2.94，P=0.017）。造成這種差異的原因可能是因為病例樣本量不夠大，并且SUVmax值無法體現(xiàn)病灶的空間特征。對于偏肥胖患者，由于脂肪組織對FDG 攝取較少，可造成病灶SUV 偏高。一項關(guān)于18F-FDG PET/CT 與EGFR 突變狀態(tài)相關(guān)性的研究發(fā)現(xiàn)[21]，SUVmax對非小細(xì)胞肺癌患者EGFR基因突變的診斷平均敏感度57%，平均特異度為65%，說明SUVmax對EGFR 突變狀態(tài)有一定程度的診斷效能，但仍無法取代組織活檢。

有研究提出將PET-CT 代謝參數(shù)與腫瘤指標(biāo)相結(jié)合，可以更好的預(yù)測EGFR 突變的情況。Hur CJ等[22]研究表明，較低的SUVmax聯(lián)合較高的細(xì)胞角蛋白19 片段21-1 水平對EGFR 突變有較高的預(yù)測價值。Gu J 等[23]研究發(fā)現(xiàn)，血清癌胚抗原≥7.0 ng/ml和SUVmax＜9.0 突變陽性的可能性更大。代謝體積（metabolic tumor volume，MTV）和病灶糖酵解總量（total lesion glycolysis，TLG）是包含腫瘤體積和代謝兩方面信息的參數(shù)，較SUVmax更為全面。Yang B 等[24]研究顯示，PET/CT 代謝參數(shù)中僅有MTV 是EGFR突變的獨立因素（OR=2.482，P=0.003）。丁重陽[25]探討了18F-FDG 代謝參數(shù)對EGFR 突變狀態(tài)的預(yù)測價值，結(jié)果發(fā)現(xiàn)TLG 為預(yù)測EGFR 突變的獨立因素，且TLG 預(yù)測EGFR 突變的最佳截斷值為20.20。由此可見，單種PET/CT 代謝指標(biāo)往往具有一定的局限性，建立一個多指標(biāo)的預(yù)測EGFR 突變狀態(tài)的模型，往往能夠得出更可靠的結(jié)果。

3 18F-FDG PET-CT 在EGFR-TKIs 治療療效評估中的作用

目前臨床上對于EGFR-TKIs 治療療效中應(yīng)用較多的是實體腫瘤療效評價標(biāo)準(zhǔn)（response evaluation criteria in solid tumors version 1.1，RECIST 1.1），該標(biāo)準(zhǔn)評估腫瘤治療的療效及進展主要是基于常規(guī)影像學(xué)的腫瘤解剖結(jié)構(gòu)的變化，但腫瘤的解剖反應(yīng)通常落后于代謝反應(yīng)。PET 能夠較早的發(fā)現(xiàn)腫瘤的代謝反應(yīng)，對腫瘤的早期療效評估至關(guān)重要，而RECIST 1.1 并沒有將PET 可提供的代謝信息納入標(biāo)準(zhǔn)之中，2009 年Wahl RL 等[26]提出了新的一種腫瘤評估體系PET 實體瘤療效標(biāo)準(zhǔn)（PERCIST），該標(biāo)準(zhǔn)從代謝的角度來描述腫瘤治療的療效。Shang J等[27]對35 例非小細(xì)胞肺癌患者的前瞻性研究發(fā)現(xiàn)，PERCIST1.0 比RECIST1.1 能夠更敏感、更準(zhǔn)確地檢測非小細(xì)胞肺癌患者化療的早期療效。

18F-FDG PET/CT 對于非小細(xì)胞肺癌EGFRTKIs 的療效評估中也有著重要作用。Rong X 等[28]研究顯示，于治療前、服用吉非替尼治療6 個月后分別對46 例晚期肺腺癌患者進行18F-FDG PET/CT 掃描，得到兩次掃描圖像中原發(fā)病灶的SUV 差值百分比（△SUV%），結(jié)果發(fā)現(xiàn)△SUV%＜-25%對應(yīng)更長的生存時間(10.6/18.4，P=0.000）；多因素COX 回歸也發(fā)現(xiàn)，△SUV%＜-25%是更長生存時間的獨立影響因子。除了SUVmax外，PET/CT 其他代謝參數(shù)也被學(xué)者用于非小細(xì)胞肺癌的療效評估中。Fledelius J 等[29]對56 例非小細(xì)胞肺癌患者接受厄洛替尼治療7～10 d的18F-FDG PET/CT 掃描結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)，SULpeak、SULmax、TLG 的變化百分比與治療后的無進展生存期（progression free survival，PFS）、總生存期（overall suvival，OS）顯著相關(guān)?？傊?8F-FDG PET/CT 對于EGFR-TKIs 療效評估的價值已得到越來愈多人的關(guān)注，但現(xiàn)在仍缺乏一個統(tǒng)一的評價標(biāo)準(zhǔn)，需要更多大樣本、多中心、前瞻性的研究來制定一個有效的療效評估體系。

EGFR-TKIs 產(chǎn)生耐藥性可能與腫瘤的異質(zhì)性相關(guān)，18F-FDG PET/CT 對腫瘤異質(zhì)性的評估也具有一定參考作用。Park S 等[30]選擇接受吉非替尼或厄洛替尼治療后復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移的非小細(xì)胞肺癌患者作為研究對象，選擇8 個治療前腫瘤原發(fā)灶PET/CT 異質(zhì)性結(jié)構(gòu)參數(shù)進行生存分析，結(jié)果顯示8 個參數(shù)均顯示PFS 的風(fēng)險比增加，其中風(fēng)險比最高的是共生熵（co-occurrence entropy），HR為6.41（P＜0.01），將美國東部腫瘤協(xié)作組活動評分（eastern cooperative oncology group performance status，ECOGPS）、腫瘤代謝體積、臨床分期調(diào)整之后的參數(shù)與異質(zhì)性結(jié)構(gòu)參數(shù)一起納入多因素分析，并得出這些異質(zhì)性結(jié)構(gòu)參數(shù)仍與PFS 相關(guān)。由此可見，18F-FDG PET/CT 異質(zhì)性結(jié)構(gòu)紋理參數(shù)可用于早期EGFR-TKI 治療失敗風(fēng)險增加的亞群識別。此外，腫瘤基因突變導(dǎo)致的異質(zhì)性與PET/CT 相關(guān)代謝參數(shù)的相關(guān)性也需要繼續(xù)探究。

4 EGFR-TKIs 靶向分子影像進展

隨著放射性核素標(biāo)記技術(shù)及核醫(yī)學(xué)顯像技術(shù)的發(fā)展，若能對EFGR-TKIs 藥物用放射性核素標(biāo)記作為分子探針，再用PET/CT 顯像，便可能直接觀察到EFGR-TKIs 藥物在體內(nèi)的分布及腫瘤與EGFR-TKIs 的結(jié)合情況，進而用于EGFR-TKIs 治療高敏感人群的篩選、指導(dǎo)治療策略、療效動態(tài)評估。在分子探針的選擇上，除了考慮其特異性、親和力、穩(wěn)定性外，還需要考慮適當(dāng)?shù)难呵宄?、生物體內(nèi)分布、與目標(biāo)腫瘤的結(jié)合情況、放射性核素的半衰期等[31-33]。

EGFR-TKIs 小分子探針可以可逆或不可逆結(jié)合于EGFR 突變蛋白的胞內(nèi)酪氨酸激酶結(jié)構(gòu)域。PD153035 是一種可逆性的EGFR 抑制劑，Liu N 等[34]對9 名健康志愿者進行11C-PD153035 PET 顯像發(fā)現(xiàn)，11C-PD153035 在人體內(nèi)主要聚集在膀胱和膽囊，而較少見其在肺、骨和肌肉中累積。肺部的低攝取也為其在非小細(xì)胞肺癌腫瘤EGFR-TKI PET 顯像提供了很好的前景，Meng X 等[35]研究讓非小細(xì)胞肺癌患者每日接受厄洛替尼150 mg 治療，分別在治療開始前、治療后1～2 周、治療第6 周行11CPD153035 PET/CT 顯像，結(jié)果發(fā)現(xiàn)11C-PD153035 的攝取與EGFR 突變狀態(tài)正相關(guān)，且治療前的SUVmax值與PFS、OS 顯著相關(guān)，表明11C-PD153035 分子顯像可以作為篩選EGFR-TKIs 治療敏感的非小細(xì)胞肺癌患者的手段。厄洛替尼（erlotinib）是第一代EGFR-TKIs，已經(jīng)應(yīng)用于EGFR 突變患者的靶向治療，Memon AA 等[36]采用11C 對erlotinib 標(biāo)記后進行PET 顯像，通過EGFR 突變和EGFR 野生型荷瘤裸鼠模型的PET 顯像，發(fā)現(xiàn)顯像劑在EGFR 突變腫瘤模型中攝取遠(yuǎn)高于野生型，也體現(xiàn)了11C-erlotinib PET 顯像在篩選EGFR 突變腫瘤的能力。為了進一步研究11C-erlotinib 在非小細(xì)胞肺癌患者中的運用，Memon AA 等[37]對13 例非小細(xì)胞肺癌患者erlotinib治療前后行11C-erlotinib PET/CT 和18F-FDG PET/CT，結(jié)果發(fā)現(xiàn)部分淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移病灶18F-FDG PET/CT未檢出，而11C-erlotinibPET/CT 則可以發(fā)現(xiàn)其病灶，鞏固了11C-erlotinib 顯像的優(yōu)勢?？赡嫘缘腅GFRTKIs 探針也存在一些不足，如可逆性的結(jié)合難以明確放射性藥物劑量、不能對原發(fā)性T790M 突變的非小細(xì)胞肺癌進行顯像等。阿法替尼（afatinib）能與EGFR 緊密結(jié)合，屬于不可逆的EGFR-TKIs，也被用于EGFR 基因顯像的研究。Slobbe P 等[38]為了比較可逆性與非可逆性EGFR-TKIs 分子探針的PET 顯像區(qū)別，采用18F-afatinib 和11C-erlotinib 兩種顯像劑分別對H1975 細(xì)胞（L858R/T790M 突變）、HCC827 細(xì)胞（19 外顯子缺失突變）及A549 細(xì)胞（EGFR 野生型）鼠模型進行PET 顯像，結(jié)果顯示11C-erlotinib 在L858R/T790M 突變、EGFR 野生型的腫瘤區(qū)域均未見放射性攝取，而18F-afatinib 在3 種模型的移植瘤中均顯示滯留良好。可見afatinib 可以使T790M 突變的腫瘤顯影，但因其具有多靶性特點，缺乏特異性，無法成為EFGR 基因突變檢測理想的分子探針。

此外，用標(biāo)記的單克隆分子可以與EGFR 突變蛋白外部結(jié)構(gòu)域結(jié)合也可用于EGFR 的檢測。Perk LR 等[39]利用89Zr 標(biāo)記了西妥昔單抗，并在細(xì)胞A431 移植瘤模型中發(fā)現(xiàn)EGFR 高表達的腫瘤組織攝取明顯高于周圍組織。Nayak TK 等[40，41]分別合成了86Y-CHX-A"-DTPA-帕尼單抗和89Zr-帕尼單抗兩種單克隆類分子探針，并建立不同EGFR 表達水平的腫瘤模型，再通過PET 顯像發(fā)現(xiàn)，EFGR 表達高的腫瘤區(qū)域?qū)︼@像劑的攝取明顯高于EGFR 表達低的腫瘤區(qū)域。單克隆類分子探針在體檢測EGFR 蛋白表達水平的具有一定的可行性，但是該類探針為大分子蛋白質(zhì)，可能在人體內(nèi)發(fā)生交叉免疫反應(yīng)；此外，單克隆類分子探針只能局限于蛋白水平的檢測，無法直接顯示EGFR 基因的分布，也限制了其在臨床的應(yīng)用。

5 總結(jié)

EGFR-TKIs 靶向治療能夠明顯改善晚期非小細(xì)胞肺癌患者的生活質(zhì)量，18F-FDG PET/CT 作為分子影像學(xué)的代表在EGFR-TKIs 靶向治療中應(yīng)用價值也得到了廣泛的認(rèn)可，但仍有較大的發(fā)展空間。但PET/CT 對非小細(xì)胞肺癌患者的全面評估體系尚未有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)研究所包含的病例有不同的臨床階段、不同的病理類型，仍需標(biāo)準(zhǔn)化、大規(guī)模多中心的前瞻性研究提供更具說服力的數(shù)據(jù)。隨著分子探針的不斷研發(fā)，PET 分子影像將可以藥物在體內(nèi)的分布及與全身病灶結(jié)合情況顯示出來，進而實現(xiàn)治療療效的動態(tài)監(jiān)測、治療敏感性與治療耐受性的篩選。此外，圖像紋理分析、人工智能等技術(shù)在PET 的逐漸推廣，將為這一領(lǐng)域注入新的活力，帶來更多的嶄新的認(rèn)識與發(fā)展。