肺癌骨轉(zhuǎn)移患者OPN表達(dá)和18F-FDG PET/CT顯像的相關(guān)性研究進展

劉 睿 黃曉紅 楊凡慧 游金輝

肺癌(lung cancer, LC)是目前全球癌癥死亡的主要原因之一，分為非小細(xì)胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC)(85%)和小細(xì)胞肺癌(small cell lung cancer, SCLC)(15%)兩種類型，NSCLC患者預(yù)后普遍較差。骨骼被認(rèn)為是LC最常見的遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移部位之一[1]。腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移至骨骼會破壞骨骼的完整性，以致骨骼相關(guān)事件(skeletal-related events, SREs)的出現(xiàn)，主要包括了骨骼疼痛、脊髓受到壓迫、血鈣的升高以及易發(fā)生病理性骨折等，不僅會降低患者的生活質(zhì)量，縮短患者的生存時間，并且可導(dǎo)致死亡病例的出現(xiàn)。據(jù)統(tǒng)計，超過35%的LC患者出現(xiàn)骨骼轉(zhuǎn)移病灶，而尸檢時更是高達(dá)50%的LC患者出現(xiàn)骨轉(zhuǎn)移憑證[2]。不過目前為止，針對發(fā)生骨轉(zhuǎn)移的治療方案通常都是姑息性的[1],大多是抑制骨吸收過程以保持骨骼的強度，緩解患者的疼痛并預(yù)防SREs的發(fā)生。因此在發(fā)生SREs之前診斷骨轉(zhuǎn)移的發(fā)生及對LC患者進行明確分期對制定精準(zhǔn)個體化的治療方案非常重要。

骨橋蛋白(osteopontin, OPN)是一種磷酸蛋白。在骨髓中，OPN約占非膠原骨的2%，主要由成骨細(xì)胞分泌。它也可以由成骨祖細(xì)胞、骨細(xì)胞和骨髓中的其他造血細(xì)胞合成，在調(diào)節(jié)細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)之間的粘附、骨礦化和重建、細(xì)胞遷移和運動等方面起著關(guān)鍵作用等生理病理過程，包括腫瘤發(fā)生、免疫反應(yīng)、炎癥、傷口愈合和血管重塑。關(guān)于腫瘤患者外周血OPN水平的研究[3]結(jié)果表明，與健康對照組相比，OPN的表達(dá)水平明顯增加，且OPN陽性表達(dá)多見于低分化癌、有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的腫瘤和/或臨床Ⅲ/Ⅳ期的腫瘤。并且有研究[4]表明，高OPN濃度對該研究中377例肺癌患者的總生存具有高度顯著且獨立的負(fù)面影響，同時OPN在肺癌腫瘤組織中相對于正常組織過表達(dá)；其過表達(dá)與TNM分期及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移顯著相關(guān)，提示OPN作為預(yù)測肺癌患者的相關(guān)預(yù)后及生存時間的指標(biāo)還有很大的潛能可探索。

18F-氟脫氧葡萄糖正電子發(fā)射計算機斷層顯像/計算機斷層掃描(18F-fluorodeoxyglucose positron emission tomography/computed tomography,18F-FDG PET/CT)顯像是一種基于惡性腫瘤葡萄糖代謝特點的分子影像學(xué)診斷方法，現(xiàn)在已被廣泛應(yīng)用于癌癥的診斷、療效觀察和預(yù)后評估等，同時在原發(fā)性腫瘤分期方面的特殊價值也被廣泛認(rèn)同。目前研究[2]表明，LC患者血清OPN水平可能有助于識別發(fā)生骨轉(zhuǎn)移的患者，而18F-FDG PET/CT能夠精準(zhǔn)定位骨轉(zhuǎn)移的發(fā)生部位并提供該部位解剖學(xué)和代謝情況等相關(guān)信息。因此，將二者結(jié)合起來評估患者的總體情況，可能對提升患者的預(yù)后及總體生存時間具有重要意義。本文簡要綜述肺癌骨轉(zhuǎn)移患者體內(nèi)OPN水平與18F-FDG PET/CT顯像的相關(guān)性研究進展，以期提高肺癌骨轉(zhuǎn)移的臨床診治效能。

1 OPN的生物學(xué)特性

OPN分子是一種多功能糖蛋白，與細(xì)胞的一些代謝過程、腫瘤的發(fā)生、轉(zhuǎn)移等生理和病理過程高度相關(guān)。近年研究[5-7]表明，OPN廣泛參與腫瘤細(xì)胞增殖、遷移等過程，同時腫瘤組織、血漿/血清中的OPN水平也可能與多種癌癥的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，并且血漿/血清中OPN水平可提供有啟示性的預(yù)后信息[7]。由此可見，OPN具有作為一種監(jiān)測腫瘤發(fā)生進展的生物標(biāo)志物的潛能。

OPN存在3個選擇性剪接異構(gòu)體(OPN-a、OPN-b和OPN-c)，它們在不同類型的腫瘤中具有不同的表達(dá)能力。OPN-a廣泛出現(xiàn)于大部分癌癥類型中，OPN-b主要出現(xiàn)于LC疾病中，OPN-c被認(rèn)為在乳腺癌以及前列腺癌中發(fā)揮重要作用，還可能與LC發(fā)生轉(zhuǎn)移有關(guān)[8-11]。

目前認(rèn)為，OPN剪接異構(gòu)體在LC的發(fā)生發(fā)展中具有不同的作用。研究[12]表明，OPN-b和OPN-c的高表達(dá)可促進前列腺癌、乳腺癌、LC等惡性腫瘤的增殖、增強腫瘤細(xì)胞的侵襲行為，同時OPN可以通過自分泌和旁分泌兩種機制促成血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)的積累，來進一步促進腫瘤的發(fā)生和轉(zhuǎn)移。Sun等[13]發(fā)現(xiàn)，與正常肺組織相比，NSCLC樣本主要通過表達(dá)OPN-a來增強腫瘤細(xì)胞的侵襲能力；而OPN-b似乎沒有表現(xiàn)出具有促進VEGF分泌的能力，而僅僅通過激活內(nèi)皮細(xì)胞來增加血管的形成。而OPN-c對腫瘤細(xì)胞的侵襲行為具有負(fù)作用，明顯抑制血管生成和VEGF的分泌[7]。但OPN剪接變異體功能異質(zhì)性的作用機制仍需探索。

2 肺癌與OPN表達(dá)

Cui等[14]配對比較了TCGA數(shù)據(jù)庫中OPN mRNA在正常組織和腫瘤組織中的表達(dá)，生物信息學(xué)分析顯示OPN在NSCLC組織中顯著上調(diào)，并且通過Oncomine數(shù)據(jù)庫驗證了這一結(jié)果。Xu等[15]的研究結(jié)果顯示，治療前SCLC組血清OPN水平高于健康對照組(P<0.001)，化療后血清OPN水平下降，客觀緩解率(CR+PR)為81.2%，無緩解率(SD+PD)為18.8%。化療敏感患者的血清OPN明顯低于無化療反應(yīng)患者，提示血清OPN水平可作為評價SCLC患者治療效果的有效生物標(biāo)志物。Wang等[16]的研究發(fā)現(xiàn)，肺腺鱗患者的血漿和支氣管肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid,BALF )的OPN水平均明顯高于良性對照組(P<0.05)，ROC結(jié)果表明，OPN和激肽原1(Kininogen 1,KNG1)以及α抗胰蛋白酶(α-1-antitrypsin,AAT)的聯(lián)合應(yīng)用可提高BALF的AUC值，表明其在癌癥進展中起著一定的作用，并有可能作為診斷肺癌的潛在標(biāo)志物。

目前關(guān)于LC分期與OPN水平的關(guān)系尚存爭議。Xu等[15]在分析OPN水平與肺癌患者臨床病理特征的關(guān)系時發(fā)現(xiàn)，血清OPN水平與疾病分期有關(guān)，同時血清OPN水平與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移是呈正相關(guān)。Ouyang等[17]的研究結(jié)果同樣顯示，晚期NSCLC患者組織中OPN表達(dá)比Ⅰ/Ⅱ期組顯著上調(diào)，且OPN表達(dá)水平與轉(zhuǎn)移狀態(tài)表現(xiàn)出顯著的正相關(guān)性。相關(guān)研究[18-19]同樣得出了相似結(jié)論，同時Carbone等[18]的結(jié)果還顯示OPN水平與患者發(fā)生轉(zhuǎn)移灶的數(shù)量呈正相關(guān)(r=0.326，P=0.006)。這與Yi等[20]的研究結(jié)果是相似的，同時該研究的臨床病理數(shù)據(jù)分析顯示，高OPN表達(dá)水平與LC患者吸煙、組織學(xué)類型、晚期(Ⅲ～Ⅳ期)和局部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移呈正相關(guān)。Sun[21]等的研究結(jié)論與其相似，這些研究都表示OPN有希望成為診斷NSCLC以及預(yù)測NSCLC不良預(yù)后的有力生物學(xué)指標(biāo)。然而，也有研究提出否定。Petta等[22]的研究中，無論是發(fā)生廣泛性還是局限性病變，SCLC患者的血清OPN水平均無顯著差異；同時NSCLC患者3個亞組的血清OPN水平亦無顯著差異。

此外，OPN在發(fā)生轉(zhuǎn)移的腫瘤中表達(dá)特別高，尤其是在那些易發(fā)生骨轉(zhuǎn)移的癌癥中過度表達(dá)[7]。Oronzo等[23]通過多因素logistic回歸建立了一個包含OPN的骨轉(zhuǎn)移發(fā)病標(biāo)志物分子模型，并應(yīng)用于40例Ⅲ期NSCLC患者中進行了前瞻性驗證，結(jié)果顯示該模型預(yù)測骨轉(zhuǎn)移發(fā)生的靈敏度為85.7%，而特異度為66.7%。這說明當(dāng)骨代謝的微妙平衡被打破時，血液中OPN的濃度會顯著增加，這時測定OPN濃度對骨轉(zhuǎn)移的預(yù)測和診斷有重要意義[24-25]。但Petta等[22]的研究結(jié)果顯示，在LC患者中有或無骨轉(zhuǎn)移患者的血清OPN水平也無明顯差異。

從以上報道中可以看出，OPN具有成為預(yù)測腫瘤患者是否發(fā)生轉(zhuǎn)移生物標(biāo)志物的潛能的，但目前對于其臨床應(yīng)用的價值尚存在爭議，仍需更多的研究探索。

3 肺癌患者的OPN表達(dá)與18F-FDG PET/CT糖代謝顯像

Basso等[26]進行了一項關(guān)于18F-FDG PET/CT鑒別肺部病灶良惡性能力的meta分析，其結(jié)果顯示，PET/CT在診斷惡性病灶時，靈敏度和特異度分別為78%和81%。Li等[27]的研究結(jié)果表明，18F-FDG PET在肺癌原發(fā)病灶檢測、臨床分期、評估預(yù)后等方面具有很大的價值。

LC患者是否存在轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)是決定臨床分期及臨床治療方案的重要因素之一，因此檢測LC患者是否發(fā)生了淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移同樣具有重要的臨床意義。Al-Kadi等[28]發(fā)現(xiàn)，18F-FDG PET診斷縱隔淋巴結(jié)發(fā)生轉(zhuǎn)移的敏感性和特異性分別為84%、89%。Nakanishi等[29]發(fā)現(xiàn)，18F-FDG PET顯像的相關(guān)參數(shù)(maximum standardized uptake value, SUVmax、metabolic tuomor volume,MTV、total lesion glycolysis,TLG)可作為LC患者發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的有力診斷指標(biāo)，與Hua等[30]研究結(jié)果相似。

Ningbo等[31]的研究數(shù)據(jù)顯示，18F-FDG PET/CT診斷NSCLC患者發(fā)生骨轉(zhuǎn)移的敏感性為84.1%，特異性為93.2%，并且18F-FDG PET在檢測溶骨性或混合性病灶時，靈敏度是高于檢測成骨性病變的，在263處PET圖像上顯示為陽性攝取的骨轉(zhuǎn)移病灶中，溶骨性病灶的發(fā)現(xiàn)率為97.8%，成骨性病灶的發(fā)現(xiàn)率為93.5%。而在Chae等[32]的研究中發(fā)現(xiàn)，18F-FDG PET/CT識別LC患者轉(zhuǎn)移性病變和良性病變的敏感性為81.8%，特異性為84.7%。Gomi等[33]發(fā)現(xiàn)不論是在NSCLC還是SCLC患者中，骨轉(zhuǎn)移患者的18F-FDG PET/CT顯像的相關(guān)參數(shù)均明顯高于非骨轉(zhuǎn)移患者(P<0.001)，并且當(dāng)患者出現(xiàn)相關(guān)癥狀如疼痛時，相關(guān)參數(shù)也明顯增高。

Brennan等[34]發(fā)現(xiàn)，在18F-EF5 PET/CT顯像的所有前列腺腫瘤的活檢組織中均有GLUT1和OPN表達(dá)。但是目前為止關(guān)于OPN表達(dá)與18F-FDG PET/CT顯像間關(guān)系的相關(guān)研究較少。Akyan等[2]分析42例NSCLC患者和31例SCLC患者的OPN表達(dá)與18F-FDG攝取之間的關(guān)系，結(jié)果顯示在NSCLC患者中，發(fā)生和未發(fā)生骨轉(zhuǎn)移患者的平均SUVmax無明顯差異，但血清平均OPN水平存在差異(P<0.05)；在SCLC患者中，發(fā)生骨轉(zhuǎn)移患者的血清OPN水平是明顯高于未發(fā)生骨轉(zhuǎn)移患者的(P<0.05)；遺憾的是未明確SUVmax與血清OPN的關(guān)系。因此，在LC患者中，18F-FDG攝取(SUVmax)與OPN過表達(dá)之間是否存在明確的關(guān)系，仍需更多的證據(jù)來證實。

綜上所述，OPN的表達(dá)可發(fā)生于LC骨轉(zhuǎn)移的全過程，PET/CT顯像目前在LC患者發(fā)生骨轉(zhuǎn)移的早期診斷、預(yù)后評估、轉(zhuǎn)移病灶探測、預(yù)防骨骼相關(guān)事件的發(fā)生等方面廣泛運用，但仍有一定的探索空間和不足之處。OPN作為一種廣泛存在于細(xì)胞外基質(zhì)中且廣泛表達(dá)的糖基化蛋白，要運用OPN表達(dá)來提高LC患者發(fā)生骨轉(zhuǎn)移的診斷效率，仍缺乏較為可靠的證據(jù)；并且要結(jié)合PET/CT的相關(guān)參數(shù)來提高LC患者轉(zhuǎn)移病灶探測效率，其特異度和敏感度并不總是足夠的,很多研究尚不到位。如何利用OPN表達(dá)結(jié)合18F-FDG PET/CT顯像相關(guān)參數(shù)，提高LC患者發(fā)生轉(zhuǎn)移診斷的敏感性及特異性仍需更多更細(xì)致的探究。