非小细胞肺癌不同病理亚型Ki-67增殖指数与18F-FDG PET/CT 代谢参数的相关性

冯洪燕 李雪蓉 涂宁 王超 肖雄 洪正 源 卜丽红

武汉大学人民医院PET 中心，武汉 430060

在全球范围内，因肺癌导致的死亡人数逐渐上升[1-2]，其中，非小细胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）是最常见的肺癌类型，其主要包括鳞状细胞癌（squamous-cell carcinoma，SCC）、腺癌和大细胞癌。细胞增殖核抗原Ki-67（简称Ki-67）存在于多种恶性肿瘤增殖细胞中，是一种已知的预后指标[3-5]。Ki-67 增殖指数在组织病理学检查和穿刺细胞学检查时可能存在偏差，不能很好地反映肿瘤细胞的增殖情况，且其属于有创性检查，可重复性差[4]。因此，寻找一种有效、可无创表征肿瘤细胞增殖的方法至关重要。18F-FDG PET/CT 代谢参数可间接反映NSCLC 细胞的增殖状态，有作为NSCLC 特定组织病理学检查生物标志物的可视化、非侵入性替代标志物的潜力[6-8]。NSCLC 肿瘤内或肿瘤间的异质性导致Ki-67 增殖指数出现偏差，且NSCLC 不同病理亚型Ki-67 的表达亦有所不同[7]，因此，Ki-67 增殖指数与18F-FDG PET/CT 代谢参数是否有相关性仍存在争议。我们回顾性分析NSCLC 不同病理亚型的Ki-67 增殖指数与18F-FDG PET/CT 代谢参数的相关性，旨在为临床医师提供参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性分析2018 年3 月至2020 年8 月于武汉大学人民医院经组织病理学检查确诊为NSCLC的134 例患者的临床资料，其中男性86 例、女性48例，年龄39～85（63.9±9.1）岁。纳入标准：（1）有完善的临床资料，包括病史、临床症状、实验室检查结果及影像学检查结果等；（2）在治疗前接受18F-FDG PET/CT 全身检查；（3）经手术切除肺原发肿瘤标本进行组织病理学检查并评估。排除标准：（1）既往有其他恶性肿瘤病史；（2）有较严重的急慢性疾病；（3）病例数较少的大细胞癌。本研究已获得武汉大学人民医院生物医学伦理委员会的批准（批准号：2019-X-70）。

根据2015 年世界卫生组织肺肿瘤分类标准[9]确定病理亚型、细胞分化程度、Ki-67 增殖指数和是否有淋巴结转移。

1.2 图像采集

使用美国GE 公司Discovery 710 型PET/CT仪显像。显像剂18F-FDG 由美国GE 公司Qilin 回旋加速器制备且放射化学纯度＞95%。所有患者检查前至少禁食6 h 且空腹血糖水平＜8.33 mmol/L，静脉注射18F-FDG（3.5～4.5 MBq/kg）50～60 min 后采集图像。CT 扫描参数：管电压120 kV、管电流120～150 mA、层厚5 mm。PET 扫描范围从双侧大腿上段至头顶部，15 cm/床位，2.5 min/床位，共采集6～8 个床位。PET 图像按照有序子集最大期望值法重建。

1.3 图像分析

所有PET/CT和高分辨率CT（high resolution computed tomography，HRCT）图像均由2 位具有10 年以上工作经验的核医学科医师独立分析，意见不一致时通过讨论获得一致结果。应用AW4.6工作站的PET VCAR 软件处理18F-FDG PET/CT 图像并提取代谢参数：SUVmax、肿瘤代谢体积（metabolic tumor volume，MTV）和糖酵解总量（total lesion glycolysis，TLG）。通过勾画ROI 自动测量SUVmax，通过迭代自适应算法测定勾画肿瘤边缘的阈值从而获得病灶的MTV 和TLG。从HRCT图像中获得肿瘤大小和CT 形态学特征。

1.4 统计学方法

应用 SPSS 23.0 软件对数据进行统计学分析。计数资料以个数或百分比表示，采用非参数检验法进行比较，2 组间数据的比较采用Mann-WhitneyU检验，多组间数据的比较采用Kruskal-Wallis 检验。连续资料的分析采用Pearson 相关性分析，分类资料和等级资料的分析采用Spearman 相关性分析。P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 NSCLC 患者不同临床特征的Ki-67 增殖指数、18F-FDG PET/CT 代谢参数间的比较

134 例NSCLC 患者中，腺癌89 例（浸润型腺癌85 例、变异型腺癌4 例）、SCC 45 例（非角化型SCC 19 例、角化型SCC 24 例、基底样SCC 2 例）。由表1 可知，除年龄、性别的MTV 外，不同临床特征的Ki-67 增殖指数、18F-FDG PET/CT 代谢参数间的差异均有统计学意义（均P＜0.01）。

表1 134 例非小细胞肺癌患者不同临床特征的Ki-67 增殖指数、18F-FDG PET/CT 代谢参数间的比较Table 1 Comparison of Ki-67 proliferation index and 18F-FDG PET/CT metabolic parameters among different clinical features of 134 patients with non-small cell lung cancer

2.2 NSCLC 患者不同病理亚型的Ki-67 增殖指数、18F-FDG PET/CT 代谢参数间的比较

由表2 可知，浸润型腺癌患者不同病理亚型的Ki-67 增殖指数、SUVmax间的差异均有统计学意义（均P＜0.001）。由表3 可知，不同分化程度浸润型腺癌患者的Ki-67 增殖指数、SUVmax、TLG 间的差异均有统计学意义（均P≤0.001），贴壁为主型腺癌的SUVmax明显低于其他类型腺癌，尤其是低于实体+微乳头状为主型腺癌（图1）。由表4 可知，SCC 患者不同病理亚型的Ki-67 增殖指数、MTV、TLG 间的差异均有统计学意义（均P＜0.05）。

表2 85 例浸润型腺癌患者不同病理亚型的 Ki-67 增殖指数、18F-FDG PET/CT 代谢参数的比较（ ±s）Table 2 Comparison of Ki-67 proliferation index and 18F-FDG PET/CT metabolic parameters in different pathological subtypes of 85 patients with invasive adenocarcinoma ( ±s)

表2 85 例浸润型腺癌患者不同病理亚型的 Ki-67 增殖指数、18F-FDG PET/CT 代谢参数的比较（ ±s）Table 2 Comparison of Ki-67 proliferation index and 18F-FDG PET/CT metabolic parameters in different pathological subtypes of 85 patients with invasive adenocarcinoma ( ±s)

注：Ki-67 为细胞增殖核抗原；FDG 为氟脱氧葡萄糖；PET 为正电子发射断层显像术；CT 为计算机体层摄影术；SUVmax 为最大标准化摄取值；MTV 为肿瘤代谢体积；TLG 为糖酵解总量

病理亚型 Ki-67（%） SUVmax MTV（cm3） TLG（g）贴壁为主型（n=22） 9.0±7.0 3.9±3.7 7.5±4.2 16.8±20.4腺泡为主型（n=28） 24.0±21.9 8.4±5.4 12.2±14.2 66.5±105.3乳头状为主型（n=12） 18.0±13.0 7.4±4.1 8.9±7.1 46.4±55.3微乳头状为主型（n=9） 41.0±19.0 16.0±8.9 17.1±16.9 257.0±444.6实体为主型（n=14） 36.0±18.9 13.5±5.5 15.7±12.2 153.4±150.3 Z值 26.403 32.372 6.837 0.870 P值 ＜0.001 ＜0.001 0.145 0.929

表3 85 例不同分化程度浸润型腺癌患者的 Ki-67 增殖指数、18F-FDG PET/CT 代谢参数的比较（ ±s）Table 3 Comparison of Ki-67 proliferation index and 18F-FDG PET/CT metabolic parameters in different differentiation degrees of 85 patients with invasive adenocarcinoma ( ±s)

表3 85 例不同分化程度浸润型腺癌患者的 Ki-67 增殖指数、18F-FDG PET/CT 代谢参数的比较（ ±s）Table 3 Comparison of Ki-67 proliferation index and 18F-FDG PET/CT metabolic parameters in different differentiation degrees of 85 patients with invasive adenocarcinoma ( ±s)

注：Ki-67 为细胞增殖核抗原；FDG 为氟脱氧葡萄糖；PET 为正电子发射断层显像术；CT 为计算机体层摄影术；SUVmax 为最大标准化摄取值；MTV 为肿瘤代谢体积；TLG 为糖酵解总量

分化程度 Ki-67（%） SUVmax MTV（cm3） TLG（g）高分化型（n=22， 贴壁为主型） 9.0±7.0 3.9±3.7 7.5±4.2 16.8±20.4中分化型（n=40， 腺泡+乳头状为主型） 22.1±20.2 8.1±5.1 11.2±12.8 60.5±94.9低分化型（n=23， 实体+微乳头状为主型） 37.5±19.7 14.4±7.3 16.3±14.6 194.0±312.9 Z值 21.074 21.410 1.903 13.983 P值 ＜0.001 ＜0.001 0.386 0.001

表4 45 例鳞状细胞癌患者不同病理亚型的 Ki-67 增殖指数、18F-FDG PET/CT 代谢参数的比较（±s）Table 4 Comparison of Ki-67 proliferation index and 18F-FDG PET/CT metabolic parameters in different pathological subtypes of 45 patients with squamous cell carcinoma ( ±s)

表4 45 例鳞状细胞癌患者不同病理亚型的 Ki-67 增殖指数、18F-FDG PET/CT 代谢参数的比较（±s）Table 4 Comparison of Ki-67 proliferation index and 18F-FDG PET/CT metabolic parameters in different pathological subtypes of 45 patients with squamous cell carcinoma ( ±s)

注：Ki-67 为细胞增殖核抗原；FDG 为氟脱氧葡萄糖；PET 为正电子发射断层显像术；CT 为计算机体层摄影术；SUVmax 为最大标准化摄取值；MTV 为肿瘤代谢体积；TLG 为糖酵解总量。-表示无此项数据

病理亚型 Ki-67（%） SUVmax MTV（cm3） TLG（g）非角化型（n=19） 50.0±15.0 18.1±5.5 33.4±20.3 386.2±276.6角化型（n=24） 43.0±18.0 14.7±5.6 19.1±23.3 189.9±222.6基底样（n=2） - - - -Z值 2.096 1.736 2.177 2.494 P值 0.036 0.082 0.030 0.013

图1 浸润型腺癌不同病理亚型的18F-FDG PET/CT 显像图1A 为贴壁为主型腺癌（女性，62 岁），SUVmax=1.9，Ki-67 增殖指数为5%；1B 为腺泡为主型腺癌（女性，68 岁），SUVmax=4.5，Ki-67 增殖指数为25%；1C 为乳头状为主型腺癌（男性，55 岁），SUVmax=3.9，Ki-67 增殖指数为19%；1D 为实体为主型腺癌（女性，59 岁），SUVmax=8.7，Ki-67 增殖指数为50%；1E 为微乳头状为主型腺癌（男性，68 岁），SUVmax=12.1，Ki-67 增殖指数为87%。1A～1E 从左到右依次为高分辨率CT、PET、PET/CT 显像图。FDG 为氟脱氧葡萄糖；PET 为正电子发射断层显像术； CT 为计算机体层摄影术；SUVmax 为最大标准化摄取值；Ki-67 为细胞增殖核抗原 图2 134例非小细胞肺癌患者的Ki-67 增殖指数与18F-FDG PET/CT 代谢参数的相关性 Ki-67 为细胞增殖核抗原；FDG 为氟脱氧葡萄糖；PET 为正电子发射断层显像术；CT 为计算机体层摄影术；SUVmax 为最大标准化摄取值；MTV 为肿瘤代谢体积；TLG 为糖酵解总量Figure 1 18F-FDG PET/CT images of different pathological subtypes of invasive adenocarcinoma Figure 2 Correlation between Ki-67 proliferation index and 18F-FDG PET/CT metabolic parameters in 134 patients with non-small cell lung cancer

2.3 NSCLC 患者的18F-FDG PET/CT 代谢参数与Ki-67 增殖指数的相关性

134 例NSCLC 患者的Ki-67 增殖指数与18F-FDG PET/CT 代谢参数均呈线性正相关（均P＜0.001），其中与SUVmax的相关性最高（图2）。

由表5 可知，贴壁、腺泡和乳头状为主型腺癌的Ki-67 增殖指数与SUVmax、TLG 呈线性正相关（均P＜0.05），但与TLG 的相关性相对较低。实体为主型腺癌的Ki-67 增殖指数与MTV、TLG 呈线性相关（均P＜0.01）；微乳头状为主型腺癌的Ki-67增殖指数与18F-FDG PET/CT 代谢参数均无相关性。根据Nakamura 等[10]的研究结果进一步对有相似生物学行为的浸润型腺癌的病理亚型再归类分组分析后发现，高分化型腺癌（贴壁为主型）的SUVmax和TLG、中分化型腺癌（腺泡+乳头状为主型）的SUVmax与Ki-67 增殖指数呈中度线性正相关（均P＜0.05）；低分化型腺癌（实体+微乳头状为主型）的SUVmax、MTV、TLG均与Ki-67 增殖指数呈中度线性正相关（均P＜0.05），且MTV、TLG 较SUVmax与Ki-67 增殖指数相关性更高。在SCC 的2 个亚型中，角化型SCC 仅SUVmax与Ki-67 增殖指数呈中度线性正相关（r=0.552，P=0.005）；而非角化型SCC 的SUVmax、MTV、 TLG 与Ki-67 增殖指数均无相关性（r=-0.041、-0.033、-0.066，P=0.869、0.894、0.789）。由于样本量较小，未能对4 例变异型腺癌患者和2 例基底样SCC 患者进行分析。

表5 85 例浸润型腺癌患者不同病理亚型和分化程度的Ki-67 增殖指数与18F-FDG PET/CT 代谢参数的相关性Table 5 Correlation of Ki-67 proliferation index and 18F-FDG PET/CT metabolic parameters in different pathological subtypes and differentation degrees of 85 patients with invasive adenocarcinoma

3 讨论

NSCLC 的精准治疗，尤其是术前的准确评估以及术后是否需要相应的辅助化疗与准确的病理分型、肿瘤分期、Ki-67 等指标密切相关。虽然Ki-67是NSCLC 细胞增殖的生物标志物，但是侵入性Ki-67 的检测存在一定的局限性，包括重复性差、异质性和样本误差等[4]。由于Ki-67 在组织病理学检查和穿刺细胞学检查时可能存在偏差，本研究只纳入原发肺肿瘤病灶经手术切除的NSCLC 患者。

本研究结果显示，除年龄、性别的MTV 外，NSCLC 患者不同临床特征的18F-FDG PET/CT 代谢参数、Ki-67 增殖指数间的差异均有统计学意义。本研究纳入患者的临床特征能在一定程度上反映肿瘤的恶性程度，而18F-FDG PET/CT 代谢参数水平、Ki-67 增殖指数的高低与肿瘤细胞的增殖能力亦有关，因此具有明显的组间差异性。有研究者发现，在18F-FDG PET/CT 代谢参数水平、Ki-67 增殖指数方面SCC 高于腺癌[11]，较大病灶高于较小病灶[12]，Ⅲ期肿瘤患者高于Ⅰ期或Ⅱ期[13]，有淋巴结转移的患者高于无淋巴结转移的患者[14]，这些研究结果均与本研究结果相符。值得关注的是，不同性别间的SUVmax、TLG 和Ki-67 增殖指数存在差异，这可能与女性以腺癌多见，而男性以SCC 多见有关。

有些关于NSCLC 的SUVmax与Ki-67 增殖指数相关性研究结果相互矛盾（SUVmax与Ki-67 明显相关[8-9]、SUVmax与Ki-67 增殖指数的相关性较低[15]），甚至为阴性[16]。本研究结果显示，SUVmax、MTV、TLG 与Ki-67 增殖指数均呈线性正相关，且SUVmax与Ki-67 增殖指数的相关性更好，然而这与Park 等[7]的研究结果（MTV 和TLG 能更好的反映肿瘤代谢活性，较SUVmax更有优势）不同。

我们进一步分析了NSCLC 不同病理亚型的Ki-67 增殖指数与18F-FDG PET/CT 代谢参数的相关性后发现，高、中分化型腺癌（贴壁、腺泡+乳头状为主型腺癌及角化型SCC）的SUVmax与Ki-67增殖指数的相关性较好，可能原因是MTV 和TLG以42% SUVmax为临界值进行容积自动分割，导致18F-FDG 摄取值较低且病灶形态以磨玻璃或混合磨玻璃形态为主的高、中、低分化型腺癌，尤其是贴壁为主型腺癌的MTV 和TLG 比实际大，从而影响其与Ki-67 增殖指数的相关性，实体为主型腺癌的MTV、TLG 与Ki-67 增殖指数均有相关性，而微乳头状为主型腺癌的18F-FDG PET/CT代谢参数与Ki-67 增殖指数均无相关性；将二者纳入低分化型腺癌（实体+微乳头状为主型腺癌）分析发现，SUVmax、MTV、TLG 均与Ki-67 增殖指数存在相关性。出现以上差异的可能原因：（1）低分化型腺癌的恶性程度高、肿瘤异质性更大，导致18F-FDG摄取值和Ki-67 增殖指数在不同患者间差异较大，可能会影响二者之间的相关性；（2）实体和微乳头状为主型腺癌相对较少见，纳入研究的病例数也有限，可能会影响统计结果。

我们对NSCLC 不同病理亚型的Ki-67 增殖指数与18F-FDG PET/CT 代谢参数的相关性进行深入研究后发现，不同病理亚型间二者的相关性存在差异，但是由于病例数有限，结论还有待进一步验证。另外，由于本研究某些病理亚型数量少，并未纳入统计学分析，存在一定局限性。

综上，NSCLC 的Ki-67 增殖指数与18F-FDG PET/CT 代谢参数（SUVmax、MTV 和TLG）具有较好的相关性，且与SUVmax的相关性最高。NSCLC不同病理亚型间，高分化型腺癌（贴壁为主型腺癌）的SUVmax和TLG 与Ki-67 增殖指数存在相关性；中分化型腺癌（腺泡+乳头状为主型腺癌）仅SUVmax与Ki-67 增殖指数存在相关性；低分化型腺癌（实体+微乳头状为主型）的SUVmax、MTV 和TLG 均与Ki-67 增殖指数存在相关性，且MTV 和TLG 较SUVmax与Ki-67 增殖指数的相关性更高。

利益冲突所有作者声明无利益冲突

作者贡献声明冯洪燕负责研究过程的实施、数据的收集与统计、论文的撰写与修改； 李雪蓉、涂宁负责命题的完善、数据的分析；王超、肖雄、洪正源负责数据的收集与统计；卜丽红负责命题的提出、 论文的审阅