王治國 武曉丹 戰(zhàn) 瑩 張 彤 張國旭

·臨床研究·

甲狀腺乳頭狀癌18F-FDG PET/CT顯像葡萄糖代謝與BRAF突變的相關(guān)性研究

王治國 武曉丹 戰(zhàn) 瑩 張 彤 張國旭

目的評估甲狀腺乳頭狀癌(Papillary thyroid carcinoma，PTC)患者18F-FDG PET/CT的最大標(biāo)準(zhǔn)攝取值(SUVmax)與BRAF突變的相關(guān)性。方法回顧性分析我院在甲狀腺切除術(shù)前接受18F-FDG PET/CT顯像和活檢的患者51例(平均年齡為49.3±12.9歲)，病理診斷為PTC 48例，甲狀腺濾泡狀癌(Follicular thyroid carcinoma，F(xiàn)TC)3例。采用基因檢測法檢測BRAF V600E突變狀態(tài)，半定量分析法測定甲狀腺結(jié)節(jié)灶的SUVmax，分析患者臨床資料包括性別、年齡、腫瘤大小和甲狀腺球蛋白濃度與SUVmax之間的相關(guān)性；將患者分為BRAF V600E突變組和未突變組，分析比較兩組間SUVmax值的差異。結(jié)果在PTC患者中，33例患者腫瘤發(fā)生BRAF V600E突變，15例患者腫瘤未發(fā)生突變，BRAF V600E突變組的SUVmax顯著高于未突變組(5.5±3.9vs. 2.2±1.2，P=0.002)；腫瘤直徑≥1 cm的患者的SUVmax明顯高于腫瘤<1 cm(P<0.05)；甲狀腺球蛋白濃度升高患者的SUVmax高于正常甲狀腺球蛋白濃度的患者(P<0.05)；FTC組中未觀察到BRAF V600E突變。結(jié)論PTC患者攜帶BRAF V600E突變基因相對于未攜帶者具有更高的SUVmax值，不同腫瘤大小、血清甲狀腺球蛋濃度的PTC患者SUVmax值存在統(tǒng)計學(xué)差異。

18F-FDG PET/CT；甲狀腺乳頭狀癌；最大標(biāo)準(zhǔn)攝取值；BRAF突變

甲狀腺乳頭狀癌(Papillary thyroid carcinoma，PTC)是一種生長緩慢，治愈率較高的頭頸部最常見的腫瘤，占甲狀腺惡性腫瘤的80%以上。高分化PTC通過手術(shù)切除腫瘤和碘治療后預(yù)后良好[1]。患者年齡、性別、家族遺傳史、腫瘤大小、病灶數(shù)量、腫瘤亞型、是否有血管侵襲和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移與患者復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移甚至死亡密切相關(guān)[2]。因此，風(fēng)險分級和預(yù)后評估是患者進(jìn)一步治療的重要環(huán)節(jié)，也是研究人員需要關(guān)注的重點[3-4]。18F-FDG PET/CT顯像是目前常用的影像學(xué)診斷工具，已被用于甲狀腺復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移的定位中，尤其是血清甲狀腺球蛋白濃度升高和131I顯像陰性的患者[5-6]。有研究顯示，患者生存率與18F-FDG的攝取強度存在密切關(guān)系[7]。18F-FDG PET/CT可以反映不同類型癌癥腫瘤的擴(kuò)散性和侵襲性，原發(fā)性甲狀腺癌PET陽性與腫瘤的大小、病理類型以及雙側(cè)高發(fā)等有關(guān)[8]。

目前，研究發(fā)現(xiàn)BRAF基因突變存在于黑色素瘤、結(jié)腸癌和甲狀腺癌中[9-10]。BRAF V600E是PTC中常見的突變類型，有研究顯示，BRAF V600E突變可作為PTC患者預(yù)后指標(biāo)，攜帶突變基因的PTC患者預(yù)后較差[11]；也有研究表明，18F-FDG高攝取的甲狀腺癌患者預(yù)后較差[12]。最近有研究證明BRAF V600E突變與PTC患者18F-FDG攝取存在一定的聯(lián)系，BRAF是甲狀腺癌復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移患者中突變頻率較高的基因[13]。本研究通過回顧性分析術(shù)前進(jìn)行18F-FDG PET/CT顯像的甲狀腺癌患者，旨在通過分析PTC患者18F-FDG攝取與腫瘤BRAF V600E突變之間的關(guān)系，以探討糖代謝在甲狀腺癌預(yù)后評估中的臨床意義。

1 材料與方法

1.1 研究對象

回顧性分析我院2012年5月—2017年5月原發(fā)性甲狀腺癌術(shù)前6～8個月行18F-FDG PET/CT顯像的患者51例，男性28例，女性23例，平均年齡49.3±12.9歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：患者經(jīng)病理確診為原發(fā)性甲狀腺癌，均進(jìn)行了BRAF突變檢測和術(shù)前血清甲狀腺球蛋白的測定。所有患者均接受甲狀腺全切術(shù)(n=35)或半切術(shù)(n=16)治療。

1.2 PET/CT檢查方法

PET/CT檢查采用GE Discovery VCT PET/CT儀。PET由32環(huán)探測器組成，橫斷層中心和軸向分辨率分別為4.8 mm，4.0 mm，配置64排螺旋CT。顯像劑18F-脫氧葡萄糖(18F-FDG)由GE Minitrace回旋加速器及自動合成系統(tǒng)制備，放化純>98%?；颊邫z查前空腹6h以上，血糖水平<11.1 mmol/L。靜脈注入18F-FDG(180～370 MBq)，靜臥40 min后，行頭頸部或全身PET/CT掃描，3 min/床位，頭部采集2～3個床位，全身采集5～7個床位。

1.3 18F-FDG PET/CT圖像處理與分析

所有患者PET數(shù)據(jù)經(jīng)低劑量CT進(jìn)行衰減校正，迭代法重建后進(jìn)行橫斷面、冠狀面及矢狀面多幅圖像顯示。搜集患者所有影像學(xué)資料，圖像由具有多年影像診斷經(jīng)驗的兩名核醫(yī)學(xué)醫(yī)師采用雙盲法閱片，診斷結(jié)果經(jīng)兩位或以上醫(yī)師達(dá)成一致意見方可記錄。采用半定量法勾畫病灶ROI，利用固有軟件計算最大標(biāo)準(zhǔn)攝取值(SUVmax)，記錄患者甲狀腺結(jié)節(jié)每一個18F-FDG高攝取病灶，通過CT圖像觀察結(jié)節(jié)的部位、大小等特征。

1.4 BRAF V600E突變分析

病理結(jié)果由病理科醫(yī)生做出分析，BRAF V600E突變采用基因突變試劑盒檢測，搜集患者基因突變檢測結(jié)果。

1.5 統(tǒng)計學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 病理結(jié)果

本研究包括51例患者，48例(94.1%)為PTC，3例(5.9%)為甲狀腺濾泡狀癌(Follicular thyroid carcinoma，F(xiàn)TC)。在PTC組33例患者存在BRAF V600E突變，15例未見BRAF突變；3例FTC患者均未發(fā)現(xiàn)BRAF V600E突變。

2.2 PET/CT顯像SUVmax與臨床特征比較

腫瘤直徑大于1 cm的患者SUVmax(4.7±2.6)明顯高于腫瘤直徑小于1 cm患者(2.9±1.1)(P<0.05)；血清甲狀腺球蛋白濃度升高的患者SUVmax(5.8±2.4)明顯高于正常濃度者(2.5±0.9)(P<0.05)，男性PTC患者與女性PTC患者間SUVmax無統(tǒng)計學(xué)差異，年齡<45歲的PTC患者與≥45歲的PTC患者間SUVmax無統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05)(表1)。

2.3 BRAF突變與SUVmax的相關(guān)性研究

BRAF突變組患者SUVmax為5.5±3.9，BRAF未突變組患者SUVmax為2.2±1.2，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)(圖1)；典型病例如圖2所示。

表1 PTC患者SUVmax與臨床特征比較Table 1 Comparison of clinical characteristics and SUVmax in PTC patients

圖1 BRAF V600E突變型與BRAF未突變型SUVmax比較Figure 1 Comparison of the SUVmax of BRAF V600E mutation with that of non-mutation

3 討論

近年來，我國甲狀腺癌的發(fā)病率有明顯的增高趨勢[14]。甲狀腺癌屬于內(nèi)分泌領(lǐng)域最常見的惡性腫瘤，依據(jù)病理類型可分為PTC、FTC、甲狀腺髓樣癌(Medullary thyroid carcinoma)以及甲狀腺未分化癌(Anaplastic thyroid carcinoma)。PTC是最常見的類型，對于甲狀腺癌發(fā)病因素的研究已經(jīng)成為甲狀腺疾病研究領(lǐng)域的一個重要課題。本研究篩選的51例病例中，PTC患者48例(94.1%)，F(xiàn)TC患者3例(5.9%)。甲狀腺癌的發(fā)病機(jī)制尚無定論，目前認(rèn)為潛在的誘發(fā)因素主要有家族性甲狀腺疾病遺傳史、基因突變、生活方式、飲食習(xí)慣、長期暴露于高輻射環(huán)境中以及其他腫瘤疾病等。PET/CT顯像的原理是以腫瘤組織對葡萄糖的異常攝取為基礎(chǔ)，將功能圖像和解剖圖像精確融合，能夠在機(jī)體發(fā)生功能異常的早期，發(fā)現(xiàn)代謝的異常變化，在癌癥復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移灶的探測定位和預(yù)后評估中具有廣泛的應(yīng)用，因此，PET/CT顯像檢查在甲狀腺癌良惡性以及復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移灶的早期探測中具有一定的應(yīng)用價值。

葡萄糖是細(xì)胞生存代謝的必需物質(zhì)，普遍認(rèn)為，腫瘤細(xì)胞的高葡萄糖攝取率與其增殖有關(guān)，增殖細(xì)胞的快速轉(zhuǎn)錄和翻譯消耗了大量腺苷三磷酸，使腺苷三磷酸與腺苷二磷酸的比例下降，通過影響代謝限速酶的結(jié)構(gòu)增加葡萄糖的利用，但一些緩慢增殖的惡性腫瘤也表現(xiàn)出對葡萄糖的高攝取[15-16]。最近有研究人員提出腫瘤細(xì)胞高葡萄糖攝取不一定是快速增殖的結(jié)果，可能是由參與葡萄糖代謝的轉(zhuǎn)運蛋白或酶引起致癌基因的激活導(dǎo)致的[17]。關(guān)于致癌基因與葡萄糖代謝的臨床前研究較充分，但是臨床資料相對較少。研究人員通過研究特異性致癌基因激活與葡萄糖代謝之間的關(guān)系了解致癌基因與葡萄糖代謝之間的關(guān)系。Parmenter和Palaskas等分別研究了黑色素瘤BRAF突變以及基底樣乳腺癌活化絲裂原活化蛋白激酶(Mitogen-activated protein kinases，MAPKs)下游靶點與細(xì)胞葡萄糖攝取之間的關(guān)系，結(jié)果表明基因突變與葡萄糖的攝取密切相關(guān)[18-19]。

圖2 攜帶與未攜帶BRAF V600E PTC患者18F-FDG PET/CT圖像Figure 2 The 18F-FDG PET/CT images showed PTC patients with BRAF V600E and non-mutationNote：A.Patient，male，58 years old，no BRAF mutation，a round nodules in thyroid right lobe，1.5 cm in diameter on CT，SUVmax=2.6；B.Patients，female，65 years old，harboring BRAF V600E mutation，circular low density lesions in thyroid，2.0 cm in diameter on CT，SUVmax=14.3.

已有研究表明，PTC患者18F-FDG高攝取率與BRAF突變有關(guān)。這可能與BRAF V600E定位于線粒體導(dǎo)致PTC患者線粒體中O2消耗減少從而導(dǎo)致葡萄糖攝取增加以及攜帶BRAF V600E突變的PTC患者糖酵解的限速酶丙酮酸激酶亞型M2的表達(dá)增加有關(guān)[20-21]。也有研究顯示，BRAF突變型PTC患者較未突變型的GLUT1和HIF-1α水平顯著升高[22-23]。PTC患者攜帶BRAF V600E使腫瘤復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移的風(fēng)險增加2.14倍，這種突變與癌癥死亡率顯著相關(guān)[24-25]；本研究量化了SUVmax與BRAF V600E突變之間的關(guān)系，攜帶BRAF V600E突變的PTC患者具有更高的葡萄糖攝取率，因此，18F-FDG攝取可輔助預(yù)測PTC患者突變基因BRAF V600E的存在。Kim等研究顯示18F-FDG的攝取與腫瘤的大小相關(guān)[26]，本研究也分析了SUVmax與患者臨床資料，如性別、年齡、腫瘤直徑以及術(shù)前血清甲狀腺球蛋白之間的關(guān)系，得出PTC患者腫瘤直徑大于1 cm比直徑小于1 cm具有更高的18F-FDG攝取率，同時我們還得出術(shù)前血清甲狀腺球蛋白升高與SUVmax高攝取顯著相關(guān)。

本研究也存在一定局限性，第一，回顧性分析的患者數(shù)量相對較少，對于小于1 cm的小病灶，PET/CT的靈敏度和空間分辨率可能不是最佳的；第二，并非所有患者都接受18F-FDG PET/CT顯像，一般是131I顯像陰性患者或腫瘤惡性程度較大的患者行PET/CT顯像，因此，患者選擇可能出現(xiàn)偏倚；第三，患者在術(shù)前6～8個月行PET/CT顯像，期間可能有些腫瘤的狀態(tài)會發(fā)生改變，由此可能給研究結(jié)果帶來一定的偏倚。

1 Tang KT，Lee CH.BRAF mutation in papillary thyroid carcinoma：pathogenic role and clinical implications[J].J Chin Med Assoc，2010，73(3)：113-128.

2 Pak K，Kim SJ，Kim IJ，et al.The role of18F-fluorodeoxyglucose positron emission tomography in differentiated thyroid cancer before surgery[J].Endocr Relat Cancer，2013，20(4)：203-213.

3 Sturgeon C，Angelos P.Identification and treatment of aggressive thyroid cancers.Part 2：risk assessment and treatment[J].Oncology，2006，20(3)：397-404.

4 Randolph GW，Duh QY，Heller KS，et al.The prognostic significance of nodal metastases from papillary thyroid carcinoma can be stratified based on the size and number of metastatic lymph nodes，as well as the presence of extranodal extension[J].Thyroid，2012，22(11)：1144-1152.

5 薛明媚，劉保平，謝新立，等.18F-FDG PET/CT檢測Tg陽性而131I-診斷劑量全身顯像陰性分化型甲狀腺癌患者復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移[J].中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，2016，32(2)：218-222.

6 Gao WL，Wei LL，Chao YG，et al.Prognostic prediction of BRAF(V600E)and its relationship with sodium iodide symporter in classic variant of papillary thyroid carcinomas[J].Clin Lab，2012，58(9)：919-926.

7 Rosenbaum-Krumme SJ，Gorges R，Bockisch A，et al.18F-FDG PET/CT changes therapy management in high-risk DTC after first radioiodine therapy[J].Eur J Nucl Med Mol Imaging，2012，39(9)：1373-1380.

8 Li YJ，Dai YL，Cheng YS，et al.Positron emission tomography(18)F-fluorodeoxyglucose uptake and prognosis in patients with bone and soft tissue sarcoma：A meta-analysis[J].Eur J Surg Oncol，2016，42(8)：1103-1114.

9 Parmenter TJ，Kleinschmidt M，Kinross KM，et al.Response of BRAF-mutant melanoma to BRAF inhibition is mediated by a network of transcriptional regulators of glycolysis[J].Cancer Discov，2014，4(4)：423-433.

10 Normanno N，Rachiglio AM，Lambiase M，et al.Heterogeneity of KRAS，NRAS，BRAF and PIK3CA mutations in metastatic colorectal cancer and potential effects on therapy in the CAPRI GOIM trial[J].Ann Oncol，2015，26(8)：1710-1714.

11 Xing M，Alzahrani AS，Carson KA，et al.Association between BRAF V600E mutation and mortality in patients with papillary thyroid cancer[J].JAMA，2013，309(14)：1493-1501.

12 Rosenbaum-Krumme SJ，Gǒrges R，Bockisch A，et al.18F-FDG PET/CT changes therapy management in high-risk DTC after first radioiodine therapy[J].Eur J Nucl Med Mol Imaging，2012，39(9)：1373-1380.

13 Schulten HJ，Al-Maghrabi J，Al-Ghamdi K，et al.Mutational screening of RET，HRAS，KRAS，NRAS，BRAF，AKT1，and CTNNB1 in medullary thyroid carcinoma[J].Anticancer Res，2011，31(12)：4179-4183.

14 Leenhardt L，Grosclaud P，Cherie-challine L，et al.Increased incidence of thyroid carcinoma in france：a true epidemic or thyroid nodule management effects? Report from the French thyroid cancer committee[J].Thyroid，2004，14(12)：1056-1060.

15 Ward PS，Thompson CB.Metabolic reprogramming：a cancer hallmark even Warburg did not anticipate[J].Cancer Cell，2012，21(3)：297-308.

16 Israel O，Yefremov N，Bar-Shalom R，et al.PET/CT detection of unexpected gastrointestinal foci of18F-FDG uptake：incidence，localization patterns，and clinical significance[J].Cancer Cell，2012，21(3)：297-308.

17 Ward PS，Thompson CB.Metabolic reprogramming：a cancer hallmark even Warburg did not anticipate[J].Cancer Cell，2012，21(3)：297-308.

18 Parmenter TJ，Kleinschmidt M，Kinross KM，et al.Response of BRAF-mutant melanoma to BRAF inhibition is mediated by a network of transcriptional regulators of glycolysis[J].Cancer Discov，2014，4(4)：423-433.

19 Palaskas N，Larson SM，Schultz N，et al.18F-fluorodeoxy-glucose positron emission tomography marks MYC-overexpressing human basal-like breast cancers[J].Cancer Res，2011，71(5)：5164-5174.

20 Lee MH，Lee SE，Kim DW，et al.Mitochondrial localization and regulation of BRAFV600E in thyroid cancer：a clinically used RAF inhibitor is unable to block the mitochondrial activities of BRAF V600E[J].J Clin Endocrinol Metab，2011，96(1)：19-30.

21 Feng C，Gao Y，Wang C，et al.Aberrant overexpression of pyruvate kinase M2 is associated with aggressive tumor features and the BRAF mutation in papillary thyroid cancer[J].J Clin Endocrinol Metab，2013，98(9)：1524-1533.

22 Grabellus F，Worm K，Schmid KW，et al.The BRAF V600E mutation in papillary thyroid carcinoma is associated with glucose transporter 1 over expression[J].Thyroid，2012，22(4)：377-382.

23 Zerilli M，Zito G，Martorana A，et al.BRAF(V600E)mutation influences hypoxia-inducible factor-1alpha expression levels in papillary thyroid cancer[J].Mod Pathol，2010，23(8)：1052-1060.

24 Kim TH，Park YJ，Lim JA，et al.The association of the BRAF(V600E)mutation with prognostic factors and poor clinical outcome in papillary thyroid cancer：a meta-analysis[J].Cancer，2012，118(7)：1764-1773.

25 Liu C，Chen T，Liu Z.Associations between BRAF(V600E)and prognostic factors and poor outcomes in papillarythyroid carcinoma：a meta-analysis[J].Word J Surg Oncol，2016，14(1)：241.

26 Kim MH，Ko SH，Bae JS，et al.Non FDG-avid primary papillary thyroid carcinoma may not differ from FDG-avid papillary thyroid carcinoma[J].Thyroid，2013，23(11)：1452-1460.

ThecorrelationbetweenglucosemetabolismandBRAFmutationin18F-FDGPET/CTimagingofpapillarythyroidcarcinoma

WANGZhiguo，WUXiaodan，ZHANYing，ZHANGTong，ZHANGGuoxu

Department of Nuclear Medicine，The General Hospital of Shenyang Military Command，Shenyang 110016，China

ObjectiveThe objective of this study was to evaluate the correlation between maximum standard uptake values(SUVmax)of18F-FDG PET/CT and BRAF mutation in patients with papillary thyroid carcinoma(PTC).MethodsA total of 51 patients(mean age of 49.3±12.9 years)who underwent18F-FDG PET /CT imaging and biopsy before thyroidectomy were retrospectively analyzed.Based on the pathological results，there were 48 patients with PTC and 3 patients with follicular thyroid carcinoma(FTC).The SUVmaxof thyroid nodule was measured by semi-quantitative analysis.The correlation between clinical data(gender，age，tumor size and thyroglobulin concentration)and SUVmaxwas also analyzed.The difference of SUVmaxbetween the two groups was analyzed by comparing the BRAF V600E mutation group and the non-mutation group.ResultsIn patients with PTC，27 patients had BRAF V600E mutations and 11 patients had no tumor mutation.The SUVmaxof BRAF V600E mutation group was significantly higher than that in the non-mutated group(5.5±3.9vs. 2.2±1.2，P=0.002).The SUVmaxof patients with tumor diameter ≥ 1 cm was significantly higher than that in patients with tumor <1 cm(P<0.05).The SUVmaxof patients with elevated thyroglobulin concentration was higher than that in normal patients(P<0.05).No BRAF V600E mutation was observed in the FTC group.ConclusionThe BRAF V600E mutant gene has a high SUVmaxvalue in patients with PTC.There were significant difference in SUVmaxamong different tumor size and serum thyroglobulin concentration.

18F-FDG PET/CT；Thyroid papillary carcinoma；Maximal standard uptake value；BRAF mutation

沈陽軍區(qū)總醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科(沈陽 110016)

王治國，男，(1974-)，碩士，副主任技師，從事PET/CT腫瘤顯像的研究。

張國旭，E-mail：zhangguoxu502@sina.com

R736.1

A

10.11904/j.issn.1002-3070.2017.06.007

(收稿：2017-06-06)