本文件是一篇发表于2018年《European Journal of Cancer》的原创性研究论文，由日本群马大学（Gunma University）研究生院医学系的Kyoichi Kaira及其同事共同完成。该研究探讨了在肺腺癌（Pulmonary Adenocarcinoma）患者中，正电子发射断层扫描（PET）所使用的示踪剂——2-脱氧-2-[氟-18]氟-D-葡萄糖（2-deoxy-2-[fluorine-18] fluoro-d-glucose， 18F-FDG）的摄取水平与程序性死亡配体-1（Programmed Death Ligand-1， PD-L1）表达之间的关联，并进一步研究了这种关联背后的可能机制，即肿瘤细胞的葡萄糖代谢与缺氧状态，以及其对患者预后的影响。

一、 研究背景与目的

该研究领域属于肿瘤学，特别是非小细胞肺癌的临床病理与分子影像学交叉研究。研究背景基于几个关键科学事实：首先，18F-FDG PET是评估肿瘤葡萄糖代谢和缺氧状态的重要无创影像学工具。其次，PD-L1作为免疫检查点蛋白，其肿瘤表达水平是预测抗PD-1/PD-L1免疫检查点抑制剂疗效的重要生物标志物。再次，前期研究提示18F-FDG的摄取可能与免疫微环境相关，但在肺腺癌这一特定亚型中，这种关联尚未明确，其背后的生物学机制（如葡萄糖转运蛋白1（Glut1）和缺氧诱导因子-1α（HIF-1α）的表达）以及与表皮生长因子受体（EGFR）突变状态的关系，也缺乏系统性研究。

因此，本研究的主要目的是：1）评估肺腺癌患者术前18F-FDG摄取与肿瘤PD-L1表达、Glut1和HIF-1α表达的相关性；2）分析PD-L1表达与肿瘤浸润淋巴细胞（TILs）的关系；3）探讨上述指标，特别是18F-FDG摄取和PD-L1表达，对患者预后的影响；4）根据EGFR突变状态进行亚组分析，以揭示潜在的分子特征差异。

二、 研究方法与流程

本研究是一项回顾性临床病理研究，设计严谨，流程清晰，主要包含以下几个核心步骤：

1. 患者入组与基线资料收集： 研究纳入了2006年6月至2013年11月期间，在日本群马大学医院接受手术切除（肺叶或全肺切除加纵隔淋巴结清扫）前进行过18F-FDG PET检查的非小细胞肺癌患者。最终共有315例肺腺癌患者被纳入分析。研究收集了所有患者的详细临床病理资料，包括年龄、性别、吸烟史、肿瘤大小、病理分期（根据TNM系统）、分化程度、是否存在淋巴管/血管/胸膜侵犯、支气管肺泡癌（BAC）成分、癌胚抗原（CEA）水平、是否接受辅助化疗以及EGFR突变状态（120例突变型，173例野生型，22例未知）。

2. PET成像与数据分析： 所有患者在禁食至少6小时后接受PET/CT扫描。在注射18F-FDG约50分钟后进行图像采集。由两位经验丰富的核医学医师在不知晓临床信息的情况下，对PET图像进行解读和分析。通过手动勾画肿瘤区域兴趣区（ROI），计算最大标准化摄取值（Maximum Standardized Uptake Value， SUVmax），作为量化18F-FDG摄取水平的指标。研究者使用受试者工作特征曲线确定了区分高/低摄取的最佳SUVmax截断值为2.9（灵敏度98%，特异度97%），并以此将患者分为高摄取组（SUVmax > 2.9， 156例）和低摄取组（SUVmax ≤ 2.9， 159例）。

3. 组织样本的免疫组织化学分析： 对315例患者的肿瘤手术标本进行系统性的免疫组织化学染色，检测以下蛋白标志物：

   • PD-L1：使用两种不同的抗体克隆（E1L3N和28-8）进行检测。采用半定量评分系统（1：<1%；2：1-5%；3：6-10%；4：11-25%；5：26-50%；6：>50%的细胞膜阳性），将评分≥3定义为高表达。
   • 肿瘤浸润淋巴细胞：检测CD4+、CD8+和CD3+ T细胞。在高倍镜下计数热点区域内的细胞数，以中位数作为划分高/低密度的截断值。
   • 代谢与缺氧相关蛋白：检测葡萄糖转运蛋白1（Glut1）和缺氧诱导因子-1α（HIF-1α）。根据染色面积占比评分（1-2分为低表达，3-4分为高表达）。 所有切片由至少两名研究者采用盲法评估，如有分歧则共同阅片直至达成一致。

4. 数据整合与统计分析： 将影像学数据（SUVmax）、免疫组化数据（各标志物表达水平）与临床病理数据进行整合。主要采用的统计方法包括：Spearman相关系数检验评估SUVmax与各变量（如PD-L1评分）之间的相关性；Fisher精确检验分析分类变量间的关联；Kaplan-Meier生存曲线和log-rank检验进行单因素生存分析；Cox比例风险模型进行多因素生存分析，以确定独立预后因素。所有统计分析均在GraphPad Prism 4和JMP 8.0软件中完成。

三、 主要研究结果

1. 患者特征与FDG摄取关联：高18F-FDG摄取（SUVmax > 2.9）与男性、吸烟史、更高的T分期（肿瘤浸润深度）、淋巴结转移、更晚的病理分期、低分化、更大的肿瘤体积、无BAC成分、存在淋巴管/血管/胸膜侵犯、高CEA水平以及接受辅助化疗显著相关。

2. PD-L1表达情况：使用E1L3N克隆检测，60%（191/315）的患者显示PD-L1高表达。平均评分为2.8 ± 1.1。使用28-8克隆也得到了相似的结果。PD-L1高表达的比例在EGFR突变型与野生型患者之间无显著差异。

3. SUVmax与PD-L1及相关变量的相关性：

   • 在所有患者中，SUVmax与PD-L1表达（E1L3N克隆）、Glut1表达、HIF-1α表达及肿瘤大小均呈显著正相关。
   • PD-L1（E1L3N）的高表达与高18F-FDG摄取显著相关。此外，PD-L1表达还与高Glut1表达、高HIF-1α表达呈强正相关，而与CD4+ TILs密度呈显著负相关。CD4+、CD8+或CD3+ TILs的密度与SUVmax无显著相关性。
   • 在亚组分析中，特别是在携带EGFR突变的患者亚组内，SUVmax与PD-L1表达的相关性仍然显著。然而，PD-L1表达作为负面预后因素的作用，则主要体现在EGFR野生型患者中。

4. 生存分析结果：

   • 单因素分析显示，高龄、男性、吸烟、晚期分期、低分化、存在淋巴管/血管/胸膜侵犯、高SUVmax以及高PD-L1表达均与较差的总生存期（OS）相关。高SUVmax也与较短的无病生存期（DFS）相关。
   • 多因素分析确认了以下因素是更差OS的独立预后预测因子：高龄、晚期分期、更高的SUVmax以及更高的PD-L1表达。而高SUVmax则是更差DFS的独立预测因子。
   • 关键亚组生存分析：
     • 在所有高18F-FDG摄取的患者中，PD-L1高表达是预测不良OS的显著标志物；而在低摄取患者中则无此预测作用。
     • 在EGFR野生型患者中，PD-L1高表达者的OS显著差于低表达者；而在EGFR突变型患者中，PD-L1表达水平对OS无显著影响。

四、 结论与意义

本研究的核心结论是：在手术切除的肺腺癌患者中，18F-FDG的摄取水平与肿瘤细胞的PD-L1表达显著正相关。而这种PD-L1的表达，又进一步与葡萄糖代谢增强（高Glut1）和肿瘤微环境缺氧（高HIF-1α）密切相关。PD-L1和高18F-FDG摄取都是患者总生存期的独立不良预后因素。更为重要的是，PD-L1的预后预测价值在具有高18F-FDG摄取或EGFR野生型的肺腺癌患者群体中尤为突出。

这项研究的科学价值在于：1）机制性关联：首次在肺腺癌中系统性地揭示了PD-L1表达与肿瘤代谢（Glut1）及缺氧（HIF-1α）通路的内在联系，提示缺氧微环境可能是驱动PD-L1上调的潜在机制之一，这为联合靶向代谢/缺氧通路与免疫治疗提供了理论依据。2）临床转化意义：提出了一个可能的临床路径，即18F-FDG PET这种常规的影像学检查，或许可以作为筛选PD-L1表达潜在阳性或免疫抑制性肿瘤微环境的辅助工具，尤其是对于EGFR野生型且PET高摄取的肺腺癌患者，他们可能从抗PD-1/PD-L1免疫治疗中获益更多，同时也提示这部分患者的预后可能更差，需要更积极的干预策略。3）深化了分子亚型的认识：研究强调了在不同驱动基因背景（如EGFR突变状态）下，免疫微环境和代谢特征可能存在差异，提示未来的研究和治疗需要更加精细化的分层。

五、 研究亮点

1. 研究对象的聚焦与样本量：专门针对肺腺癌这一非小细胞肺癌中最常见的亚型进行深入分析，样本量较大（315例），且均为手术患者，确保了组织样本质量和临床病理资料的完整性。
2. 多维度数据整合：创新性地将无创功能影像学参数（18F-FDG SUVmax）、多个免疫检查点/免疫细胞标志物（PD-L1, CD4, CD8）、代谢/缺氧相关蛋白标志物（Glut1, HIF-1α）以及关键的驱动基因状态（EGFR）进行整合分析，构建了一个较为全面的肿瘤“代谢-免疫-基因”图谱。
3. 严谨的分析方法：使用两种不同的PD-L1抗体克隆进行验证，提高了结果的可靠性；采用ROC曲线确定SUVmax最佳截断值，而非随意选取中位数；进行了详细的亚组分析，特别是根据EGFR突变状态和FDG摄取水平进行分层，揭示了异质性。
4. 重要的临床发现：明确了PD-L1的预后价值在EGFR野生型和高FDG摄取亚群中尤其显著，这一发现对临床预后判断和治疗选择具有明确的指导意义。

六、 其他有价值内容

研究也坦诚地指出了其局限性：1）回顾性研究设计可能存在选择偏倚。2）未纳入接受免疫检查点抑制剂治疗的患者，因此18F-FDG PET能否预测此类免疫治疗的疗效仍需前瞻性研究验证。3）使用的PD-L1抗体（E1L3N）与当时临床试验中常用的抗体（如22C3， 28-8， SP263）不完全相同，尽管作者用28-8抗体验证了主要结论，但不同克隆间的一致性仍需注意。4）需要在独立的多中心队列中进行外部验证。最后，作者展望未来的研究方向是进一步阐明PD-L1等免疫检查点分子如何具体影响肿瘤细胞的代谢和缺氧信号网络。