引用本文: 张韵, 黄子星, 宋彬. 肝细胞癌生物免疫治疗的影像学评价现状. 中国普外基础与临床杂志, 2018, 25(7): 867-872. doi: 10.7507/1007-9424.201806043 复制
肝细胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)是全球发病率最高的恶性肿瘤之一。中国为 HCC 高发国家,据 Globocan 2012 统计数据[1]显示,中国新发 HCC 病例近 40 万例,约占全球的 50% 以上。2018 年 1 月中国国家癌症登记中心(National Central Cancer Registry of China,NCCRC)更新了 2014 年全国癌症数据,2014 年我国新发 HCC 病例约 36 万例,死亡患者高达 31 万,仅次于死亡率最高的肺癌[2]。由于早期 HCC 几乎无任何症状,多数患者一旦就诊则多为中晚期。采用肝切除或肝移植、局部治疗或靶向药物治疗已不能达到治愈的目的。目前也有研究者们采用以手术治疗为主而非手术治疗为辅的联合方式治疗,其已成为了提高中晚期 HCC 患者生存率的一种新途径[3-4]。然而,临床资料[5]表明,尽管手术及放化疗联合治疗能在一定程度上缓解 HCC 患者的疾病进展,但是大部分患者最终仍面临较高的复发率及死亡率。因此,对于 HCC 患者而言,仍迫切需要探寻其他更有效的治疗手段。
近年来,癌症治疗领域出现的免疫治疗具有无创、特异度高、疗效好等特点,其已逐步占据重要的地位。 免疫治疗作为一种新兴的生物治疗手段已逐步成为未来 HCC 诊断与治疗的研究热点,影像学检查可提供及时及客观的疗效反馈,对患者治疗方案的筛选和生存预后的判断至关重要。笔者综述了目前国内外有关 HCC 免疫治疗疗效评估的影像学检查手段及评价标准,分析并总结现有影像学技术的优缺点和局限性,以期使更多功能影像学指标得到完善和发展,为肿瘤患者药物治疗评价和临床决策提供有力证据。
1 HCC 的免疫治疗
免疫治疗属于生物治疗的一种,其核心是动员机体自身免疫系统杀死肿瘤细胞、操纵免疫系统组成部分和基因工程调动患者体内 T 淋巴细胞,从而起到主动识别和攻击肿瘤的作用[6]。目前,国内外关于生物免疫治疗的手段主要包括免疫检查点疗法、肿瘤疫苗疗法、过继细胞免疫治疗及细胞因子治疗,其中免疫检查点疗法占据了主要地位。
免疫检查点的本质是免疫抑制性分子,能够在一定程度上控制体内免疫反应的强度,避免正常组织受到损伤和破坏。程序性细胞蛋白 1(PD-1)及其配体(PD-L1)和细胞毒 T 淋巴细胞相关抗原 4(CTLA-4)是目前研究相对成熟的免疫检查点[6]。
免疫检查点疗法就是通过共抑制或共刺激信号等一系列途径来调节 T 淋巴细胞活性来提高抗肿瘤免疫反应的治疗方法。2017 年美国临床肿瘤协会年会发布了一组有关 PD-1 免疫阻断剂联合 CTLA-4 阻断剂治疗 HCC 的临床数据[7],结果显示,40 例 HCC 患者对其治疗后的肿瘤缓解率为 20%,在无肝炎感染的 HCC 患者中其缓解率高达 40%。此外,由于放化疗治疗能够提高肿瘤细胞的免疫原性和对效应细胞杀伤的敏感度。因此,免疫治疗或联合传统放化疗的治疗手段或可成为 HCC 治疗的一种重要手段。
2 HCC 免疫治疗的影像学评价技术及指标
目前关于 HCC 免疫治疗后疗效评价的影像学技术主要包括计算机断层扫描(CT)、核磁共振成像(MRI)、正电子发射计算机断层成像(positron emission computed tomography,PET)-CT 和超声检查,不同的影像学检查手段具有不同的影像学评价指标,对于指导 HCC 患者免疫治疗具有重要意义。
2.1 CT
CT 在肿瘤定位和定性诊断、评估治疗后反应、随访监测肿瘤进展等方面有着重要的价值[8-9]。
CT 扫描评估 HCC 免疫治疗常用肿瘤大小、数量、强化程度及有无复发和转移来评价。Chen 等[10]对索拉非尼耐药的 HCC 患者行磷酸化的细胞外调节蛋白激酶(pERK)激活 PD-1 免疫检查点治疗,CT 检查显示,pERK 强表达的 HCC 患者在治疗后肿瘤体积缩小明显,而 pERK 弱表达的 HCC 患者肿瘤大小没有明显变化,结果提示,CT 检查可以很好地评估 HCC 免疫治疗后肿瘤大小的变化,免疫治疗对索拉非尼耐药的 pERK 强表达的 HCC 患者效果较好。
Sawada 等[11]团队的一项 2 期临床试验报道了1 例索拉非尼耐药的 HCC 患者在接种血清磷脂酰肌醇蛋白聚糖 3(glypcian-3,GPC-3)衍生肽疫苗后肿瘤组织的病理学变化,研究者在患者第 2 次接种 GPC-3 衍生肽疫苗后对其进行增强 CT 扫描,CT 检查结果显示,在 HCC 肿瘤实质内出现大面积低密度无强化区,提示肿瘤细胞的坏死,证实了 GPC-3 衍生肽疫苗对索拉非尼耐药的 HCC 患者具有良好的治疗效果,肿瘤实质内无强化低密度区能够反映肿瘤早期的治疗效果,可作为评估肿瘤疫苗对 HCC 治疗效果的早期预测指标。
另外,Cui 等[12]研究还指出,射频消融治疗联合免疫细胞治疗 HCC 安全及有效,研究者在 HCC 患者射频消融治疗前后分别行增强 CT 扫描,结果显示,经射频消融治疗后原明显强化的 HCC 肿瘤病灶此时未见强化,提示经射频消融治疗后未见肿瘤残留病变,在此基础上进行免疫细胞治疗可有效延长 HCC 患者的无进展生存期。
CT 扫描作为一种方便及快捷的检测技术,可准确测量 HCC 免疫治疗前后肿瘤大小变化,判断肿瘤细胞有无坏死或残留病变,是目前用于 HCC 免疫治疗疗效评价最常用的一种手段。
2.2 MRI
MRI 多参数及多序列的成像特点使其能在 HCC 疗效评估方面提供更丰富的信息[9, 13]。
多项研究[14-17]已证实,MRI 在 HCC 的发现和定性诊断方面相较 CT 而言具有更高的灵敏度和特异度,尤其是对于小 HCC 的诊断,CT 的灵敏度为 47%,而 MRI 则高达 84%[18-19]。同时,MRI 具有极高的空间软组织分辨率,在显示肿瘤成分判断有无细胞坏死方面较 CT 更为敏感,可作为短期内预测肿瘤治疗反应的手段。Maataoui 等[19]的一项动物实验中,对小鼠 HCC 模型实施经动脉化疗栓塞(transcatheter arterial chemoembolization,TACE)联合免疫治疗,使用动态增强 MRI 扫描分别测量 HCC 治疗前后的体积(V1、V2),计算肿瘤生长速率比(V2/V1),结果显示,TACE 联合免疫治疗后肿瘤病灶体积未见缩小反而有所增大,但病灶由较均一的长 T1、长 T2 信号变为周围高信号、中心低信号边缘模糊的肿块,提示瘤内成分已发生改变;同时,联合免疫治疗后肿瘤平均生长速率比从 9.14 降至 4.01,提示 TACE 联合免疫治疗能够显著延缓肿瘤生长速度,明显改善肿瘤患者的预后,同时也说明 MRI 评估瘤内信号改变和肿瘤体积比是预测 HCC 免疫治疗早期效果的有力手段。
与 CT 技术相比,MRI 提供了较好的软组织对比、空间和时间分辨率,能够在肿瘤大小发生变化之前尽早监测肿瘤成分的变化,同时对肿瘤复发、远处淋巴结和器官转移灶的诊断较 CT 更为敏感。
2.3 超声
超声技术的优势是可探测器官血流变化,目前其已被较多地运用于肿瘤的疗效评估,尤其是对于肿瘤靶向治疗的评估,然而其在 HCC 免疫治疗评估方面的研究还较少。
El Ansary 等[20]在对树突状细胞治疗中晚期 HCC 效果的研究中,将肿瘤的超声回声变化作为评价树突状细胞疫苗对 HCC 治疗效果的指标,研究者分别在治疗前、治疗后 3 和 6 个月对 HCC 肿瘤组织进行超声检查,对比治疗前后肿瘤病灶个数、肿瘤大小及微血管侵犯数量,结果显示,联合树突状细胞治疗后,肿瘤大小没有明显变化,部分多发性病灶数量有所减少,肿瘤微血管侵犯程度能够基本控制,患者的生存期得以延长。Marinelli 等[21]将免疫治疗联合 TACE 或抗血管生成靶向治疗,通过超声检查对比治疗前后瘤体血管生成变化来预测 HCC 的治疗效果,研究者在肝细胞癌的小鼠模型中模拟不同的抗血管生成治疗(短暂或最终治疗停止)的应用条件下的肿瘤反应,使用血管内皮生长因子受体 2 型靶向对比增强超声检查分别在 0、5、9、11 及 13 d 进行超声血管造影以评估肿瘤的血供,结果显示,抗血管生成治疗的短暂中断并不妨碍肿瘤反应的恢复,抗血管生成治疗逃逸途径的发展与肿瘤侵袭性增强有关。
超声检查依赖性强,可重复性较差,在探测肿瘤大小及形态变化方面远远不及 CT 和 MRI 直观,但对于肿瘤血供的变化却具有极高的敏感性。目前,超声检查在评价 HCC 靶向治疗及射频消融治疗疗效方面已占据重要地位,而在 HCC 免疫治疗疗效评价方面还需进一步挖掘并研究。
2.4 PET-CT
早在 2009 年,Wahl 等[22]就提出将 PET 作为实体瘤疗效评价的重要手段。经查阅文献发现,目前已有部分病例报道和小样本研究[23-24]证实了氟代脱氧葡萄糖(18F-FDG)PET 评价肿瘤免疫治疗反应存在一定价值。
Song 等[25]研究发现,HCC 组织对18F-FDG 的摄取主要基于肿瘤负荷的增加,包括肿瘤增大或数目增多,该研究结果提示,18F-FDG PET/CT 可作为提前预测 HCC 治疗反应的影像手段之一。另外,Torizuka 等[26]的研究结果还发现,活的肿瘤组织的 FDG 摄取会远远高于发生坏死的肿瘤组织。以上研究结果提示,FDG-PET/CT 可以用于诊断免疫治疗后 HCC 肿瘤细胞的坏死、预测其治疗反应及评价 HCC 进展和复发情况。
然而有更多研究[27-29]证实,FDG-PET/CT 对诊断原发性 HCC 的敏感性并不高,尤其是对于小 HCC 的诊断。因此,目前有关 FDG-PET/CT 在 HCC 免疫治疗方面还处于初步探索阶段,其有效性还需进一步研究加以证实。
3 HCC 免疫治疗的影像学评价标准
肿瘤疗效的监测是肿瘤影像必不可少且日益重要的功能,尽早监测出患者对某种临床治疗方法是否能够大大提高治疗的有效性。在过去的 40 年,基于影像的肿瘤疗效标准不断出现更新与修订,更多精确而客观的影像学评价指标被纳入到新的评价标准中。
3.1 WHO 指南和 RECIST 标准
1979 年世界卫生组织(WHO)确定了实体瘤双径测量的标准[30]。该标准提出将肿瘤最大长径乘以最大垂直径代表肿瘤面积,以此表示肿瘤体积的变化,但此标准没有明确纳入测量的肿瘤范围,对疾病进展的定义也比较模糊,并且该标准只是基于 X 射线成像,尚未提及 CT 和 MRI 技术,因此该评价标准目前已基本不再使用。
1999 年美国的 ASCO 会议提出了 RECIST 标准,并于 2000 年在《Bull Cancer》杂志上正式发表[31]。RECIST 标准在 WHO 疗效评价标准上进行了修改和补充,采用更为精确的单径测量来代表肿瘤体积的变化,同时该标准明确指出了应将可测量的所有病灶视为靶病灶,对非目标病灶应进行观察记录及随访;此外,该标准加入了 CT、MRI 和超声的测量方法和判断标准,使得评价更为全面,但是其局限性是不能反映靶向药物导致的肿瘤坏死。
不论是 WHO 指南还是 RECIST 标准的测量都是基于肿瘤大小的变化,对肿瘤坏死或血供改变等方面均未涉及[31-32]。
3.2 欧洲肝病协会(European Association for the Study of the Liver,EASL)标准和 mRECIST 标准
2000 年,EASL 提出了“存活肿瘤”的概念,即纳入增强 CT 和 MRI 评估肿瘤活性部分的评价标准,被称为 EASL 标准[33]。该标准提出应排除坏死肿瘤的干扰,仅以存活肿瘤作为评估对象,即以病灶在增强扫描动脉期显影面积作为判断标准,而未显影的组织则不纳入肿瘤评价测量标准。该标准简便易行,被较多应用于临床。
2010 年,Lencioni 等[34]在 EASL 及 RECIST 的基础上,提出了 mRECIST 标准,完善了影像学的功能评估,mRECIST 成为目前临床上应用最广泛的评价标准。
3.3 Choi 标准和 PERCIST 标准
2007 年,Choi 等[35]在研究胃肠道间质瘤的影像学评价时提出了 Choi 标准,该标准对比了肿瘤增强扫描前后 CT 值的改变与肿瘤长径变化的关系,提出将长径缩小≥10% 或 CT 值下降≥15% 作为肿瘤治疗后的缓解标准,同时证实了此标准与患者的生存预后相关性更好。Choi 标准是综合了肿瘤大小和密度两个关键指标,相比传统的 RECIST 标准显现出明显的优势,但其中重要的评估指标 CT 值仅能在影像 PACs 系统上进行测量与评估,临床医生往往无法获得 CT 值的具体数据,因此,临床工作中使用 Choi 标准通常还需要结合临床综合评估。
2009 年,Wahl 等[22]提出将 PET-CT 作为肿瘤疗效评价的重要手段并制定了PERCIST标准,将肿瘤生物标志物的变化作为随访的一项重要参考指标。PERCIST 标准指出,PET-CT 更多可作为一种随访手段,用于检测肿瘤的早期复发及转移。但由于 PET-CT 价格昂贵且目前尚无一个公认的测量标准,导致其在临床运用中结果不一致,多种因素导致的假阳性与假阴性也限制了 PET-CT 在 HCC 免疫治疗疗效评价中的运用。
3.4 irRC 标准和 iRECIST 标准
2009 年,Wolchok 等[36]在研究影像学评价中晚期黑色素瘤的免疫治疗效果时提出了 irRC 标准,该标准强调总肿瘤负荷应包括可测量的全部新发病灶,同时应与基线肿瘤负荷进行比较;对肿瘤直径的测量从每个器官 5 个可测量病灶增加到每个内脏器官 10 个病灶或 5 个皮肤病灶;研究还指出,在评价肿瘤治疗疗效反应时应进行连续评价,只有当连续 2 次评价肿瘤负荷均有增加且大于 25% 时才被认定为疾病进展,对于肿瘤负荷下降缓慢、虽超过 25% 但不足 50% 的疾病稳定患者也被认为是临床获益人群。
2014 年,Nishino 等[37]在 irRC 标准的基础上又提出了 iRECIST 标准,并由 Seymour 等[38]在最近的研究中对此标准进一步进行了完善,指出应新增加待证实的疾病进展(iUPD)概念,即临床医生若判定治疗对象为 iUPD 阶段且确定患者处于疾病状态稳定的情况下仍应对其继续现有治疗,这点与 RECIST 标准中疾病进展的定义有所不同。
irRC 和 iRECIST 标准的提出,对实体瘤免疫治疗的疗效评估进行了完善和补充,标志着免疫治疗时代的到来。然而目前使用该标准评价肿瘤疗效的相关研究较少,其在 HCC 免疫治疗的疗效评估方面还需进一步验证。
4 HCC 免疫治疗影像学评价技术的局限性与展望
尽管肿瘤治疗疗效的评价标准在不断更新和完善,但是无论是目前使用最广泛的 mRECIST 标准,还是近年来新提出的 irRC 标准和 iRECIST 标准,其评价指标都是基于肿瘤大小和数量的变化,而对肿瘤细胞功能结构改变却没有过多涉及。Tazdait 等[40]在探讨 PD-1/PD-L1 抑制剂对非小细胞肺癌治疗效果的研究中发现,非小细胞肺癌患者在接受免疫治疗后部分会出现假性进展(肿瘤未减小反而增大)或分离性应答(部分肿瘤减小、部分肿瘤增大),而实际上这些患者都具有较高的总体生存率,最终都被确认为临床获益。结果提示,在肿瘤免疫治疗方面,若仅通过肿瘤大小或数量的变化可能无法真实而全面地反映肿瘤治疗的效果。
随着影像检查技术的更新和优化,CT 和 MRI 功能成像定量技术在 HCC 的诊断和疗效评价方面有了进一步发展和运用。已有文献[41-43]证实,CT 和 MRI 图像纹理分析技术能够对 HCC 异质性及侵袭性进行分析和监测,为预测 HCC 的治疗疗效评价提供了有力依据。Fu 等[44]及王茹等[45]研究团队分别将图像纹理分析技术作为 HCC 局部治疗和靶向治疗的影像学评价手段,结果显示,独立的肿瘤数目、肿瘤大小、CT 的结构参数(包括熵、平均值、非均匀性、偏度和峰度)等指标在 HCC 治疗疗效的评估方面具有重大的价值。Imai 等[46]研究显示,钆塞酸二钠磁共振增强 MRI 相较螺旋 CT 而言,在监测 HCC 放疗后肿瘤残留、复发方面具有更高的灵敏性和特异性,结果提示,钆塞酸二钠磁共振增强 MRI 在 HCC 治疗疗效评估方面是一个更好的工具。除此之外,Yang 等[47]研究也表明,体素内不相干运动扩散运动技术可以无创检测活体水分子的运动,其扩散系数(D 值)和假性扩散系数(D*值)及其变化值在 HCC 局部治疗短期疗效预测和评估方面能够提供更多有价值的信息。
免疫治疗为中晚期 HCC 患者提供了新的治疗机会,而及时有效地评估治疗后的反应对 HCC 患者的临床治疗方案选择和生存预后评估至关重要。然而,目前有关 HCC 免疫治疗后的影像学评价研究较少,且国内外尚没有公认的评价标准,以解剖学为基础的评价指标仍然是目前 HCC 临床治疗和药物治疗评价的主要依据。随着个体化医疗时代的到来和功能影像学技术的发展,更多基于肿瘤功能变化的影像学指标需迫切得到完善和发展,相信随着影像设备的不断更新和国内外研究的不断深入,影像学检查在 HCC 免疫治疗的疗效评估中将发挥更加重要的作用。
肝细胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)是全球发病率最高的恶性肿瘤之一。中国为 HCC 高发国家,据 Globocan 2012 统计数据[1]显示,中国新发 HCC 病例近 40 万例,约占全球的 50% 以上。2018 年 1 月中国国家癌症登记中心(National Central Cancer Registry of China,NCCRC)更新了 2014 年全国癌症数据,2014 年我国新发 HCC 病例约 36 万例,死亡患者高达 31 万,仅次于死亡率最高的肺癌[2]。由于早期 HCC 几乎无任何症状,多数患者一旦就诊则多为中晚期。采用肝切除或肝移植、局部治疗或靶向药物治疗已不能达到治愈的目的。目前也有研究者们采用以手术治疗为主而非手术治疗为辅的联合方式治疗,其已成为了提高中晚期 HCC 患者生存率的一种新途径[3-4]。然而,临床资料[5]表明,尽管手术及放化疗联合治疗能在一定程度上缓解 HCC 患者的疾病进展,但是大部分患者最终仍面临较高的复发率及死亡率。因此,对于 HCC 患者而言,仍迫切需要探寻其他更有效的治疗手段。
近年来,癌症治疗领域出现的免疫治疗具有无创、特异度高、疗效好等特点,其已逐步占据重要的地位。 免疫治疗作为一种新兴的生物治疗手段已逐步成为未来 HCC 诊断与治疗的研究热点,影像学检查可提供及时及客观的疗效反馈,对患者治疗方案的筛选和生存预后的判断至关重要。笔者综述了目前国内外有关 HCC 免疫治疗疗效评估的影像学检查手段及评价标准,分析并总结现有影像学技术的优缺点和局限性,以期使更多功能影像学指标得到完善和发展,为肿瘤患者药物治疗评价和临床决策提供有力证据。
1 HCC 的免疫治疗
免疫治疗属于生物治疗的一种,其核心是动员机体自身免疫系统杀死肿瘤细胞、操纵免疫系统组成部分和基因工程调动患者体内 T 淋巴细胞,从而起到主动识别和攻击肿瘤的作用[6]。目前,国内外关于生物免疫治疗的手段主要包括免疫检查点疗法、肿瘤疫苗疗法、过继细胞免疫治疗及细胞因子治疗,其中免疫检查点疗法占据了主要地位。
免疫检查点的本质是免疫抑制性分子,能够在一定程度上控制体内免疫反应的强度,避免正常组织受到损伤和破坏。程序性细胞蛋白 1(PD-1)及其配体(PD-L1)和细胞毒 T 淋巴细胞相关抗原 4(CTLA-4)是目前研究相对成熟的免疫检查点[6]。
免疫检查点疗法就是通过共抑制或共刺激信号等一系列途径来调节 T 淋巴细胞活性来提高抗肿瘤免疫反应的治疗方法。2017 年美国临床肿瘤协会年会发布了一组有关 PD-1 免疫阻断剂联合 CTLA-4 阻断剂治疗 HCC 的临床数据[7],结果显示,40 例 HCC 患者对其治疗后的肿瘤缓解率为 20%,在无肝炎感染的 HCC 患者中其缓解率高达 40%。此外,由于放化疗治疗能够提高肿瘤细胞的免疫原性和对效应细胞杀伤的敏感度。因此,免疫治疗或联合传统放化疗的治疗手段或可成为 HCC 治疗的一种重要手段。
2 HCC 免疫治疗的影像学评价技术及指标
目前关于 HCC 免疫治疗后疗效评价的影像学技术主要包括计算机断层扫描(CT)、核磁共振成像(MRI)、正电子发射计算机断层成像(positron emission computed tomography,PET)-CT 和超声检查,不同的影像学检查手段具有不同的影像学评价指标,对于指导 HCC 患者免疫治疗具有重要意义。
2.1 CT
CT 在肿瘤定位和定性诊断、评估治疗后反应、随访监测肿瘤进展等方面有着重要的价值[8-9]。
CT 扫描评估 HCC 免疫治疗常用肿瘤大小、数量、强化程度及有无复发和转移来评价。Chen 等[10]对索拉非尼耐药的 HCC 患者行磷酸化的细胞外调节蛋白激酶(pERK)激活 PD-1 免疫检查点治疗,CT 检查显示,pERK 强表达的 HCC 患者在治疗后肿瘤体积缩小明显,而 pERK 弱表达的 HCC 患者肿瘤大小没有明显变化,结果提示,CT 检查可以很好地评估 HCC 免疫治疗后肿瘤大小的变化,免疫治疗对索拉非尼耐药的 pERK 强表达的 HCC 患者效果较好。
Sawada 等[11]团队的一项 2 期临床试验报道了1 例索拉非尼耐药的 HCC 患者在接种血清磷脂酰肌醇蛋白聚糖 3(glypcian-3,GPC-3)衍生肽疫苗后肿瘤组织的病理学变化,研究者在患者第 2 次接种 GPC-3 衍生肽疫苗后对其进行增强 CT 扫描,CT 检查结果显示,在 HCC 肿瘤实质内出现大面积低密度无强化区,提示肿瘤细胞的坏死,证实了 GPC-3 衍生肽疫苗对索拉非尼耐药的 HCC 患者具有良好的治疗效果,肿瘤实质内无强化低密度区能够反映肿瘤早期的治疗效果,可作为评估肿瘤疫苗对 HCC 治疗效果的早期预测指标。
另外,Cui 等[12]研究还指出,射频消融治疗联合免疫细胞治疗 HCC 安全及有效,研究者在 HCC 患者射频消融治疗前后分别行增强 CT 扫描,结果显示,经射频消融治疗后原明显强化的 HCC 肿瘤病灶此时未见强化,提示经射频消融治疗后未见肿瘤残留病变,在此基础上进行免疫细胞治疗可有效延长 HCC 患者的无进展生存期。
CT 扫描作为一种方便及快捷的检测技术,可准确测量 HCC 免疫治疗前后肿瘤大小变化,判断肿瘤细胞有无坏死或残留病变,是目前用于 HCC 免疫治疗疗效评价最常用的一种手段。
2.2 MRI
MRI 多参数及多序列的成像特点使其能在 HCC 疗效评估方面提供更丰富的信息[9, 13]。
多项研究[14-17]已证实,MRI 在 HCC 的发现和定性诊断方面相较 CT 而言具有更高的灵敏度和特异度,尤其是对于小 HCC 的诊断,CT 的灵敏度为 47%,而 MRI 则高达 84%[18-19]。同时,MRI 具有极高的空间软组织分辨率,在显示肿瘤成分判断有无细胞坏死方面较 CT 更为敏感,可作为短期内预测肿瘤治疗反应的手段。Maataoui 等[19]的一项动物实验中,对小鼠 HCC 模型实施经动脉化疗栓塞(transcatheter arterial chemoembolization,TACE)联合免疫治疗,使用动态增强 MRI 扫描分别测量 HCC 治疗前后的体积(V1、V2),计算肿瘤生长速率比(V2/V1),结果显示,TACE 联合免疫治疗后肿瘤病灶体积未见缩小反而有所增大,但病灶由较均一的长 T1、长 T2 信号变为周围高信号、中心低信号边缘模糊的肿块,提示瘤内成分已发生改变;同时,联合免疫治疗后肿瘤平均生长速率比从 9.14 降至 4.01,提示 TACE 联合免疫治疗能够显著延缓肿瘤生长速度,明显改善肿瘤患者的预后,同时也说明 MRI 评估瘤内信号改变和肿瘤体积比是预测 HCC 免疫治疗早期效果的有力手段。
与 CT 技术相比,MRI 提供了较好的软组织对比、空间和时间分辨率,能够在肿瘤大小发生变化之前尽早监测肿瘤成分的变化,同时对肿瘤复发、远处淋巴结和器官转移灶的诊断较 CT 更为敏感。
2.3 超声
超声技术的优势是可探测器官血流变化,目前其已被较多地运用于肿瘤的疗效评估,尤其是对于肿瘤靶向治疗的评估,然而其在 HCC 免疫治疗评估方面的研究还较少。
El Ansary 等[20]在对树突状细胞治疗中晚期 HCC 效果的研究中,将肿瘤的超声回声变化作为评价树突状细胞疫苗对 HCC 治疗效果的指标,研究者分别在治疗前、治疗后 3 和 6 个月对 HCC 肿瘤组织进行超声检查,对比治疗前后肿瘤病灶个数、肿瘤大小及微血管侵犯数量,结果显示,联合树突状细胞治疗后,肿瘤大小没有明显变化,部分多发性病灶数量有所减少,肿瘤微血管侵犯程度能够基本控制,患者的生存期得以延长。Marinelli 等[21]将免疫治疗联合 TACE 或抗血管生成靶向治疗,通过超声检查对比治疗前后瘤体血管生成变化来预测 HCC 的治疗效果,研究者在肝细胞癌的小鼠模型中模拟不同的抗血管生成治疗(短暂或最终治疗停止)的应用条件下的肿瘤反应,使用血管内皮生长因子受体 2 型靶向对比增强超声检查分别在 0、5、9、11 及 13 d 进行超声血管造影以评估肿瘤的血供,结果显示,抗血管生成治疗的短暂中断并不妨碍肿瘤反应的恢复,抗血管生成治疗逃逸途径的发展与肿瘤侵袭性增强有关。
超声检查依赖性强,可重复性较差,在探测肿瘤大小及形态变化方面远远不及 CT 和 MRI 直观,但对于肿瘤血供的变化却具有极高的敏感性。目前,超声检查在评价 HCC 靶向治疗及射频消融治疗疗效方面已占据重要地位,而在 HCC 免疫治疗疗效评价方面还需进一步挖掘并研究。
2.4 PET-CT
早在 2009 年,Wahl 等[22]就提出将 PET 作为实体瘤疗效评价的重要手段。经查阅文献发现,目前已有部分病例报道和小样本研究[23-24]证实了氟代脱氧葡萄糖(18F-FDG)PET 评价肿瘤免疫治疗反应存在一定价值。
Song 等[25]研究发现,HCC 组织对18F-FDG 的摄取主要基于肿瘤负荷的增加,包括肿瘤增大或数目增多,该研究结果提示,18F-FDG PET/CT 可作为提前预测 HCC 治疗反应的影像手段之一。另外,Torizuka 等[26]的研究结果还发现,活的肿瘤组织的 FDG 摄取会远远高于发生坏死的肿瘤组织。以上研究结果提示,FDG-PET/CT 可以用于诊断免疫治疗后 HCC 肿瘤细胞的坏死、预测其治疗反应及评价 HCC 进展和复发情况。
然而有更多研究[27-29]证实,FDG-PET/CT 对诊断原发性 HCC 的敏感性并不高,尤其是对于小 HCC 的诊断。因此,目前有关 FDG-PET/CT 在 HCC 免疫治疗方面还处于初步探索阶段,其有效性还需进一步研究加以证实。
3 HCC 免疫治疗的影像学评价标准
肿瘤疗效的监测是肿瘤影像必不可少且日益重要的功能,尽早监测出患者对某种临床治疗方法是否能够大大提高治疗的有效性。在过去的 40 年,基于影像的肿瘤疗效标准不断出现更新与修订,更多精确而客观的影像学评价指标被纳入到新的评价标准中。
3.1 WHO 指南和 RECIST 标准
1979 年世界卫生组织(WHO)确定了实体瘤双径测量的标准[30]。该标准提出将肿瘤最大长径乘以最大垂直径代表肿瘤面积,以此表示肿瘤体积的变化,但此标准没有明确纳入测量的肿瘤范围,对疾病进展的定义也比较模糊,并且该标准只是基于 X 射线成像,尚未提及 CT 和 MRI 技术,因此该评价标准目前已基本不再使用。
1999 年美国的 ASCO 会议提出了 RECIST 标准,并于 2000 年在《Bull Cancer》杂志上正式发表[31]。RECIST 标准在 WHO 疗效评价标准上进行了修改和补充,采用更为精确的单径测量来代表肿瘤体积的变化,同时该标准明确指出了应将可测量的所有病灶视为靶病灶,对非目标病灶应进行观察记录及随访;此外,该标准加入了 CT、MRI 和超声的测量方法和判断标准,使得评价更为全面,但是其局限性是不能反映靶向药物导致的肿瘤坏死。
不论是 WHO 指南还是 RECIST 标准的测量都是基于肿瘤大小的变化,对肿瘤坏死或血供改变等方面均未涉及[31-32]。
3.2 欧洲肝病协会(European Association for the Study of the Liver,EASL)标准和 mRECIST 标准
2000 年,EASL 提出了“存活肿瘤”的概念,即纳入增强 CT 和 MRI 评估肿瘤活性部分的评价标准,被称为 EASL 标准[33]。该标准提出应排除坏死肿瘤的干扰,仅以存活肿瘤作为评估对象,即以病灶在增强扫描动脉期显影面积作为判断标准,而未显影的组织则不纳入肿瘤评价测量标准。该标准简便易行,被较多应用于临床。
2010 年,Lencioni 等[34]在 EASL 及 RECIST 的基础上,提出了 mRECIST 标准,完善了影像学的功能评估,mRECIST 成为目前临床上应用最广泛的评价标准。
3.3 Choi 标准和 PERCIST 标准
2007 年,Choi 等[35]在研究胃肠道间质瘤的影像学评价时提出了 Choi 标准,该标准对比了肿瘤增强扫描前后 CT 值的改变与肿瘤长径变化的关系,提出将长径缩小≥10% 或 CT 值下降≥15% 作为肿瘤治疗后的缓解标准,同时证实了此标准与患者的生存预后相关性更好。Choi 标准是综合了肿瘤大小和密度两个关键指标,相比传统的 RECIST 标准显现出明显的优势,但其中重要的评估指标 CT 值仅能在影像 PACs 系统上进行测量与评估,临床医生往往无法获得 CT 值的具体数据,因此,临床工作中使用 Choi 标准通常还需要结合临床综合评估。
2009 年,Wahl 等[22]提出将 PET-CT 作为肿瘤疗效评价的重要手段并制定了PERCIST标准,将肿瘤生物标志物的变化作为随访的一项重要参考指标。PERCIST 标准指出,PET-CT 更多可作为一种随访手段,用于检测肿瘤的早期复发及转移。但由于 PET-CT 价格昂贵且目前尚无一个公认的测量标准,导致其在临床运用中结果不一致,多种因素导致的假阳性与假阴性也限制了 PET-CT 在 HCC 免疫治疗疗效评价中的运用。
3.4 irRC 标准和 iRECIST 标准
2009 年,Wolchok 等[36]在研究影像学评价中晚期黑色素瘤的免疫治疗效果时提出了 irRC 标准,该标准强调总肿瘤负荷应包括可测量的全部新发病灶,同时应与基线肿瘤负荷进行比较;对肿瘤直径的测量从每个器官 5 个可测量病灶增加到每个内脏器官 10 个病灶或 5 个皮肤病灶;研究还指出,在评价肿瘤治疗疗效反应时应进行连续评价,只有当连续 2 次评价肿瘤负荷均有增加且大于 25% 时才被认定为疾病进展,对于肿瘤负荷下降缓慢、虽超过 25% 但不足 50% 的疾病稳定患者也被认为是临床获益人群。
2014 年,Nishino 等[37]在 irRC 标准的基础上又提出了 iRECIST 标准,并由 Seymour 等[38]在最近的研究中对此标准进一步进行了完善,指出应新增加待证实的疾病进展(iUPD)概念,即临床医生若判定治疗对象为 iUPD 阶段且确定患者处于疾病状态稳定的情况下仍应对其继续现有治疗,这点与 RECIST 标准中疾病进展的定义有所不同。
irRC 和 iRECIST 标准的提出,对实体瘤免疫治疗的疗效评估进行了完善和补充,标志着免疫治疗时代的到来。然而目前使用该标准评价肿瘤疗效的相关研究较少,其在 HCC 免疫治疗的疗效评估方面还需进一步验证。
4 HCC 免疫治疗影像学评价技术的局限性与展望
尽管肿瘤治疗疗效的评价标准在不断更新和完善,但是无论是目前使用最广泛的 mRECIST 标准,还是近年来新提出的 irRC 标准和 iRECIST 标准,其评价指标都是基于肿瘤大小和数量的变化,而对肿瘤细胞功能结构改变却没有过多涉及。Tazdait 等[40]在探讨 PD-1/PD-L1 抑制剂对非小细胞肺癌治疗效果的研究中发现,非小细胞肺癌患者在接受免疫治疗后部分会出现假性进展(肿瘤未减小反而增大)或分离性应答(部分肿瘤减小、部分肿瘤增大),而实际上这些患者都具有较高的总体生存率,最终都被确认为临床获益。结果提示,在肿瘤免疫治疗方面,若仅通过肿瘤大小或数量的变化可能无法真实而全面地反映肿瘤治疗的效果。
随着影像检查技术的更新和优化,CT 和 MRI 功能成像定量技术在 HCC 的诊断和疗效评价方面有了进一步发展和运用。已有文献[41-43]证实,CT 和 MRI 图像纹理分析技术能够对 HCC 异质性及侵袭性进行分析和监测,为预测 HCC 的治疗疗效评价提供了有力依据。Fu 等[44]及王茹等[45]研究团队分别将图像纹理分析技术作为 HCC 局部治疗和靶向治疗的影像学评价手段,结果显示,独立的肿瘤数目、肿瘤大小、CT 的结构参数(包括熵、平均值、非均匀性、偏度和峰度)等指标在 HCC 治疗疗效的评估方面具有重大的价值。Imai 等[46]研究显示,钆塞酸二钠磁共振增强 MRI 相较螺旋 CT 而言,在监测 HCC 放疗后肿瘤残留、复发方面具有更高的灵敏性和特异性,结果提示,钆塞酸二钠磁共振增强 MRI 在 HCC 治疗疗效评估方面是一个更好的工具。除此之外,Yang 等[47]研究也表明,体素内不相干运动扩散运动技术可以无创检测活体水分子的运动,其扩散系数(D 值)和假性扩散系数(D*值)及其变化值在 HCC 局部治疗短期疗效预测和评估方面能够提供更多有价值的信息。
免疫治疗为中晚期 HCC 患者提供了新的治疗机会,而及时有效地评估治疗后的反应对 HCC 患者的临床治疗方案选择和生存预后评估至关重要。然而,目前有关 HCC 免疫治疗后的影像学评价研究较少,且国内外尚没有公认的评价标准,以解剖学为基础的评价指标仍然是目前 HCC 临床治疗和药物治疗评价的主要依据。随着个体化医疗时代的到来和功能影像学技术的发展,更多基于肿瘤功能变化的影像学指标需迫切得到完善和发展,相信随着影像设备的不断更新和国内外研究的不断深入,影像学检查在 HCC 免疫治疗的疗效评估中将发挥更加重要的作用。