Dynamic (18) F-FDG PET/CT can predict the major pathological response to neoadjuvant immunotherapy in non-small cell lung cancer

authors
Chen et al.
journal
Thorac Cancer
year
2022
doi
10.1111/1759-7714.14562
category
biomedical-imaging
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Current PaperChen 2022Biomedical Imaging · Thorac Cancer · 2022
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요약

본 연구는 국소 진행성 non-small cell lung cancer (NSCLC) 환자에서 신항암제 면역요법 전 Dynamic (18)F-FDG PET/CT의 대사 변화가 Major pathological response (MPR)를 예측할 수 있는지 확인하였다. 44명의 환자를 대상으로 수술 전 기저 및 수술 1주 전 두 시점에 촬영된 (18)F-FDG PET/CT의 SUVmax 감소율을 분석한 결과, MPR군은 비MPR군에 비해 유의하게 큰 대사 감소와 종축 길이 감소를 보였다. 다변량 회귀분석에서 SUVmax 감소는 MPR과 독립적으로 연관되었으며, receiver-operating characteristic (ROC) curve analysis를 통해 MPR 예측을 위한 최적의 SUVmax 감소 임계값은 60% 이상으로 도출되었다. 이는 수술 전 면역요법의 병리적 반응을 조기에 평가할 수 있는 유용한 영상 바이오마커임을 시사한다.

방법

본 연구는 2019년 7월부터 2021년 7월까지 광둥성 인민병원에서 신항암제 면역요법 후 근치적 수술을 받은 stage II–III NSCLC 환자 44명을 대상으로 한 단일 기관 후향적 코호트 연구이다. 모든 환자는 치료 전 기저 시점과 수술 1주 이내에 (18)F-FDG PET/CT를 촬영하였으며, 두 명의 핵의학 전문의가 독립적으로 평가하였다. 병학적 반응은 IASLC 가이드라인에 따라 두 명의 병리학자가 재검토하여 ≤10%의 생존 종양 잔존 여부를 기준으로 MPR을 정의하였다. 임상 변수와 MPR 간의 연관성은 logistic regression으로 분석되었으며, SUVmax 변화 임계값 도출을 위해 receiver-operating characteristic (ROC) curve analysis가 수행되었다. 통계적 유의성은 p < 0.05로 설정하였다.

주요 결과

총 44명 중 MPR은 28명(63.6%)에서 관찰되었으며, 비MPR은 16명(36.4%)이었다. MPR군의 평균 연령은 59.5세, 비MPR군은 57.9세로 유의한 차이가 없었으며(P=0.55), 성별, 흡연력, TNM stage, PD-L1 발현률(mean 36.3% vs 25.3%, P=0.31)에서도 군 간 차이가 확인되지 않았다. 면역요법제로는 nivolumab(65.9%), pembrolizumab(18.2%), camrelizumab(15.9%)가 사용되었으며, 대부분이 anti-PD-1 antibodies와 paclitaxel + platinum 병용 요법을 받았다. MPR군은 비MPR군에 비해 (18)F-FDG PET/CT상 종축 길이 감소율이 더 높았으며, SUVmax의 평균 감소율도 유의하게 컸다. 다변량 logistic regression에서 SUVmax 감소는 MPR과 독립적으로 연관되었다(P < 0.05). ROC 분석 결과, SUVmax 감소가 60% 이상일 때 MPR을 가장 잘 예측하는 임계값으로 확인되었다.

강점

본 연구는 신항암제 면역요법 후 수술 specimens에 대한 IASLC 기준의 엄격한 병리학적 정량화를 통해 MPR이라는 임상적으로 유의한 탐색적 endpoint를 검증하였다. 단일 기관 후향적 설계임에도 불구하고, dynamic (18)F-FDG PET/CT의 SUVmax 감소율(>60%)이 병리적 반응과 독립적으로 연관됨을 통계적으로 입증하여 수술 전 치료 반응 평가의 객관적 기준을 제시하였다. wiki 내 신항암제 면역요법의 조기 반응 예측 및 영상 바이오마커 문헌들과 직접적으로 연결되어, 복잡한 radiomics나 deep learning 모델 대신 임상 현장에서 즉시 적용 가능한 정량적 PET 지표의 가치를 부각시킨다는 점에서 연구적·임상적 유용성이 높다.

해석

이 논문은 국소 진행성 NSCLC에서 신항암제 면역요법의 병리적 반응(MPR)을 예측하기 위해 dynamic (18)F-FDG PET/CT의 정량적 대사 지표(SUVmax)를 활용했다는 점에서 wiki의 oncology 및 pulmonary immunotherapy 문헌과 맥을 같이한다. 기존 CT 기반 RECIST/iRECIST 기준이 면역 관련 염증 반응으로 인해 병리학적 반응과 불일치(discordance)를 보일 수 있다는 점을 고려할 때, 본 연구는 (18)F-FDG PET/CT의 대사 감소가 종양 세포 사멸을 더 직접적으로 반영함을 입증하며 quantitative imaging evidence의 보완적 역할을 제시한다. 또한 60%라는 명확한 SUVmax 감소 임계값을 제공함으로써, 향후 wiki의 AI 기반 영상 분석 파이프라인이나 radiomics 연구에서 ground truth 병리 반응과 연계할 수 있는 검증 가능한 임상 표지자로 활용될 수 있다.