《Virchows Archiv》：Expression of glycolytic markers in cancer and stromal cells of treatment-na?ve and neoadjuvantly treated pancreatic ductal adenocarcinoma
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针对FDG-PET用于评估新辅助化疗后胰腺癌治疗反应时，其糖酵解活性是否真实反映癌细胞负荷这一问题，研究人员对治疗前与新辅助治疗后的胰腺癌进行了研究。他们通过免疫组化检测了糖酵解关键标记物Glut1和MCT4在癌细胞与基质细胞中的表达差异与异质性。研究发现癌细胞中Glut1表达在新辅助治疗后得以维持，这支持FDG-PET的评估价值，但肿瘤基质细胞的糖酵解标记物表达在治疗后显著降低，可能成为FDG-PET评估肿瘤负荷和治疗效应的潜在误差来源。
胰腺导管腺癌（PDAC）是全球最致命的癌症之一。对于临界可切除和局部晚期PDAC，新辅助化疗已成为标准治疗，因为它可以提高患者的手术切除率，并改善生存结局。然而，如何准确评估新辅助治疗后的效果，是临床上面临的一大挑战。传统的影像学手段，如计算机断层扫描（CT）和磁共振成像（MRI），难以可靠地区分治疗诱导的纤维化与有活力的残留癌细胞。这时，一种基于代谢功能显像的技术——[1?F]-氟代脱氧葡萄糖正电子发射断层扫描（FDG-PET）应运而生，被引入用于评估PDAC的治疗反应。这项技术的原理在于，大多数癌细胞表现出异常的葡萄糖代谢偏好，即“瓦博格效应”（Warburg effect），即使在氧气充足的情况下也更倾向于进行糖酵解，从而大量摄取葡萄糖。FDG是葡萄糖的类似物，能够被高代谢的细胞摄取，通过PET显像可以评估肿瘤区域的糖酵解活性。理论上，治疗后的FDG-PET信号减弱，意味着癌细胞减少，治疗有效。
但这里存在一个关键问题：FDG-PET检测到的糖酵解活性，真的只来自癌细胞吗？肿瘤中除了癌细胞，还含有大量的基质细胞，例如癌症相关成纤维细胞（CAF）和免疫细胞等。有研究表明，这些肿瘤微环境中的细胞也可能具有活跃的糖酵解代谢。此外，新辅助化疗本身可能改变癌细胞的代谢特征，例如，有研究提示耐药或具有干细胞特征的癌细胞可能更依赖氧化磷酸化而非糖酵解。更重要的是，PDAC以其高度的瘤间和瘤内异质性而闻名，其代谢是否存在类似的异质性，特别是在治疗前后，目前尚不清楚。如果FDG-PET的信号受到了肿瘤基质细胞糖酵解活性，或治疗后癌细胞代谢模式改变的影响，那么它对于残留癌细胞负荷和疗效的评估就可能产生偏差，要么高估，要么低估了真实情况。为了厘清这些问题，一项发表在《Virchows Archiv》上的研究，首次在组织学层面系统探究了新辅助化疗前后，PDAC癌细胞和基质细胞中两个关键糖酵解标记物——葡萄糖转运蛋白1（Glut1）和单羧酸转运蛋白4（MCT4）的表达变化及其异质性，为理解FDG-PET影像的生物学基础提供了直接证据。
为了开展这项研究，研究人员构建了一个包含60例PDAC手术标本的队列，其中30例为未经治疗（治疗前，TN）的PDAC，另外30例为接受过新辅助化疗（NAT）后手术切除的PDAC。所有NAT病例均显示中度或无/差肿瘤消退。研究还额外纳入了6例接近完全消退（CAP1）的病例进行定性分析。样本来源于奥斯陆大学医院。研究人员从每个肿瘤中选取了三个代表性组织块，共计180张组织切片，通过免疫组织化学（IHC）方法检测Glut1和MCT4在癌细胞和基质细胞中的表达。他们计算了免疫反应评分（IRS），即阳性细胞百分比乘以染色强度，以此量化表达水平，并分析了瘤间和瘤内的异质性。
研究结果
Glut1在癌细胞和基质细胞中的表达
在癌细胞中，Glut1的表达在治疗前（TN）与新辅助治疗后（NAT）的PDAC之间没有显著差异。在全部60个肿瘤中，26个呈高表达，31个呈低表达，3个无表达。这表明，从整体上看，新辅助化疗并未显著改变残留癌细胞中这个关键葡萄糖转运蛋白的表达水平。
与此形成鲜明对比的是，在肿瘤基质细胞中，Glut1的表达在新辅助治疗后显著降低。所有30例TN-PDAC的基质中均检测到Glut1表达，其中19例为高表达；而在NAT-PDAC中，只有25例有表达，其中仅8例为高表达。基质细胞的Glut1表达量在TN-PDAC中平均占总标记量的15%，而在NAT-PDAC中仅为9%。
研究还观察到明显的瘤内异质性。在癌细胞中，无论TN还是NAT组，均有约40%的病例其三个切片间的Glut1表达差异达到或超过25%。在基质细胞中，TN-PDAC的瘤内异质性显著高于NAT-PDAC。
MCT4在癌细胞和基质细胞中的表达
MCT4的表达模式与Glut1高度一致。在癌细胞中，TN与NAT组间的MCT4表达无显著差异。在全部肿瘤中，14例高表达，37例低表达，9例无表达。
在基质细胞中，MCT4的表达同样在NAT-PDAC中显著降低。26例TN-PDAC的基质有MCT4表达（其中12例为高表达），而NAT-PDAC中只有17例有表达（其中5例为高表达）。
MCT4的表达与Glut1表达在癌细胞和基质细胞中均呈显著正相关。瘤内异质性分析也显示，两种标记物在癌细胞和基质细胞中均存在可观的变化。
肿瘤分级与糖酵解标记物表达的关系
肿瘤的组织学分级与癌细胞中Glut1和MCT4的表达显著正相关，即分化越差（级别越高）的肿瘤，其癌细胞的糖酵解标记物表达往往越高。基质细胞的MCT4表达也与肿瘤分级正相关，但基质细胞的Glut1表达与分级无关。
Glut1在白细胞及其他细胞中的表达
在大部分切片中，研究人员还观察到了白细胞（主要是淋巴细胞和巨噬细胞）的Glut1表达。在大约四分之一的切片中，白细胞的染色强度与癌细胞相当。虽然白细胞平均只贡献了总Glut1标记量的5%，但在部分切片中，其贡献率超过了10%，最高达到30%。在6例接近完全消退（CAP1）的病例中，残留癌细胞极少，但大量浸润的、强Glut1阳性的白细胞在部分切片中对总体Glut1表达的贡献甚至超过了残留癌细胞。
研究结论与意义
这项研究首次在组织层面揭示了新辅助化疗后PDAC中糖酵解关键蛋白的表达图谱，对FDG-PET的临床应用具有重要启示。
主要结论是：新辅助化疗后，残留癌细胞中Glut1和MCT4的表达得以维持，与治疗前水平无显著差异。这一发现为使用FDG-PET评估PDAC新辅助化疗后的治疗反应提供了关键的生物学支持，表明PET信号减弱在很大程度上可以真实反映癌细胞数量的减少。
然而，研究也揭示了潜在的误差来源。首先，肿瘤基质细胞（很可能是癌症相关成纤维细胞）的糖酵解活性在新辅助治疗后显著降低。这意味着，如果治疗前肿瘤含有高糖酵解活性的基质，FDG-PET可能高估基线肿瘤负荷；而治疗后基质活性的降低，可能导致PET信号衰减幅度超过癌细胞的实际减少程度，从而高估了治疗效果。其次，研究证实了PDAC中存在显著的瘤间和瘤内代谢异质性。约有5%的肿瘤其癌细胞不表达或极少表达Glut1，这部分患者可能不适合用FDG-PET进行评估。同时，瘤内不同区域糖酵解活性的差异意味着，仅依靠最大标准化摄取值（SUVmax）这一单点参数可能无法代表整个肿瘤的代谢负荷。最后，肿瘤内及周边的糖酵解活性白细胞也可能贡献FDG-PET信号，尤其在癌细胞活性低或接近完全缓解的病例中，可能干扰对微小残留病灶的判读。
该研究的核心意义在于，它从病理生物学角度深化了我们对FDG-PET影像解读的认识。它肯定了FDG-PET在评估PDAC新辅助疗效中的总体价值，但也明确指出了肿瘤基质代谢变化、肿瘤异质性以及炎性细胞可能带来的解读陷阱。这提示临床医生和影像科医生在解读PDAC的FDG-PET结果时，应更加审慎，并考虑结合体积代谢参数（如代谢肿瘤体积MTV、总病灶糖酵解TLG）进行综合评估。作者最后呼吁，需要开展前瞻性临床试验，直接将FDG-PET结果与治疗前后肿瘤组织的糖酵解标志物免疫组化检测进行关联分析，以进一步验证和量化这些潜在误差，从而优化PDAC的个体化疗效评估体系。
