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影像技术在肿瘤诊治中的运用

2014/04/12 阅读:

1SPECT/CT在肿瘤诊治中的应用

目前,SPECT/CT中用111In、131I、99mTc标记生长抑素类似物,如111In、131I标记奥曲肽(octreotide,OCT)诊断神经内分泌肿瘤,131I标记肾上腺素能配体、131I–间碘苄胍(131I–metaiodobenzylguanidine,131I–MIBG)进行肾上腺髓质显像诊断嗜铬细胞瘤,67Ga亲肿瘤阳性显像用于诊断原发性肝癌和霍奇金或非霍奇金病的诊断、疗效评价及预后判断已广泛用于临床,并具有重要的临床价值。此外,Vaccarili等用111In-DTPA-奥曲肽对小细胞肺癌患者进行显像,结果显示20例患者均呈阳性,病灶总检出率为86%,其中检出纵隔转移灶的灵敏度达94%。目前,131I标记血管活性肠肽(vasoactiveintestinalpeptide,VIP)已应用于肠道肿瘤与内分泌肿瘤、类癌、胰腺癌、嗜铬细胞瘤、甲状腺髄样癌、胃泌素瘤、Zollinger-Ellison症等恶性肿瘤的临床诊断。VIP受体显像对肠道肿瘤的诊断灵敏度明显优于生长抑素受体显像,99mTc标记的VIP目前正在研究中。应用放射性核素标记VIP及其类似物,对上述肿瘤可进行定位诊断。Rao等用99mTc标记VIP类似物TP3654,并以111In-DTPA-奥曲肽作对照,对携带人结直肠癌LS174T的裸鼠显像。结果表明,99mTc-TP3654具有良好的受体特异性和生物活性,肿瘤组织摄取迅速,对胃肠道肿瘤探测优于111In-DTPA-奥曲肽显像。此外,99mTc标记表皮生长因子和放射性碘标记类胰岛素生长因子等多肽类受体显像、111In或99mTc标记叶酸受体显像、111In-二亚乙基-三胺五乙酸钴胺素运钴胺素蛋白Ⅱ受体显像、99mTc-P1410降钙素受体显像等目前正在研究中。

2PET/CT在肿瘤诊治中的应用

PET/CT应用最多的显像剂为18F-2-氟-2-脱氧-D-葡萄糖(18F-fluorodeoxyglucose,18F-FDG)。FDG属葡萄糖类似物,临床上可用标准摄取值(standardizeduptakevale,SUV)半定量分析肿瘤良恶性及进行疗效评价。PET/CT对寻找恶性肿瘤原发灶具有较大优势,一次检查可获得全身断层图像,可准确寻找原发灶及判断是否发生远处转移,可减少患者重复检查的麻烦。临床上,恶性肿瘤多表现为局部FDG摄取增高,同时SUV值增高,但部分良性肿瘤、炎症、生理性摄取均可表现为局部放射性增高,此时需结合CT精确的解剖学定位对病灶进行诊断。PET与CT结合将最大程度实现病灶的诊断与鉴别诊断。但即使如此,仍有部分病灶存在漏诊或误诊的可能。近年来直接测量组织葡萄糖代谢率的绝对定量分析法得到越来越多的关注,可直接定量分析组织的葡萄糖代谢率,克服半定量分析法的缺点,提高肿瘤性疾病的诊断准确率,未来有巨大的应用潜力。临床上确定患者治疗方案的主要依据是肿瘤分期,是根据患者体内原发肿瘤及播散程度来分析恶性肿瘤的严重程度和受累范围。PET/CT全身显像可对全身各器官原发肿瘤病灶及转移情况进行分析,以便精确实现对多种肿瘤临床分期的判断。同时可对肿瘤治疗后的情况如放射性坏死、肿瘤残存组织复发等情况进行检查和分析。

PET/CT在放疗计划的制订中也有非常重要的作用。当前肿瘤放疗定位主要依赖CT,但CT主要是解剖显像,其对肿瘤周围的炎性病灶缺乏准确判断,也常无法判断淋巴结转移与否,对肿瘤复发与放疗后反应也不能准确识别。PET/CT为功能显像,能从代谢、血流等方面实现肿瘤靶区的定位,排除炎症区域对肿瘤病灶的影响;同时可利用淋巴结对放射性显像剂的摄取判断淋巴结是否发生转移,还可区分肿瘤复发与放疗后反应。因此,PET/CT在放疗中的应用有助于避免正常组织受多余的照射,同时最大程度上保证肿瘤复发及转移灶得到及时的放疗。除18F-FDG广泛应用外,其他正电子标记的放射性核素也在研究中。11C-甲基螺环哌啶酮(N-11C-methylspiperone,11C-NMSP)PET显像可用于诊断垂体催乳素瘤,因为多巴胺可抑制产生催乳素的细胞而与多巴胺受体相结合。

18F-L-多巴(18F-dopa)是L-多巴类似物,能穿越血-脑屏障入脑,并与多巴胺受体特异性结合。Becherer等基于神经内分泌肿瘤具有储存生物胺的能力,评价18F-dopa是否适用于PET对神经内分泌肿瘤的显像,通过与CT及生长抑素受体显像相比较,显示18F-dopa对神经内分泌肿瘤诊断的准确率高于生长抑素受体,对骨损害的探测优于CT。Thakur等报道,用64Cu标记VIP类似物TP3982行PET,对致癌基因高表达的乳腺癌及其他类型肿瘤的诊断有较高应用价值。18F-16α-氟雌二醇(fluorineestradiol,FES)也已应用于乳腺癌患者的原发灶与转移灶PET显像。此外,7α-18F-17α-甲基-5α-双氢睾酮([7α-18F]fluoro-17α-methyl-5α-dihydrotestosterone,18F-MDHT)用于前列腺癌的诊断表明有较好的临床前景,18F-胆碱可与前列腺内雄激素结合,用于前列腺诊断与鉴别诊断。未来PET/CT将在报告基因显像、反义显像等方面迅速发展,对临床疾病的诊断产生深远意义,并促进核医学不断进步和发展。

3PET/CT在肿瘤诊治中的应用

SPECT/CT、PET/CT作为新的多模式显像技术,在科研与临床中的应用取得了很大成功,将分子影像技术的发展推向了新的高度,有效提高了肿瘤患者的治疗效率。但随着PET/CT的普及,CT与PET结合的局限性逐渐暴露出来,如软组织分辨率差、高剂量X线辐射等,这些局限性很大程度上归咎于CT。随着MRI技术的迅速发展,研究者开始尝试将MRI与PET结合,虽然PET/MRI的研制过程难于PET/CT,但MRI在很多方面优于CT,因此对PET/MRI具有很高的期待,使其成为近几年的研究热点,并取得了一定成果。已有证据表明PET/MRI在多方面优于SPECT/CT和PET/CT:①CT会导致高剂量的X线辐射,而PET/MRI避免了辐射,很大程度降低了对人体的放射性损伤;②MRI改善了软组织图像质量,较好显示了组织器官的解剖结构;③CT尚无法实现功能成像,而MRI有能力通过磁共振波谱技术、功能磁共振成像等技术提供功能性信息。此外,SPECT/CT与PET/CT中的CT并不能与PET同时采集图像,而西门子最近研制的PET/MRI一体机使PET与MRI图像同步采集成为可能。因此,PET/MRI将在肿瘤等疾病的早期诊断过程中起相当重要的作用。

肿瘤在本质上是基因病,各种因素导致DNA损害,从而激活原癌基因和灭活肿瘤抑制基因,加上凋亡调节基因和DNA修复基因改变,继而引起表达水平异常,使靶细胞发生转化。PET/MRI作为一种新型分子影像技术,可在细胞与分子水平上对肿瘤进行显像,实现疾病的早期诊断与治疗。大量证据表明,124I或18F标记膜联蛋白V(annexinV)在肿瘤细胞凋亡显像中具有明显优势,Schellenberger等研究表明,正电子标记annexinV除可进行PET显像外,还可被MRI利用磁性纳米颗粒加以显像。同时,弥散加权成像(diffusion-weightedimaging,DWI)可用来评估肿瘤治疗后效果。因为运用很多治疗手段可诱导肿瘤细胞凋亡,在这一过程中可发生细胞膜崩解,而DWI可间接反映这一变化。此外,在肿瘤干细胞研究过程中,PET/MRI也能发挥较大作用,可通过相关标记追踪肿瘤干细胞移动轨迹,并检验肿瘤干细胞是否存活及整合到机体组织。Hung等研究表明,腺病毒可感染人间叶组织干细胞,腺病毒中的巨细胞病毒调节因子可调控突变单纯疱疹Ⅰ型病毒TK报告基因的表达,放射性示踪剂9-[(4-氟)-3-羟甲基丁基]鸟嘌呤([18F]fluoro-3-(hydroxymethyl)butylgauanine,FHBG)可被TK报告基因磷酸化,之后大部分滞留在细胞内而被PET所探测到,MRI则可提供较好的分辨率。

4展望

近年来,大量分子影像学新探针和SPECT/CT、PET/CT、PET/MRI多模态影像技术的开发提高了在分子水平对肿瘤发生、发展机制的研究深度及广度,并有效推进了肿瘤的临床诊断、治疗水平,显示出强大的生命力。但多模态分子影像技术尚有诸多问题尚未解决,包括如何开发出更多安全可靠的新型分子探针应用于临床,加速分子探针从科研向临床应用的转换;其昂贵的价格将增加患者的诊断费用;其解读对影像医师提出了更高的要求,未来联合医师培养必将提上日程。尽管多模态影像技术目前存在很多问题,但通过技术进步,这些问题终将解决,有望为分子影像学的发展带来一场巨大变革。

作者:王荣福单位:北京大学第一医院核医学科

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