PET显像的新进展

PET显像的新进展郑州大学第一附属医院核医学科刘保平PET显像作为一种先进的影像学技术从代谢方面和分子水平揭示疾病的发生和发展，临床上已广泛用于肿瘤的诊断、分级、分期、疗效判断，了解是否复发或转移等，对于冠心病的诊断、检测心肌活性，以及用于一些神经、精神疾病的诊断也有重要的价值。目前临床上所做的PET显像90％以上都是18F-FDG显像，18F-FDG显像反映了组织细胞对葡萄糖的代谢情况，通过观察病变组织对葡萄糖的利用率进行疾病的诊断，如恶性肿瘤比良性肿瘤摄取18F-FDG增高，从而可对良恶性肿瘤做出鉴别诊断。但是肿瘤细胞对于18F-FDG的代谢与肿瘤的发生和发展仅仅是相关而并没有直接关系，因此它对于肿瘤的诊断具有较高的灵敏度而不具特异性，一些增殖快、代谢高的良性病变如活动性结核、炎性肉芽肿、脓肿、结节病、甲状腺高功能腺瘤等摄取18F-FDG也增加，因此18F-FDG显像诊断肿瘤有较高的假阳性。另外18F-FDG在正常人体主要分布于能量消耗较大的组织，如脑组织、心肌组织、肝脏、横纹肌和收缩的肠道平滑肌等，基于排泄的原因肾脏和膀胱也有较明显的集聚。上述部位的肿瘤病变也常常容易被掩盖而造成假阴性。由于18F-FDG的上述不足促使我们研究更多正电子显像剂，以获得更佳的临床应用效果。因此可以说PET显像临床应用的进展和正电子显像剂的进展密不可分。下面对正电子显像剂的研究和进展作以简要慨述。一、正电子显像剂的分类代谢类显像剂正电子显像剂分子影像类显像剂功能代谢显像和分子影像区别 功能代谢显像 分子影像 研究对象 组织细胞功能和代谢 基因表达及蛋白质的功能 研究水平 组织细胞血流灌注和代谢 大分子、蛋白质和核酸 使用的放射性药物（探针） 13N-NH3、11C-MET、11C-胆碱18F-FDG、18F-FMISO、18F-FET 11C-FMZ、11C-mHED、11C-MTO、18F-FLT、18F-FES、18F-FDHT、11C-PD153035、11C-D-deprenyl 临床应用 组织细胞血流灌注糖代谢脂肪代谢氨基酸代谢 受体功能酶活性反义技术基因表达 对放射药物要求 标记率高 比活度高 PET-CT设备要求 灵敏度和分辨率高 灵敏度高二、代谢类显像剂及临床应用糖代谢氨基酸代谢代谢类显象剂胆碱代谢其他1、11C-MET（11C-蛋氨酸）显像11C-MET是氨基酸类正电子显像剂，主要分布在唾液腺、泪腺、骨髓、心肌、肝脏、胰腺及肠道组织。组织细胞对11C-MET的摄取主要与细胞表面氨基酸转运体的分布量及氨基酸的代谢有关，不涉及蛋白质合成问题，与肿瘤细胞增殖也关系不大。由于蛋氨酸不是脑组织的能量来源，正常脑组织摄取少，而脑肿瘤特别是低分化胶质瘤摄取较多，因此用于脑胶质瘤显像图像对比度较18F-FDG好。此外也可用于头颈部肿瘤、肺癌和乳腺癌的诊断，另外对于鉴别上述肿瘤是否复发、预测及评价疗效较18F-FDG显像更有价值。由于肝脏、胰腺、小肠摄取11C-MET较高，加上11C-MET从泌尿系排泄，不适合腹部及膀胱区肿瘤的诊断。正常11C-蛋氨酸显像11C-MET：BreastCancer2、18F-FET（18F-氟代乙基酪氨酸）显像18F-FET是另一类氨基酸类显像剂，和11C-蛋氨酸相比二者生物学特性相似，由于11C-蛋氨酸半衰期短（仅20分钟）限制了其在临床上的应用，而18F-FET半衰期较长，即使没有加速器的医院也可以从别处购进使用，因此使得18F-FET成为11C-蛋氨酸最具潜力的替代物。临床研究表明18F-FET和18F-FDG有较好的互补性，不摄取FDG的肿瘤，FET可显影，而FET阴性的转移灶，FDG却显影，提示这两种显影剂联合应用，可提高肿瘤病灶的检出率。18F-FET肿瘤与正常组织放射性比值高，图像清晰，特别对结、直肠癌和乳腺癌的诊断优于18F-FDG。3、11C或18F–CHO（11C-胆碱）显像11C–CHO主要分布于肾脏、肝脏、脾脏、胰腺和唾液腺，小肠是否显影与禁食有关，一般禁食后小肠不显影。11C–CHO通过特异性胆碱转运体进入细胞，最终代谢为磷脂酰胆碱而整合到细胞膜上。恶性肿瘤快速增殖，肿瘤细胞膜成分处于高代谢状态，同时胆碱本身也参与调节细胞的增殖与分化，因此肿瘤细胞表现为摄取胆碱增加。11C–CHO血液清除快，脑组织本底低，用于脑胶质瘤、淋巴瘤和转移瘤的诊断效果较好，此外还可用于评价疗效、检测是否复发以及指导勾划放疗生物靶区，ohtani等对22例脑肿瘤患者进行11C–CHOPET显像和增强MRI显像的比较，11C–CHO显像可以区分高分化与低分化胶质瘤，且显示的病灶区域较MRI显像大。11C–CHO不经泌尿系统排泄，前列腺癌较正常前列腺组织和增生组织摄取11C–CHO明显增高，因此，11C–CHOPET显像对前列腺癌的诊断较18F-FDG更有价值。正常人11C-Choline显像11C-choline前列腺癌显像11C-choline脑肿瘤显像4、18F-FMISO（18F-氟硝基咪唑）18F-FMISO是目前常用的正电子类乏氧显像剂，18F-FMISO进入细胞后，在硝基还原酶的作用下，有效基因（－NO2）发生还原，在氧含量正常的细胞中，还原后的基团可重新被氧化为原来的有效基团，转出细胞；当组织乏氧时，还原后的基团不能被再氧化，与细胞内的大分子物质结合滞留在细胞内，因此用18F-FMISO进行PET显像可以评估肿瘤组织的乏氧状况，用于肿瘤的诊断，预测肿瘤放化疗疗效和预后等。叶鑫华等临床研究证实，鼻咽癌18F-FMISO显像肿瘤／肌肉滞留比值的阈值为1.24时，可探测到100％的原发灶和58％颈部淋巴结转移灶，FMISO的聚集和鼻咽癌的放疗效果有较好的相关性，疗效好的病人中，88％没有FMISO浓集，放疗应答差的病人，93％有较高的FMISO摄取。FDG和FMISO在分子生物靶区中作用FDG靶区比FMISO靶区大50%，FMISO靶区显示真实的乏氧区域18F-FDG18F-FMISO18F－FDG18F-FMISO肺癌（18F-FMISO显示的乏氧区域较18F－FDG显示的阳性区域小）5、13N-NH3•H2O（13N-氨水）13N-氨水是血流灌注类显像剂，它能够通过自由扩散从血液进入组织细胞，不受Na＋－K＋－ATP酶的影响，因此组织摄取率与血流灌注成正比，临床上主要用于脑及心肌血流灌注显像。三、分子影像类显像剂及其临床应用肿瘤受体受体类神经受体分子影像类显像剂酶类心脏神经受体基因类1、肿瘤受体显像（1）18F-FES（18F-雌二醇）受体显像乳腺癌是常见的恶性肿瘤，乳腺癌的早期诊断对治疗 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 选择具有重要意义。由于大多数乳腺癌细胞表面保留了正常乳腺组织细胞所含的类固醇激素受体，所以采用类固醇激素受体作为显像剂（18F-FES）能够和乳腺癌细胞表面受体相结合，从而能监测乳腺癌组织中相关受体的分布和浓度，可对乳腺癌进行诊断、分期和疗效观察等。分子影像和其它诊断技术相比具有高灵敏度、高特异性的特点，是早期诊断乳腺癌的重要方法。采用18F-FES受体显像诊断乳腺癌比18F-FDG代谢显像更具特异性。另外，采用18F-FES显像能动态、活体显示乳腺癌组织雌激素受体的分布和密度，从而指导乳腺癌患者是否适合采用抗雌激素治疗，18F-FES显像阳性的患者，进行抗雌激素治疗可能取得比较好的疗效，如果18F-FES显像阴性，抗雌激素治疗则毫无意义。正常人18F-雌二醇受体显像乳腺癌18F-FES雌激素受体显像乳腺癌广泛性转移预示有非常好的预后乳腺癌18F-FES雌激素受体显像18F-FDG18F-FES右乳癌手术后32年病理诊断:乳腺癌化疗第六个疗程(化疗+抗激素治疗)患者女70岁（2）18F-octreotide（18F-奥曲肽）生长抑素受体显像生长抑素是由于它能够抑制垂体前叶生长激素的释放而得名，是神经内分泌细胞合成的多功能肽，octreotide是一个8肽生长抑素的衍生物，具有和生长抑素一样的生物学特性，其生物学半衰期是生长抑素的30倍，作用是它的40～70倍，）18F-octreotide生长抑素受体显像对于神经内分泌肿瘤（如类癌、甲状腺髓样癌、小细胞肺癌、恶性嗜铬细胞瘤、神经源性肿瘤等）提供了一种高度敏感性和特异性的诊断方法，另外对于筛选上述肿瘤的特异性治疗药物以及观察疗效均有重要价值。18F-octreotide其它肿瘤受体显像还有18F-FDHT（18F-双氢睾酮）受体显像和11C–PD153035表皮生长因子受体显像，前者用于前列腺癌的诊断及探测其转移灶，后者主要用于指导肺癌、肝癌、肠癌、肾癌和头颈部肿瘤的靶向治疗。(11C-PD153035,volunteer)Hepatocellularcarcinomawith11C-PD153035LungCancer(adenocarcinoma)with11C-PD153035FDG11C-PD153035DLS+MT+FXc2、神经系统受体显像常用的是18F-FDOPA（18F-多巴）受体显像。18F-FDOPA是L-多巴的类似物，在体内经神经元内的脱羧酶脱羧后以多巴胺的形式存在，多巴胺是外源性神经递质，通过脑内多巴胺受体调节运动功能、神经活动和激素分泌等生理过程，18F-多巴受体显像在临床上主要用于帕金森氏病的诊断及指导治疗。18F-FDOPA3、心脏神经受体显像心脏神经受体显像已经成为受体显像研究的另一个热点。11C-HED（11C-间羟基肾上腺素）是去甲肾上腺素的类似物，能够被心脏交感神经末梢的突触前膜摄取，反映心脏交感神经的分布，临床上11C-HED受体显像主要用于检测心肌活性和心脏功能以及与肾上腺素相关的肿瘤的诊断等。嗜铬细胞瘤11C-Hydroxyephedrine(HED)4、酶类显像常用的为11C-D-deprenyl[11C-单胺氧化酶（MAO）]显像，MAO可以催化内源性神经递质氧化脱氨基后生成相应的醛，醛在细胞内进一步氧化成酸，从而进行神经递质的传导，MAO的活性和帕金森氏病、抑郁症等神经精神系统疾病有密切关系，临床上主要用于上述疾病的诊断和指导其治疗。5、基因类显像基因类显像常用的正电子显像剂有18F-FLT、18F-FIAU、18F-FMAU、18F-GCV等，其中以18F-FLT应用较多。18F-FLT（18F-氟胸腺嘧啶）参与DNA的合成过程，是目前反映核苷酸代谢的代表性药物，当18F-FLT在细胞内摄取增加时说明细胞DNA合成增加，而肿瘤细胞的最大特点是无规则细胞增殖，所以可以用18F-FLT进行肿瘤的诊断和鉴别诊断。正常人18F-FLT主要分布于增殖活跃的红骨髓内，肝脏和膀胱也有非特异性分布。目前，18F-FLT主要用于评价肿瘤细胞的增殖能力，如脑肿瘤、肺癌、食管癌、淋巴瘤的诊断、鉴别诊断、分期、疗效评价及确定是否复发等。正常人18F-FLT显像肺腺癌18F–FLT显像18F-FDG代谢显像18F-FLT代谢显像 与18F-FDG相比，肿瘤化疗后摄取FLT的降低程度比FDG大，因此一些学者认为，18F-FLT可能是评价化疗药物疗效更为理想的正电子显像药物。 有学者研究了FLT在炎性病灶中的代谢分布情况，结果表明与FDG相比，FLT在炎性病灶中聚集较少，这一特性有利于肿瘤与炎症的鉴别诊断，弥补了18F-FDG的不足。FDG肿瘤?炎症?FLT未发现异常18F–FLT肿瘤、炎症鉴别诊断PET显像的进展与正电子显像药物的进展有关，随着分子类正电子显像药物的研究和开发，PET显像一定能引领分子影像进入一个全新时代！谢谢！