型territrem b类似物的结构改造及药理活性的初步探讨

'复口J人学硕士学位论文中文摘要新型PET乏氧显像剂18FmHX4的临床研究第一部分新型PET乏氧显像剂18FmHX4的制备及临床应用安全性评价【摘要】目的：评价新型PET乏氧显像剂18F．HX4的标记方法，并观察其临床应用安全性。材料与方法：本研究方案经复旦大学附属华山医院伦理委员会批准，检查前均征得患者知情同意，并签署知情同意书。以新型硝基咪唑类化合物标记前体HX4(4一((2一硝基一1H一咪唑基)甲基．1H．1，2，3．三唑．3．(2．硝基苯磺酰氧基)丙醇乙酯)为原料，通过博F离子亲核取代反应标记，最终产物博F．HX4用标准品坤F．HX4在HPLC下对照确认，记录标记次数及每次的标记率和产率。2009年6月至2010年1月16例肿瘤患者入组本研究。所有患者行18F—HX4PET／CT显像，分别于¨F—HX4注射后90min及120min进行图像采集，观察18F—HX4的临床应用安全性及图像质量。结果：共进行18F．HX4标记15次，标记时间约为55min，平均产率为25士5％(EOS)；质量控制结果均在正常范围内。16例患者注射”F．HX4后均未出现任何不良反应。显像清晰，18F．HX4能选择性地浓聚于肿瘤组织内。结论：18F—HX4标记方法可靠、方便，HX4临床应用安全，显像清晰，并能选择性地在肿瘤内浓聚，为进一步临床研究打下了坚实的基础。【关键词】18F-HX4；放射性核素标记：安全性；PET；肿瘤乏氧【中图分类号】R8第二部分新型PET乏氧显像剂18F．HX4的肿瘤乏氧显像评价【摘要】目的：对比新型PET乏氧显像剂18F-HX4与传统PET乏氧显像剂18F-FMISO在恶性肿瘤患者的PET／CT显像，并与内源性乏氧标志物CAIX的表达水平进行相关性分析，评价18F-HX4作为PET乏氧显 复旦大学硕士学位论文像剂的乏氧检测能力。材料与方法：2009年6月至2010年1月16例行18F．HX4PET／CT乏氧显像的患者入组本研究。所有患者于¨F-HX4PET／CT显像第二天行¨F．FMISOPET／CT显像。其中10例择日行手术，手术切除肿瘤送病理科作CAIX免疫组化染色和表达分析。比较¨F．Hx4及博F．FMISO显像SUVmax与T／M值，并分别与CAIX表达水平进行相关性分析。结果：18F．HX4与18F-FMISO显像均表现为9例(11个病灶)显像阳性，7例(9个病灶)显像阴性。11个阳性病灶”F-HX490min及120min显像的SUVmax及T／M值分别为1．3l士0．33、1．56士0．42(90min)、1．29士0．37、1．67士0．32(120min)。¨F．FMISO120min显像的SUVmax及T／M值分别为1．73士0．41、2．00士0．65。CAIX免疫组化染色分析，10位患者的11个标本中总阳性表达率为81．8％，表达(．)(+)(++)(+++)者分别为2、3、3、3例。比较MF．HX490rain显像与120rain显像，SUVmax、T／M值间的差异均无统计学意义(t=0．762，p=0．466；t=．1．771，p=0．110)。”F．FMISO显像的SUVmax及T／M值均高于18F—HX4。”F．HX4显像SUVmax与CAIX表达水平高度相关，18F．FMISO显像的SUVmax与CAIX表达水平中度相关，两者的T／M值均与CAIX表达水平无显著相关性。结论：18F．HX490min显像与120min显像无显著差异，18F．FMISO显像SUVmax及T／M值高于”F．HX4，但18F．HX4显像与CAIX表达水平关系更密切，18F．HX4可作为PET乏氧显像剂应用于肿瘤乏氧显像，比18F-FMISO更真实反应肿瘤乏氧情况。【关键词】18F-HX4；18F-FMISO；PET；CAIX；肿瘤乏氧【中图分类号】R8第三部分18F-FDG与肿瘤乏氧检测【摘要】目的：分析18F-FDG显像与乏氧显像及CAIX表达水平的相关性，探讨18F．FDG显像与乏氧显像及肿瘤乏氧的关系，评价18F-HX4的临床应用价值。材料与方法：2009匀z6月至2010年1月12例行18F-HX4及18F．FMISOPET／CT乏氧显像的患者于第三天行18F—FDGPET／CT显像。其中7例患者，显像后择同行手术。分析18F-FDG显像SUVmax3 复旦人学硕_Jj学位论文与18F。HX4、储F-FMISO显像SUVmax、T／M值的相关性及其与CAIX表达水平的相关性。结果：”F-FDG显像，12例患者的16个病灶均表现为阳性，SUVmax平均值为11．74+5．71。¨F．FDG显像SUVmax与18F-HX4、MF-FMISO显像的SUVmax、T／M值以及CAIX表达水平无明显相关性。结论：培F．FDGPET显像不能特异性反映肿瘤乏氧情况，与18F．HX4联合应用，能够提供更完整的肿瘤信息。【关键词l坶F-HX4；18F．FDG；PET；CAIX；肿瘤乏氧【中图分类号】R84 复旦大学硕士学位论文EnglishAbstractTheClinicaIResearchonANewHypoxiaTracer18F．HX4PartITheRadiolabelingandClinicalSafetyEvaluationof18F．HX4Purpose：Evaluationtheradiolabelationmethodandclinicalsafetyof1sF．HX4．MaterialsandMethods：Usethenewnitroimidazolecompound，HX4，asprecursor,¨F—radiolabelledvianucleophilicsubstitution，Thefinalproduct，¨F-HX4，wascomfirmedbycomparisonwithstandard19F．HX4underHPLC．Timesofradiolabelation，radiolabelingefficiencyandproductivityofeachtimewererecorded．16casesoftumorpatientfromJune2009toJanuary2010wereenrolledin．Alllthepatientsunderwentthe8F-HX4PET／CTscanandinformedconsentsweresignedinadvance．Imageswereacquired90minand120minafter11injectionof8F-HX4respectively．Observetheclinicalsafety8F-HX4andimagequalityof18F-HX4PET／CT．Results：18F-HX4wasradiolabeled15timestotally．Theretentiontimeofradioactivepeakof¨F-HX4wasconsistentwiththeUVpeakofstandard19F—HX4．Radiochemicalpurity>98％andspecificactivity>500GBq／m01．Qualitycontrolresultswereallwiminthenormalrange．Noadversereactionwasobservedafterinjectionamongallthe16patients．Theimagesacquiredwereclearwhichshowthat18F．HX4accumulatedintumortissueselectively．Conclusion：Theradiolabelationmethodof埔F．HX4wasreliable．convenient．Theapplicationof18F-HX4isclinicalsafe．Keywords：18F-HX4，radiolabel，clinicalsafety,PET,tumorhypoxiaChinesebookcIassificatiOncode：R85 复旦人学硕．1：学位论文Partl|Evaluationof18F．HX4asANewPEThypoxiaImagingPurpose：Compare博F—HX4withtraditionalPEThypoxiaimagingagent，博F．FMISOandcomparebothoftheimagingagentwiththeendogenoushypoxiamarkers，CAIXtoevaluatetheclinicalapplicationof埔F-HX4．MaterialsandMethods：The16patientsundergoing哺F—HX4PET／CTin1PartIunderwent8F-FMISOPET／CTthesecondday．TenOfthe16patientshadsurgerylaterandthetumorresctionsweresenttopathologylaboratoryforimmunohistochemicalanalysisofCAIXexpression．ComparetheSUVmaxandT／Mof18F-HX4and博F-FMISO．CorrelationanalysesbetweentheimagingagentsandCAIXweredonerespectively．Results：Inboth18F—HX4and18F—FMISOPET／CT,lesionsofsevenpatientsshownegativeandlesionsoftheotherninepatientsshowpositive．Whilein18F-HX4PET／CTtheaverageSUVmaxandT／Mat90minand120minofthe11positiveleisionswere1．31士0．33，1．564-0．42(90min)and1．294-0．37，1．67士O．32(120min)，theaverageSUVmaxandT／Mat120minin18F-FMISOwere1．73+0．41，2．00土0．65．TheimmunohistochemicalanalysisofCAIXexpressionshowedthepositiveratewas81。8％for11leisionsfrom10patientsandthenumbersof(-)，(+)，(++)，(+++)were2，3，3，3separatedly．Therewasnosignificantdifferencebetweentheimages1acquiredat90minandat120minafterinjectionof8F-HX4(t=0．762，p=0。466：t—I．771，p---0．110)．TheaverageSUVmaxandT／Mof¨F—FMISO1werehigherthanthoseof陪F-HX4．TheSUVmaxof8F-HX4washighlycorrelatedwithCAIXexpressionandthatof18F-FMISOwasmoderatelycorrelatedwithCAIXexpression．TheT／MofboththeimagingagentswerenotcorrelatedwithCAIXexpression．Conclusion：AlthoughtheSUVmaxandT／Mof18F-FMISOwerehigherthanthoseof18F-HX4．thecorrelation11between8F-HX4andCAIXwashigherthanthatbetween8F．FMIOandCAIX．¨F—HX4canbeusedasahypoxiaimagingagentwhichmaybeIbetterthansF．FMISO．Keywords：18F-HX4：18F-FMISO；PET；CAIX：tumorhypoxiaChinesebookcIasslficatiOncode：R86 复旦大学硕士学位论文Part18F．FDGandTumorHypoxiaandAssessmentofTumorHypoxiaPurpose：Compare18F-FDGwith18F-HX4andCAIX．Analyzetherelationshipamong18F-FDG,18F-HX4andCAIXexpression．Materials1andMethods：12ofthe16patientsundergoing8F-HX4PET／CTinPartI1underwent8F-FDGPET／CTthethirdday．Sevenofthe12patientshad1surgery．AnalyzethecorrelationofSUVmaxof8F-FDGwithSUVmaxandT／Mof¨F—HX4forallthe12patients．Forthosethathadsurgery,alsoanalyzethecorrelationbetweenSUVmaxof18F-FDGandCAIXexpression．Results：16leisionsfrom12patientsallshow18F-FDGuptakeandtheaverageSUVmaxwas11．744-5．71．Significantcorrelationwasfoundneither11between8F．FDGand8F．HX4．norbetween18F．FDGandCAIXexpression．Conclusion：博F．FDGcannotreflectthesituationoftumourhypoxia．Combineduseof18F-HX4and18F-FDGprovidemorecompletetumorinformationleadingmoreappropriatetherapeuticplanandpromisingprognosis．Keywords：18F-HX4；18F-FDG；PET；CAIX；tumorhypoxiaChinesebookclassificationcode：R87 复旦大学硕士学位论文中英文缩写词英文缩写英文全称中文名称CAIXCarbonicAnhydraseIX碳酸酐酶9CDCCell—division-cycleProtein细胞分裂周期蛋白CTComputerizedTomography计算机断层扫描EPOErythropoietin促红细胞生成素FDGF1uorodeoxyglucose氟脱氧葡萄糖FMISOFluoromisonidazole1-H．1．(3．[18F】氟．2．羟基丙基)一2一硝基咪唑GLUTGlucoseTransporter葡萄糖转运蛋白HGFHepatocyteGrowthFactor肝细胞生长因子HIF一1Hypoxia—inducedFactor1缺氧诱导因子一1IMIHIntensityModulatedRadiation调强放射治疗TherapyPETPositronEmissionTomography正电子发射计算机断层显像PDGFPlatelet．derivedGrowthFactor血小板源性生长因子SPStreptavidin—perosidase链霉素亲和过氧化物酶SPECTSinglephotonemissioncomputed单光子发射计算机断层tomography显像SUVStandardizedUptakeValue标准摄取值VEGFVascularEndothelialGrowth血管内皮细胞生长因子FactorVoIVrolumeofInterest三维感兴趣区 复口_人学颁1j学位论义．鸪E刍刖昌乏氧，是指可利用的氧减少或氧分压降到临界值以下的状态，限制甚至终止细胞、组织和器官的生理功能。肿瘤乏氧，即肿瘤供氧不足，在实体肿瘤中是一个常见现象，亦是恶性肿瘤的一个重要特征【1]。1955年，Thomlinson和Gray在分析163例肺鳞癌新鲜手术标本时首次发现乏氧细胞。在显微镜下他们发现：肿瘤细胞是以血管为中心呈环状排列，在靠近血管的那些细胞由于氧和营养物质供应充分，细胞增殖迅速：在离血管半径超过200肛m的区域，细胞大量坏死形成坏死区；而介于这两者之间有一层厚度约为10Um～20pm的细胞层，由于距离血管有一定距离，使氧扩散的速率逐渐减慢，氧张力下降，导致这部分细胞氧供不足，即为乏氧细胞¨jj。根据形成机制的不同，肿瘤乏氧可分为慢性乏氧和急性乏氧两种[4】。远离血管的肿瘤细胞因超过了氧的有效弥散距离而处于乏氧状态，这种由于超过了功能性血管有效供氧范围而引起的乏氧称为慢性乏氧；由于肿瘤血管网结构和功能异常或肿瘤组织间液压升高使血管内血流暂时减少或阻滞，导致血管周围细胞缺氧，这种由血管原因所致的短暂血流中断，引起血管周围细胞乏氧称为急性乏氧"，6】。实验观察及研究表明：乏氧可诱导肿瘤细胞内生长因子(HGF一10【、HGF．2a)、血管内皮生长因子(VEGF)和细胞分裂周期蛋白(CDC)的表达，导致细胞对放疗、化疗及生物治疗的敏感性显著降低，从而大大降低射线、药物等对肿瘤细胞的杀伤力[7-13]。此外，乏氧细胞由于处于严重的缺氧状态，主要依靠糖的无氧酵解维持存活，此时的肿瘤细胞无分裂能力，但仍保持其增殖能力，一旦乏氧状况得到改善即可分裂，成为肿瘤复发及转移的重要危险因素(H，”】。目前有不少针对肿瘤乏氧的治疗措施，包括利用先进的调强放疗(IMRT)技术给予乏氧肿瘤区域高剂量的照射【16,t7】、通过确定再氧合状态调整放疗分割方式【l8’19】、针对性地应用乏氧增敏剂，并进行有效的监控和评估等【20"211。此外，～些能在乏氧条件下被激活或是能特异性地聚集于乏氧组织中的新型化疗药物也正在研发中【221。因此，如果能在治疗前检测肿瘤的乏氧范围和程度，并根据肿瘤的乏氧状态信息制定出个体化的治疗方案，将有可能改善疗效及预后[2引。近年来，随着影像学、免疫学、分子生物学以及计算机技术的发展，已建立了多种较可靠的恶性肿瘤乏氧检测方法。其中，应用较广泛的具 复旦大学硕士学位论文体方法主要有以下四种：(1)氧电极测定；(2)组织形态学分析；(3)DNA带断裂分析；(4)乏氧标志物的测定。但各方法均存在一定的局限性。氧电极测定是目前唯一能够直接测定肿瘤含氧状况的方法，被视为肿瘤乏氧检测的“金标准”[24,25]，但此法具有工作量大、创伤性大、结果较实际情况偏高、反映肿瘤整体乏氧状况能力差以及增加肿瘤转移机会等不足，使其实际应用受到限制【26。291。组织形态分析通过分析肿瘤的供血情况(肿瘤组织内毛细血管间距、血管密度、肿瘤坏死程度、周围正常组织内的血管与肿瘤最近的距离等)间接反映肿瘤的含氧量【30,31】，是最早应用于临床的方法，但是当供应肿瘤的血管内血液携氧不足时，其分析结果可能无法真实反映肿瘤的含氧情况132】。DNA断裂带分析则是根据有氧细胞与乏氧细胞受到电离辐射后DNA损伤程度的不同(有氧细胞约为乏氧细胞的3～4倍)判断肿瘤的乏氧状况【33,34】，但此方法只适用于单次大剂量(>4Gy)的电离辐射后，这在很大程度上限制了临床应用【351。近年来，现代分子生物学和功能性影像学迅速发展，乏氧标志物的检测成为研究热点。乏氧标志物根据其来源不同可分为内源性乏氧标志物和放射性乏氧标志物。前者是肿瘤细胞在乏氧状态下为了适应生长微环境上调的一些内源性基因表达，如乏氧诱导因子．1(HIF．1)、碳酸酐酶9(CAIX)等【361，应用特异性抗体和免疫组化技术测定肿瘤中内源性乏氧标志物的表达水平可间接反映肿瘤的含氧情况：后者则是一些在乏氧条件下能在乏氧细胞中滞留的外源性化合物，对其进行放射性核素标记后注入体内，待其在体内分布稳定后再进行PET、PET／CT或SPECT显像，可以对肿瘤乏氧进行定性和定量检钡lJE37,3s]，其中具有代表性的有18F-FMISO、“Cu．ATSM等。上述各种检测方法中，除放射性乏氧标志物检测外，均属有创性活体组织检测，易受样本误差影响，且不易进行重复测定。而放射性乏氧标志物的测定是利用放射性核素示踪技术进行显像的一种影像学检查方法，属于无创性检查；能对肿瘤整体显像进而全面地反映肿瘤的乏氧状况：重复检测简单方便，可进行动态的肿瘤乏氧监测，因此被认为是目前最有前途的肿瘤乏氧检测方法之一。根据底物的不同，放射性乏氧标志物可分为三大类【39】：(1)以2．硝基咪唑为底物的“香草"型标志物(“vanilla”markers)；(2)以螯9 复日大学硕_j学位论文合金属为底物的“巧克力”型标志物(“chocolate”markers)；(3)同时含有螯合金属和2．硝基咪唑的“巧克力旋转”型标志物。其中，“香草”型标志物亦称为硝基咪唑类化合物，是目前研究最广泛的放射性乏氧标志物。硝基咪唑是一种亲脂性的辛醇，其水分离系数为O．42，因此很容易从血液扩散到组织内，并通过细胞膜进入细胞内。硝基咪唑进入细胞后，在细胞内硝基还原酶的作用下，有效基团(RN02)发生还原，产生自由基阴离子(RN02’)。在正常氧水平的细胞中，还原基团可重新被氧化并扩散到细胞外：而在乏氧细胞中，由于氧缺乏RN02"无法再氧化，而是被进一步还原为RNHOH或RNH2，RNHOH或RNH2与细胞内含硫基的大分子物质通过共价键不可逆结合进而滞留在乏氧细胞内。将硝基眯唑用放射性核素标记后经静脉注入人体，经过一定的时间，当其在体内的浓度分布相对稳定后，可使用PET、PET／CT或SPECT扫描仪在体外探测体内放射性核素发出的信号，从而确定放射性乏氧显像剂在体内的部位，由此得到其在体内的分布图像【40,41"】。大量研究已证实了硝基咪唑类化合物在头颈部肿瘤、肺癌、前列腺癌、鼻咽癌和脑胶质瘤等肿瘤中作为乏氧显像剂的可行性【4H41。18F—FMISO是目前临床上公认的硝基咪唑类乏氧显像剂，在过去的20年里一直被用于肿瘤乏氧检测，是第一个用于肿瘤乏氧检测的PET乏氧显像剂[45‘481。但是正常组织对18F-FMISO的清除率慢、乏氧区域和周围正常组织对比不明显、成像时间晚进而造成影像质量下降、患者等待时间长等缺点一定程度上限制了其临床应用。因此，需要发展一种更理想的乏氧显像剂，在不减低乏氧检测灵敏度的同时克服18F．FMISO的缺点。近年来，研究人员对州F．FMISO的衍生物进行了大量的研究，包括：lBF—FAZA[49,50】、I8F．FETA[51】、18F—FETNIMl52,53】、18F．EF5Is4】、18F—EF3【s5，56】、18F-EFl[57】及124I-IAZA[58_60】等。但是，大多数研究尚处于临床前试验阶段，临床试验报道少，且各项研究结果间存在很大差异，尚缺乏统一的结论。18F-HX4是目前最新的18F-FMISO衍生物之一，它在18F和2硝基咪唑基团之间插入了三唑环。目前，已有两家中心(USC中心、Maastro中心)对¨F．HX4进行了的研究。临床前研究显示，博F．HX4肌肉摄取低，J下常组织清除率强，在嫁接了异种肿瘤的小鼠以及患有特发性肿瘤的猴子中信噪比高。而临床研究结果则显示：18F—Hx4的J临床应用安全，IO 复旦大学硕士学位论文注射后无明显的不良反应，T／M值介于1．15～2．01。与其他的硝基咪唑类显像剂进行比较发现：(1)对于头颈部肿瘤，18F．HX4注射后55．80分钟时即可显示良好的T／M值(1．4)，而其他显像剂通常需要等待120．240分钟后才可进行显像；(2)在肺癌中，博F．HX4的T／M值与埔F．FMISO相似，且随显像时间的延长仅中度增高，提示较短的等待时间(约90分钟)即可进行显像；(3)全部数据显示90分钟时是18F．HX4的最佳成像时间。临床前研究及临床研究结果均提示，18F．HX4在一定程度上克服了博F．FMISO清除率慢、乏氧区域和周围正常组织对比不明显、成像时间晚等不足，具有良好的研究前景【611。本课题自主标记MF．HX4并对其进行研究。主要分三个部分进行，第一部分主要观察18F．HX4的标记过程及其临床应用的安全性；第二部分对比了18F．HX4显像与18F．FMISO显像，并分别与CAIX表达水平进行相关性分析，评价18F．HX4作为PET乏氧显像剂的乏氧检测能力；而在第三部分中，则进行了18F-FDG显像与乏氧显像以及CAIX表达水平的相关性分析，进一步探讨18F．HX4的临床应用价值。 复日J大学硕士学位论文第一部分新型PET乏氧显像剂18F-HX4的制备及临床应用安全性评价肿瘤中普遍存在乏氧的情况，乏氧能降低肿瘤对治疗的敏感性‘611，严重影响疗效及预后[621。肿瘤乏氧显像是目前国内外研究的热点，但是仍缺乏一个理想的乏氧显像剂。埔F-HX4是一种新型PET乏氧显像剂，本研究自主标记18F-HX4并进行16例肿瘤患者的乏氧显像，对18F．HX4的同位素标记方法及临床应用安全性进行评价。材料与方法1实验材料及仪器1．1主要试剂(1)HX4标准品及前体：纯度大于99％，由西门子公司分子影像部门提供。(2)磷酸二氢钠、磷酸三钠，国药集团化学试剂有限公司。(3)无水乙醇，上海试剂一厂。(4)无水乙醇，USP级，美国Aldrich公司。(5)高纯氮气，纯度99．995％，上海有机所优化特种气体供应公司。1．2主要仪器(1)电子天平：hangpingFA2004，上海天平仪器厂。(2)反相C18柱：Waters公司。(3)高效液相色谱分析仪：Waters，l525BinaryHPLC泵，WatersDelta600。(4)放射性检测器：德国EG&G公司，LB508，Bioscan，Flow．count。(5)紫外检测仪：Waters2487。(6)活度计：CRC一15R，CAPINTEC公司。(7)RDSlll型回旋加速器(质子能量为11Mev，最大束流509A)，美国CTI公司制造。 复旦大学硕士学位论文2临床研究对象2009年6月至2010年1月，16例恶性肿瘤患者入组本研究，其中男11例、女5例，年龄15～83(58士15)岁。16例患者中，头颈部恶性肿瘤12例(鳞癌10例、腺癌1例、黑色素瘤1例)，肺癌2例(均为腺癌)，其他肿瘤2例(乳腺癌肝转移1例，盆腹腔巨大占位1例)(表1．1)。所有患者均行18F．HX4PET／CT显像。本研究方案经复旦大学附属华山医院伦理委员会批准，检查前征得患者知情同意，并签署知情同意书。表1-1患者基本情况及临床资料编号性别年龄病理类型0lF47乳腺癌肝转移02M15(回盲部)纤维腺瘤03M46(右上颌窦)腺样囊性癌04F75(右舌)鳞状细胞癌05M59(下咽)溃疡型鳞癌06F64右上颌窦癌07F46鼻咽癌08M5l鼻咽癌09M63(左喉)上皮内局部癌变10M83(右腮腺区)基底鳞癌11M58(右口底)中分化鳞癌12M54(左上肺)腺癌13M63(左上肺)腺癌，分化较差14M79(全喉)浅表糜烂型鳞癌，I-II级15F63黑色素瘤16M62左颊部浸润性分化型鳞癌3显像设备显像设备为SIEMENS公司的Biograph64PET／CT。 复q人学硕士学位论文418F-HX4的制备及质量控制4．118F．HX4的制备过程电甚≮◇器MeCNo声。飞』85"C10mi舀■Cn卅“。一Ⅶ‘AqHa100℃10min八—————————————————◆C唧LC纯化唑仓晗18F-HX4的合成示意图4．1．1标记中间体的制备18F离子用回旋加速器(CT]RDSlll)以核反应‘80(P，n)18F生产，产生的18F．离子1850MBq(600mCi)经阴离子交换柱(QMA)吸附，用1．5ml的K2C03和K2-2．2．的混合溶液洗脱至反应管中，加入2．0ml乙腈蒸发除水后，加入1，0mlHX4前体(18—20rag)的乙腈溶液。在82℃下反应10min，然后用冷却氮气吹干，加入1．0mol·L。1盐酸溶液1．0ml在100℃下反应10min。4，1．318F．HX4的纯化上述水解后的混合溶液，加入2．0tool·L‘1乙酸钠溶液O．5ml中和，3ml注射用水稀释，传入制备型HPLC的LOOP环中(流动相为乙醇：20mmol磷酸二氢钠缓冲液，流速为5ml·min一；固定相为C18柱)，以放射检测器收集所需要的组分，并传入～个预先加入300rag抗坏血酸的无菌瓶中，然后进行无菌过滤，取样进行放射性HPLC鉴定，并且与HX4标准品的HPLC图谱对照。取样待放射性衰变后进行热源、无菌等检测。4．2放化纯度和稳定性检测以冷HX4标准品制定～些标准溶液，制定标准曲线以确定产品中放射性峰的性质和比活度。未反应的18F参考Rt为：2．9min，产品18F-HX4参考Rt为7．9min。HPLC的流动相为5％乙醇溶液，流速O．4ml·minl，紫外吸收在330nm。14 复旦大学硕士学位论文4。3物理学鉴定铅玻璃下肉眼观察物理性状，应澄清无沉淀。测定放射性活度，并计算放射性浓度、半衰期及放射性核纯度。放射性活度采用美国CAPINTEC公司的CRC．15R活度计测定。计算放射性浓度，参考范围为37～1110MBq·ml～。半衰期采用时间计算法，计算公式为Tl／2=6．93／[1n(Ao／A10)】，Tl／2应在105～110min之间。放射性核纯度样品送至上海欣科药业有限公司，用多道分析仪行检测，核纯度应大于98％。4．4化学鉴定测定pH值、放化纯度、比活度、乙腈痕量、乙醇含量及Kz．2．2．痕量。pH值采用广泛pH试纸检测，应在5．0～8．0之间。放化纯度采用HPLC法(流动相为5％乙醇溶液，流速为0．6mL·min～；固定相为反相C18柱；德国EG&G放射性检测器LB508；waters2487紫外检测器，吸收波长330nm)，18F．HX的放射图谱与19F．HX4标准品的紫外图谱对照，放化纯度应大于95％。计算比活度，比活度应大于14．8GBq／”mol。乙腈痕量的和乙醇含量的检测送至中国科学院有机化学研究所作气相色谱分析，乙腈含量应小于40ppm，乙醇含量应在l一6％之间。K2．2．2．痕量检测采用K2．22．标准溶液对照法，应小于2599·mL～。4．5生物学鉴定按中华人民共和国药典2000年版所述方法进行无菌检查、细菌内毒素检查及异常毒性检查。注射液应保持无菌、无热原及无毒性。4．5．1无菌检查：送至华山医院药剂科观察14天内有无需氧菌及厌氧菌生长。4．5．2内毒素测定：(1)取0．1ml18F．HX4注射液加到0．1ml／支鲎试剂(规格：0．25EU／m1)的原安瓿瓶中作复管。(2)取0．1ml内毒素工作标准品溶液(0．5EU／m1)作阳性对照管，用O．1ml细菌内毒素检查用水作阴性对照管。(3)将安瓿瓶中溶液轻轻混匀后，封闭管口，垂直放入37+1℃水浴中保温60min，操作要尽量小心，避免受到震动。(4)结果果判断：将安瓿瓶从水浴中轻轻取出，缓缓倒转1800，管内凝胶不变形，不从管壁滑脱为阳性(+)；凝胶不能保持完整，并从管壁滑脱者为阴性(一)；阳性对照管为阴性，阴性对照管为阳性，实验无效；如两管均为阳性，不符合规定；两管中一管为阳性，一管为阴性，取4支做复试，如其中一管为阳性，不符合规定。 复r口J大学硕{：学位论文4．5．3异常毒性：SD大鼠6只。尾静脉注入18F-HX437MBq(O．2m1)，常规饲养，观察48小时及1周后有无不良反应及死亡。5PET检查方法静脉注射”F—HX4362．6～521．7MBq(9．8—14．1mCi)，监测患者心率、血压及体温，观察有无不良反应发生。参考USC中心及Maastro中心的研究结果，分别于注射后90rain及120min后进行扫描。先行定位图扫描，并在定位图上确定检查范围(以主要病灶为中心，约3个床位，其中8例进行全身扫描，5个床位)。螺旋CT扫描参数：120kV，140mAs，进床速度I5mm／圈，旋转时间0．5s，螺距1．25，准直0．75mm，重建层厚5．0ram，间隔5．0ram。随后行PET三维模式发射扫描，参数：3．5min／床位，采集3个床位。PET数据用CT作衰减校正，经TrueX方法重建后，和CT图像一同传送至LEONARDO工作站进行同机融合，用TrueD软件显示横断、冠状及矢状多层面图像。牯旦耋口禾118F．HX4的制备本研究采用改装的国产FDG模块，从18F离子传输、标记到粗产品的转移、纯化和收集，整个制产品敲冉嚼谱备过程均为自动化完成。共进行18F-HX4标记15次，标记时间约为55min，平均产率为25+5％化后产品放射固备(EOS)。2伯F．HX4的质量控制结果(注射前完成)标准品紫，}图谱放化纯度测量：HPLC法对照L18F-HX的放射图谱与”F—HX4标准品的紫外图谱，18F．HX4放射峰放化纯度测量HPLC图谱与HX4标准品紫外峰的保留时间一致。 复旦大学硕士学位论文表1-218F．HX4质量控制结果项目结果外观澄清无沉淀放射性浓度37～925MBq·mL‘l放射性核纯度T1／2=105—V115minPH值7．O～7．5放化纯度>98％比活度>500GBq／mol乙腈痕量<40ppm乙醇含量1．0～6．0％K2．2．2．痕量<25肛g／ml过滤膜完整性透过压力>0．4MPa无菌检查：送至华山医院药剂科观察14天，无需氧菌厌氧菌生长。内毒素测定：阴性。异常毒性试验：6只SD大鼠尾静脉注射18F-HX4溶液4．37MBq(0．2m1)后，观察48小时内均无任何中毒症状，1周内无一死亡。318F．HX4显像结果注射18F-HX4后所有患者心率、血压及体温无明显波动，未出现任何不适。16例患者均显像清晰。除肿瘤部分外，药物主要分布在肾脏及胆囊，且放射性始终较高，但120min显像较90min显像放射性浓聚有所下降；而脑内仅有极少量药物分布。16例患者，共20个病灶。其中，9例(11个病灶)表现为病灶内选择性地放射性摄取增高灶；余7例(9个病灶)表现为病灶内未见明显的放射性摄取增高灶。 复口．人学硕．1：学位论文讨论硝基咪唑类乏氧显像剂是目前研究最多应用最广泛的PET乏氧显像剂。近20年其代表博F．FMISO一直被用于肿瘤乏氧检测，但清除率慢，乏氧区域和周围正常组织对比不明显等缺点限制了其临床应用。他F．HX4作为新型硝基咪唑类乏氧显像剂在临床前及临床研究中显示出了其优越性。本研究自主标记18F—HX4并对16例肿瘤患者进行”F—HX4乏氧显像，对”F．HX4的放射性核素标记方法及临床应用安全性进行评价。本研究中，使用改装后的国产FDG模块，采用亲核取代法，以标记前体HX4(4．((2．硝基．1H．咪唑基)甲基．1H一1，2，3一三唑．3．(2埘々基苯磺酰氧基)丙醇乙酯)为原料进行18F标记，所得产物用制各型HPLC分离纯化，并用标准品19F—HX4进行对照确认。该制备方法简单、方便，"F—HX4标记稳定、有效，摄终产品安全、可靠，标记时间短(55min)，标记产率高(25士5％(EOS))，放化纯度高(>98％)，并可进行大剂量的制备以满足临床需求。16例患者注射博F。HX4后心率、血压及体温无明显波动，无任何不适出现，临床使用安全。全身显像显示除肿瘤部分外，药物主要在肾脏及胆囊分布，且放射性始终较高，而在肠道等腹部空腔脏器无明显放射性摄取。全身显像提示药物排泄主要涉及肾脏及胆囊。而与肠道无关，这一点与18F．FMISO不同，因此埔F-HX4将有可能弥补18F-FMISO无法用于腹部空腔脏器显像的缺陷。肾脏与胆囊的放射性摄取在120rain显像中较90min显像有所下降，提示120min时药物的清除较90min有所下降。此外，无论是90min图像还是120rain图像均显示18F—HX4在脑内仅有极少量药物分布，提示博F—HX4不易通过血脑屏障，因此不适用于颅内肿瘤的显像。对于肿瘤，16例患者中9例患者的11个病灶显像表现为18F．HX4选择性地浓聚，而另7例患者的9个病灶则无明显地放射性摄取浓聚灶。这一结果提示MF．HX4能选择性地浓聚于肿瘤，显示肿瘤的乏氧部分。小结18F-HX4标记方法可靠、方便，HX4临床应用安全，显像清晰，并能选择性地在肿瘤内浓聚，为进一步临床研究打下了坚实的基础。 图例与说明图1．118F-HX490min显像与120min显像比较(体部)A)(B)(C)为”F-HX4汴射后90min罔像D)(E)(F)为”F-HX4汴射后l20minH像令身5^像小除tl"f"_4Pd部分外，药物l：篮分柑住肾脏及|：|Il键，lL放射。r}始终较I汛"120min!I^像放射rL浓聚较90rain{112像仃所r降。 盟¨J、。#坝{’’≯f蕾沦艾t图1．2”F-HX490min显像与120min显像比较(脑部)(A)(B)(C)为”F-t|X4汁射后90minH像(D)(E)(F)为‘8F-tlX4汁射肝120min劁像90rainI刘像及l20minH像均5^1：”F-HX4纯j】Iii内仪仃极少hi药物分m。 图1-3不同病灶18F-HX4摄取的比较(A)(B)100忠告．"，83岁，(√IJ船腺【x)壤底鳞编，”F—HX4i射1,590min，zⅢ9腮腺k璃tl：(黄色箭头所_：)放射惟擞取坤常浓聚c(C)(D)16l，忠并，¨j．62妙，(^-烦邮)浸润性分化’钭鳞确，“F-HX4：l：射J再90min，乍侧颂fW软i_II纵肿块(I’I乜箭火所1i)木地放射。陀摄取”常浓聚。 复口．人学硕。1：学位论文第二部分新型PET乏氧显像剂18F-HX4的肿瘤乏氧显像评价在乏氧状态下，肿瘤细胞可自行上调一些内源性基因的表达，以适应赖于生长的微环境【631。己知这些内源性基因包括乏氧诱导因子1(HIF．1)、碳酸酐酶9(CAIX)、葡萄糖转运蛋白(GLUT)、血管内皮生长因子(VEGF)、p53、促红细胞生成素(EPO)和血小板源性生长因子．B(PDGF．B)等，其中以HIF．1和CAIX最受关注1641。CAIX属于内源性乏氧标志物。它是一种跨膜的锌金属酶，能催化C02水解为碳酸和水，参与机体的内呼吸和酸碱平衡。在乏氧环境下，CAIX能帮助维持细胞内正常的pH值并能阻止细胞凋亡。研究结果显示在许多恶性肿瘤(如头颈部肿瘤、肺癌、‘肾透明细胞癌、卵巢癌、前列腺癌和黑色素瘤等)内有CAIX的高表达【65‘671。通过对手术切除组织或活检组织进行免疫组化染色及CAIX表达分析，可以间接地了解肿瘤的乏氧状况，预测肿瘤预后f6弘70】。但是这种方法具有创伤性；对于手术患者而言，此方法可重复性差，并且对于治疗的指导意义不大；而对于活检患者，则可能由于活检组织的多少、活检部位的不同而造成对肿瘤整体乏氧情况判断困难。本研究对比了新型乏氧显像剂博F．HX4与传统乏氧显像剂18F．FMISO显像间的差异，并分别与CAIX表达水平进行相关性分析，评价¨F—HX4的乏氧检测能力；探讨其作为肿瘤乏氧显像剂的临床应用价值。材料与方法1研究对象第一部分中行18F-HX4PET／CT乏氧显像的恶性肿瘤患者16例入组本研究，基本情况及临床资料同前。所有患者均于18F-HX4PET／CT显像第二天行28F-FMISOPET／CT显像，其中，10例患者显像后择tq行手术。 复旦大学硕士学位论文2试剂2．118F．FMISO乏氧显像剂乏氧显像剂18F．FMISO化学前体及其标准品购置于德国ABX公司，参考文献进行放射性核素标记【891。18F由复旦大学附属华山医院PET中心的回旋加速器(RDSIII，美国CTI公司)完成。标记通过自动化标记模块(北京派特生物技术有限公司)完成，放化纯>95％，无菌、无热原、细菌内毒素检查合格。2．2CAIX抗体CAIX表达水平分析采用兔碳酸酐酶9多克隆抗体(RabbitPolyclonalanti．CarbonicAnhydraseIX，SampleSize)，购自美国Novus生物制品有限责任公司。3显像设备检查仪器为SIEMENS公司的Biograph64PET／CT。4PET检查方法18F．HX4显像后第二天行18F．FMISO显像，静脉注射”F-FMISO370．0～525．4MBq(10．0～14．2mCi)，于注射后120min进行扫描。先行定位图扫描，并在定位图上确定检查范围(一般以主要病灶为中心，约3个床位，基本与博F．HX4显像保持一致)。螺旋CT扫描参数：120kV，140mAs，进床速度15mm／圈，旋转时间0．5s，螺距1．25，准直O．75mm，重建层厚5．0mm，间隔5．0mm。随后行PET三维模式发射扫描，参数：3．5min／床位，采集3个床位。PET数据用CT作衰减校正，经TrueX方法重建后，和CT图像一同传送至LEONARDO工作站进行同机融合，用TrueD软件显示横断、冠状及矢状多层面图像。5图像分析由2位资深核医学科医师共同阅片，对显像结果进行分析。利用TrueD软件(SIEMENS公司，LEONARDO工作站自带软件)在三维图像上勾画肿瘤三维感兴趣区(VOI)，由计算机自动计算并得到肿瘤最大标准摄取值(SUVmax)。用同样的方法得到对侧斜方肌的平均标准摄取值(SUVmean)，并计算肿瘤SUVmax与对侧斜方肌SUVmean的比值(T／M值)。以T／M值大于等于1．2为阳性，小于1．2为阴性。 复口．人学硕j1：学位论文6免疫组织化学方法肿瘤病理标本取材尽可能与PET图像中SUVmax所在层面一致。每例患者的病理组织经甲醛固定、石蜡包埋，制各成69m厚切片后，采用链霉素抗生物素蛋白．过氧化酶链接(SP)法进行染色，具体操作严格按照说明书进行。7免疫组织化学结果分析免疫组织化学检测结果判定。肿瘤组织CAIX表达：细胞出现棕黄色染色者为表达阳性。每张切片选择10个视野，高倍光学显微镜(×400)下计数500—1000个细胞中的阳性细胞数，平均后按比例将其分为4级：阴性表达(．)：细胞内无棕黄染色，任意视野中无阳性发现；弱阳性表达(+)：细胞内有棕黄染色，阳性细胞数少于20％；中度阳性表达(++)：细胞内有棕黄染色，阳性细胞数在20％～50％；强阳性表达(+++)：细胞内有棕黄染色，阳性细胞数大于50％。8统计学分析应用SPSS16．0统计软件，以p<0．05为有统计学意义。8．1计算18F-HX490min、120min显像以及18F-FMISO120min显像的SUVmax和T／M值平均值及标准差，并以“平均值士标准差”表示。8．2对¨F-HX4的SUVmax和T／M值进行90min显像与120min显像的配对t检验。8．3分别对¨F．HX490rain显像及120min显像的SUVmax和T／M值进行与18F-FMISO显像的配对t检验。8．4分别对18F．HX490min显像、18F-HX4120min显像以及¨F-FMISO120rain显像进行与CAIX表达水平的相关性分析。 复旦大学硕士学位论文睦里拿口7R118F．HX4PET／CT显像结果16例患者，共20个病灶；其中9例(11个病灶)显像阳性，表现为病灶内18F．HX4选择性地摄取异常增高；其余7例(9个病灶)显像阴性，表现为病灶内无18F．HX4摄取异常增高灶。11个阳性病灶90min显像的SUVmax和T／M值分别为1．31+0．33、1．56+0．42；120min显像的SUVmax和T／M值分别为1．29+0．37、1．67+0．32。218F．FMISOPET显像结果18F-FMISO在病灶内的分布基本与18F-HX4一致。16例患者中9例显像阳性，表现为病灶内18F-FMISO选择性地摄取异常增高；其余7例显像阴性，表现为病灶内无明显的18F-FMISO摄取异常增高灶。11个阳性病灶的SUVmax和T／M值分别为1．73士0．41、2．00+0．65。3CAIX免疫组织化学分析CAIX主要在细胞膜表达，部分可在细胞质内表达，阳性细胞一般出现在肿瘤的周围和缺血、坏死区周围。11个标本总阳性表达率为81．8％，表达(．)(+)(++)(+++)者分别为2、3、3、3例。表2-1CAIX免疫组织化学分析结果患者编号23459101011131416阴性／阳性+2+3+3+3++2+2++表达评分％082070O6060l5253010418F．HX490min显像与120min显像配对t检验结果18F-HX490min显像与120min显像的SUVmax和T／M值差异无统计学意义。表2-218F．HX490min显像与120rain显像配对t检验结果结果SUVmaxT／M90rain1．3l士0．331．56士0．42120rain1．29士O．371．67士O．32t0。762．1．771p0．4660．110木p<0．05：木冰p<0．01 复且人学硕■学位论文518F．HX4显像与18F．FMISO显像配对t检验结果18F-FMISO显像的SUVmax比18F-HX4显像高，差异有统计学意义；tsF．FMISO显像的T／M值亦比18F-HX4显像高，其中与18F-HX490rain显像T／M值间的差异有统计学意义，而与18F-HX4120min显像T／M值间的差异无统计学意义。表2-318F-HX4显像与18F-FMISO显像配对t检验结果SUVmaxT，M18F．HX4(90min)1．3l士0．331．56士0．421SF-HX4(120min)1．29士O．371．67士O．3218F．FMISO1．73士0．4l2．OO土0．65tgomin一3．810，2．399P90min0．004**0．04l幸t120min．3．900．2．101P120rain0．004**0．065幸p<0．05：木}p<0．Ol6伯F．HX4及18F．FMiSO显像与CAIX表达水平的相关性分析结果馆F-HX490min及120min显像SUVmax与CAIX表达水平呈高度正相关；18F．FMISO显像SUVmax与CAIX表达水平呈中度J下相关。而18F—HX4显像和18F-FMISO显像的T／M值均与CAIX表达水平无明显相关性。表2-418F-HX4及18F．FMISO显像与CAIX表达水平的相关性分析CAIX评分rPiaF．HX4SUVmax0．8240．002**(90min)T，M0．4470．168JaF-flX4SUVmax0．8400．002**(120mia)T／M0．5890．08018F．FMISOSUVmax0．715O．0】3奉(120min)T，M0．3630．274幸p<0．05：}幸p<0．01 复旦大学硕士学位论文讨论硝基咪唑类乏氧显像剂是目前研究最多、应用最广泛的乏氧显像剂之一。该类显像剂具有亲脂性，易进入细胞并被还原，在乏氧条件下可被进一步还原并与细胞内大分子物质不可逆结合，进而滞留于细胞内。其代表18F．FMISO在过去的20年里一直被用于肿瘤乏氧检测，但由于清除率慢，乏氧区域和周围正常组织的对比不明显等缺点限制了其临床应用。近年，18F．FMISO的衍生物成为研究热点，但是，大多数相关研究仍处于临床前试验阶段，临床试验报道少，研究结果差异大，缺少统一的结论。本课题研究的18F．HX4也是18F．FMIS0衍生物的一种，在第一部分中，已对其制备方法及安全性进行了一定的研究，本部分中就其对乏氧组织的显像能力作进一步研究。118F．HX490min显像与120min显像结果显示，11个阳性病灶90min及120min显像的SUVmax分别为1．31士0．33、1．29士0．37。120min显像SUVmax较90min显像有所下降(1．53％)，配对t检验分析显示SUVmax间的差异无统计学意义。SUVmax随时间下降提示18F．HX4开始从体内清除，乏氧细胞内的”F．HX4由于是不可逆结合而无法被清除，亦即是说18F．HX4在乏氧细胞内非特异性结合的清除造成了120min显像SUVmax较90min显像下降，因此，120min显像更真实地反应了肿瘤的乏氧情况。此外，18F的衰变也可能是引起SUV值下降的原因。但是，配对t检验提示90min显像与120min显像的SUVmax差异无统计学意义，因此，在临床应用中，注射后90min显像已能够提供足够的肿瘤乏氧信息，缩短了患者的等待时间。研究结果还显示，18F-HX490min显像及120min显像的T／M值分别为1．56+0．42、1．67+0．32。120min显像T／M值较90min显像略升高，这与先前两家中心的研究结果一致。SUVmax降低，但T／M值升高，提示18F．HX4在正常组织细胞中的清除率大于乏氧细胞，因此，尽管SUVmax随显像时间延长有所降低，却能够得到更大的T／M值。与SUVmax一样，配对t检验分析提示90min显像与120min显像T／M值间的差异无统计学意义。这一结果亦提示，18F．HX4乏氧显像在不影响结果判断的同时缩短了患者的等待时间。 复旦人学硕{：学位论文218F．HX4与18F．FMISO目测18F—HX4显像与18F．FMISO显像结果基本一致，两者在病灶内的摄取分布基本相同。16例患者的20个病灶中，9例(11个病灶)表现为明显的18F．Hx4及埔F-FMISO摄取异常增高灶，另外7例(9个病灶)表现为无明显惜F．HX4及MF．FMISO摄取异常增高灶。利用VOI及半定量方法对阳性病灶进行分析。注射后90min及120min，博F．HX4显像SUVmax分别为1．314-0．33、1．29+0．37。¨F．FMISO注射后120rain显像SUVmax为1．73+0．41。无论是90min显像还是120min显像，埔F．HX4的SUVmax始终小于18F．FMISO，这一结果与临床前研究结果一致。提示乏氧细胞内有更多的¨F．FMISO聚集，这可能与两者脂溶性差异有关，18F．FMISO具有比”F．HX4高的脂溶性，因此更容易透过细胞膜并滞留于乏氧细胞内。同时18F—FMISO从体内清除慢也可以能是造成SUVmax较大的原因，120min时仅少量埔F．FMISO从体内清除，而18F-HX4则相对更早更快地从体内清除，因此博F．FMISO显像具有比“F-HX4显像更大的SUVmax。研究结果还显示，博F—Hx490min显像及120min显像的T／M值分别为1．56+0．42、1．67+0．32，MF．FMISO120min显像的T／M值为2．00+0．65。与”F-FMISO比较发现，”F—HX490min显像与120min显像的T／M值都小于伸F—FMISO，这一差异仍可能与两者脂溶性及清除率的差异有关。但需要指出的是，博F．HX4120min显像的T／M值虽然小于18F-FMISO，但该差异在统计学上无意义(t一2．101，p=0+065)。与"F．FMISO的对比研究显示，18F．HX4能选择性地聚集于肿瘤内，且在肿瘤内的摄取分布与博F-FMISO基本一致；但无论是90min还是120min，其SUVmax及T／M比值均小于18F．FMISO，这可能与两者脂溶性及体内清除率的差异有关(埔F-FMISO脂溶性相对较高、体内清除率低，而博F—HX4脂溶性相对较低、体内清除率高)。3乏氧显像与CAlX的相关性Loncaster等报道，在已知的乏氧调控基因产物中以CAIX的表达与细胞乏氧状态相关性最高【88l。既往研究结果显示在许多恶性肿瘤(如头颈部肿瘤、肺癌、肾透明细胞癌、卵巢癌、前列腺癌和黑色素瘤等)内均有CAIX的高表达。我们利用自主标记的新型乏氧显像剂博F-HX4以及传统乏氧显像剂18F-FMISO，比较两者与内源性乏氧标志物CAIX的表达水平的相关性， 复旦大学硕士学位论文探讨内源性乏氧标志物与放射性乏氧标志物间的关系，评价埽F．HX4作为肿瘤乏氧显像剂的乏氧检测能力。本研究结果显示，肿瘤细胞的细胞膜和细胞质均可表达CAIX，但主要在细胞膜表达，并且细胞膜染色阳性的细胞多浓聚在肿瘤坏死边缘以及远离血管的区域，一般认为距离功能血管100～2001xm以外的区域即处在乏氧的环境中，表明乏氧环境是诱导CAIX表达增强的一个重要因素。相关性分析结果提示：HF．HX490min显像的SUVmax大小随CAIX表达水平的升高而增加，两者呈高度正相关，且相关性有统计学意义(r=0．824，p=0．002)。但T／M值与CAIX表达水平无明显相关性。18F．HX4120min显像与CAIX表达水平的相关性分析结果亦显示SUVmax与CAIX表达水平高度正相关，且相关系数更高(r=0．840p=0．002)，而T／M值则与CAIX表达水平无明显相关性。同样地，18F．FMISO120min显像的SUVmax也随CAIX表达水平的升高而增加，呈正相关，但其相关程度不及18F．HX4，为中度相关(r=0．715，p=0．013)。T／M值与CAIX表达无关。总体而言，无论是18F．HX4显像还是18F-FMISO显像，其SUVmax都与CAIX表达水平相关。值得注意的是，尽管18F—HX4乏氧显像的SUVmax小于博F．FMISO，但与CAIX表达水平的相关性分析显示，18F．HX4与CAIX表达水平的相关程度比18F．FMISO高，因此，其显像更接近于肿瘤的实际乏氧情况。此外，无论是18F．HX4显像还是18F．FMISO显像，其T／M值均与CAIX表达水平无明显相关性，这提示T／M值与肿瘤乏氧程度的相关性不及SUVmax，用SUVmax反映肿瘤乏氧程度比T／M值更合适，但这亦可能是由于本研究中病例数少造成的，有待增加病例数后进一步深入研究验证。小结放射性乏氧标志物与内源性乏氧标志物间存在相关性。18F-HX4显像相比18F-FMISO显像，等待时间更短，反映肿瘤乏氧情况更接近实际情况，且用SUVmax反映肿瘤乏氧程度比T／M值更合适。29 复口1人学硕{：学位论文图例与说明备至磊图2．118F-HX4显像与18F．FMISO显像SUVmax的比较图2-21BF-HX4显像与18F．FMISO显像TIM的比较 图2-318F-HX4显像与18F-FMISO显像的图像比较5lj心并，殳，63岁．!：#色豢j甜(A)(D)为”F-HX4汴射后90min】刳像，尼侧颁卜软组织t1,t,块(黄也簖、大所1：)放射性摄取什常浓聚。(B)(E)为”F-HX4注射』．j120min蚓像，印侧撷卜软}l【钐·块(绿色箭又所水)放射r{：摄取”常浓聚，浓聚范¨q较90minI掣像缩小，|L浓聚氍』l[仃所卜降，(C)(F)为”F-FMISO；i：射hi120minI划像，挺现为乍侧颁卜软组织||【}J块(慵也箭义所小)放射一陀摄取”常浓聚，浓聚范【_t；I1』”F-HX490min㈥像川仍，们浓聚氍J叟蜓曲i。 盟¨人‘!#坝t。≯他沦殳黼懑F如＼(D)(E)(F)SUVmaxT／M∞SUVmaxT／M∞_L曲(G)图2-418F．HX490min显像与CAIX表达相关性分析结果(A)(B)(C)100忠行，W，83岁，(fl腮腺K)jI￡喊鳞煽：(A)(B)为”F．1tX4}1：射后90minH像．ft侧a日r淋巴结(黄包箭火所1：)放射，rt摄取片常浓聚。(C)为CAIX农达免疫组化分析结粜．+++，60％。(D)(E)(F)030忠并，”，46岁，(f1I：撷安)隙样囊。陀硝：(D)(E)为”F—HX4}1j射后90min『纠像，f邝10I：领安l大J俩tf：(I’I也箭"Z-所1：)轻度放射r{：摄取浓聚。(F)为CAIX表达免疫纠【化分析结粜，+，8％．(G)为统汁。产分析幺‘i粜。CAIX表达1jSUVmax’I。I。『：、^fc}：JI：十¨天(r=0．824，p=0．002)，‘JT／M见叫5&川天。I"t-(r-O．447，p=0．168)。 竺坠：塑!．兰!坐苎螽囊瓣(D)(E)一SUVmaxT／MSUVmaxT／M(G)图2-518F-HX4120min显像与CAIX表达相关性分析结果(A)(B)(C)10lj患存，”，83妙，(_i腮腺l×．)缺底鳞痛：(A)(B)为“F-ttX4it射后l20minl刳像，7i侧腮腺lx_卤lf：(黄色箭头所1j)放州寸，I：摄取钟常浓聚，似较90min[冬1像仃所减少。(C)为CAIX丧达免疫纠【化分析}．’，粜，+++，60％。(D)(E)(F)11tj忠矗，¨j，58岁，(√¨l底)-}1分化鳞痛；(D)(E)为”F-HX4i1：射^j120min㈥像，7iII底(I’f色箭三L』听_÷)未见放射‘陀摄11)(片常浓聚。(F)：LjCAIX农达免疫纠化分析纠i粜，+．15％。(G)为统计’Z分析幺‘i果。CAIX表达1ISUVmax‘一向度I}：十¨灭(r=0．840，p=O．002)，’：／T／M九I刿Ia41I天。陀(r-O589，p-O．080)。11 虹II凡学坝t‘’Z似论文··o～1"●-羔?i"～yZ溜e孽lI丞～?竹肿SUVmax盼T／M*SUVmax"T／M∞酊时∞∞∞CA暇(G)图2．618F-FMISO120min显像与CAIX表达相关性分析结果(A)(B)(C)050忠拧，¨j，59岁．(卜14q)溃疡型鳞绱：(A)(B)为”F-FMISOii：射后l20minl￥『像，卜I】H柄tl：(黄色箭火所1÷)放射r}：搬llj(片常浓聚。(C)为CAIX农达免瘦Ⅲ化分析结粜．+++，70％。H2—6(D)(E)(F)160忠矗，舛，62岁，(乍坝)波涧分化州嶙粕(D)(E)为F-FMISOji：射』一j120minH像，t烦部软纠纵『|【|1块(1’I色箭头所尔)未址放射悱摄墩片常浓聚。(F)J,JCAIX丧达纪疫绀化分析结粜，+，IO％。(G)为统汁学分析鲧‘i粜。CAIX表达‘0SUVmax。fIll瞍Jl!州天(r=0．715，p=0．0l3)，’JT／M九叫^a十II天f}(r=0．363，p=0．274)．14 复旦大学硕士学位论文第三部分18F-FDG与肿瘤乏氧检测博F．脱氧葡萄糖(FDG)是用放射性核素”F标记的葡萄糖类似物，由于多数肿瘤具有异常旺盛的糖酵解生物学特性，且摄取葡萄糖能力增强，因此能浓聚较多的HF．FDG。18F．FDG在肿瘤中的摄取增高与肿瘤的代谢及增殖情况、病理分级、分化程度、细胞的增生活性、倍增时问等生物学特性密切相关。18F-FDG已成为当前肿瘤PET显像中最常用的显像剂，广泛应用于肿瘤诊断、分期和监测治疗疗效等方面。恶性肿瘤在生长过程中，由于肿瘤的过快增殖生长引起耗氧量增加、肿瘤组织中血管的生成及血供相对不足，必然会造成局部组织严重缺氧和供能之间的不平衡。在乏氧条件下，受HIF—la调控，肿瘤细胞内部分内源性基因表达上调，其中包括对”F—FDG摄取起主要作用的GLUT_lt71,721，因此，18F．FDG的摄取可能间接反映了肿瘤的乏氧情况。本研究通过常规肿瘤显像剂18F-FDG与新型乏氧显像剂18F．HX4及传统乏氧显像剂18F．FMISO的相关性分析，及其与CAIX表达水平的相关性分析，探讨博F-FDG与乏氧显像剂及肿瘤乏氧之间的关系，评价HF．HX4的临床应用价值。材料与方法1研究对象2009年6月至2010年1月，行18F-HX4及18F-FMISOPET乏氧显像的患者12例，其中男9例、女3例，年龄46～83(62+10)岁。12例患者中头颈部恶性肿瘤10例(鳞癌9例、黑色素瘤1例)，肺癌2例(均为腺癌)。所有患者均行”F．FDGPET／CT显像，其中7例患者显像后择日行手术。2显像剂乏氧显像剂FDG化学前体购置于以色列ROTEM公司，18F由复旦大学附属华山医院PET中心的回旋加速器(RDSIII，美国CTI公司)完成。核素标记通过自动化标记模块(北京派特生物技术有限公司)完成，放化纯>95％，无菌、无热原、细菌内毒素检查合格。 复日．人学坝1j学位论文3显像设备检查仪器为SIEMENS公司的Biograph64PET／CT。4PET检查方法18F．HX4显像后第三天行18F．FDG显像。注射前患者进食6h以上，静脉注射博F—FDG229．4。444．0MBq(6．2～12mCi)，安静状态下休息60min后进行扫描。先行体部定位图扫描，并在定位图上确定检查范围(一般从颅底至骨盆底，约5个床位)。体部螺旋CT扫描参数：120kV，140mAs，进床速度15mm／圈，旋转时间O．5s，螺距1．25，准直0．75mm，重建层厚5．0mrn，间隔5．0mm。随后行PET三维模式发射扫描，参数：2min／床位，采集5个床位。再行头部定位图扫描，并在定位图上确定检查范围(一般从颅顶至颅底，1个床位)。头部螺旋CT扫描参数：120kV，250mAs，进床速度15mm／圈，旋转时间0．5s，螺距1．25，准直0．75ram，重建层厚3．0ram，间隔5．0mm。随后行PET三维模式发射扫描，参数：3．5rain／床位，采集1个床位。PET数据用CT作衰减校正，体部用TrueX方法重建，头部用backprojection方法重建后，和CT图像一同传送到LEONARDO工作站进行同机融合，用TrueD软件显示横断、冠状及矢状多层面图像。5图像分析由2位资深核医学科医师共同阅片。对PET结果进行半定量分析：利用TrueD软件在三维图像上勾画肿瘤VOI，由计算机自动计算并得到肿瘤的SUVmax。6统计学分析应用SPSS16．0统计软件。p<0．05为差异有统计学意义6．1分别进行18F．FDGPET显像SUVmax与18F．HX490min显像SUVmax、T／M值的相关性分析。6．2分别进行18F-FDGPET显像SUVmax与18F-HX4120min显像SUVmax、T／M值的相关性分析。6．3分别进行”F-FDGPET显像SUVmax与’8F—FMISO120min显像SUVmax、T／M值的相关性分析。6．4对蜡F．FDGPET显像SUVmax与CAIX表达水平进行相关性分析。 复旦大学硕士学位论文结果118F．FDGPET显像结果12例患者，共16个病灶显像均为阳性，表现为18F-FDG摄取异常增高，SUVmax平均值为11．74-4-5．71。2．CAIX免疫组织化学分析CAIX主要在肿瘤细胞膜表达，也有部分在细胞质内表达，阳性细胞一般出现在肿瘤的周围和缺血、坏死区周围。7位患者的8个标本中总阳性表达率为87．5％，表达(．)(+)(++)(+++)者分别为1、2、2、3例。表3．1CAIX免疫组织化学分析结果患者编号59lO1011131416阴性／阳性3+3+3++2+2++表达评分％70O606015253010318F．FDG显像与乏氧显像及CAIX表达的相关分析18F-FDG显像SUVmax与18F-HX4显像以及18F-FMISO显像的SUVmax、T／M均无明显相关性；与CAIX表达水平亦无明显相关性。表3．2”F-FDG与乏氧显像及CAIX表达的相关性分析18F．FI)GSUVmaxrp18F．HX4SUVmaxO．182O．614(90rain)T／MO．3740．28613F．1lX4SUVmax0．2090．562(120rain)T，M0．325O．35918F．FMISOSUVmax0．3970．256(120rain)T／M．0．3060．390CAIXO．1750．741水p<0．05：丰木p<0．01 复口_大学硕i：学位论义讨论博F-FDG是当前肿瘤PET显像中最常用的显像剂，广泛应用于肿瘤诊断、分期和监测治疗疗效等方面。各项体外研究显示，J下常细胞和肿瘤细胞在急性乏氧的条件下均表现为乏氧发生后的数小时内FDG吸收增加，但不同细胞株间18F-FDG吸收开始增加的时间与幅度各不相同¨孓巧】。其中，部分研究还进行了GLUT及己糖激酶表达的检测，结果发现GLUT表达明显增加，而己糖激酶的活性却无明显改变，研究者们认为这可能是GLUT回收后再次释放至细胞膜以及GLUT回收率下降所致。而Burgman等的研究则认为GLUT运输葡萄糖的活性增加的机制是在乏氧的条件下GLUT的羟基被还原[761。Pedersen等测定了急性乏氧晚期储F—FDG的摄取并进行了mRNA分析，结果显示急性乏氧时GLUT及VEGF的mRNA转录上调【77】。总体而言，急性乏氧早期，细胞通过迅速动员GLUT或对其进行结构修饰，以达到增加葡萄糖转运的目的，晚期则通过增加GLUTmRNA转录进一步确保足够的葡萄糖转运以满足肿瘤细胞的能量需要。对肿瘤慢性乏氧的临床前研究发现，博F—FMISO与他F-FDG在正常含氧及乏氧区域的摄取分布基本一致，但在局部区域的分布仍存在差异。提示乏氧细胞内存在通过提高GLUT活性葡萄糖增加组织摄取以弥补葡萄糖供应不足的补偿机$!』tTS．79]。不同于18F．FMISO，在18F-FDG与64Cu—ATSM的比较研究中发现两者的浓聚区域不一致。在肿瘤模型中，18F—FDG和64Cu．ATSM显像表现为一种的独特摄取分布：“Cu．ATSM高摄取区域包绕博F．FDG高摄取区，而体F-FDG高摄取区包绕一个坏死核一Ii,，这一结果完全否定了之前“外围是存活区，中心是坏死区，两者间是乏氧区”的说法㈣J。目前，仅有为数不多的J临床研究对埔F．FDG摄取与肿瘤乏氧之问的关系进行了报道，主要集中于头颈部鳞癌及非小细胞肺癌，且各研究的结果大相径庭。Thorwarth等对12例头颈部鳞癌患者进行18F-FDG及18F-FMISOPET显像，比较分析结果显示两者无明显相关性【81l；而Rajendran等进行的类似研究却提示两者有显著的相关性【82】。这一结果的差异被认为可能与伸F。FDG的SUV最大值范围有关，在Thorwarth等的研究中，MF．FDG的SUV最大值范围窄(7．84。12．07，平均9．53)，明显小于Rajendran等的研究(2．9～25．4，平均10．9)。Cherk等以及Gagel等分别对21和18例非小细胞肺癌的患者进行培F．FDG和 复旦大学硕士学位论文18F-FMISO的PET显像研究，均未发现18F-FDG与18F．FMISO的相关性[83-85】。Dehdashti等对19例非小细胞肺癌的患者进行18F-FDG与64Cu．ATSM的比较研究，也得到了类似的结果【861。我们的研究结果显示：18F-FDG显像与乏氧显像(即18F．FDG的SUVmax与埔F．HX4、¨F．FMISO的SUVmax、T／M)间无明显的相关性。这一结果与Thorwarth等的研究结果一致。但是，值得注意的是，本研究中博F．FDG显像SUVmax的范围(4．35。21．49)明显大于Thorwarth等的研究，而与Rajendran等研究中的SUVmax范围接近。结合既往研究，提示即使SUVmax范围较大，18F-FDG摄取与肿瘤乏氧间的关系仍不确定。最后，我们还进行了”F．FDG显像SUVmax与CAIX表达水平的相关分析，结果显示，两者间亦无明显的相关性(r=0．848，p=0．070)，进一步证实影像比较的结果。但是，由于本研究的病例数较少，结果可能存在一定偏倚，因此，有待增加病例数作更深入的研究。总结既往及本研究结果，乏氧与18F．FDG摄取的关系可以有四种：(1)乏氧程度轻且葡萄糖代谢低；(2)乏氧程度轻但葡萄糖代谢高；(3)乏氧程度重且葡萄糖代谢高；(4)乏氧程度重但葡萄糖代谢低。乏氧与葡萄糖代谢之间的关系复杂，乏氧程度重的肿瘤葡萄糖代谢可能很高也可能很低。18F．FDG摄取可能能够反应肿瘤的乏氧状态但却不是一个乏氧特异性的显像剂，因此仍然需要特异性的乏氧显像剂来检测肿瘤的乏氧情况。小结18F-FDG不能特异性反映肿瘤乏氧，与18F-HX4的联合应用将能提供更完善的肿瘤信息，为临床更好地诊断及治疗服务。 ——一坚I!：叁兰坠竖堕!!一．一．一一图例与说明＼(C)(D)时SUVmaxr=0．182褂P=0614竹，■{irT／M∞r=0．374竹∞6∞"O蚺15肿拍舶矗舯P=0286，∞(E)图3．118F．FDG显像与18F-HX490rain显像的相关性分析结果(A)(C)为”F-FDG㈥像，(B)(D)为”F-HX490min图像。(A)(B)l5～；忠矗。!(，63岁，”#也豢瘸：序侧撷卜J|Ifl块(黄色箭、大所1：)’8F-FDG‘j”F-HX4代谢均”常，|商，fIF-FDG范It,I皿J’。(C)(D)080忠卉，男．5l妙，抖咽确：肛侧刚l陶部J|lfl块(ri包箭头所示)”F-FDG代谢矸常／"tI瓿，IfIfF-Hx4代漾木址计常增I适。(E)为统汁学分析结果。”F-FDG砂像SUVmax’』”F-HX490minl^像的SUVmax、T／M均九叫}＆棚天代。 、DSUVr0n，一㈣湖、(E)图3-2”F-FDG显像与18F-HX4120rain显像的相关性分析结果(A)(C)为F-FDG蚓像，(B)(D)为”F-HX4120minl冬I像。(A)(B)050忠名，”．59岁，H】陶溃疡’弘鳞确：卜¨W纳t{：(黄色簖爻f，i，J÷)”F-FDG‘I”F-Hx4代晰均片常州f留，』fl“F-FDG范f}爿更f、，(C)(D)09lj忠打，男，63岁，乍|l『：《l：皮内J¨j部秘变；印喉俩灶(r色筒火所u÷)F-FDG代鲥片常ftf：。i，fniF-HX4{℃谢术址"常。(E)为统汁。≯分析结果。F-FDG}&像SUVmax‘o”F-HX4120min娃像的SUVmax、T／M均九lIJJ娃11I天”。4 世IIJ、，学坝卜’#他l仓殳冒万()∞SUVmax∞r—f)．397轴∞∞‘E2-ol■lM∞钟r=．03(16∞000¨∞7000∞。。l"0390∞m(E)图3．318F-FDG显像与18F-FMISO显像的相关性分析结果(A)(C)为”F-FDGI剖像．(B)(D)为”F—FMIsoH像。(A)(B)l3oj忠朽，¨3，63岁，(／一t卜mb)9J；5蝻j：，，-1-JJ,t,I卅J央b够(f奇色簖爻所小)”F-FDG代鲥咧5&"常州“。^，晰”F-Hx4代谢仪轻俊，}『滔。(C)(D)120患杯，男，54岁，(气1．-怖)腺煽：^j卜忡肼JI影(171色箭头所oi)”F-FDG代,谢一t，瞍拌常外l：’i，斯”F-HX4代谢仪轻J业ftl渐．(E)为统汁学分析结果．F-FDGl&ff．"SUVmaxlJF-FMISO!15像的SUVmax、T／M均尤叫!l^十¨天‘阽j ——坚兰叁：兰竺L兰垡丝奎鬻(B)(C)(D)(E)图3-418F-FDG显像与CAIX的相关性分析结果(A)(C)为”F-FDG罔像，(B)(D)为CAIX表达分析结果(A)(B)10号患者，男，83岁，(I{腮腺K)琏底鳞癌：右侧颁卜淋巴结(黄色箭头所示)F-FDG代谢片常爿商，CAIX，+++，60％。(C)(D)1l号忠哲，男，58岁．(_iLJ底)中分化鳞癌：右【I底(黄色箭头所永)F-FDG代谢H』J显矸常卅I滔，CAIX，+．15％。(E)为统计。；。分析结粜。”F-FDG显像SUVmaxl：／CAIx表达光lW显斗1{关。陀(r=0．175，p-0741)。 复旦大学硕士学位论文结论1．18F．HX4的制备简单、方便、安全、可靠，可以进入临床使用。2．18F-HX4主要经’肾脏及胆囊排泄，脑内仅有药物分布。18F-HX4注射后90min至120min可以得到理想的SUVmax及T／M比值，是进行PET显像的适宜时机。3．18F．HX4能选择性地浓聚于恶性肿瘤内，T／M比值大于1．2，可以应用于恶性肿瘤的乏氧显像，能够清楚地区分肿瘤组织和周围正常组织，有重要的参考价值。4．”F—HX4作为一种反映肿瘤细胞乏氧状态的显像剂，与内源性乏氧标志物CAIX的高度相关，比珀F-FMISO更真实地反映肿瘤乏氧。5．18F．FDG不能特异性地反映肿瘤乏氧，与18F．HX4联合应用能更全面反映肿瘤信息。 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复日人学硕Jj学位论文[86】DehdashtiF，MintunMA，LewisJS，BradleyJ，OovindanR，LaforestR，eta1．Invivoassessmentoftumorhypoxiainlungcancerwith60Cu-ATSM【J】．EurJNuclMedMolImaging，2003，30：844-850．【87】vanLoonJ，JanssenMH，OilersM，AensHJ，DuboisL，HochstenbagM，DingemansAM，LalisangR，BransB，WindhorstB，vanDongenGA，KolbH，ZhangJ，DeRuysscherD，LambinP．PETimagingofhypoxiausing【(18)F]HX4：aphaseItrial[JJ．EurJNucIMedMolImaging，2010Apr6-[Epubaheadofprint][88]LoncasterJA，HarrisAL，DavidsonSE，LogueJP，HunterRD，WycoffCC，PastorekJ，RatcliffePJ，StratfordIJ，WestCM．Carbonicanhydrase(CAIX)expression，apotentialnewintrinsicmarkerofhypoxia：correlationswithtumoroxygenmeasurementsandprognosisinlocallyadvancedcarcinomaofthecervix[J]．CancerRes，2001，61(17)：6394-6399．【89】TomC．H．Adamsen，JohnR．eta1．Aflewsynthesisofthelabelingprecursorfor[ist]一fluoromisonidazolecJl．JLabelCornpdRadiopharm，2005，48：923—927． 复旦大学硕士学位论文附录：综述PET乏氧显像剂的研究现状1刖罱乏氧(hypoxia)是恶性实体肿瘤的重要特征之一【11。研究发现大多数恶性肿瘤均存在乏氧显像，包括乳腺癌、宫颈癌、头颈部恶性肿瘤、前列腺癌、直肠癌、胰腺癌、颅内肿瘤、软组织肉瘤和恶性黑色素瘤等，约50—60％的晚期实体肿瘤中存在着乏氧区域【2．5】。肿瘤乏氧的发生机制与氧的供应及消耗失平衡有关【6】。由于肿瘤血管网结构或功能异常，肿瘤组织间液压升高使血管内血流暂时减少或阻滞，进而导致血管周围细胞缺氧，这种有血管原因所致的短暂血流中断、血管周围细胞乏氧称为急性乏氧【『71。远离血管的肿瘤细胞因超过了氧的有效弥散距离(100pm～150um)而处于乏氧状态，这种由于超过了功能性血管有效供氧范围而引起的乏氧称为慢性乏氧[el。此外，肿瘤本身或治疗后引起贫血，进而导致血液的携氧能力下降也是肿瘤乏氧的形成原因之一【91。最近有研究表明：肿瘤乏氧微环境与相关的肿瘤细胞代谢变化及生物学特性改变有关，乏氧的肿瘤细胞更具侵袭性，且对放疗和化疗的敏感性低，容易发生浸润和转移【1o"11】。有文献报道，乏氧的宫颈癌、头颈部肿瘤及软组织肉瘤预后更差【12’141。在乏氧情况下，肿瘤细胞发生一系列变化以适应乏氧状态，包括：无氧糖酵解的增强以及一些内源性基因表达的变化【l51。目前认为乏氧诱导因子(HIF．1)是肿瘤乏氧的主要调节因子，起着中枢纽带的作用。HIF．1主要通过诱导靶基因的表达参与肿瘤细胞对乏氧的适应过程，这些靶基因主要是与糖代谢、血管生成、红细胞生成以及细胞凋亡相关的基因，包括血管内皮生长因子(vascularendothelialgrowthfactor，VEGF)、葡萄糖转运蛋白(facilitativeglucosetransporters，GLUTs)、己糖激酶(hexokinase，HKs)、促红细胞生成素(erythropoietin，EPO)、碳酸酐酶IX(carbonicanhydraseIX，CAIX)等。蛋白组及基因组的变化使肿瘤细胞能在乏氧的微环境下成活，并使其侵袭性增强；而进一步的选择表达和克隆增殖使得肿瘤细胞对乏氧的耐受能力更强，更具有侵袭 复口f人学硕士学位论文性【№o71。乏氧能使肿瘤对放疗的敏感性降低，这是多因素作用的结果。乏氧引起肿瘤细胞内蛋白组与基因组的变化，使突变后的肿瘤细胞不能正常凋亡，同时上调几种应激蛋白的表达，这些都是引起肿瘤放疗耐受的重要因素。但乏氧引起肿瘤放疗敏感性降低最主要的原因在于：放疗是通过电离辐射与细胞内液相互作用产生的自由基造成DNA损伤，进而起到杀死肿瘤细胞的作用，而在产生自由基的电离过程中需要氧气【l引。乏氧同样也能降低肿瘤细胞对化疗的敏感性，这亦是由多种因素共同作用所致。其一，氧的缺乏导致乏氧区域的细胞周期减慢；再者，乏氧提供了一个对细胞凋亡易感性降低的选择机制；此外，由于化疗药物在实体肿瘤的渗透性有限，肿瘤乏氧区域又通常位于肿瘤较深处，化疗药物的细胞毒作用往往到达不了肿瘤的乏氧区域，因此，大大降低了化疗药物的疗效【HJ。各项研究均显示肿瘤乏氧是肿瘤的一个消极预后因素【2洲。为了更好地预测肿瘤的预后、选择个体化的治疗方案、监测治疗的疗效，就需要在活体进行肿瘤乏氧的测定。目前，被视为金标准的检测方法是氧电极测定，又被称为Eppendorf电极，这是一种可以直接测定活体组织内氧含量的方法【2¨。然而，该方法也存在不少缺点和限制，如：对于操作者的技术要求较高；肿瘤内氧分布存在明显异质性，测量存在抽样误差：操作本身属于有创性操作；只能对较表浅的肿瘤进行检测因此，需要一种操作简便、全面可靠、无创安全的检测方法来评估肿瘤的乏氧情况。本文将对目前最有前景的乏氧检测方法之一的PET乏氧显像作～简要的综述。2硝基咪唑类PET乏氧显像剂硝基咪唑类乏氧显像剂的显像原理：硝基咪唑是一种亲脂性的辛醇，其水分离系数为0．42，使其很容易从血液扩散到组织内，通过细胞膜进入细胞内。当硝基咪唑进入细胞后，在细胞内硝基还原酶的作用下，有效集团(RN02)发生还原，产生自由基阴离子(RN02‘)，在具有正常氧水平的细胞中，还原集团可重新被氧化为原有物质，后者可扩散到细胞外；而在乏氧细胞中，由于缺氧不能发生再氧化，此时还原产物被进一步还原为RNHOH或RNH2。RNHOH或RNH2与细胞内含硫基的大分子物质通过共价键结合(不可逆结合)而滞留在乏氧细胞内。将用放射性核素标记的显像剂经静脉注入人体后，经过一定的时间，当其在体 复旦大学硕士学位论文内的浓度分布相对稳定后，可使用PET、PET／CT或SPECT扫描仪在体外探测放射性核素发出的信号，从而确定放射性乏氧显像剂在体内的部位，由此得到其在体内的代谢过程与分布图像【22,23]。2．1ⅢF．FMISO(fluoromisonidazole)2．1．1临床前研究Kubota等对AHl09(肝细胞瘤)大鼠进行了埔F．FMISO显像研究，发现乏氧及放疗耐受区域18F．FMISO摄取增加；并且比较了18F．FMISO、14C．2．deoxyglucose(14C．DG)以及14C．methionine(14C．MET)在肿瘤内的分布，结果显示18F．FMISO摄取与MC．DG摄取重叠的区域较大，仅小部分区域表现为18F-FMISO与14C．MET共同摄取【241。Rasey等试图比较36810(胶质瘤)大鼠肿瘤内18F．FMISO摄取与缺氧分数的关系，结果显示两者间呈正相关[251。但是，在Bentzen等对C3H(乳腺癌)小鼠的研究结果显示18F．FMISO显像与Eppedorf氧电极测定结果间无显著相关性【261。部分研究对18F．FMISO乏氧显像与免疫组化分析结果进行了比较。在Dubois等对横纹肌肉瘤大鼠的研究中，18F．FMISO显像与外源性乏氧标志物pimonidazole(哌莫硝唑)及内源性乏氧标志物CAIX(碳酸酐酶9)均呈显著相关，提示博F-FMISO可作为一种有效的肿瘤乏氧检测方法L27|。Troost等在对其他几种肿瘤动物模型的研究中，也都证实了18F-FMISO与pimonidazole的相关·[28,29】。此外，还有一些研究对18F．FMISO与18F．FDO进行了比较。大多数研究表明：博F-FMISOPET显像是一种可行、实用的肿瘤乏氧检测方法，而18F．FDG则不适合用于乏氧显像[30-321。2．1．2临床研究Valk等在对3例恶性胶质瘤患者的研究中首先报道了18F．FMISOPET作为肿瘤乏氧显像的可行性【3引。Rasey等对一批不同肿瘤的患者进行治疗前肿瘤乏氧评估，结果发现乏氧广泛存在于各种肿瘤，且在组织学相同的肿瘤，甚至在同一个肿瘤中呈现高度异质性【341。在Bruehlmeier等的研究中，他们对l1例颅内多发肿瘤的患者进行18F．FMISO显像，发现18F．FMISO对乏氧组织的显像与灌注无关【35]。不少研究对18F．FMISO乏氧显像与Eppedorf氧电极测定结果进行了比较。部分研究发现，在肾细胞癌及头颈部肿瘤中18F．FMISO乏氧显像结果与氧电极测定结果一致，进一步证实了18F．FMISOPET显像作为57 复日大学硕士学位论文肿瘤乏氧检测方法的可行性【36．381。然而，在Bentzen等对软组织肿瘤的研究中却发现18F-FMISO乏氧显像结果与氧电极测定结果无明显相关性【3引。此外，部分头颈部肿瘤的研究还进行18F．FDGPET显像，结果显示¨F-FDG显像结果与氧电极测定结果无明显相关性。进一步的"F．FDG与"F．FMISO比较研究显示，两者间无明显相关性，这两种显像剂代表了不同的肿瘤特征【4叫21。一些临床研究将18F．FMISOPET显像作为肿瘤预后指标。Rajendranet等对73例头颈部癌症患者进行了治疗前¨F—FMISOPET显像并发现18F．FMISO的摄取可作为一项独立的影响肿瘤预后的因素【4”。一项研究对12例头颈部癌症的患者进行放疗前18F—FMISOPET显像，并认为18F．FMISO的摄取可预测肿瘤对放疗的反应[441。另一项40例晚期头颈部癌症及非小细胞肺癌的研究亦显示博F-FMISOPET显像可预测肿瘤放疗的疗划451。Rischin等和Hicks等分别对头颈部癌症患者进行联合放化疗，并使用乏氧增敏剂替拉扎明，治疗前行18F．FMISOPET显像，结果显示：18F—FMISO可预测治疗效果，且18F—FMISO浓聚的肿瘤组织存在局部区域放化疗无效的风险[46,47】。Cher等的研究显示，18F—FMISO可预测大多数恶性胶质瘤患者的治疗效果[481。在对8例行放疗和／或化疗的非小细胞肺癌患者的研究中，Gagel等发现18F．FMISO还可预测患者无瘤生存期及总体生存期[4们。最近的一项研究对18F．FMISO的可重复性进行了研究，20例头颈部患者在第一次18F-FMISOPET显像3天后行第二次¨F—FMISOPET显像，结果显示两次显像肿瘤内的”F-FMISO摄取有较大差异【50]。2．215F．FAZA(fluoroazomycin．arabinofuranosidel2．2．1临床前研究Sorger等比较了博F—FMISO与¨F．FAZA在体外乏氧细胞及Walker256大鼠肉瘤模型的摄取。体外研究结果显示：18F．FAZA具有与¨F-FMISO相仿的乏氧显示能力。体内研究结果显示：虽然18F．FAZA具有较快的清除率，但其SUV最大值与T／M比值均小于18F-FMISOt511。另有两项研究对多种小鼠模型进行MF-FAZA与18F．FMISO的比较，并认为博F．FAZA具有更快的生物动力学。两项研究均显示18F。FAZA具有更高的肿瘤／本底比值、肿瘤／肌肉壁纸以及肿瘤／血液比值，并且认为这与其在血液及非靶组织中清除率高有关【52,53】。Beck等利用EMT6小鼠对MF—FAZAPET预测放疗疗效的价值进行研究，结果显示高博F．FAZA 复旦大学硕士学位论文摄取是肿瘤预后差的独立影响因素，可用于预测放化疗的疗效【“l。在Busk等的研究中，对博F．FAZA与Eppendorf氧电极测定及乏氧标志物pimonidozole进行了比较，结果显示18F．FAZA的分布与Eppendorf氧电极测定及乏氧标志物pimonidozole所示乏氧区域一致。他们还进行了博F-FDG与埔F．FAZA体外乏氧显像及体内分布的比较研究，结果提示无论是在外还是在体内，18F-FAZA均显示了较好的乏氧标志能力，而18F-FDG则无法提示乏氧[55,561。2．2．2临床研究SouvatzoglOU等在对11例头颈部癌症患者的研究中评价了18F．FAZAPET显像作为肿瘤乏氧显像方法的可行性，结果显示18F．FAzA非但能够显示肿瘤的乏氧区域，且具有良好的图像质量【571。另一项针对18例晚期头颈部鳞状细胞癌患者的研究中，对¨F．FAZAPET显像在放疗方案制定中的应用进行了评估，证实了基于¨F-FAZAPET显像放射治疗计划和强调放射治疗的可行性【5引。2．31蚤F．FETA(fluoroetanidazolel在Rasey等的研究中，四个鼠细胞株在不同氧浓度环境下孵育不同时间，同时他们还对负荷有KHTn肿瘤的C3H小鼠进行了18F-FETA与18F．FMISO注射后2小时及4小时的生物分布比较。结果显示，在细胞株中18F．FETA与18F．FMISO有类似的结合，而在体内分布试验中”F．FETA由于在体内代谢较少而显示出其优势【591。另外一项试验对18F．FETA的细胞运输进行了空气和氮气下的体外研究，并在多种负瘤小鼠中进行了体内分布及代谢的测定。结果显示18F．FETA具有合适的理化性质，在体内非乏氧组织内的降解稳定，并且其在体内的摄取区域与氧电极检测结果一致旧。2．4"F．FETNIM(fluoroerythronitroimidazole)2．4．1I晦床前研究Yang等对18F．FETNIM的合成及评估进行了报道，他们的研究结果显示，在注射后4小时，在负乳腺瘤小鼠中，¨F．FETNIM表现出明显高于18F．FMISO的肿瘤／血液比值及肿瘤／肌肉比值【6¨。后来，Gr6nroos等对18F．FETNIM的药代动力学及其代谢物进行了研究，结果显示18F．FETNIM具有外周代谢率低、氟的脱落少、能在乏氧肿瘤细胞内滞留等特性[62]。同一小组的另一项临床前研究比较了不同氧含量条件下59 复口J人学硕：1：学位论文”F-FETNIM与”F．FMISO在负乳腺癌C3H小鼠的乏氧显像能力，同时他们还测定了相同条件下"F—FETNIM与18F．FMISO的正常组织体分布。结果显示，两种显像剂均能显示肿瘤的含氧状态，但MF．FETNIM较¨F-FMISO在正常组织中具有更低背景信号t631。2．4．2临床研究大多数18F．FETNIM的临床研究都在头颈部癌症患者中进行。其中～项研究针对放射剂量进行测定，并报道¨F．FETNIM的有效剂量远低于其他同类放射性乏氧显像剂【6引。芬兰的Turku大学对培F．FETNIM进行了大量研究，他们发现博F．FETNIM的早期吸收与灌注有关，肿瘤／血液比值更适于肿瘤乏氧程度的评价【651。在另一项研究中，博F．FETNIM被用于2l例头颈部癌症患者的放疗疗效预测，结果显示放疗前他F．FETNIMPET显像表现为肿瘤18F．FETNIM高摄取的患者生存期明显短于肿瘤蜡F-FETNIM低摄取者166】。2．5ⅢF．I=F5Ziemer等利用肝癌和脑胶质瘤鼠模型进行”F．EF5的生物分布测定，结果显示¨F．EF5能迅速、均匀地分布于所有组织，并且体内稳定性高，可以有效地用于肿瘤乏氧的检测【67】。另～项研究利用18F．EF5对雄激素依赖、非雄激素依赖以及复发Shionogi肿瘤模型进行研究并发现18F-EF5可发现不同肿瘤间的乏氧差异【681。最近，首个18F．EF5的临床试验在15例头颈部鳞癌患者中进行，该研究证实了¨F．EF5作为肿瘤乏氧显像剂的可行性并对显像时间进行了评估【69】。2．6哺F-EF32．6．1临床前研究在博F．EF3的临床前基础研究中，Mahy等研究了处于不同含氧量环境中不同负瘤C3H小鼠的博F．EF3药代动力学、生物分布、体内代谢及乏氧特异性，他们还利用免疫荧光法比较了同一模型中的他F．EF3及EF5加合物。结果显示18F—EF3的摄取与氧浓度成反比，并且18F-EF3的肿瘤／肌肉比值与EF5荧光强度明显相关170,71】。对18F-EF3与IgF．FMISO进行比较后发现：两者在啮齿动物肿瘤模型中的药代动力学、体内分布及体内代谢相近，且都所能检测到的乏氧区域相似，但EF3特异性更高0721。Christian等试图通过增加18F-EF3的清除率来提高其信噪比，他们尝试了多种增加肾脏过滤速度及减少肾小管重吸收的药物，并试图刺激 复旦大学硕士学位论文消化道排泄，但仅苯巴比妥有效【_73】。Dubois等利用横纹肌肉瘤大鼠模型进行18F-EF3与18F-FMISO的定量比较并发现18F-EF3有较18F-FMISO更快的血液清除率，但两者注射后4小时的摄取相似、在正常组织中均能迅速且均匀的分布、肿瘤内的分布无明显差异，提示18F．EF3没有比18F-FMISO更好‘741。2．6．2临床研究在近期Mahy等进行的一项临床一期试验中，对10例头颈部鳞癌的患者进行了18F．EF3PET显像，并对18F．EF3进行了药代动力学、生物分布及体内代谢的测定，研究者们认为18F-EF3作为肿瘤乏氧显像剂是安全、可行的【75J。2．718F．EFl18F-EFl曾在两种大鼠模型中进行研究，测定其药物生物分布并进行优化。18F-EFl被证明是一种优秀的放射性示踪剂，并可用于无创的肿瘤乏氧显像‘761。2．81“I．IAZA(iodoazomycinarabinoside)虽然IAZA较多使用发射伽玛射线的同位素123I或125I标记，仍有一些研究对其进行了124I标记及研究。在近期的一项研究中，Reischl等利用小动物PET和负荷A431肿瘤的雌性Balb／c裸鼠进行了124I-IAZA、18F．FAZA及18F-FMISO乏氧显像能力的研究。18F．FIAZA表现出了远高于18F．FMISO及124I．IAZA的肿瘤／本底比值，尽管124I-IAZA的肿瘤／本底比值随成像时间增加，但仍低于埔F．FAZA早期成像的肿瘤／本底比值，该研究结果显示了18F．FAZA优于18F-FMISO、124I．IAZA的生物动力学。在azomycin．nucleoside结构基础上又发展出多种新型显像剂，如IAZG(iodoazomycingalactoside)、IAZGP(iodoazomycingalactopyranoside)等。Zanzonico等利用小动物PET和负荷MCa及FsalI肿瘤的小鼠对124I．IAZG进行研究，与18F．FMISO比较后肯定了其作为肿瘤乏氧显像剂的可行性【771。但Riedl等用负荷Morris肝癌(RH7777)的裸鼠进行124I-IAZG与18F-FMISO的比较，他们发现18F-FMISO具有更好的图像质量【7引。另一项研究利用负荷Morris肝癌(RH7777)的大鼠进行124I．IAZGP的研究，将其与哌莫硝唑及EF5荧光纤维阳探针的检测结果进行比较，并试图确定124．IAZGP的最佳显像时间。结果显示61 复口J大学硕_上．学位论文124I-IAZGP显像与哌莫硝唑及EF5荧光强度呈正相关，其最佳显像时间为注射后6小时【791。3非硝基咪唑类PET乏氧显像剂3．11bF—FDG(2-deoxy．218F．fluoro．D—glucose)¨F．FDGPET作为一种非侵入性的功能显像方法，目前己广泛应用于肿瘤诊断、分期和监测治疗疗效等方面。因为”F．FDGPET成像取决于18F．FDG的摄取，而博F-FDG的摄取又依赖于GLUT、己糖激酶等蛋白质的表达，己知18F．FDG摄取所必需的蛋白质表达很多都受HIF．1的控制，因此，18F．FDG的摄取也可能间接地反映了肿瘤乏氧的情况。至今，各种试图阐明博F—FDG摄取与肿瘤乏氧间关系的研究给出了大相径庭的结果。体外试验表明，由于代谢的改变，乏氧细胞比正常细胞聚集更多的"F．FDG[80’8¨。然而，各项体内实验(包括I临床前试验和临床试验)尽管都显示18F．FDG摄取与肿瘤乏氧间存在相关性，但却给出了相互矛盾的结论【82墙41。晟近，Dierckx等也对这个问题进行了讨论【851。3．2Cu·ATSMCu．ATSM是另一个很有研究前景的PET乏氧显像剂，它是放射性铜与ATSM(diacetyl．bis(N4．methylthiosemi—carbazone))的螯合物。Ca(II)．ATSM是一种中性亲脂性分子，具有高度的膜渗透性。在乏氧细胞内，Cu(II)．ATSM可被还原为Cu(I)一ATSM并滞留在细胞内。Cu共有四种不同的正电子发射同位素，并有各自的半衰期：60Cu(tl／2=0．40h)，61Cu(t112=3．32h)，62Cu(tl／2=0．16h)，64Cu(tl／2=12．7h)【861O3．2．1临床前研究在62Cu．ATSM应用于乏氧心肌检测的报道后【87】，出现大量有关Cu．ATSM用于肿瘤乏氧检测的临床前研究。在一项体外试验中，Dearling等在常氧与乏氧条件下孵化CH0320中国仓鼠卵巢细胞，并对多种“Cu标记的bis(thiosemicarbazone)复合物进行乏氧选择性测试，结果显示包括64Cu—ATSM在内的多种分子表现出了卓越的乏氧选择性[881。之后，研究者们又试图明确其控制乏氧选择性的理化性质以进一步提高其乏氧选择性。Lewis等不仅对不同氧分压条件下EMT6癌细胞株中的¨Cu—ATSM进行了评价，还进一步在小鼠动物模型中对64Cu—ATSM与怫F—FMISO进行了比较。¨Cu．ATSM选择性地在体外乏氧条件下的62 复旦大学硕士学位论文EMT6细胞株及体内EMT6实体肿瘤中滞留证实了其显示肿瘤乏氧的作用[891。Burgman等进行了多种啮齿动物以及人类肿瘤细胞株的研究并发现：64Cu．ATSM的体外细胞摄取与氧分压及孵育时间有关，并且64Cu．ATSM摄取与氧分压的关系受细胞株种类的影响【90】。Lewis等的另一项研究，利用9L神经胶质肉瘤大鼠模型和氧电极测定再次证明了Cu．ATSM与氧分压的相关性【91】。然后，Yuan等在对R3230乳腺腺癌、纤维肉瘤及9L神经胶质肉瘤等多个模型进行了64Cu—ATSM放射白显像分布与乏氧标志物EF5、哌莫硝唑、碳酸酐酶9的比较后总结：64Cu．ATSM是对大多数肿瘤而言是一种合适的乏氧肿瘤显像剂，但并不适用于所有肿瘤一2|。大量研究对64Cu．ATSM、‘8F-FMISO以及18F．FDG的体内摄取进行了比较。O’Donoghlie等对R3327．AT退变大鼠前列腺肿瘤模型进行注射后4小时64Cu．ATSM显像，结果显示，64Cu．ATSM与蝎F．FMISO无明显相关性，与哌莫硝唑免疫染色结果及氧电极检测结果比较后发现，64Cu．ATSM不能反映乏氧的水平，但是注射后16．20小时的64Cu．ATSM图像与18F．FMISO的摄取以及肿瘤乏氧区域分布具有良好的相关性。而在FaDu肿瘤模型的研究中，无论是早期还是延迟显像，64Cu．ATSM的摄取都与18F．FMISO显像呈现良好的相关性，提示64Cu．ATSM乏氧条件下的肿瘤摄取与肿瘤的种类有关【931。另外一项研究则显示，64Cu．ATSM的肿瘤摄取无法区别肿瘤的不同乏氧程度，但18F．FMISO与哌莫硝唑则可以一4l。两项研究在不同的动物模型中对64Cu．ATSM摄取与18F．FDG进行了比较并发现两者的分布型式不同：64Cu．ATSM主要积聚于存活的乏氧细胞中，而18F—FDG摄取最多的则是即将凋亡的细胞，在这些细胞中缺乏64Cu—ATSM滞留所必需的还原机制。同时，Ki67、CD34免疫组织化学分析及TUNEL法结果显示：64Cu．ATSM高摄取的区域大多为无法增殖的细胞组成的低血供区；而18F-FDG高摄取的区域则多为增殖细胞组成的高血供斟83‘84】。Dence等比较了9L神经胶质肉瘤的“Cu—ATSM、18F-FDG、”F．FMISO摄取，结果显示18F．FMISO注射后2小时的分布与“Cu．ATSM注射后10分钟及24小时的分布一致，而18F．FDG的分布与64Cu．ATSM(10分钟)分布不一致【32J。3．2．2临床研究大量研究显示：60Cu．ATSM摄取反应了非小细胞肺癌、宫颈癌及直肠癌的肿瘤行为学及其对治疗的反应。Dehdashti等对14例活检证实为63 复q人学硕{j学位论文宫颈癌的患者进行研究，发现60Cu．ATSM显像中肿瘤／肌肉比值大于3．5的区域预示复发可能大，60Cu．ATSM的摄取与无瘤生存期及总生存期成反比。此外，60Cu．ATSM的摄取与18F．FDG的摄取无明显相关性。为进一步证实上述结果，同一组研究者又进行了更大样本的研究并且得到了相同的结果：38例宫颈癌患者中∞Cu—ATSM(T／M比值大于3．5)与无进展生存期及死因存活率呈负相关，60Cu．ATSM摄取与恺F—FDG摄取无关。另一项对14例非小细胞肺癌患者的60Cu．ATSM半定量研究中得到了类似的结果：6uCu．ATSM的TIM比值能区分治疗有效与治疗无效的患者，但两者的SUV平均值无明显差异，同时，6UCu．ATSM摄取与18F-FDG摄取无关【951。近期一项研究试图用60Cu．ATSM预测17例直肠癌患者接受新辅助放化疗的疗效及其预后，这项小样本研究的结果显示60Cu．ATSM的肿瘤／肌肉比值可能对生存期及肿瘤对治疗的反应具有预示作用；同样，这项研究亦显示60Cu．ATSM摄取与鸺F-FDG摄取无关。为了明确叫Cu．ATSM与乏氧相关分子标志物间的关系，Grigsby等对15例宫颈癌患者的60Cu．ATSMPET显像与乏氧相关分子标志物(包括VEGF(血管内皮生长因子．vascularendothelialgrowthfactor)、COX．2(环氧合酶，cyclo—oxygenase一2)、EGFR(表皮生长因子受体，epidermalgrowthfactorreceptor)、CAIX(碳酸酐酶9，carbonicanhydraseIX))及凋亡细胞指数进行比较，结果显示60Cu—ATSM高摄取与VEGF、COX-2、EGFR、CAIX的过度表达以及凋亡细胞指数升高相关，并且提示较差的预后【96|。Chao等进一步证实了与CT融合后的60Cu．ATSM作为肿瘤乏氧显像的可行性及其对放疗计划制定和IMRT(强度可调控放射治疗)执行的指导作用【97】。由于大多数临床Cu—ATSM研究都选用了半衰期较短的正电子发射Cu同位素Cu60，Lewis等在近期的一项研究中比较了具有较长半衰期的“Cu与60Cu，对10例宫颈癌患者进行60Cu．ATSM与64Cu．ATSM图像质量及肿瘤摄取的比较，结果证实64Cu．ATSM是一个安全的放射性药物，并且能够提供更高质量的肿瘤乏氧图像【9引。4讨论理想的乏氧显像剂必须符合以下几个条件：(1)对乏氧具有特异性，因此能够区分常氧、乏氧、无氧和坏死；(2)能够显示急性乏氧和慢性乏氧，并能区分两者；(3)制备方法简单、无毒、显像时间短、操作方便并可进行重复测量；(4)必需是亲脂性的，使其能在包括肿瘤在内的 复旦大学硕士学位论文所有组织内分布；同时又要具有亲水性，使其能迅速从正常组织中清楚，以得到一个较大的肿瘤／本底比值；(5)分解不依赖于乏氧，其代谢产物无特异性，且与组织非特异性结合，以保证在细胞内滞留的放射性物质仅与乏氧有关；(6)只反映细胞内氧分压而不是血流灌注或其他一些生化反应结果；(7)对肿瘤治疗相关的氧分压水平敏感；(8)可进行定量测定。遗憾地是，迄今尚无一种乏氧显像剂能够满足以上所有条件。虽然，已报道的PET乏氧显像剂有很多，但目前真正应用于临床的只有三种：¨F．FMISO、埔F．FDG和Cu．ATSM。¨F．FMISO是目前应用最广、研究最多的PET乏氧显像剂。18F-FMISO研究显示了其多样性，但”F．FMISO作为乏氧显像剂的可行性已在多种肿瘤中得到了证实；此外，18F．FMISO在部分研究中还被视为一项预后的指标。然而，在临床应用中，18F—FMISO仍存在许多不足之处，如：(1)在肿瘤中浓聚较慢；(2)高度亲脂性，高非特异性结合致使靶／本底比值降低；(3)与乏氧无关的代谢产生大量放射性代谢产物。由于18F．FDG摄取相关的蛋白与HIF．1有关，18F．FDG摄取可能间接反应了肿瘤的乏氧水平。因此，一些研究试图证明18F．FDG作为乏氧显像剂的可行性，以避免开发其他乏氧显像剂的必要。然而，这些研究却给出了大相径庭的结果。尽管体外实验发现18F-FDG在乏氧细胞内的摄取比正常含氧的细胞更多，体内试验结果却不能达成一致。18F．FDG作为乏氧显像剂的应用，有待进一步研究证实。Cu．ATSM被认为是目前较有研究前景的乏氧显像剂之一。尽管其显像机制尚未完全明确，但大量的体外及体内研究均显示了它对乏氧组织的选择性。较小的分子量及较高的膜通透性使其能容易地进入细胞并易于清除；在乏氧细胞中能迅速被还原并滞留在细胞内；基于上述两个原因Cu．ATSM能迅速地辨别肿瘤中的乏氧区域，并具有较高的肿瘤／本底比值。各项研究结果均提示Cu．ATSM值得进一步的研究。5结论随着肿瘤乏氧的重要性得到重视，肿瘤乏氧的检测方法也受到了关注。由于目前的乏氧检测“金标准”存在多方面的缺陷，因此急需一种无创且可靠的检测技术。随着分子生物学、影像医学的发展，现已开发出多种乏氧检测技术，但每种方法都有其优点和不足之处。作为最有研究前景的分子影像学，目前有多个显像剂正在研究中，希望能在不久的将来找到最佳的乏氧检测方法。 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复旦大学硕士学位论文iodoazomycingalactopyranosidePET[J]．Radiology，2008，248：561．570．[80】BurgrnanP，OdonoghueJA，Humm儿，LingCC．HypoxiainducedincreaseinFDGuptakeinMCF7cells[J】．JNuclMed，2001，42：170．175．【81】ClavoAC，BrownRS，WahlRL．Fluorodeoxyglucoseuptakeinhumancancercelllinesisincreasedbyhypoxia[J]．JNuclMed，1995，36：1625．1632．[82]DehdashtiF，MintunMA，LewisJS，BradleyJ，GovindanR，LaforestR，eta1．Invivoassessmentoftumorhypoxiainlungcancerwith60Cu—ATSM[J]．EurJNuclMedMolImaging，2003，30：844-850．[83】ObataA，YoshimotoM，KasamatsuS，NaikiH，TakamatsuS，KashikuraK，eta1．Intra·tumoraldistributionof(64)Cu-ATSM：acomparisonstudywithFDG[J]．NuclMedBiol，2003，30：529·534．[84】TanakaT，FurukawaT，FujiedaS，KasamatsuS，YonekuraY，FujibayashiY．Double—tracerautoradiographywithCu·ATSM／FDGandimmunohistochemicalinterpretationinfourdifferentmouseimplantedtumormodels[J]．NuclMedBiol，2006，33：743-750．[85]DierckxRA，VandeWieleC．FDGuptake，asurrogateoftumourhypoxia?[J]．EurJNuclMedMolImaging，2008，35：1544-1549．[86】VavereAL，LewisJS．Cu-ATSM：aradiopharmaceuticalforthePETimagingofhypoxia[J]．DaltonTrans，2007，43：4893-4902．【87]FujibayashiY，TaniuchiH，YonekuraY，OhtaniH，KonishiJ，YokoyamaA．Copper-62-ATSM：anewhypoxiaimagingagentwithhighmembranepermeabilityandlowredoxpotential[J】．JNuclMed，1997，38：1155-1160．[88]DearlingJLJ，LewisJS，MullenGED，RaeMT，ZweitJ，BlowerPJ．Designofhypoxia—targetingradiopharmaceuticals：selectiveuptakeofcopper-64complexesinhypoxiccellsinvitro[J】．EurJNuclMed，1998，25：788—792．[89]LewisJS，McCarthyDW，McCarthyTJ，FujibayashiY，WelchMJ．Evaluationof64Cu-ATSMinvitroandinvivoinahypoxictumormodel[J]．JNuclMed，1999，40：177-183．[90]BurgmanP，O’DonoghueJA，WelchLJS，MJHJL，LingCC．Cell75 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复旦大学硕士学位论文Cu—ATSM—guidedintensity-modulatedradiationtherapy[J]．IntJRadiatOncolBiolPhys，2001，49：1171-1182．[98]LewisJS，LaforestR，DehdashtiF，GrigsbyPW，WelchMJ，SiegelBA．Animagingcomparisonof64Cu·-ATSMand60Cu··ATSMincanceroftheuterinecervix[J】．JNuclMed，2008，49：1177-1182． 复口．人学硕I‘学位论文附录：攻读学位期间发表文章情况1．陈丽敏，管一晖．癫痫的PET受体显像【J】中国医疗设备，2009(10)：123．1262．陈丽敏，左传涛，黄拮憨，王长梅，华逢春，赵军，管一晖．正常人不同年龄段脑葡萄糖代谢标准数据库的建立[J]中国医疗设备，2010(1)：121．12478 l癫痫的PET受体显像ReceptorImagingofEpilepsybyPositronEmissionTomography陈丽敏。管一晖【摘要】癫瘸是神经系统最常见的疾瘸之‘。多项动Abstract：Epilepsyisaco．ionnervousdisease：(复旦大学附属华山医院PET中物实验及临床试验发现癫痫的发生与多种神经递质Ithasbeenmoved1Dberelativetos(mspecific心，上海200235)及其受体有关。PET受体显像作为·种无创性研究rec≈ptersys-te∞inanimlexperimntsandclinical手段，利用脑内神经递质不同受体亚型的特异性放rese日℃嘛ThereceptoriagingbyposiuⅪnemiasion射性配体作为PET显像剂，得到脑内相应的受体分tm。gra曲y(唧)truingspecificPETtracers，can布图，除可进行癫痫灶的定位诊断外，还可用于癫】℃veEdtbed捌谤笛in寸蠊-receptorsystemIt试IIbe痫发病机制、抗痫药物作用机制的研究以及抗痫疗usednotonlytoIocalizetkepilepticfocus,butal∞效的评估。tostudytheaechanis皿,磺1an瞄c0109icactionandCHENLi—min。GUANYi—hui(PETCenter，HuashanHospital，【关键词】癫痫；受体：_IE电子发射断层显像assessmentoftherapy．。FudanUniversity，Shanghai[中罔分类号]P,814．42；R742．1【文献标志码]AKeywords：epilepsy；receptor；positronemission200235，China)[文章编号31674-1633(2009)10-011帅4tomography本文导读”体体内，利用放射性核素标记配体与井借助于生理数学模型定最分析受受体显像：中枢神经递质的受体显像足靶组织中商亲和力的特异性受体进行体与配体特异结合的浓度和相关的参指在正常生理或病理生理状况下，将特异结合的原理，在体外采用核医学数，包括受体的空间分布、密度和亲放射性核素标记的特异配体引入活仪器PET获得受体功能的代谢影像，和力等信息。0前言表1常见的癫痫PET受体显像刺受体显像剂癫痫是以大脑神经元反复过度放电引起的发作性、突然1一氨基丁酸1C—flumazenil(”C—FMZ)性、短暂性脑功能障碍为特征的一种临床综合征，同时伴有8F-flumazenil(”F—FMZ)脑血流、代谢及神经递质等一系列的生理生化改变，是神经阿片“C-diprenorphine(”C-DPN)系统最常见的疾病之一。流行病学资料短示，癫痫的发病率”F-Cyclofox"3-("sF-CF)为43／／10万、86／10万．2％。5％的人在其‘生中可能成为癫“C-Carfentanil(“C-CFN)”C—methyhaaltrindole(”C—MeNTl)痫患者或者出现癫痫发作。临床实践证明，无论足手术还是药物治疗，癫痫灶的定乙酰胆碱”C—NMPB，76Br-BDEX，‘1C-NMPYB位诊断都足治疗的关键。目前，临床应j=|；j的癫痫定位方法”F-F—A一853SfI．’H—11icotine．包括以下几类：①反映脑电生理信息的各种脑电图(头皮。H—epibatidineEEG、AEEG、VEEG、EcoG等)：②反映病理解剖信息的影“C—WAYl006355一羟色胺像学技术(X线、CT、MRI等)：⑧反映脑病理生理信息的‘“F-MPPF显像技术(MEG、SPECTrCBF硅像、”F—FDGPET、PET受18F—FCWAY”C—AMT体显像等)。其中脑电图足癫痫定位诊断最暴本的枪金方法，但是阳性率低，部分还需行创伤性操作；MRI、CT等虽无谷氨酸“C一(s)一【N—me岫1]ketamine剑伤性，但对于无明显结构改变的致痫灶价值1i大；SPECT大麻素受体1”F-MK一9470rCBF显像包括发作间期和发作期两种，静者特异性及可靠多巴胺18F—FP收稿日期：2《J()9—07—31单胺氧化酶B11C-DED作者邮箱：SaEqU一1985(癣hot,nail．C01]] _。一性筹．价值li大，通常仪用于与发作州进行对照．后者特异Juhasz等的研究还且示：除癫瘸灶外，”C-FflZPET可性及可靠性好．fn．对设备及技术要求较高，实际操作难度检j!i!《到与癫痫灶远隔的纤维投射部位的FMZ结合减少，这与夫：1叩一FDGPET陶受癫痫发作时间短、FI)6枉伴内选稳态脑I毡罔致。这类忠者通常敏作频率都较高．手术切除煽蝻H、『问相对过长的限制，‘般只佰：发作问列榆直，发作问划灶的效果欠佳，且远隔病女I：越多预后越差¨l。F-FDGPET能发现腩的低代谢区，这些低代谢区中包含r以t研究均显示。“c—FMZPET叮Ⅲ于癫痫灶的定位敛痫灶，但待律比蛮际的致瘸灶范围更大。诊断，但因”C半衰期短、，{：易标记，使J￡d：实验研究驶临近年来，对癫痫患者脯组织标本及癫痛动物模犟进行研床也用中的推广受到限制，近年研发的新酗CBZ受体显像究发现，瘴痫的发生与多种神经递质及奠受体有芙。PET受剂——”F—FMZ在一定程度卜I弥补了“C-FMZ的这一缺陷。体显像(表1)，即是利用脑内神经递质不同受体亚型的特然而，尤论是“C-FMZ还是“F-FMZ均存在FMZ与异性放射性配体作为PET显像剂．得到脑内相应的受体分布GABA(A)受体的结台易受苹一：氮卓类、巴比妥类受氮已烯酸圈，从而定位癫痫病灶。此外，PET受体显像迁反映了脑内等抗癫痫药物影响的问题，|f前尚未找到较好的解决方法。神经递质及其受体在癫痫发牛q』的作用，为研究癫痫的发病机制、抗瘸药物发抗痫疗效的评付提洪了一种很好的无创伤2犀片受体显像性手段。阿片肚有u、6、x三种受体。它们在脑内分布各不1y一氨基丁酸受体显像丰H同。阿片受体辊像剂特异性或非特异性地与阿片受体结合，司用于癫痫发作机制的研究，部舒还可用r术前定位。|：11Y一氨基丁酸fGABA)是-{】枢神经系统丰要的抑制性神前常用的阿片受体最像剂仃：”c—diprenorphine(”C-I)PN)、经递质之一，起到维持脑内神经元兴畲与抑制动态甲衡的作HCCarfentanil(11C-CFN)、¨C-皿ethvlnaltrind01e(11C-MeNT])用，其在脑内代谢的任‘环节出现障碍，均会引起冲经元异及“F-Cyclofoxy(”F-CF)等。除¨C{FN为受体激动剂外．常放电，导致癫捕发作。其他均为受体拮抗剂。脑内的GABA受体可分为两种类型：GABA．受体和“C-DPN是阿片受体的非选择性拈抗荆，与肛、6、KGABA。受体。脑内大多数神经元都表达GABA．受体，它实二三种受体具有相同的亲和力，因此可以辊示脑内阿片受体际．L是由中枢性苯_二氮卓(CBZ)受体、GABA．受体以及氮的密度分布图。既往研究发现，”C-DPN与阿片受体的结合离}通道偶联组成的GABA．／CBZR复合体，介导GABA的从癫痫发作期垒发作问期呈个先减少后增加最后恢复正常突触后膜超极化作用。“fi-flumaziI(”c一刚z，“C-氟弓西尼)【或正常低值)的动态变化过控。推测癫痫发作时内弹性阿作为CBZ受体可逆的高度特=辟性拮抗剂，反向结音到大多数片肽释放自动上调，发作停止后逐渐恢复JJJ常，受{奉的表达中枢性苯三氮卓受体，可用于PET受体显像，反映GABA。亦随之发生相应的上词与恢复，但两者问存在定白勺时问擎受体分布，对癫痫进行定位诊断。异，提示阿片肽可能具有抑制癫痫发作驶括散的作用。但足I-VⅧIMERS等对¨例敞据临床痖状、EEG椅；91||诊断为”C-c州无法显示发挥作用的具体受体旺型。难治性癫痫的忠者进行研究。“C-PMZPET显像分析显示不同十“C-DPN，”C-CFN和“c—MeNTl分别是¨受体7溅的患者有大脯灰质及自质的局灶性异常现魏，丧现多样和6受体册特异性配体。Madar等对同一批单侧颞叶麻痫复化，既有表现为局灶FMZ结台增加或减少的单一性痫灶，亦杂部分性发作的痫人进行”卜FDG、“C-CFN以及“C-MeNTl有表现为局址性FMZ结合增加与减少共存的混杂瘸灶。在部的PET显像，结果发现病灶同侧的颚叶皮层中，”C-CFN和分的忠煮中还_口J表现为脑室周围的局灶性刚Z结合增加．通“C-MeNTI结台均出现增1Ju，但其脑内分布略宵不同(uM常伴有脑室旁结节状灰质算位症。顶叶癫痫的患青以顶叶及片受体结台增加主耍分布十F顺叶内侧，6阿片受体结台增额叶的向质、灰质FMZ结合增加为多见；衙枕叶癫痫的患者加手要位于一11F颗叶以及小卜颞叶的前部)。此外，阿片受则托住表现为扣带凹的FHZ结合减少。体结合增加区域比1曹一FI)G摄取降低的区域更接近实际癫痫“C-FMZPET不仅能发现MRI阳性的癫痫士f：．而且对灶，应用Ji术前定位．避免了术中切除过多的正常组织，带脓I刚性的搬痫灶具有同样的渗断价值。PADMA等对20例来不必要的后遮症¨j。甲均病程23．9年．确渗为单侧颗叶癫痫的患者进行“C-FMZ迄今为II：尚无特异性x受体显像剂．佃是在特异性¨、PET研究，结果罹示其中10倒为,t4RI阳性忠肯，”C-FHZK受体拈抗荆”F-Cyclofoxy显像前预先给了朱标记的特异性P盯结果与tlRl所示病灶相同：*10慨躲I卜没彳丁阳性表现，u阿片配体，解除p孵"受体的影响．u，得到K受体的晰面“c_臃硅示有局灶性异常显现．凡与脯屯图所示结泉一致“1。度陶。l哆㈠、j|2009憩一2撼4 _3乙酰胆碱IACh)受体显像行”C—WAYl00635硎。究，发现5-HTIA受体结合在癫痫灶J划侧的颢叶、海马及)()(侧杏仁核均有蹦显减少。上述PET受体乙酰胆碱(ACh)足中枢兴夼神经递质之‘，其受体根显像应用于临床，可在结构发生改变之前发现并定位癫痫灶，据药理特性可分为M型受体(毒蕈碱受体．mAChR)和N达到早剃诊断、早期治疗的Lj的。型受体(烟碱受体，mAChR)。两者属小同的受体类型，前者不同于”F—MPPF、”F—FCWAY及“C—WAYl00635等足一种G蛋白耦联受体，而后者则足一种配体门控离了通道。5-HTIA受体拈抗剂，AMT足色氨酸的类似物，山其生成的除都能被ACh激活外，还分别能与毒蕈碱及烟碱结台并被激AM一5HT因无法被单胺氧化酶分解而留于5一羟色胺能神经活。元内，因此，经11_c标记后的删T可反映5一l玎的脑内合既往的动物实验及影像研究提示仉AChR可能与部分性成。Chugani等对9例结节性硬化症儿童进行般I、发作问癫痫的发作有关。N珊IPB、”Br一4一bromodexetimide(“Br—BDEX)期PET(”F-FDG、“C-KMT)及发作期脑电图检查，MRI提及N氇iPYB均是mAChR的特异性配体。NMPB经“C标记后示皮质多发硬化结节，”F-FDGPET示撤I所示硬化结节代成为PET显像荆，已有效地用于MTLE的术前评估。Dupont谢减低，而在“C-舢IT显像中，卜述结节仅有部分表现为摄等”。对10例MTLE患者进行”Br-BDEX研究，并与MRI、取增加，其他结节则表现为摄取减少或无明显改变，f：；L摄取”F-FD6PET及脑电图结果比较，发现”Br-BDEX结合仅在增加的结节正是脑屯图记录到的癫痫灶”o。另有研究显示，濒痫灶同侧的颞I}|-有明显减少，可用T-MTLE患苔的定位诊经”C-AMTPET定位后行手术治疗的患哲发作频率明冠减少，断。“C-N$1PYB经过多种动物实验证实，是一种可逆且敏部分甚至可以治愈。“C—AMTPET为撷痫的临床定能诊断及感的mAChR示踪剂，相信不久以后也可用于癫痫患者脑内预后判断提供了客观依据。ⅢAChR分布的研究。在常染色体显性遗传的夜问额叶癫痫(ABNFLE)的5其他研究rf一，发现ADNFLE家族中存在nAChR亚基a4或132的基因突变，功能研究显示a4或82基因的突变JI：5．1谷氨酸受体显像是ADNFLE发生的病理基础。F-A一85380是其有商亲和力癫痫发作与多种兴奋性氨基酸及其受体有关，研究发的a4132nAChR激动剂。Picard等刚18F-F-A-85380作为现。谷氨酸促离r型受体——mA受体及AMPA受体的活PET受体显像剂对8位ADNFLE忠者及7位健康对照者进行性及调控紊乱与癫痫关系密切。Kumlien等为研究谷氨酸及研究，发现患者a4132nAChR分稚存在明显异常：上丘脑、其受体在癫痫患者中的变化，应J=f=I特异性N瑚I)A示踪剂——中脑腹侧及小脑的nAChR密度明显增加，而右侧额叶前区”C—lS)一[N—methyljketamine对8例I^TLE患者进行PET显像，背外侧部的nAChR密度减少。这1发现为探索ADNFLE的早期显像表现为纹状体、丘脑核团及大脑皮质的高放射性摄发病机制及新药开发指出了新的方向|51。此外，3H-nicotine、取，与IF常人的显像结果1致：20分钟后进行延迟现象，结啪一epibatidine也足较常用的nAChRPET示踪剂。果发现癫痫灶侧颞叶放射性明显低于对侧。早期显像未见异常可能足受了血流的影响，而延迟显像的结合减少可能与癫45-HTIA受体显像痫灶内NMDA受体密度减少、血流灌注减低、皮质萎缩等多种因素有关，“C一(s)一[K—methyljketamine在癫痫中的应用有5-HT与5一HTlA受体结合可促进GABA、谷氨酸及多待进一步的研究。巴胺等多种神经递质释放，进而发挥抗癫痫作；用。¨前用5．2大麻索受体1(CBI)受体显像于5-HTIA受体研究的PET示踪剂主要是5-HTIA受体拮与5-HT相似，内源性或外源性大麻索类与CBl受体结抗刷，其中用于癫痫研究的有：。8F-MPPF、“C-WAYl00635含后，通过对脑内GABA、谷氨酸、多巴胺等神经递质释放及”F-FCWAY。Merlet等对9例TLE患者及53例健康对照的调节，达到一致癫痫发作及播散的作用。放射性自显像及者进行埘F-MPPF显像，结果显示”F-MPPF显像不仅能够动物实验均证实”F—MK一9470是一种选择性、高亲和I力、可反映致痫灶及其播撒区域5-HTlA受体的减少情况，且与逆的CBl受体示踪剂，提示其可用j二脑内CBI受体分布的研癫痫活动、瘸灶位置及人小等情况相符。Giovacchini等用究i。”F-FCWAY对颞叶癫痫患者进行显现，发现双侧上中颞和颞5．3多巴胺受体显像叶侧面(主要是癫痫灶同侧)及岛叶5-HTIA受体密度明显既往研究显示癫痫与多巴胺受体有关”1。Werhahn等对7减低，去除容积效应后，除颞叶侧面外．中颞叶及岛叶的受例海马硬化继发MILE的患者进行多巴胺特异性示踪刑”卜体密度仍明漫减少。Ito等对13例MRI阴性的MTLE患者进FFPET髭像，同时进行脑电图检测、MRI及”F-FDGPET检奇．}；。?9年第V240L卷24}’；■■一10Nb期．10叠葺 ■■结果显示在敛捕灶侧的颁叶(灏械发辨删领叶，口{观。下一FPbit]d／rigrentncf打n，jztheprhlmt3，seizurefocus：Whatdothey的结合减少；{只是在体积及FDG代谢均减少的海马M束弛indicate[1lEPILEPSIA．2c}【Ⅲ．5(1(2)-240—250”F-Ff】结台明硅减少。这可能缝r}l于多巴胺受体的异常只出㈦Madar．I．etal+Imaging‘1fdelta—andinu一”pmIdreceptor"c．in现丁“刺激R”，足‘种病理生罡f!的特殊表现，提示l乍-FPtemp,_．rall(、heepilepsyhypositronenli‘doucntll‘’graphv[JI．_u丁}U干癫痫忠青脑内多巴胺异常的看』f究。ANNALSOFNEUROLOf；Y，1997，41(却：35X一3675+4单腋氧化酶B(眦(卜B)受体显像14Dupont．S．etalIn、7lVnimagingof|"nUSCarilliccholinergic日商外伤、感染及哑后机化曹引起的呐内舷痕组织以及receptonintemporallobeepilepsywitha11cwPETtracer：海马硬化均可引起继发性癫痫。瘢痹纽织及硬化的海马中含lBr一7614一hromodcxc“tnidr【J]JOURNALOFNUCLEAR有大量的}E|i经胶顷缅胞．在星形胶质细胞中富舍毗0--I]受MEDICINE．1999．4,q(@935—941．体，【J司此通过妣o-B受体分布和禽量的测定口J进{j继发性㈤Picard．F+。etalAlterationofthe111ViVOnicotinicreceptordensity癫痫的定位诊断。DED足MAo_B的特并性配体。Foz"Iel"等inADNFLEpatients：jPETttudylJl．BRAIN，21Rlt,．129(Pt对7例脑外伤爨发癫痫的患青同日于作“C—DED莉lF-FIX,显吣：2(I耵-2060像，结果“交．“C-bEDPET显像较”F-FI)GPET显像更具㈧Chugaui．DC+．etJ1．Imagingepileptogenictklher$inchildren有特异性””。withtuberoussclerosiscomplexusingalpha一【c一11Imethyl—同前．临床上已有多种甩丁研究癫痫的方法，包括脑电L-tryptophanpositronemissiontomography[|]．ANNALSOF图，CT、姗I结构屁像，咀及HEG、SPECT、PET功能娘像NEUKOLOGY．I9·州．44(6)：858-866．等。然而，癫痫发病机制复杂，分类繁多。病理基础备不相f71Kmnlien，E，eta1+NMDA—receptoractivityvisualizcdwich同，传统的检查方浊往往无法准确地反映槲瘸灶及其痫理牛(S)一IN—methyl—C一1t}keramineandpositronemission理变化。PET受体娃像的出现无疑给我们摊供了一种新的体tomogrnphyinpatientswithmedialtemporallobeepilepD-lJ]+内无创性研究手段．它不J司r脑电图、MRI、SPEFT等传统EHLEI’S]A．】090．40(1)：30—37．检商方法．对丁不l司的受体可选择卡|I应的示踪剂，从受体分【8】Bairns．H．DetalrF]MK一9470．1positronemission布、生化、蛋白质合成等多方面对斑痫进行娃像和分析。进tomo灯aphyfPE”traccr矗1rinvis’ohumanPETbrainimaging而了解椭痫的病理生理、分r生物、神经生化机制．还町进ofthecannabi_【mid一1receptor[J】PROCEEDINGSOFTHE一步对药物作Hj机：制进行深入研究，从而为癫痫的渗断与治N^TloN^IA(：Ar)EMVoFSClEN(；ESOF’rttEUNlTED疗、抗癫痫药物的开发与评价带米新们希颦。S丁ATESOFAMERICA．型t07．104(23)：98fwJ一9脚晤+【参考文献l【9】Haut，S．R．．1乇．LAlbinDopamineandepilepsy：Hintsnfcomplex[11Padma。M．V．．eta】Clinicalutilityof”C-flumazeni|podtron‘ubcorticalrolesⅡ]．NEUROLOGY，2008．71【11)：784～785．emissiontomographyinimraccabletempor。]lobeepilep‘yU]21DJFowler，Jsf!al+ComparisonorBrainGlucoseMetabolismNEUROLOGYINDIA．20(14．52(4)：457—462．alldMonnanlineOxidaseB(MAOB)mTrautnaticBrain12j．1uha‘z，c，etalFocaldecreasesofcorticalGABA(A)receptorIujuryLl]19qq，2(2)：71—79．匝上接第130而3Dangit’bwaphyinendovasculartreatmentofrupturedcerebral4neunr‘m‘U]．^JNRAmjNeuroradiol，2tgt3．24：1067—1074．aneurpm[1l，AJNRAn,JNeuroradfi、I．2fHl2，23：686一h姻lR】杨健，王涌是，唐宋无，等r)sA血管三维重建枝木分析与展望-LI]15】HochmuthA，SpetzgerU，SchumacherM．Colnpari"innofthree一中8"-I生柏医学工程学报．2fm524㈣：655—661dimensionalrotationalangiographywithdigitalsubtraction19】HeinA．SalverMD，OishisDisrortioncorrectjontableangio灯aphyinthe∞sessnlencofrupturedcerehrManeurysms[J1．compressionfor、。olllnleX—rayCTapplications[J]ProcSHE．AJNR山1IJNetImradiol，2002．23：1199—1205．2r肭，3977：620一631mlSugaharaT，KorogiY．NakashimaK．etalCompansonof2Dand10ISih,erMD．SenA，OishiSDetem",inadonandr‘"rre|Ⅱ‘’nnfthe3Ddigitalsubtractionangiographyinevaluationofintracranialwobblenf3C—aFnaganrrYLll．ProcSHE、2000．3970：1459—1468aneurysmsLll+AJNIkAmJNeuroradi01．2002、23：1545—1552111lHiraiT．Koro#Y．OnoK．etalPseudostenoIisphenomenon17lHiraiT，KorogiY．SuginoharaK，ecalClinicalusefulnessofatvolumerenderedthree—dimensionaldigitalangiographyofunsubtracted312digital．mgiographycomparedwithrotationalintracrania[arteries：frequency．Ioc．1tion．,andeffectonimagedigatalartgiographyintheprctrcatmt"ntCVahl．monofintracraniai“ah,afionLll。Radioing,0I】f}4，232：882—887．图2009年第24卷1O期V“．，№m 正常人脑葡萄糖代谢标准数据库建立EstablishmentofaNormalBrain18F—FDGPET／CTDatabase陈丽敏，左传涛，黄括憨，【}商要j目的利用Scenium软件研究不同年AI)s|悟c匕a求酾悖Toestablishthenormlcerebralglucose华逢春。赵军，管一晖龄正常人脑葡萄糖代谢，建藏正常人憾葡mtaholimdatabaseindifferentagesbyusiIlg1’：耳DG唧／凹(复旦大学附属华山医院PET中萄糖代谢标准数据库。方法收集318例健andScenimsoftcare．Me口xcb’肾瑚PET／Crbrainimaging心。上海200235)康体检者的脑PET图像，按年龄分7组。用dataacquiredfrom318hemthymmalsubjectsweredividedScenium软件进行图像归一化并勾划脑区，into7朋刈墨Thebrain&reas眦autmaticallyoutlinedby得到不同年龄段各脑区SUV平均值后进行Scerd恤andtheBeanSUVvahmofeacharea麟calculated分析。结果建立正常人脑葡麴糖代谢标准atthesametime．Thenthegrotq)∞anvalueofeachbrain数据库。本数据库显示备脑区葡萄糖代谢越啪蟠calculatedandanalyzed．Re吼拈CerebralgIucose随年龄增加呈递减趋势，31’40岁、5l’60metabolimdecreased订tllagem了∞se，in例nic【ll盯，31-40y岁年龄段明显：减低显著脑区有额叶、颞and51-劬,哪TheⅢ-easthatdecreasedmost艘froatal叶、岛叶、扣带回及慕底节，左侧较明lcbe,te哑00mllobe，insul&cinglulate&yrusand_basal鲫畦垴显：小脑、杏仁核、海马及海马旁回减低es；，eciallytheleftside,’hilethelest∞eswerecerebell皿不明显。结论正常人脑功能代谢随年龄增smrgdala,hi阳豫珈口lsandp瞰Illi印Dc圃田lgyms．]henorml加呈非匀速性、l#对称性减低。不问年龄‘峄卿GPET／cTdatabasewasestablished．ConclusionCHENL．—min．ZUOChuan-段正常人脑葡萄糖代谢标准数据库为功能Ge删glucosemetabolismofnormaldecreasesmlevenlyandtao。HUANGZhe-min。性脑疾病PET诊断提供客观依据。asyametrieally,mainlyinvolvingfrontallobe,re．orallobe,HUAFeng-chun。ZHAOJun。GUANYi—h“【关键词】脑；葡萄糖代谢；PET；数据库ins：ula,cinglulateg娜andganglia,whilecerebellt珥basal(PETCenter，Huashan[中图分类弓]R817．4椰,gdala,hi如0c哪andparahippoc锄palg"TuswerelessHospital。FudanUniversity，[文献标恚码]Binvolve41hedatataseprovideddojectivebasisfarthedieresisShanghai200235。China)[文章编号]1674-1633(2010)01-0123--04ofbrainfunctiondiseaseinPET／CT．KeyWOrds：brain：glucosemetabolism；PET：database本文导滨>>了PET／CT的临床发展。2008年6月本件，用于PET及SPET的脑葡萄糖代科室简介：复旦大学附属华III医院PET巾一已-因医、教、研等多方面的卓越成谢评估。该软件可自动将PET或SPECT中心成立于1998qi，是我闲首批成立就，在美闵核医学年会中成为大会重点图像与CT或MRI融合，并能按其自带的PET中心之一。自1998年12月15口完介绍的10个PET中心之一，同时也是亚的脑分区模板将人脑分为134个脑区进成第一例”F-FDGPET会身检查以来．洲唯一一家被介绍的PET中心。行计算。Scenium的这一功能为核医学至今已完成四万余例临床检查，解决Scenium软件：SceniUm软件是两门子及放射学医师诊断I-卜枢神经系统功能了夫批疑难杂症诊断的同时，推动公司推出的。款高级神经系统评估软性疾病提供了客观依据。近年来脑”F-FDGPET检查在功能性脑疾病中的应用呈会有”F-FDGPET的异常表现。因此，了解正常脑老化的逐年t升趋势，对癫痫、阿尔茨海默病等功能性脑疾病的诊表现有助于鉴别生理性改变与病理性改变，对疾病诊断与分断和评价有重要价值，研究显示随年龄增加，正常脑老化亦析十分重要。本研究旨在通过对大样本量正常人不同年龄段腩的”F—FOGPET图像进行分析比较，揭示正常人腩局部葡收稿日期：2009—07—29通讯作者：管一晖，主任医师，硕士研究生导师。萄糖代谢随年龄变化的趋势，建立正常人不同年龄段脑葡萄作者邮箱：ⅢⅢ一1985@horm，il．COll]通讯作者邮箱：guanyfhui@hotmail．com糖代谢标准数据库，为功能性脑疾病的”F_FDGPET渗断提 雏豳翟圈墨曩，、iii：A}’、i。。、、弦i，；!。：Ij、j、7供客观的参考值和诊断标准。纯>95％。注射药物后．15、60mir,后行检奄。醇先进行体部Topogram定位扫捕，电流35mA、电压120kV、扫描时1资科与方法间lO．5s、扫描层J宁0+6【l】皿：接着进行体部CT扫捕，l乜流170mA、电压120kV、扫描时闸18．67s、扫描层厚5．Omm：1．1研究对象最后进行体部PET手t抽，采集』未位5个。义部扫描顺序同体选取2007年10月。2009年1月捌间米华山医院PET中部扫椭，30pogram参数为：电流35ⅢA、电Hi120kV、扫描心行”卜FIX；PET／CT全身健康休榆者318例，其Ip男、女时间2．8s、扫捕层厚0．61rm：CT参数为：电流300nn、电压各159例，年龄在4、80岁之『日J，平均年龄r45．434-1925)岁=120kV、扫擀时问16．01s、扫描J二睁3．Orm；PET采集昧位1个。将318例体检者按年龄分成7组，其中20岁以卜．归为1个组，采集环境安静、遮光，采集过程中头部保持不动。2l。80岁按每10岁为1个年龄段分成6组。备年龄段人数、1．4图像重建年龄及粥女分布见表1。体部CT重建采用滤波反投影法，震建层厚3．0mm、葭所仃入选嘉必须符合以F各项条件：(1)既往身体健康，B29fPETsmooth、FW(fieldofview)300rod：体部PET重近期无不适：(2)无酒猎或药物滥用史：(3)无精神异常史：建粟用Truex重建法．Gaussian滤波、FgHhI4．0哪，矩阵无痴呆：无神经障碍f赫血管意外、癫痫等)；无头部创伤史；为168×168。(4)无成人疾病．如：消化系统疚墒、内分泌系统疾稍、心血脯部CT重建同样采用滤波反投影法．重建层厚i．5mna、管疾病等：(5)体格检查(包括视野、听力、语占功能等)正核H19sPETverysmooth、For500珊"：脑部PETm建采用常；(6)心率i100次向in，血压收缩压、】40rtmIg，舒张压8acl≮projetion重建沾、Gaussian滤波、F!吒IM3．5rm．矩阵为<90mN]g；(7)检查前窄腹血糖低于6．1nmo]／L；(8)头颅MRI256X256。未见明显异常；(9)简易智能状态评分量表(I恤ISE)总分在1．5图像处理正常范围：(10)有利手：(】l】本敬PET／cT检奇未发现脑部异使用两门子脑功能分析软什(Seenium软件)在Leonardo常占位、畸形及脑血骨疾病。工作站对PET图像进行处理。导入PET图像至Scenuim软件．表】318倒”卜FDGPET／CT{睫康体{奎者点击“FusiontoNormal”，将PET图像标准化到蒙特利尔神经各年龄段人数度年龄、性剐分布学研究所(MontrealNeurologicalInstitute，州I)的标准蚰图谱。点击“AnalysiS”，根据软件自带的脑区划分模板，将标准化后的脑PET图像划分为12个基本脑区(额叶L、额叶R、颓叶L、颧叶R、顶叶L、颈叶R、枕叶L、枕叶R、小脑L、小脑R、丘脑L、丘脑R)，再进。步细分为122个细箝脑区。由软什自行计算得到上述134个脑区的SUV值。对每个PET图像进行上述处理，得到每位受十：：：!者的脑区SUV值。1．6统计学分析l6．1将2，5所得箨腑区SUV值根据受榆青年龄分组，并转入注：年龄m平均数±标堆差表示；SPSSl5．0，对相邻删纽进行成纽f检验，斟，