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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 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 功能代谢显像和分子影像区别 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： Breast Cancer 2、 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 18FCHO（ 11C-胆碱 ） 显像 11CCHO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 。 11CCHO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 。 11CCHO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 11CCHO PET显 像和增强 MRI显像的比较 ， 11CCHO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 。 11CCHO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 11CCHO明显增高 ， 因 此 ， 11CCHO PET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-FDG 18F-FMISO 18F FDG 18F-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-NH3H2O（ 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-FDG 18F-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) Hepatocellular carcinoma with 11C-PD153035 Lung Cancer (adenocarcinoma) with 11C-PD153035 FDG 11C-PD153035 DLS+MT+FXc 2、 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-FDOPA 3、 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-deprenyl11C-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！