肿瘤显像与分子影像学(临床核医学)

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1、肿瘤显像与分子影像学肿瘤显像与分子影像学李晓愚李晓愚 讲师讲师本章重点分子影像学的定义肿瘤18F-FDG糖代谢显像原理鍀标记MIBI乳腺癌显像第一节第一节 分子影像学分子影像学概述人类基因组计划完成后基因组时代功能基因组学-蛋白质组学分子化是大势所趋1999年美国哈佛大学Weissleder教授最早提出分子影像(molecular imaging MI)的概念代表了核医学的发展方向是疾病早期诊断的需要现状：靶点靶点寻找显像剂显像剂开发形态形态生化生化生理生理转录转录翻译翻译receptorsreceptorsstructuralstructuralion channelsion channel

2、stransporttransportDNADNAenzymesenzymesmRNAmRNAproteinsproteins分子显像分子显像基因显像基因显像定义运用影像学手段显示组织水平、细胞和亚细胞水平的特定分子，反映活体状态下分子水平变化，对其进行定性和定量研究的科学。是分子生物学与放射、核医学等学科的交叉、融合分子基础分子识别：抗原与抗体-放射免疫显像受体与配体-受体显像DNA与探针基因与反义探针-反义显像仪器基础PET/CT第二节 肿瘤的代谢显像概述肿瘤是危害人体健康的主要疾病肿瘤发病率日益增高肿瘤发病的年轻化趋势早发现、早诊断、早治疗ZAXNZ1AYN1 e+ C-11 ；N-13

3、 ；O-15 ；F-18；I-124PETPET显像原理显像原理肿瘤代谢显像肿瘤代谢显像 18F-FLT18FDGK1K2血管生成11 11C-C-胆碱胆碱18F-MISO 乏氧乏氧11C 蛋氨酸蛋氨酸增殖凋亡糖酵解增加 膜功能氨基酸转运增强15O H2O18F Annexin V一、糖代谢显像原理肿瘤细胞糖酵解旺盛，摄取大量类糖显像剂CH2OHOHOHOH18FOCH2OHOHOHOOHOH2-18F-2-脱氧脱氧-D-葡萄糖葡萄糖 葡萄糖葡萄糖正常分布和药代动力学 心脏和脑摄取18FFDG较高，肝摄取少。FDG主要经肾脏排泄，也有少许从胃肠道排出。标准摄取值(Standard uptake

4、 value, SUV)18FFDG的人体正常分布临床应用临床应用1.寻找肿瘤原发灶2.良恶性鉴别3.辅助分期4.复发转移的诊断5.治疗方案确定及疗效评价PET 1晚期反应晚期反应开始治疗开始治疗治疗结束治疗结束TNM TNM 分期分期预测治疗效果预测治疗效果肿瘤残余肿瘤残余 早期反应早期反应PET 2PET 3分期分期 临床病例分析肺癌的定性诊断左下肺癌患者PET显像 X胸片 肺癌分期肺癌分期肺癌伴纵隔淋巴结转移肺癌伴纵隔淋巴结转移 18F-FDG PET 能准确判断肿大的淋巴结是否为癌肿 转移， 对肺癌的病程分期有明确的指导意义。 男，男，6969岁，右胸背部疼痛伴咳嗽、咳痰岁，右胸背部疼

5、痛伴咳嗽、咳痰3 3月，胸片无异常，对症月，胸片无异常，对症治疗无效；胸部治疗无效；胸部CTCT发现上腔静脉后气管右侧旁软组织块影，临发现上腔静脉后气管右侧旁软组织块影，临床诊断床诊断“纵膈型肺癌纵膈型肺癌”。FDG PET/CTFDG PET/CT了解有无转移：肿块显著了解有无转移：肿块显著异常高代谢，未见转移灶影。手术病理证实为鳞癌。异常高代谢，未见转移灶影。手术病理证实为鳞癌。女，38岁，咳嗽、胸痛1月；CT示右上肺影伴右胸腔积液；经皮穿刺活检查证实为肺鳞癌。18F-FDG PET/CT（了解有无转移）。女，48岁，右上肺泡细胞癌术后。PET/CT：右上肺，纵隔、右侧锁骨下淋巴结，右后肋

6、胸膜附近多处，右侧腹壁肝包膜附近，颈4、骶1椎体等部位高代谢灶。结合病史提示复发伴多发转移。乳腺癌乳腺癌乳腺癌乳腺癌乳腺癌伴腋窝淋巴乳腺癌伴腋窝淋巴结转移结转移女性，37岁，左乳癌术后转移再分期。18F-FDG PET/CT：纵隔、双肺门、左上胸壁转移灶部位多个异常代谢明显增高区。腹部肿瘤腹部肿瘤结肠癌结肠癌胃癌胃癌结肠癌结肠癌结肠癌伴肝转移结肠癌伴肝转移男，74岁，结直肠癌右半结肠切除术及放化疗后。内镜及结肠镜检查阴性；18F-FDG PET/CT：双肺存在数个异常高代谢转移灶。根据检查结果改变了治疗方案。鼻咽癌鼻咽癌甲状腺癌甲状腺癌头颈部肿瘤头颈部肿瘤女性，健康查体。18F-FDG PET

7、/CT显像右甲状腺局限性异常高代谢灶，手术病理证实为甲状腺乳头状癌。男，38岁，肝炎后肝硬化， CT发现肝内多发结节，临床诊断肝癌肝内转移。FDG PET/CT：肝内多个异常高代谢灶，并于右下腹发现长椭圆形代谢增高灶，融合图像示病灶位于降结肠腔内，提示结肠癌肝转移。手术病理证实为结肠腺癌。99mTc-MIBI为亲脂性阳离子复合物。肿瘤细胞摄取99mTc-MIBI原理尚不十分清楚MIBI在体内分布不仅与血流有关，也与细胞的代谢功能有关。正常体内分布显像原理 99mTcMIBI（甲氧基异丁基异腈甲氧基异丁基异腈） 显像方法静脉注射剂量为20mCi30mCi。于健侧的前臂静脉注射注药后10min20

8、min为早期相，2h3h后为延迟相采集。临床应用与评价 1.1.乳腺癌乳腺癌 99mTc-MIBI显像对乳腺癌的诊断有肯定价值，肿瘤部位有明显放射性浓集 第一个被批准用第一个被批准用于乳腺癌显像的显像于乳腺癌显像的显像剂。剂。2.肺癌3.脑肿瘤 脑高级恶性胶质瘤99mTc-MIBI显像示肿瘤部位异常放射性浓集 一、放射免疫显像一、放射免疫显像(radioimmunoimaging，RII) 以放射性核素标记肿瘤相关抗原的特异抗以放射性核素标记肿瘤相关抗原的特异抗体，与肿瘤抗原结合，使放射性核素浓聚于肿瘤组织，体，与肿瘤抗原结合，使放射性核素浓聚于肿瘤组织，在体外对肿瘤进行显像。在体外对肿瘤进行

9、显像。肿瘤的定性肿瘤的定性 1肿瘤的分期肿瘤的分期2协助肿瘤标志物的应用协助肿瘤标志物的应用 3肿瘤疗效监测肿瘤疗效监测4临床应用临床应用A：胃癌单抗放免显像：胃癌单抗放免显像 B：胃癌放免显像（与治疗）：胃癌放免显像（与治疗） 应用实例应用实例 （第四军医大学西京医院核医学科提供）（第四军医大学西京医院核医学科提供） 第一部分第一部分 发展趋势发展趋势 存在问题： 1. 靶/非靶比值不理想 ； 2. 抗体的免疫原性。 进展： 1. 减本底技术 2. 减少免疫反应 单抗Fab片段、 第二抗体结合游离标记抗体、冷抗体 人源抗体 3. 局部给药。 二、二、 受体显像受体显像 利用放射性核素标记受体

10、的配体或配体的利用放射性核素标记受体的配体或配体的类似物作为显像剂，将受体类似物作为显像剂，将受体-配体结合的高特异性和配体结合的高特异性和放射性探测的高敏感性相结合建立的一种显像技术放射性探测的高敏感性相结合建立的一种显像技术 。1.生长抑素受体显像生长抑素受体显像 显像剂：显像剂：123I、111In、99mTc、186Re等放射性核素等放射性核素直接标记或通过螯合剂间接标记人工合直接标记或通过螯合剂间接标记人工合成的生长抑素类似物如成的生长抑素类似物如octreotide等。等。 显像临床应用显像临床应用神经内分泌肿瘤神经内分泌肿瘤 1.垂体肿瘤垂体肿瘤 2.内分泌胰腺瘤内分泌胰腺瘤 3

11、.神经母细胞瘤和嗜铬细胞瘤神经母细胞瘤和嗜铬细胞瘤 4.甲状腺髓样癌甲状腺髓样癌 5.类癌类癌 SSTR平面显像未显示异常摄取，但是断层片显示在脾和左肾上极之间有放射性的浓集，CT及MR均未发现异常，一周后，手术证明为胰尾的胰岛细胞瘤胰岛细胞瘤。Schillaci O, Massa R, and Scopinaro F. J Nucl Med , 2000,41(3):459462. 脑肿瘤脑肿瘤 脑膜瘤脑膜瘤 与胶质细胞瘤与胶质细胞瘤图5 a：左枕脑膜瘤，直径2.0cm；b：未显示肿瘤；c 及d：肿瘤呈放射性核素轻度浓聚，T/NT=2.07，肿瘤定位准确。病理证实：脑膜瘤级。图6a：右额脑膜

12、瘤，直径5.0cm；b：肿瘤清晰；c 及d：肿瘤呈放射性核素高度浓聚，T/NT=8.52，肿瘤定位准确、结构清晰。病理证实：脑膜瘤级。图7a：左额胶质瘤；b：肿瘤模糊；c 及d:：肿瘤未见放射性核素分布。王胜军，汪静，邓敬兰，等。中华核医学杂志， 2009，29（2）：85-88 99mTc -HYNIC-Octreotide 的脑膜瘤与胶质瘤显像的脑膜瘤与胶质瘤显像肺癌肺癌 左肺鳞状细胞癌的111In-DTPA-lanreotide显像：A-冠状面、B-矢状面、C-横断面；CT图像。Traub T，Petkov V，Ofluoglu SJ Nucl Med，2001，42（9）：130913

13、15 其他应用其他应用 99mTc-HYNIC-Octreotide对对Graves甲亢突眼的显像甲亢突眼的显像 赵荣，汪静，邓敬兰等。中国医学影像学杂志. 2007，8：533-536 SSTR2转染肿瘤转染肿瘤对照肿瘤对照肿瘤心血池心血池L1L2SSTR2转染肿瘤转染肿瘤对照肿瘤对照肿瘤99mTc-RC-160对对SSTR2转基因肿瘤的显像转基因肿瘤的显像王喆，汪静，贾林涛，等。中华核医学杂志，2005；25（5）：275278。 实验研究实验研究 2.2.间碘苄胍间碘苄胍 (MIBG)(MIBG)显像显像MIBG是一种去甲肾上腺素的功能结构类似物，能利用胺前体摄取进入胞质中的小囊泡或神经

14、分泌颗粒。123I 或131I 标记的MIBG已用于嗜铬细胞瘤及副神经节瘤的定位诊断24h24h全身全身 48h48h全身全身72h72h全身全身 72h72h局部局部131I-MIBG 肾上腺平面显像肾上腺平面显像 前位前位后位后位前位前位后位后位前位前位后位后位前位前位后位后位前位前位第四军医大学西京医院核医学科第四军医大学西京医院核医学科 提供提供131I-MIBG SPECT/CT 融合显像融合显像 第四军医大学西京医院核医学科第四军医大学西京医院核医学科 提供提供 恶性嗜铬细胞瘤患者，左为123I-MIBG图像，右为SSTR图像，MIBG可显示部分转移灶，但是SSTR图像可使更多的转

15、移灶（主要是骨转移灶）显像，同时肾脏区域高度浓集。Harst EVD，Herder WWD，Bruining HA，et al. The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism，2001，86（2）：685693. 3.3.血管活性肠肽受体显像血管活性肠肽受体显像 (VIPRS)(VIPRS) 主要用于胃肠胰道的神经内分泌肿瘤的显像诊断 。4.4.受体受体PETPET显像显像 乳腺癌术后，乳腺癌术后，病理诊断：腺癌病理诊断：腺癌,免疫组化免疫组化ER（），未经激（），未经激素治疗。近日左素治疗。近日左腋下疼痛。腋下疼痛。18F-FE

16、S图像比图像比18F-FDG更清楚地显更清楚地显示乳腺癌病灶及示乳腺癌病灶及转移灶，而且转移灶，而且18F-FES病灶病灶SUV明显大于明显大于18F-FDG病灶。病灶。 雌激素受体显像雌激素受体显像 18F-FDHT雄激素受体显像用于前列腺癌诊断和治疗监雄激素受体显像用于前列腺癌诊断和治疗监测测肿瘤新生血管生成受体显像肿瘤新生血管生成受体显像 第二部分第二部分 肾上腺素能类受体显像肾上腺素能类受体显像-11C-Hydroxyephedrine应用应用: 儿茶酚胺类肿瘤，例如：嗜铬细胞瘤儿茶酚胺类肿瘤，例如：嗜铬细胞瘤18F-FP-Gluc-TOCA（Octreotide）生长抑素受体生长抑素受体PET显像显像 肿瘤基因显像肿瘤基因显像报告基因显像报告基因显像反义显像反义显像酶报告基因酶报告基因受体报告基因受体报告基因转运体报告基因转运体报告基因反义显像反义显像