分子功能影像技术在肿瘤研究中的应用

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1、分子功能影像技术在肿瘤研宄中的应用胡钦勇姚颐唐甜粪虹云(武汉大学人民医院肿瘤中心湖北武汉430060)【中图分类号】R735.7【文献标识码】B【文章编号】1008-6455(2010)10-0297-02放射性核素示踪技术的广泛放用和分子生物学等多学科的迅猛发展，直接促进了拈单光子发射计算机断层(singlephotonemissioncomputedtomography,SPECT)、正电子发射断层(positronemissiontomography,PET)、磁;•振波谱(magneticresonancespectroscopy,MRS)和光学成像(opticalimaging)等在

2、内的功能影像技术在基础与临床研宄中的应用，并取得了令人瞩目的成就。分子功能影像技术主要研究途径是通过观察靶器官或组织代谢、乏氧状态、受体变化、细胞凋亡及基因表达等，探寻机体变化规律，为疾病的诊断、治疗及预后提供分子水平的特征信息。随着研究的不断深入，分子功能影像不仅用于分子影像学诊断,而且己发展为一种新的分子靶向治疗手段［1］，例如，以1311标记间位碘代苄胍，其通过与祌经内分泌肿瘤的肾上腺素能受体特异结合使受体显像，并同时以该受体介导1311靶向治疗。与此同时，单克隆抗体、基因介导的核素治疗己进入临床研究，只良好的应用前景［2】。目前，与临床联系最为紧密的分子功能影像学主要以放射性核素示踪技

3、术为基础，且以恶性肿瘤为主要研究对象。木文就当前分子功能影像技术在恶性肿瘤中的研究作一综述。1肿瘤代谢显像肿瘤代谢显像是分子功能影像学研宄最为成熟的技术之一，已广泛应用于基础研究、临床诊断等，目前研究最广泛的代谢显像剂主要有葡萄糖、核酸、氨基酸等1.1肿瘤葡萄糖代谢显像：18F标记的氟代脱氧葡萄糖(18F-fluorodeoxyglucose,18F-FDG)为葡萄糖的矣似物，通过细胞膜上葡萄糖转运蛋白的作用进入细胞，经己醣激酶(hexokinase)磯酸化成为6-磷酸-FDG，由于6-磷酸-FDG不能糖酵解进一步代谢，故以6-磷酸-18F-FDG的形式聚集于胞内。当18F衰变吋发射出两个湮火

4、光子，经PET的探测捕获和计算机重建辅助成像，于三维断层图像界面显示18FFDG浓集部位。由于恶性肿瘤细胞局部缺氧及自身生物学行为特性等使其糖代谢速率异常增高，摄取18F-FDG增加，而正常组织与良性病变细胞内葡萄糖的转运、葡萄糖-6-磷酸酶表达水平及己糖激酶/葡萄糖-6-磷酸酶比值等均与之不同，导致良、恶性组织细胞摄取18F-FDG的吋间-放射性活性曲线不同。因此可以通过18F-FDG的摄取速率、程度等来判别良恶性、早期发现和诊断恶性肿瘤。与传统的以解剖结构为判断基础的影像学技术(CT、MRI等)相比，18F-FDG肿瘤代谢显像因能提供肿瘤细胞代谢过程中独特的分子影像学信息而具冇更人的优越性

5、。1.2肿瘤核酸代谢显像：0前研究较多的显像剂包括18F-胸腺嘧啶(FLT)、1241等标记的脱氧尿嘧啶、11C-甲基-11C-胸腺嘧啶等，研究表明应用核素示踪分子显像剂进行PET显像提示核酸代谢物在小细胞肺癌、脑瘤、淋巴瘤和软组织肉瘤等有异常增高摄取，反映了肿瘤细胞的增殖状态々0等［3］对14例乳腺癌行FLT-PET显像，结果表明乳腺癌恶性病灶在注药后约10分钟对FLT的摄取达峰值，并可以作为预测对化疗的反应。Yap等［4］分别对实性肺部结节和非小细胞肺癌的FLT-PET显像对比研宄中发现，FLT与细胞增殖相关，在非小细胞肺癌有较高的特异性。研究表明18F-FLT能较为理想反映肿瘤细胞增殖状

6、态，而且与FDG比较其在肿瘤组织中的表达特异性更高，但也提示应用时要注意假阳性的发生。而对食管癌等的研究中也发现FLT在肿瘤细胞早期增殖的检测等方面也有类似现象。随着研究的深入，FLT显像在精确放疗中作为确定生物靶区的参考将具有重要意义。1.3肿瘤氨基酸代谢显像：迄今，研究较多的肿瘤氨基酸类显像剂冇蛋氨酸(MET)、酪氨酸(TYR)等，其中，用于PET显像最多的是11C-MET,它能反映肿瘤体内氨基酸的转运与代谢以及蛋白质的合成。Murayama［5］等通过对小鼠鳞癌的放射治疗后动态观察11C-MET的摄取发现，在照射后3天小鼠对其摄取明显下降。TSukada［6】等对小鼠的研究发现，在静脉注

7、药后，肿瘤组织对11C-MET的摄取升高到261%，肿瘤组织和血液浓度之比为130%。Phan［7］等对复发或转移的分化甲状腺癌的研究表明，11C-METPET是可行的，£L其中冇3例患者11C-METPET检测出而FDGPET未能显像，证实其应用价值。1.4肿瘤细胞磷脂代谢显像：11C-胆碱(llC-choline,llC-CH)、18F-氟胆碱(18F-F-Choline,18F-FCH＞能反