PET评价骨转移瘤

PET评价骨转移瘤 国际放射医学核医学杂志2006年3月第30卷第2期 lnlJRadiatMedNuclMed,March2006,Vol30,No.2 l0StrohA,FaberC,NeubergerT,eta1.1nvivodetection1traitsof magneticallylabeledemb~onicstem('ellsintheratbrainusing high—fieldf17.6magneticresonanceimaging.Neuroimage.2005, 24f31:635—645. 11ChinBB.NakamotoY.BuheJW.eta1.…InoxinelabelkIlFiles— emhymalstemcellspectafterjntravenousadministrationiiimyo一 (?ardialinfarction.NuclMe(1Commun,2003,24fl1):1149—1154. 12BrennerW.AicherA.EckeyT.eta1.…ln—labeledCD34+hematopoi. cticprogenitorcellsinaratmyocardialinfarctionmode1.JN1Med, 87 2004,451:512—518. 131)ingW,BatJ,ZhangJ,eta1.Invivotrackingofimplantedstem cellsusingradio—labeledtransferrinscintigraphy.NuclMedBiol, 2004,31f61:719-725. 14BatJZ,DingWM,LiuZJ,eta1.Transfcrrinreceptorexpressionof humanmesenchymalstemcellsandinvitrotrackingby autoradiographyaftertransplantationinspinalcord.BeijingDa XueXueBao,2004,36f31:276—280. (收稿日期:2005—05—23) PET评价骨转移瘤 王俊起高硕 临床核医学? 【摘要】肿瘤骨转移会产生顽同性骨痛和脊髓受压等严重并发症,并对分期,治疗 和判断预后 产生深远的影响,因而探测骨转移是制定治疗的重要部分.骨转移瘤发现频率 因原发肿瘤的 类型和所用检查手段不同而不同.虽然目前核素骨扫描是探测骨转移瘤最常用的 手段,但其对骨 转移瘤的诊断效能仍有一定限度.与rc一亚甲基二膦酸盐(rc.MDP)骨显像相 比,mF一氟化钠(F. NaF)和F一氟代脱氧葡萄糖(?sF—FDG)PET是分别从骨转移瘤产生的成骨反应 和骨转移瘤本身的代 谢活性角度进行评价的两种正电子示踪剂,结合PET的高度空间分辨率,特别是最 近迅速应用于 临床的PET.CT技术,使得正电子体层显像在全身骨骼恶性疾病评价上的准确性 进一步提高. 【关键词】骨肿瘤;肿瘤转移;体层摄影术,发射型计算机;F一氟化钠;18F一氟脱氧 葡萄糖; 叩c一亚甲基二膦酸盐 【中图分类号】R817.4【文献标识码】A【文章编号】l6.-,t3—4114(2006)02-0087 —04 PETintheevaluationofbonemetastases WANGJun—qi,GA0Shuo fPET-CTCenter,GeneralHospitalofTianjinMedicalUniversity,Tianjin300052,China) 【Abstract】 Theskeletonisoneofthemostcommonmetastaticsitesinpatientswithmaligancvskeleta1 metastasesareclinicallysignificantbecauseofassociatedsymptoms,complicationssuchaspathological fractureandtheirprofoundsignificanceforstaging,treatmentandprognosis.Detectionofbonemetastasesis, thus,animportantpartoftreatmentplanning.Thefrequencywithwhichmetastasesaredetectedvaries considerablywiththetypeofprimarytumorandwiththemethodologyutilizedfordetection.Bonescanis themostcommonmodalityindetectionbonemetastases.Butitsaccuracyinearlystageofbon emetastasesis limited.F—NaFandF— FDGaretwodifferentpositrontracers.whichcandetectbonemetastasesby osteoblasticreactionofbonetothepresenceoftumorsanddirectlytumorimaging,separately. Combination withthehighresolutionofPET,especialythePE— CTwhichalsoprovideabetteranatomiclocalization,the accuracyofdetectionofbonemetastaseswasimprovedsignificantly. 【Keywords】Boneneoplasms;Neoplasmmetastases;Tomography.emission— computed;F-sodi— umfluoride;F—fluorodeoxyglucose;'Yc—methylenediphosphoate 骨骼是肺脏和肝脏之后第三位恶性肿瘤最常见 的转移部位.据估计,晚期乳腺癌和前列腺癌患者 中70%有骨转移,肺癌,肾癌,甲状腺癌和骨肉 作者单位:300052,天津医科大学总医院PET.CT中心 通讯作者:王俊起(E-mail:wjunqi@gmail) 瘤等也常伴随骨转移.某些肿瘤骨转移后患者生存 期可能较长,如前列腺癌和乳腺癌骨转移后患者的 中位生存期可达2年.相反,肺癌骨转移患者的中 位生存期仅为3个月ll1.多数骨转移病变为显着的 溶骨性反应,但在某些肿瘤如前列腺癌中骨转移主 88fq际放射学核医,:杂志2006年3门第3()卷第2IntJRadiatMe(1N?.1MP(1.March2006.Vol30.NIJ.2 要为成骨性反应:溶骨性转移较成骨性转移有更严 重的并发症和较短的生存期肿瘤骨转移常伴随骨 痛,高钙血症,病理性骨折,脊髓迫和骨髓抑芾lj 等严重并发症:I太】此,骨转移瘤的期发现,范 确定及治疗效果的准确评价对制定恰当的治疗方 案,判断预后和减少严重并发症十分重要 目前常规力'法中没有既敏感又特异的评价全身 骨骼的手段,骨转移瘤的诊断常需几种影像柃查综 合运用.Tc一亚甲基二膦酸盐(r(,_ITlethvl diphosphonate,叮c—MDP)『人J烁骨显像是临J术评价骨 转移瘤最常用的检查,但由于它是间接反映肿瘤转 移到骨后的骨代谢活性的改变,因而对于没有产生 明显成骨反应的骨转移瘤会有假阴性结果,而对于 其他良性病变的骨转换增加会有假阳性结果.随着 技术进步,PET已逐渐进入临床应用阶段,评价肿 瘤骨转移正电子放射性药物主要为F一氟化钠(-SF— s0diumnu0ride,NaF)和F一氟代脱氧葡萄糖(IsF"一 nu0mde0xygluc0se,.FFDG). 1-.NaFPET评价骨转移瘤 ,sF—NaF最早于l960年用于骨转移瘤的评价, 但由于射线5l1kev能量不适合单光子显像而很快 被Irrc标记的多聚膦酸盐所替代.随着PET的临 床应用特别是PET—CT的出现,F—NaF评价骨骼恶 性和良性病变的重要性又被重新认识:虽然临床L 90%以PET检查的示踪剂为F—FDG,但对于骨 骼评价,F—NaF可能是更重要的示踪剂. 一8F—NaF的骨骼摄取机制与Tc?一MDP类似,即 依靠局部的血流和骨骼的成骨性反应:它主要沉积 于骨转换活跃的部位,在骨表面骨骼羟基磷灰石 晶体的羟基进行交换形成牢周的氟磷灰石:tsF— NaF的优点是不卜j血浆蛋白结合,沣射后数十分钟 即达到很高的骨骼与本底的对比;而Tc.MDP 血浆蛋白有不同程度结合,通常在注射后2,4h才 能达到较好的对比.因此,PET能在较短的检查时 问『人J发现常规骨显像不能发现的病灶,即使成骨反 较弱的骨转移瘤F—NaF摄取较弱也能发现,而 此时病变尚不能被99T"Tc—MDP发现l21. 由于F—NaFPET常规全身体层采集,图像分 辨率明显高于常规骨显像,因此这种检查在探测骨 转移瘤上具有更高的敏感性和特异性.一项包括 44例前列腺癌,肺癌,甲状腺癌的研究比较了F— NaFPET和n—MDP骨显像:F—NaFPEq探测到 所有骨转移病变,它发现的良性,恶性病变数量是 99rMDP骨显像的2倍,表明它在探测骨骼异常 f:的高度敏感性,同时高分辨率和维采集保证了 较高的特异性.Hetzel等I4】评价了sF—NaFPET对 肺癌骨转移诊断的准确性和效价,他们认为 F—NaFPET较99,"Tc—MDP骨显像具有更高的效价 比,使103例患者中的l7例治疗计划改变.类似 报道见于SchilTmeister等关于乳腺癌研究,并认 为随着正电子显像的普及,F—NaFPET显像可以 替代常规Tc—MDP骨显像. F—NaFPET在评价椎骨转移上的优势特别明 显,这很可能是由于更高对比度和更高分辨率的了 维体层信息而不是由于两种示踪剂摄取机制不同. 虽然F—NaFPET能够提高诊断准确性和改变 患者治疗计划,但目前有限资料尚不能确定这种检 查的效价比高于平面骨显像加局部骨体层显像,因 此还需进一步的临床研究来确定,sF—NaFPET评价 骨转移瘤的价值. 2-.FDGPET评价骨转移瘤 肿瘤细胞对18F—FDG的摄取直接依靠其代谢活 性而不是肿瘤造成的局部骨骼的成骨反应,影响肿 瘤摄取和滞留,8F—FDG的因素包括肿瘤细胞的酵解 酶和细胞膜的葡萄糖转运体水平.大量的证据表 明,IsF—FDGPET能有效评价多种恶性肿瘤的骨转 移,同时对于软组织转移也能有效评价: IsF—FDGPET对于某些肿瘤的骨转移探测比常 规Tc—MDP更敏感.肾细胞癌和骨髓瘤的骨转移 表现为显着的溶骨性反应,没有或仅轻度成骨反 应,因而一sF—FDGPET评价这两种肿瘤骨转移明显 优于Tc—MDP骨显像,使治疗方案改变. Mamm等…对100例非小细胞肺癌的分期研究 发现,一8F—FDGPET检出92%~0骨转移灶,而常规 骨显像仅发现50%的骨转移病变,因此作者认为, 对于非小细胞肺癌分期,F—FDGPET明显优于常 规nTc—MDP骨显像.Hetzel等…比较F.NaFPET, t8F—FDGPET和常规99n?Tc—MDP骨显像对于肺癌骨 转移诊断的敏感性,者的假阴性分别为6%,9% 和39%,因此认为‰Tc—MDP骨显像对于早期的骨 转移诊断困难. 曾经认为常规‰Tc—MDP骨显像是最敏感的评 玛际放射医学核医学杂志2006年3第30巷第2期 JrilJI/adiatMedNuclMed,March2006,Vol30,No.289 价骨转移的肿瘤如乳腺癌,Ewi—lg肉瘤和淋巴瘤等, isp—FDGPET则增加了这些肿瘤诊断的敏感性10I. 原因可能是它能直接评价骨髓内小的转移灶的代谢 活性,而这时肿瘤还没有产生明显的被Tc—MDP 探测到的成骨反应. 明显的成骨性转移较少摄取-8F.FDG,囚而F— FDGPET对于这类病变可能较常规tTc—MDP骨显 像敏感性差.这种情况在乳腺癌和肺癌成骨性转移 中已经发现I11I.这也能解释18F—FDGPET评价前列 腺癌患者骨转移的较差敏感性I12I.这类骨转移瘤具 有相对较低的糖酵解水平,同时也认为这类病变肿 瘤细胞成分相对少. 虽然还没有确定-8F.FDGPET对各种骨转移瘤 的总的探测敏感性是否均高于常规?Tc—MDP骨显 像,但F-FDGPET在特异性上较常规Tc—MDP骨 显像明显提高[13I.这主要是因为ISF_FDG在多数良性 骨病变没有摄取,如骨关节退行病变,而这在?Tc— MDP骨显像会造成假阳性结果.Bury等114I比较了 110例非小细胞肺癌的-8F.FDGPET和常规Tc— MDP骨显像,结果两种检查都发现了21例骨转移 患者中的l9例,但是PET的阴性预测值显着高于 Tc—MDP骨显像(98%对60%). F-FDGPET是监测治疗反应的有效手段,x 射线平片评价治疗反应改变很慢,T—MDP骨显像 由于闪烁现象也不能早期评价治疗效果.初步研究 表明,F-FDGPET较常规影像检查能更敏感和准确 的评价骨转移瘤的治疗效果,这与临床反应和肿瘤 标记物表现一致II.这一领域需要进一步研究,但 确能代表PET对骨转移瘤患者评价的最有价值贡献 之一. F—FDGPE1在探测不同类型骨转移瘤的效能 不同,这可能有几种机制: (1)原发肿瘤类型不同则IsF—FDGPET探测骨 转移的敏感性不同,如前列腺癌的骨转移IsF—FDG PET明显低于常规骨显像,可能是这类肿瘤的较早 阶段不是以葡萄糖为主要供能物质. (2)骨转移瘤的形态学不同(溶骨性,成骨性, 混合性)则其对F—FDG的摄取程度不同I16I.研究 表明这3种类型的糖酵解率不同,同样体积的成骨 性病变具有较少的肿瘤细胞和较低的代谢率,因而 不容易被i8F—FDGPET发现. (3)骨骼不同部位转移瘤的18F.FDGPET探测 效能不同,骨皮质的病变更容易产生成骨反应,因 而容易被骨扫描发现,松质骨病变较少产生成骨反 应,因而肿瘤细胞更容易被18F—FDGPET发现. (4)治疗与否对于F—FDGPET探测骨转移灶 效能有明确影响.Israel等『J7J研究认为,大多数未 经治疗的病变PET阳性,同时CT表现为溶骨性或 成骨性,治疗后病变表现为CT阳性而PET阴性, 这些通常是反映治疗有效的成骨病变;同时他们还 发现5%的病变仅有PET阳性而CT阴性. (5)肿瘤细胞自身的侵袭程度也很重要,研究 表明,对于进展性乳腺癌和前列腺癌IsF—FDGPET 能更好地发现骨转移病变,即使对接受广泛治疗的 患者.总之,对于x射线摄片,CT或Tc—MDP 骨显像阳性而-8F—FDGPET阴性病灶的临床意义还 需进一步的研究. 目前-8F—FDGPET在临床肿瘤学实践上已广泛应 用,但它在探测骨转移瘤上的价值远没有阐明.对 于乳腺癌和肺癌的骨转移,F—FDGPET和Tc— MDP骨显像的探测敏感性类似,虽然有些研究表 明F.FDGPET对于乳腺癌骨转移探测敏感性低于 Tc—MDP骨显像…I,比较一致的看法是IsF—FDGPET 能提高诊断的特异性.为了使骨转移瘤不被漏诊, F-FDGPET和rrc—MDP骨显像在探测骨转移瘤上 两种技术可以互补,ISF-FDGPET对于早期,脊柱和 溶骨为主的病变较好,Tc—MDP骨显像对于成骨I生 转移和颅骨,肋骨的病变较好. 肿瘤骨转移的发生,发展是一个连续的复杂生 物学过程,不同肿瘤类型和骨转移瘤的不同阶段代 谢特点可能有很大差别,F—NaF和18F—FDGPET能 够反映骨转移瘤的不同代谢特点,更深入的了解骨 转移瘤的病理过程,有关二者及其他正电子示踪剂 的综合比较研究有着重要意义. 3PET的不足与PET.CT的应用 与常规Tc—MDP骨显像一样,F.NaFPET对 于良性骨病变会有假阳性摄取,同时由于高对比度 会发现更多的良性病变.但这一问题由于PET的 高分辨的维信息在一定程度上能够鉴别良恶性, 同时由于PET.CT的应用,低剂量CT产生的信息 更能提高鉴别能力『…8. 有时亲F—FDG病变很难确定是否在骨骼,如 果骨骼病变的定位没有问题,那么对于非显着成骨 堕堂堡堕望志2筻30卷第2期Inl_IRadiatMedNuelMed,March2006,Vol30,N..2 性转移的肿瘤当进行常规F—FDGPET时可能没有 必要进行‰?Tc—MDP骨显像.南于PET—CT扫捕仪 的大量应用,亲?8F—FDG病变更容易定位于骨骼或 软组织. F—FDGPET对于包括前列腺癌等的成骨性转移 会有假阴性结果,同时许多非恶性病变类似转移病 变,这包括Paget骨炎,骨纤维增生不良和骨髓炎. 有报道,急性骨折后会有FDG的摄取增加,此时 可结合化摄取值来鉴别,创伤后2,3个月恢复正 常,除非伴发感染或由于恶性骨折?9I.随着PET-CT 广泛应用,同机的低剂量CT产生的信息会对骨骼 F-FDG假阴性或假阳性的病灶有重要鉴别意义ll7I. 参考文献 1RubensRD.Bonenletastases—in(ideneeandcomplications.In RubensRD,MundyGR.Cancerandtheskeleton.London:Martin Dunitz,2000.33—42. 2SchirrmeisterH,BuckA,GuhlmannA,eta1.Anatomiealdistrilmtion and~leroticactivityofbonemetastasesfromthyroidcanceras.~essed withF一18sodiumfluoridePEr.Thyroid,2001,11(7):677—683. 3SchirrmeisterH,GuhlmannA,EisnerK,cta1.Sensitivityin detectingosseouslesionsdependsonanatonliclocalization:planar bonescintigraphyversusFPET.JNuclMed,199940(10):1623一 l629. 4HetzelM,ArslandemirC.KonigHH.eta1.F一18NaFPETfi)r detectionofbonemetastasesinlungcancer:ac('ura('y.COSt— effectivenessandimpactonpatientmanagement.JBoneMinerRes, 2003,18(12):2206-2214. 5SchirrmeisterH,GlattingG,HetzelJ,eta1.Prospectiveevaluationof theclinicalvalueofplanarbones【.ans,SPECTandf18)F—labeled NaFPETinnewlydiagnosedlungeal|cer.JNuclMed,2001,42(12): l8oo—l804. 6SchirrmeisierH,BuckAK.Bergmann1..eta1.PETriostagingof solitaryplasmaeytoma.CancerBiotherRadiopharm,2003,18(5): 84l-845. 7WuHC,YenRF,ShenYY,eta1.Comparingwholehod)F-2一 deoxyglucosePETandrcMDPbones(?anII1(tetectbune metastasesinpatientswithrenalcellcarcinomas—aprelinfinary report.JCan(erResClinOncnl,2002,128(9):503-506. 8MaromEM,McAdamsHP,ErasmusJJ,eta1.Stagingnon—smallcell lungcancerwithwhole—bodyPET.Radiology,1999,212(3):803— 809. 9CookGJ,HoustonS,RubensR,eta1.DetectionofboBemetastases inbreastcancerbyF-FDGPET:differingmetallicactivityin nsteoblastieandosteolyticlesions.JClinOncol.1998.16(10):3375— 3379. 10FranziusC,SciukJ,Daldrup—LinkHE.eta1.FDGPETfordetection nfnsseoHsmetastasesfrommalignantprimaryboneturnouts: comparisonwithbonescintigraphy.EurJNuclMed,2000,27(9): l305-l3ll 11GallowitschHJ,KresnikE,GasserJ,eta1.F-18I1u0nlde0yglu(?ose positron—emi~iontomographyinthediagnosisoftumorrecurrence andmetastasesinthefollow—upofpatientswithbreastcareinoma:A comparisontoconventionalimaging.InvestRadiol.2003,38(5): 250—256. 12JadvarH,PinskiJK.ContiPS.FDGPETinsuspectedrecurrentall(1 metastaticprostatecancer.OncolRep,2003,lOf5):1485—1488. 13Gayedl,VuT,JohnsonM,eta1.Comparisonofboneand2-deoxy一2一 fl,cF]fluoro—D—glucosePETintheevaluationofbonymetastases inlungcancer.MolImagingBiol,2003,5(1):26-31. 14BuryT,BarretoA,DaenenF.eta1.Fluorine—l8deoxyglucose positronemissiontomographyforthedetectinnofbonemetastases inpatientswithnon—smallcelllungcancer.EurJNuelMed,l998, 25f91:l244一l247. 15Staff()rdSE,GralowJR,SchubertEK.eta1.Useofseri'alFDGPET tomeasuretheresponseofbone—dominantI)reastcancertntherapy. 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