用分子影像指导肿瘤精准治疗
nylalanine, FDOPA) 较 FDG 检测原发及复发脑肿瘤 的灵敏度高,还可鉴别高㊁低级别胶质瘤及评价颅外神 经内分泌肿瘤[4⁃5] ㊂11 C⁃CHO 在恶性肿瘤中摄取显著升 显像[6] ㊂18 F⁃氟乙酰甲胆碱 ( fluoromethylcholine, FCH) 由于半衰期更长,对肿瘤的显像优势更明显[7] ㊂ 血管生成显像 血管生成是指新血管从原有血管周围生成的过 高而不在良性肿瘤中摄取,不会出现泌尿系统大量放 射性浓聚干扰,故较 FDG 更适于脑肿瘤和前列腺肿瘤
疗是提高肿瘤治愈率及改善患者生存质量的关键㊂ 准医学发展,但很多问题有待解决,如相同肿瘤分期 的不同患者对相同的治疗模式存在疗效的个体间差 异,同一患者的原发灶和转移灶间存在疗效差异,甚 至同一肿瘤内部不同区域间也存在治疗反应的不 同,这些差异均是由肿瘤细胞的生物异质性导致的㊂ 基于群体化证据的治疗技术不适合存在个体差异的 肿瘤患者,如放疗靶区勾画和剂量照射㊁化疗方案和 剂量选择等都是群体化的, 没有考虑肿瘤的生物差 异及其在治疗过程中的动态变化㊂ 因此, 提高恶性 肿瘤治疗疗效的重点主要在于对患者分子生物特征 个体化的研究,在肿瘤解剖影像基础上综合考虑肿 瘤代谢㊁增殖㊁乏氧㊁ 受体状态等与治疗密切相关的 个体基因组信息,从而为患者量身设计最佳治疗方 案㊂ 只有这种基于个体化生物学特征制定的分子影 像引导的精准治疗,才能避免治疗不足或治疗过度, 从而真正实现肿瘤患者治疗的最大获益㊂ 随着分子生物学的发展与成像技术的不断革 新,分子影像在肿瘤全程管理尤其是肿瘤治疗中发 挥着愈发重要的作用㊂ 与传统医学影像能够直观显 示病变形态学结果不同, 分子影像能够定位肿瘤位 置,还可针对特定分子的表达与活性和生物学过程 进行显像,从而提供更好的治疗管理㊂ 利用众多分 子生物学事件和分子生物学标记物如功能代谢㊁ 血 管生成㊁细胞乏氧㊁受体㊁细胞凋亡与细胞增殖等,肿 瘤学家正逐渐开启肿瘤个体化精准治疗的大门㊂ 笔 者就目前分子影像引导的肿瘤精准治疗现状与进展 作一述评㊂ 肿瘤代谢显像 肿瘤需要大量能量供给细胞生长及增殖㊂ 通过
中华核医学与分子影像杂志 2016 年 2 月第 36 卷第 1 期㊀ Chin J Nucl Med Mol Imaging, Feb. 2016, Vol. 36, No. 1
㊃ 述评 ㊃
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用分子影像指导肿瘤精准治疗
蒋力扬㊀ 孟雪㊀ 于金明 250117㊀ 济南,山东省肿瘤医院放疗科 通信作者:于金明,Email: sdyujinming@ 126.com
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大体积前列腺癌,通过鉴别肿瘤是否具有侵袭性,改 进风险适应性管理
[ 20]
半衰期过短及通过胸苷磷酸化酶快速代谢的特点使 脱氧⁃2ᶄ⁃18 F 氟⁃β⁃D⁃阿糖呋喃基) 胸腺嘧啶 [ 1⁃( 2ᶄ⁃de⁃ oxy⁃2ᶄ⁃18 F⁃fluoro⁃beta⁃D⁃arabinofuranosyl ) thymine, FMAU] 等克服了上述缺点㊂
肿瘤和转移灶的诊断, 但可用于预测放化疗效果及 预后㊂
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其中 F⁃硝基咪唑丙醇( fluoromisonidazole, FMISO) 应
多硝基咪唑类化合物常用于 PET 乏氧显像标记,
用最为广泛㊂ FMISO 仅对有活力的乏氧细胞敏感, 而坏死细胞不摄取㊂ 但18 F⁃FMISO 图像质量不佳, 存在神经毒性及软组织吸收 [ 15] ㊂ 为克服这些缺点, 第二代显像剂如18 F⁃氟子囊霉素阿糖胞苷( fluoroazo⁃ mycin arabinoside, FAZA ) ㊁18 F⁃氟赤硝基咪唑 ( fluo⁃
ro⁃erythronitroimidazole, FETNIM ) 等 已 投 入 临 床 研 究㊂18 F⁃FAZA 已在胶质瘤㊁ 淋巴瘤㊁ 肺癌㊁ 头颈部肿 瘤㊁宫颈癌及直肠癌中成功应用, 且高18 F⁃FAZA 摄 取值是肿瘤预后不良的独立预测因子㊂ 研究 [ 16] 提 示,18 F⁃FETNIM 显像时, 头颈部肿瘤㊁ 肺癌㊁ 食管癌 及宫颈癌的高肿瘤 / 肌肉比值预示着更差的 PFS 和 OS㊂ 甲基 氨 基 硫 ) [ diacetyl⁃bis ( N4⁃methylthiosemicarba⁃ 另一种 PET 乏氧显像剂是64 Cu⁃二乙酰二 ( N4⁃
于肿瘤细胞的葡萄糖代谢增加,多数肿瘤 FDG 摄取 值显著提高,因而 FDG 常规应用于肿瘤的检测㊁ 分 期及疗效评估㊂ Meng 等 [ 1⁃2] 根据 NSCLC FDG 代谢 显像精确勾画肿瘤大体靶区和个体化确定临床靶 区,从而保证了精确放疗的实施㊂ 但葡萄糖代谢增 加并不是肿瘤细胞的特异性现象, 也常出现于脑细 胞㊁心肌细胞㊁棕色脂肪及感染组织或炎性细胞㊂ 此 外,许多恶性肿瘤并不表现出高代谢,因此无法通过 FDG 进行诊断 [ 3] ㊂ 肿瘤细胞摄取葡萄糖增加的同时,对蛋白质㊁脂
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程,同时也是肿瘤生长㊁浸润和转移的必要条件㊂ 肿 瘤血管生成在肿瘤生长转移过程中起着重要的作 用,此过程受血管生成相关标志物的驱动㊂ 这些标 志物主要包括 α V β 3 细胞黏附分子整合蛋白和血管 内皮生长因子受体家族 ( vascular endothelial growth 管的内皮细胞,且显著上调㊂ factor receptor, VEGFR) 及其配体, 其存在于新生血 子,是 1 组广泛分布于细胞表面的跨膜糖蛋白受体, 主要介导细胞间㊁细胞与胞外基质间的相互黏附与 双向信号传导,进而介导各组织间血管生成㊂ 整合 素 α V β 3 在肿瘤新生毛细血管内皮细胞 上 呈 高 表 含 RGD 的多肽分子可与 α V β 3 特异性结合, 利用放 射性核 素 标 记 的 RGD 多 肽 作 为 整 合 素 α V β 3 的 SPECT 或 PET 分子探针, 可无创㊁ 动态地定量检测 来核医学研究的热点 [ 8] ㊂ 测定 肿 瘤 组 织 中 整 合 素 α V β 3 受 体 的 表 达 水 其受体表达,进而对肿瘤新生血管进行显像,是近年 达,而在正常的静止型非增殖内皮细胞表面不表达㊂ 整合素是细胞黏附分子家族中一类生物大分
平,有 助 于 评 价 肿 瘤 的 生 长 状 况 和 侵 袭 性㊂ Wei
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zone) , ATSM] , 其具有较好的肿瘤乏氧显像效果, 其高摄取值提示预后较差 [ 17] ㊂64 Cu⁃ATSM 的乏氧特 床试验中㊂ 受体显像 相比组织学检查手段, 通过显像检测受体表达 操作无创㊁不受取材质量影响, 可评估位点, 具有更 多优势㊂ 肿瘤受体显像能提供肿瘤负荷㊁肿瘤特征㊁ 肿瘤受体定量及受体特异性的信息, 进而指导最佳 治疗策略㊂ 雌激素受体如18 F⁃氟雌二醇 ( fluoroestra⁃ diol, FES) ㊁18 F⁃甲氧炔雌醇( moxestrol, FMOX) 可作 为乳腺癌诊断与治疗的显像示踪剂㊂ 研究 [ 18] 发现 对内分泌治疗有反应的患者18 F⁃FES 的 SUV 平均值 比无反应的患者高,内分泌治疗可能对 FES SUV 小 于 1.5 的患者无效㊂ brane antigen, PSMA) 在前列腺癌中高表达,并与前 应用68 Ga⁃PSMA 配体的 PET 显像对前列腺癌具有 较高的特异性,能检测出原发性前列腺癌淋巴结及 骨转移情况㊁ 前列腺癌的复发和转移, 尤其对于低 PSA 水平的前列腺癌, 较18 F⁃CHO 显像拥有更大的 优势 [ 19] ㊂ N⁃{ N⁃[ ( S ) ⁃1, 3⁃二羧基丙基 ] 氨 基 甲 酰 基} ⁃4⁃18 F 氟苄基⁃L⁃半胱氨酸 { N⁃{ N⁃[ ( S ) ⁃1, 3⁃di⁃ carboxypropyl ] carbamoyl } ⁃4⁃18 F⁃fluorobenzyl⁃L⁃cyste⁃ ine, DCFBC } ⁃PSMA PET 能够可靠检测出高级别及 前列 腺 特 异 性 膜 抗 原 ( prostate specific mem⁃ 异性仍有争议,但其半衰期较长,可应用于未来的临
因子 ( vascular endothelial growth factor, VEGF ) 和 VEGFR㊂ 两者在肿瘤细胞的表达程度与肿瘤生长速 度㊁肿瘤转移和预后有关 成治疗的用药时机 [ 12⁃13] ㊂ 乏氧显像 实体肿瘤在快速生长过程中由于打破了氧气供 应和消耗的平衡, 会出现不同程度的乏氧㊂ 乏氧通 常意味着预后不良,肿瘤侵袭性生长㊁远处转移风险 增加,并对放化疗抵抗 [ 14] ㊂ 肿瘤只有达到一定体积 才会引起乏氧,因此肿瘤乏氧显像并不能用于原发
质的摄取也有所增加㊂11 C⁃MET 能够检复发鉴别及治疗
计划等, 但11 C 半衰期较短, 临床应用受限㊂ O⁃( 2⁃ [ 18 F ] 氟 代 乙 基 ) ⁃L⁃酪 氨 酸 ( O⁃2⁃18 F⁃fluoroethyl⁃L⁃ tyrosine,18 F⁃FET) 能够鉴别高㊁低级别胶质瘤复发病 4⁃二羟基苯丙氨酸 ( 6⁃18 F⁃fluoro⁃L⁃3, 4⁃dihydroxyphe⁃ 灶,可更清晰地区分肿瘤和炎性病灶,还可作为多形 性成胶质母细胞瘤术后的预后指标㊂ 6⁃18 F⁃氟⁃L⁃3,
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dermal growth factor receptor⁃2, HER2 ) 在 25% 30%
㊀ ㊀ 肿瘤严重威胁人类健康与生命, 早期诊断与治 目前恶性肿瘤的治疗模式正向 量体裁衣式 的精
对肿瘤代谢途径的标记, 肿瘤代谢显像对肿瘤患者 分期㊁疗效监测及预后预测等全程管理有着显著影 响㊂ 基于葡萄糖㊁氨基酸和脂质代谢途径的显像方 法信噪比高,学者对此已进行了大量研究㊂ FDG 是临床上使用最广泛的 PET 显像剂㊂ 由
DOI:10.3760 / cma.j.issn.2095⁃2848.2016.01.002 Precision therapy of oncology by molecular imaging㊀ Jiang Liyang, Meng Xue, Yu Jinming Department of Radiation Oncology, Shandong Cancer Hospital, Jinan 250017, China Corresponding author: Yu Jinming, Email: sdyujinming@ 126.com