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发布时间: 2020-01-24

  原标题:TLCR特刊 PET/CT在肺癌精准医疗中的作用:核医学和分子影像学学会的视角

  摘要:本文讨论了PET/CT在促进肺癌精准医疗中的作用,并提供了核医学和分子影像学学会(Society of Nuclear Medicine and Molecular Imaging, SNMMI)关于该过程的观点。列出了SNMMI的使命和愿景,以及SNMMI为促进精准医疗最佳实践提供的指导。介绍了PET/CT的基本原理。讨论了PET/CT显像在肺癌中的应用概况。在肺癌患者中,PET/CT对于优化患者管理至关重要。PET/CT对于确定疾病的分期和再分期,检测复发或残留疾病,评估治疗反应和提供预后信息至关重要。通过确定活动性疾病的程度,包括评估功能肿瘤体积,PET/CT在放射治疗计划中也非常重要。目前的肿瘤成像方法显著优于传统成像手段。然而,最近的进展表明,在可预期的将来,治疗应答标准将基于代谢特征,包括评估肿瘤的生物学特征,以及进一步提高精确药物在肺癌中的有效性,降低复发率从而改善患者的预后。

  关键词:肺癌;精准医学;PET/CT;核医学和分子影像学学会(SNMMI);肿瘤成像

  大多数核医学(nuclear medicine, NM)研究都是诊断性的。肿瘤学的主要原因是:做出诊断,确定分期/再分期或疾病程度,检测复发或残留疾病,评估患者对治疗的反应并提供预后信息。

  NM也可发挥治疗作用。在甲状腺疾病中,我们可以治疗甲亢和甲状腺癌。77686香港来料,在20世纪80年代,我们开始使用放射性核素减轻骨转移性疾病的骨痛,并取得了实质性的成功。在过去的几年中,我们已经开始用各种β-放射性核素和最近的α-放射性核素治疗恶性肿瘤,以期改善预后。在不久的将来,我期望在使用放射性核素治疗各种恶性肿瘤方面取得重大成功,即预后更好、复发率更低。

  愿景:SNMMI是在全球推广核医学、分子成像和放射性核素治疗价值的公认领导者。

  SNMMI可以通过提供促进最佳实践的指南来完成其部分使命和愿景,包括有关肺癌和其他恶性疾病的操作指南和质量措施,还可通过提供适当的使用标准来帮助转诊医师管理患者,方法是通过进行适当的诊断和治疗方面的研究。SNMMI为剂量学和剂量优化提供指导。SNMMI还提供多种途径的实践质量指导,包括年度会议文章、网络研讨会、年度会议的教育和评论演讲以及有关各种研究的医师资格认证声明。

  肿瘤中的PET成像使用短寿命的正电子发射放射性同位素(放射性核素)。最常用的放射性核素是氟-18,用于标记葡萄糖,产生F-18脱氧葡萄糖(F-18 FDG)。氟-18发射正电子。射出的这些正电子与电子结合。两者都被歼灭,并且这种湮灭过程产生具有相同能量(511keV)的光子(也称为伽马射线),其在几乎完全相反的方向上传播。PET相机检测从该过程发射的伽马射线,这被称为湮灭重合检测。PET相机以大约180度的角度检测重合的伽马射线。如果在符合时间窗内检测到这些相等和相反的伽玛射线纳秒,则记录事件以产生映射这些事件分布的图像。断层图像由原始数据重建。图像可以在轴向,冠状和矢状投影中查看。因此图像是体内示踪剂分布的记录。图像是定量的,并且在纠正散点图和随机事件以及其他物理效应时更准确。PET成像现在与CT结合,因为PET相机为示踪剂的分布提供了高灵敏度,并且CT提供了精确的解剖学定位和衰减校正。这种组合使PET/CT成为评估大多数恶性肿瘤最敏感和最准确的方式[1, 2]。

  大多数恶性肿瘤糖酵解增加(称为Warburg效应),因此是高代谢性的。我们可以利用这些恶性肿瘤的这一特征,用葡萄糖类似物F-18氟代脱氧葡萄糖对它们进行成像。F-18FDG被葡萄糖转运蛋白分子转运到细胞中(大多数恶性细胞更大程度上),葡萄糖转运蛋白分子在恶性肿瘤中上调。像葡萄糖一样,F-18 FDG最初被己糖激酶磷酸化,但它不能被进一步代谢,因此被捕获在细胞内。这些恶性细胞因此可以被PET/CT检测为异常增加的F-18 FDG摄取[1]。

  虽然F-18 FDG是“非特异性”示踪剂,但它在许多恶性肿瘤中是有用的示踪剂,因为大多数恶性肿瘤是高代谢性的。F-18 FDG已成为评估许多恶性肿瘤的主要示踪剂,用于检测、鉴定、分期和重新分期、检测复发或残余疾病、监测对治疗和预后的反应。

  PET/CT是评估肺癌(非小细胞肺癌和小细胞肺癌)的一种有价值的方法。其中一个重要的适应症是评估孤立性肺结节(直径小于或等于3厘米)。这些小结节可以在胸部X光片或胸部CT扫描中偶然检测到。然而,由于解剖学结果常常是非特异性的,肺结节无法通过胸部CT完全评估为恶性肿瘤。PET/CT对于检测恶性肿瘤中发现的代谢改变具有更高的敏感性,通常在可以识别结构改变之前,尤其是在可以看到特定的恶性肿瘤结构改变之前。

  假阴性研究并不常见,可见于直径一般小于8-10毫米的小结节。假阴性结果也可见于低度恶性肿瘤,如支气管肺泡癌(现在主要根据侵入性和生长特征重新分类为各种肺癌类型)或类癌。这些还包括具有相对大量粘蛋白和相对少量细胞的粘液腺癌[3]。

  直径大于8-10mm的实性肺结节显示对F-18 FDG摄取缺乏,更有可能是良性的。

  假阳性结果可见于感染,特别是结核和肉芽肿感染。非感染性炎症状况,特别是肉状瘤,也可能导致假阳性结果。这些传染性或非传染性炎症病症中的高代谢程度可能与高度恶性肿瘤相似。

  研究已证明PET/CT在评估孤立性肺结节方面具有很高的成本效益。尤其是当预检概率与CT扫描结果不一致时[3]。

  具有F-18 FDG的PET/CT在表征孤立肺肿块(直径大于3cm)中显然是重要的。PET/CT在评估肺部肿块方面具有较高的敏感性和特异性。当标准摄取值(standard uptake value, SUV)大于2.5时,恶性肿瘤的可能性更大,并且SUV升高提示预后更差。肺部存在肿块时,PET/CT显示肺门和纵隔受累,可以避免无效的开胸手术。在没有肺门或纵隔受累的大量肺部肿块的情况下,开胸术可以提供有利的预后。

  精确的非小细胞肺癌分期对确定这些患者的最佳治疗至关重要。FDG PET/CT是检测肺门和纵隔淋巴结累及的最敏感和准确的方式。它也是检测转移性疾病(包括局部,区域或远处转移)的最敏感和准确的方式(除了大脑中,MRI更敏感)。假阳性结果可以见于病变太小而无法检测,或高代谢程度太低的低度恶性肿瘤。在30-40%的病例中,PET/CT已经改变了非小细胞肺癌的管理[3]。

  一些研究者已经研究了使用PET/CT的双时间点成像,因为恶性肿瘤在2-6小时内吸收增加,而炎症状态通常在注射后60分钟后表现出稳定的摄取水平。然而,并不是所有的研究都证实了这种技术的有用性[3]。

  评估治疗反应对于优化管理至关重要。PET/CT在评估包括化疗,放疗或联合治疗的治疗反应中是有价值的。使用代谢标准而不是解剖学标准的灵敏度提高使PET/CT成为评估治疗反应的重要方式。PET/CT优于单独CT,尤其是由于肺不张、炎症改变和放射后纤维化引起的解剖变化,这些都使CT解释困难。

  在监测治疗中,基于成像结果,PET/CT可以指导化疗的持续进行或化疗的变化。

  PET/CT在放射治疗计划中至关重要。PET/CT提供分期信息,并可以检测先前未知的转移,这可以确定哪些患者可以接受明确的(即可能治愈的)放疗,哪些患者应该接受姑息治疗。PET/CT可以准确显示病变范围,从而提高放射治疗的成功率。PET/CT可准确描绘肿瘤的总体积和功能体积,这对指导放疗至关重要。F-18 FDG肿瘤摄取的程度可以预测对放疗的反应以及结果。较高的摄取量(增加的SUV)表明存活减少。PET/CT也可用于预测放射性肺炎[3]。

  使用F-18 FDG进行连续PET/CT研究可以用于检测残留或复发性疾病。检测复发疾病的敏感性,特异性和准确性非常高,在90%的范围内。SUV在这些病变中的水平可以预测生存率,因为SUV水平越高表明生存率越差[3]。

  小细胞肺癌通常占所有肺癌的15-20%。小细胞肺癌通常侵袭性极强,并且在诊断时被认为是转移性的。

  这些癌症最初对放射线敏感,对化疗也非常敏感。然而,对治疗的反应通常是短暂的,总生存率较差[3]。F-18 FDG PET/CT可以准确地对这些癌症进行分期。同样在这些肿瘤中,PET/CT对于检测脑转移的敏感性低于MRI。同样在小细胞肺癌中,较高的SUV预测较差的结果。PET/CT对放射治疗计划也很有用[3]。

  除了F-18 NaF外,其他新型PET示踪剂正在研究用于评估肺癌的其他特征,包括细胞增殖(DNA合成)、细胞凋亡和缺氧。这些药物中的一些,如用于评估增殖状态(即DNA合成)的F-18氟胸嘧啶(F-18 FLT),正处于临床试验中。能够检测缺氧的PET药物可能变得重要,因为缺氧肿瘤更难以治疗。至少一种低氧剂也可以用作有效的低氧放射增敏剂。这些用于增殖、缺氧和恶性细胞其它特征的药物在临床上是否有用还有待观察。

  目前肿瘤成像的方法包括筛查、诊断、分期/再分期、监测治疗反应、检测残留或复发性疾病(包括监测)及评估预后。在不久的将来,首选方法将更可能包括:(I)基于原发性肿瘤和转移瘤的生物学特征评估患者,这将增强个体化精准医学;(II)评估预后和预测标记物,(III)评估治疗反应;(IV)重点监视/筛查(个人通信,LalithaShankar,MD,PhD,NCI)。

  很明显,治疗应答标准将基于新陈代谢特征,而不仅仅是大小(即PERCIST而不是RECIST)[5]。

  在更遥远的将来,但可能在10年内,我相信我们将能够对许多细胞功能进行成像,包括转录、翻译、信号转导、转运、酶功能以及细胞表面或细胞内受体结合。

  未来的肿瘤特征将基于Hanahan和Weinberg[6]描述的癌症的八个特征:

  我预测这种精确的肿瘤细胞特征将有助于开发用于成像和治疗的诊疗试剂。SNMMI支持新的诊断示踪剂和新的诊疗试剂的开发研究,并努力建立FDA对这些试剂的批准和合理报销。放射性核素治疗将具有精准的靶向性和个性化,攻击各种酶途径、细胞表面和细胞内受体,并使用剂量测定法,甚至可能是病灶内剂量测定法,以获得更成功的治疗,这种治疗具有更好的长期疗效和更少的副作用。


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