18F-FDG顯像對骨肉瘤化療效果評價的初步研究

馮 瑾，彭京京，劉洪洪，楊 芳，牛曉輝

（北京積水潭醫(yī)院，北京 100035）

骨肉瘤是最常見的原發(fā)性骨惡性腫瘤，好發(fā)于10～20歲的青少年。上世紀(jì)70年代以前，截肢是治療骨肉瘤的標(biāo)準(zhǔn)方法，但針對骨肉瘤的單純手術(shù)治療已成為歷史。從上世紀(jì)70年代開始，化療藥物開始應(yīng)用于骨肉瘤患者，并取得顯著療效，至70年代末和80年代初逐步形成了新輔助化療的概念。即術(shù)前應(yīng)用化療，在治療微轉(zhuǎn)移灶的同時，控制腫瘤原發(fā)灶以利于保肢手術(shù)的進(jìn)行，改善了骨肉瘤患者的預(yù)后和生活質(zhì)量，5年生存率達(dá)到60%以上，化療效果的好壞與骨軟組織肉瘤患者的預(yù)后密切相關(guān)[1]。

準(zhǔn)確有效的評價骨肉瘤化療效果，對指導(dǎo)臨床個體化治療具有重要的意義?，F(xiàn)階段主要的無創(chuàng)性評估方法為多種影像學(xué)方法：X光片、CT、MRI、血管造影以及核醫(yī)學(xué)顯像。我們對7例患者行化療前后的18F-FDG顯像，旨在初步探討18F-FDG顯像對術(shù)前骨肉瘤患者化療效果的評價意義。

1 資料與方法

1.1 研究對象

2007年11月～2009年7月，臨床診斷為骨肉瘤初診患者7例，男5例，女2例，年齡9～19歲，平均（16.0±4.2）歲。病變部位：左脛骨近端2例，左股骨遠(yuǎn)端3例，右脛骨近端1例，右股骨遠(yuǎn)端1例。經(jīng)穿刺病理診斷為骨肉瘤，均未進(jìn)行相關(guān)治療（化療及外科手術(shù)）。

1.2 顯像方法

18F-FDG顯像采用GE infiniaVC Hawkeye雙探頭符合線路SPECT/CT掃描儀。受檢者空腹6小時以上，控制血糖在4.4～6.7mmol/L。靜脈注射18FFDG 185Mbq，40分鐘后行病變部位及對側(cè)正常肢體顯像，采集一個床位。經(jīng)計算機(jī)處理獲得冠狀、橫斷、矢狀斷層影像。患者接受規(guī)范新輔助化療4療程，歷時約2個月?；熀笮械诙瓮徊课?8FFDG顯像，方法同上。

1.3 圖像分析

觀察化療前后兩次顯像病變部位葡萄糖代謝增高灶的范圍、放射性攝取程度。由兩位有經(jīng)驗(yàn)的核醫(yī)學(xué)醫(yī)師采取盲法（①不提供任何臨床病史、相關(guān)輔助檢查結(jié)果或病理診斷結(jié)果給分析醫(yī)生；②只分析病變部位及對側(cè)肢體的圖像，不閱看身體其他部位的圖像；③兩名醫(yī)師單獨(dú)操作，不得進(jìn)行討論、交流）分別進(jìn)行半定量分析，取兩者數(shù)據(jù)的平均值。感興趣區(qū)（ROI）選擇冠狀斷面影像中病灶最大面積手工繪制，并使化療前與化療后ROI范圍保持一致。獲得腫瘤部位（T）最大放射性計數(shù)（max）和平均放射性計數(shù)（average），取對側(cè)肢體相對應(yīng)的部位，使用相同的ROI范圍與腫瘤部位進(jìn)行對比，獲得非腫瘤部位（NT）的最大放射性計數(shù)（max）和平均放射性計數(shù)（average），經(jīng)計算獲得化療前 T/NT 數(shù)值（TNR1）及化療后 T/NT數(shù)值（TNR2）。利用公式（TNR1-TNR2）/TNR1計算獲得化療前后計數(shù)率的變化率。

1.4 病理組織學(xué)結(jié)果獲得

患者經(jīng)手術(shù)獲得病變段截標(biāo)本，沿冠狀長軸剖開，充分顯現(xiàn)腫瘤全部，經(jīng)腫瘤最大剖面取材編號、地圖化、制圖。光鏡下觀察，獲得組織病理學(xué)腫瘤壞死率。壞死率計算：腫瘤壞死率=（1-存活腫瘤面積/腫瘤面積）×100%。根據(jù)Huvos分級[2]，腫瘤壞死率≥90%，即殘留10%以下存活腫瘤細(xì)為Huvos分級Ⅲ、Ⅳ級，代表腫瘤對化療反應(yīng)良好；腫瘤壞死率<90%，即殘留10%以上存活腫瘤細(xì)為Huvos分級Ⅰ、Ⅱ級，代表腫瘤對化療反應(yīng)不佳。

1.5 統(tǒng)計學(xué)分析

采用SPSS11.5統(tǒng)計軟件包進(jìn)行處理，計量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，化療前后T/NT值的比較采用t檢驗(yàn)，化療前后放射性計數(shù)率的變化率與病理學(xué)腫瘤壞死率進(jìn)行相關(guān)性分析，P<0.05為有統(tǒng)計學(xué)意義，P<0.01為有顯著性統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

病理組織學(xué)療效判定：7例患者中3例因遠(yuǎn)隔轉(zhuǎn)移等原因未獲得病理組織學(xué)腫瘤壞死率，4例獲得組織病理學(xué)壞死率。3例活腫瘤細(xì)胞低于10%，即腫瘤壞死率>90%（圖1a），Huvos分級Ⅲ、Ⅳ級，效果良好。1例見活腫瘤細(xì)胞20%，即腫瘤壞死率80%（圖 1b），Huvos分級Ⅰ、Ⅱ級，效果不佳。

經(jīng)6～24個月左右隨訪，3例未獲得病理組織學(xué)壞死率的患者，1例發(fā)生遠(yuǎn)隔轉(zhuǎn)移死亡，其余6例患者術(shù)后暫未發(fā)現(xiàn)復(fù)發(fā)及轉(zhuǎn)移 （4例獲得病理組織學(xué)壞死率）。

18F-FDG顯像結(jié)果：7例患者化療后與化療前圖像相比，均可見病灶部位放射性攝取程度減低，減低程度有所不同（圖2a～2d）。半定量分析，化療前最大計數(shù)率 T/NT（TNR1max）范圍為 4.78～14.14，平均值為9.66±4.00； 平均計數(shù)率 T/NT （TNR1average） 范圍為4.35～10.90，平均值為 7.29±2.48。 化療后 7 例患者半定量分析數(shù)值均有不同程度減低，化療后最大計數(shù)率 T/NT（TNR2max）范圍為 1.58～5.23，平均值為 2.47±1.25；平均計數(shù)率T/NT （TNR2average）范圍為1.19～4.88，平均值為2.34±1.19。經(jīng)t檢驗(yàn)，化療前最大計數(shù)率與化療后最大計數(shù)率（TNR1max與TNR2max）在統(tǒng)計學(xué)上有顯著性差異（P=0.00<0.01）；化療前平均計數(shù)率與化療后平均計數(shù)率 （TNR1average與TNR2average）在統(tǒng)計學(xué)上有顯著性差異（P=0.00<0.01）。

具體半定量分析數(shù)據(jù)變化見表1，4例獲得病理組織學(xué)壞死率，其中3例腫瘤壞死率>90%，Huvos分級Ⅲ、Ⅳ級，化療前后最大計數(shù)率的變化率分別為86.63%、78.22%、83.39%，平均計數(shù)率變化率分別為80.00%、78.11%、79.39%；1例腫瘤壞死率 80%，Huvos分級Ⅱ級，化療前后最大計數(shù)率的變化率為69.91%，平均計數(shù)率變化率為56.85%；經(jīng)相關(guān)性分析，化療前后最大計數(shù)率的變化率與病理組織學(xué)壞死率有正相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)0.94（P<0.01），平均計數(shù)率的變化率與病理組織學(xué)壞死率亦有正相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)0.84（P<0.01）。1例存在遠(yuǎn)隔轉(zhuǎn)移、死亡的患者化療前后最大計數(shù)率的變化率為72.64%，平均計數(shù)率變化率為66.95%。

Table 1 Radioactive counts rate of lesions before and after chemotherapy compared with the tumor necrostic rate

3 討論

近年來，骨肉瘤綜合治療的進(jìn)展使早期骨肉瘤患者的存活率顯著提高，術(shù)前化療反應(yīng)好的患者5年存活率可達(dá)70%左右[3]。如何評價骨肉瘤化療效果，首先，對術(shù)后切除的腫瘤標(biāo)本進(jìn)行鏡下腫瘤壞死率的分析來評價化療效果，已獲得廣泛的認(rèn)可，且壞死率被認(rèn)為是判斷骨肉瘤化療效果的金標(biāo)準(zhǔn)。但腫瘤壞死率的的獲得操作繁復(fù)，評估結(jié)果需要在術(shù)后一段時間才能得到，有明顯的滯后性，影響了化療方案的調(diào)整。因此需要能早期、及時評估化療效果的方法，現(xiàn)階段主要為多種影像學(xué)方法：X光片、CT、MRI、血管造影以及核醫(yī)學(xué)顯像。

X光片、CT、MRI均顯示腫瘤在化療前后的形態(tài)學(xué)改變，其中MRI在骨與軟組織腫瘤中可提供更多的信息。有研究顯示腫瘤形態(tài)學(xué)的改變顯著滯后于它們對化療的反應(yīng)[4]，而且形態(tài)學(xué)改變?nèi)狈μ禺愋裕运鼈儾⒉皇窃u價腫瘤治療效果的及時、有效手段。

18F-氟代脫氧葡萄糖（18F-FDG）是目前臨床應(yīng)用最多的核素腫瘤代謝顯像劑，對腫瘤細(xì)胞進(jìn)行分子水平顯像。腫瘤細(xì)胞與正常組織細(xì)胞具有不同的糖代謝機(jī)制，在腫瘤細(xì)胞中由于葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)mRNA的表達(dá)增加，葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白Glut1和Glut3水平升高，己糖激酶水平升高，葡萄糖-6-磷酸酶水平下調(diào)等共同因素的作用，使得FDG與葡萄糖一樣，在腫瘤細(xì)胞中的攝取增加，而不被進(jìn)一步分解的FDG在腫瘤細(xì)胞中積聚。因此，在注射后相同時間的18FFDG攝取和積累高于正常組織數(shù)倍甚至數(shù)十倍，在顯像時表現(xiàn)為局部異常濃聚[5]。因此不僅有助于鑒別腫瘤的良惡性，還能區(qū)別壞死腫瘤組織和存活腫瘤組織。Messa等[6]在對骨骼肌肉系統(tǒng)腫瘤的評論中提出，在目前可得到的所有核醫(yī)學(xué)檢查手段中，F(xiàn)DG顯像對于治療效果的監(jiān)測應(yīng)為首選。多項(xiàng)研究[7-9]顯示FDG的攝取量與存活的腫瘤組織呈正相關(guān)，這提示FDG-PET可以做為一種評價化療效果的工具。通過觀察腫瘤顯像范圍的大小和濃聚程度的變化，可以直觀地判斷化療效果；而通過對腫瘤濃聚程度的半定量分析，有助于我們更加準(zhǔn)確地評價腫瘤壞死率和化療效果。除此之外，骨肉瘤化療后18F-FDG攝取程度與自分泌因子/磷酸葡糖異構(gòu)酶（AMF/PGI）抗體滴度有關(guān)，以上兩種因子可反應(yīng)骨肉瘤遠(yuǎn)隔轉(zhuǎn)移可能性，即骨肉瘤化療后18F-FDG攝取程度可反映骨肉瘤的預(yù)后[10]。

本研究初步顯示18F-FDG顯像獲得的化療前后計數(shù)率的變化可以反映骨肉瘤在化療前后葡萄糖代謝的變化，即腫瘤活性的變化，計數(shù)率的變化率與骨肉瘤組織病理學(xué)腫瘤壞死率之間有著很好的正相關(guān)關(guān)系，即骨肉瘤患者化療前后病灶18F-FDG顯像的放射性計數(shù)率變化率（平均值和最大值）可以反映骨肉瘤化療后的壞死率。在感興趣區(qū)圈劃的范圍內(nèi)壞死細(xì)胞的周圍可能存在炎性細(xì)胞或反應(yīng)性纖維化攝取18F-FDG，本研究采用病變部位與對側(cè)肢體的放射性計數(shù)比值（T/NT）作為研究數(shù)據(jù)，可以剔除部分影響，有研究顯示放射性計數(shù)比值有較高的應(yīng)用價值，但炎性細(xì)胞或反應(yīng)性纖維化的放射性攝取仍可能導(dǎo)致化療后病變部位放射性計數(shù)輕度增高[11-12]，影響腫瘤壞死率評估的準(zhǔn)確性，目前還沒有理想的方法完全避免其影響。目前，患者的隨訪時間較短，暫不能反映化療與預(yù)后的關(guān)系，且本研究病例較少，需要更長時間的隨訪及更進(jìn)一步的深入研究，以期獲得半定量分析數(shù)值（計數(shù)率的變化率、標(biāo)準(zhǔn)攝取值等）與壞死率及術(shù)后生存率的確切對應(yīng)關(guān)系，能夠無創(chuàng)、準(zhǔn)確、及時的評估骨肉瘤的化療效果及預(yù)后。

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