11碳-蛋氨酸與18氟-脫氧葡萄糖在腦良性病變及低級別膠質(zhì)瘤診斷中的比較

王欣璐， 韓立新， 尹吉林， 王 成， 姜麗莎， 譚思婷， 王偉民

（廣州軍區(qū)廣州總醫(yī)院1.核醫(yī)學(xué)科PET／CT中心；2.磁共振室；3.神經(jīng)醫(yī)學(xué)?？漆t(yī)院，廣東廣州510010）

11碳-蛋氨酸與18氟-脫氧葡萄糖在腦良性病變及低級別膠質(zhì)瘤診斷中的比較

王欣璐1， 韓立新2， 尹吉林1， 王 成1， 姜麗莎1， 譚思婷1， 王偉民3

（廣州軍區(qū)廣州總醫(yī)院1.核醫(yī)學(xué)科PET／CT中心；2.磁共振室；3.神經(jīng)醫(yī)學(xué)?？漆t(yī)院，廣東廣州510010）

目的：鑒于11碳-蛋氨酸（11C-Methionine，MET）在良性病變和在低級別膠質(zhì)瘤鑒別診斷價值的研究尚少，本研究目的是篩選出術(shù)前用11C-MET和18氟-脫氧葡萄糖（18F-FDG）兩種顯像劑進(jìn)行腦正電子斷層顯像（PET／CT）成像對良性和低級別膠質(zhì)瘤（共22例）進(jìn)行回顧性研究，評價兩種顯像劑分別對上述兩種病變的顯示能力，病變邊界勾畫情況以及鑒別診斷價值，為11C-蛋氨酸在腦內(nèi)良惡性病變的診斷提供依據(jù).方法：本研究包括腦內(nèi)占位病變22例（其中良性病變5例，新發(fā)低級別膠質(zhì)瘤WHO I級和II級共17例）.每例外科手術(shù)或活檢前均行18F-FDG和11C-MET PET掃描（兩次掃描間隔時間在1周以內(nèi)），根據(jù)病灶及正常對照區(qū)（大腦對側(cè)相應(yīng)正常區(qū)域）勾畫出的感興趣區(qū)（region of interest，ROI）進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)攝取值（Standard uptake value，SUV）平均值測量，計算良性及低級別膠質(zhì)瘤的腫瘤／非瘤比（tumor／normal brain uptake ratio，T／NT比值）的平均值及標(biāo)準(zhǔn)差.對比兩種顯像劑在上述兩組病變中T／N比值的差別并進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析.結(jié)果：（1）11C-MET在良性病變和低級別膠質(zhì)瘤中的T／NT比值分別是1.59±0.28和1.52±0.48，組間差別無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）；18F-FDG在良性病變和低級別膠質(zhì)瘤中的T／NT比值分別是0.91±0.48和0.77±0.65，組間差別無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）.（2）在本組所有22例病變中，11C-MET顯示病變呈高代謝者19例，18F-FDG顯示病變呈低代謝者17例.（3）11C-MET所示病灶邊界清晰者17例，18F-FDG對病灶邊界顯示清晰者僅2例.（4）17例病灶顯示清晰的患者11C-MET顯示病變范圍均大于18F-FDG.結(jié)論：雖然11CMET和18F-FDG兩種顯像劑均無法將良性病變與低級別膠質(zhì)瘤區(qū)分開，但11C-MET對病灶侵犯范圍及邊界的顯示均明顯優(yōu)于18F-FDG FDG，11C-MET還可檢測和隨訪低級別膠質(zhì)瘤（即惰性腫瘤）的生長情況，可為臨床提供更多診斷、預(yù)后及治療信息，因此，11C-MET可常規(guī)應(yīng)用于腦內(nèi)占位病變的顯示，且其效果優(yōu)于18F-FDG.

腦腫瘤；11碳-蛋氨酸；18氟-脫氧葡萄糖； 正電子斷層顯像

膠質(zhì)瘤術(shù)前準(zhǔn)確診斷和分級對其治療策略的選擇至關(guān)重要.近年來對18F-FDG正電子斷層顯像（Positron Emission Tomography，PET）在原發(fā)腦膠質(zhì)瘤診斷和分級中的作用進(jìn)行了多項研究［1-2］，認(rèn)為18F-FDG在高級別膠質(zhì)瘤比低級別膠質(zhì)瘤有更高的放射性攝取，對低級別膠質(zhì)瘤來說，18F-FDG在正常大腦皮層的高攝取大大影響了病變的顯示和腫瘤邊界的勾畫.而11碳-蛋氨酸（11C-MET）克服了18氟-脫氧葡萄糖（18F-FDG）腦顯像高背景的缺點，其具有在正常大腦皮層低攝取的優(yōu)勢，因此，近年來11C-MET在腦膠質(zhì)瘤診斷和分級的研究日益增多.至今大多數(shù)的研究僅局限于低級和高級別膠質(zhì)瘤（High Grade Glioma，HGG）兩者間的對比研究中，而對良性病變與低級別膠質(zhì)瘤（Low Grade Glioma，LGG）在11C-MET和18F-FDG中的對比較少見到報道.本研究收集了從2009年8月至2013年10月期間208例曾行11C-MET檢查的顱內(nèi)占位病變（術(shù)前和術(shù)后）患者中，篩選出經(jīng)本院手術(shù)病理證實的22例患者（5例良性病變和17例LGG）且進(jìn)行了11CMET和18F-FDG顯像的資料，旨在對兩種顯像劑分別對良性病變及低級別膠質(zhì)瘤病變顯示能力進(jìn)行評估，分析圖像中病變邊界勾畫情況，總結(jié)兩種顯像劑對良性及LGG的鑒別診斷能力，為11C-蛋氨酸在腦內(nèi)良、惡性病變的臨床診斷中的應(yīng)用提供依據(jù).

1 材料和方法

1.1 臨床資料

本組研究對象均為新發(fā)的腦內(nèi)占位病變，MR顯示病變不清晰，或者邊界模糊，導(dǎo)致臨床醫(yī)生難于決定是手術(shù)切除、活檢還是采取長期隨訪觀察，臨床醫(yī)生希望通過PET檢查，獲得更多有關(guān)病變的信息以幫助臨床進(jìn)行決策.本組研究對象共22例，其中男16例，女6例；年齡介于5～58歲之間，中位年齡34.5歲.所有病例均經(jīng)手術(shù)治療，術(shù)后病例結(jié)果分別為：炎性細(xì)胞3例，脫髓鞘假瘤2例，低級別膠質(zhì)瘤17例（其中胚胎發(fā)育不良性神經(jīng)上皮腫瘤3例，少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤WHO I級1例，星形細(xì)胞瘤WHO I級2例，節(jié)細(xì)胞瘤WHO I級1例，彌漫星形細(xì)胞瘤WHO I級1例，星形細(xì)胞瘤WHO II級2例，少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤WHO II級1例，膠質(zhì)細(xì)胞瘤WHO II級6例）.

1.2 18F-FDG PET／CT顯像方法

（1）掃描儀 采用Siemens公司（德國）生產(chǎn)的Biograph 16 HR PET-CT掃描儀，其中CT部分為16排螺旋CT.

（2）顯像劑18F-FDG由Siemens CTI RDSeclips公司（德國）的回旋加速器生產(chǎn)并通過自動合成模塊自動合成，放化純度大于95%.11C-MET由北京派特生物技術(shù)有限公司生產(chǎn)的11C-碘代甲烷和11C-蛋氨酸合成模塊進(jìn)行合成，放化純度大于95%.

（3）顯像方法18F-FDG掃描方法 患者空腹6 h以上，注射顯像劑前平靜休息10～15 min，平靜狀態(tài)下通過靜脈注射顯像劑18F-FDG 7.4 MBq／kg之后在暗室靜息狀態(tài)下平臥50～60 min后行數(shù)據(jù)采集.一周內(nèi)安排11C-MET檢查，掃描方法 患者空腹4 h以上，靜脈注射顯像劑11C-MET 14.8 MBq／kg，10～15 min后行數(shù)據(jù)采集.顯像包括C T掃描和PET發(fā)射掃描，掃描范圍為頭部（一個床位6 min）.CT掃描條件為管電壓120 kv.所有圖像重建采用有序子集最大期望值迭代法（OSM法）.圖像融合通過將PET和CT圖像傳送到工作站進(jìn)行圖像對位融合.所有圖像由PET／CT中心的3名或3名以上的醫(yī)師（具有3年以上PET／CT診斷經(jīng)驗同時具有8至10年的CT診斷經(jīng)驗）共同閱片.

1.3 數(shù)據(jù)測量和分析

數(shù)據(jù)測量使用Siemens公司提供的軟件包，測量病灶最大及最小直徑，勾畫病灶邊緣作為感興趣區(qū)（ROI），測量ROI內(nèi)病灶的標(biāo)準(zhǔn)攝取值（SUV）平均值，并取病灶對稱相應(yīng)部位測定SUV平均值，并計算良性及低級別膠質(zhì)瘤／非瘤的比值（T／NT）比值的平均值及標(biāo)準(zhǔn)差.對比兩種顯像劑在良性和低級別膠質(zhì)瘤中T／N比值的差別并進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析.

2 結(jié)果

（1）11C-MET在良性病變和低級別膠質(zhì)瘤中的T／N比值 分別是1.59±0.28和1.52±0.48，組間差別無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）；18F-FDG在良性病變和低級別膠質(zhì)瘤中的T／N比值分別是0.91±0.48和0.77±0.65，組間差別無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）.

（2）代謝情況 本組所有22例病變中，11CMET顯示病變絕大多數(shù)（19／22例）呈高攝取灶（其中15例顯示邊界清晰），等代謝者2／22例（少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤WHOI級和星形細(xì)胞瘤WHOII級），低代謝者1／22例（胚胎發(fā)育不良性神經(jīng)上皮性腫瘤WHOI級）.18F-FDG在上述兩組病變中絕大多數(shù)（19／22例）呈低代謝病灶；18F-FDG還有2／22例呈高代謝病灶（炎癥和少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤WHO II級）；1／22例顯示為等代謝（炎癥）.

（3）顯示病灶邊界11C-MET所示病灶邊界清晰者17／20例，18F-FDG對病灶邊界顯示清晰者僅2／21例.

（4）顯示病灶范圍大小 如上所述，18F-FDG僅兩例病灶顯示清晰，而11C-MET所示病灶17例均顯示病變邊界清晰，而且11C-MET顯示病變范圍均大于18F-FDG所顯示病變范圍.

3 討論

常規(guī)影像學(xué)檢查中MRI在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的應(yīng)用最廣泛，也是效果最滿意的影像學(xué)檢查手段，它已成為在臨床上不可或缺的檢查方法.但是MRI對LGG卻顯示不佳，多數(shù)情況下即使進(jìn)行MRIGd增強掃描也無法清晰顯示病變強化區(qū)域，更無法勾勒出病變的邊界；在與炎癥等良性病變的鑒別診斷中也難于做出診斷.18F-FDG是當(dāng)今臨床上最廣泛地用于惡性腫瘤診斷的正電子放射性藥物，同時它也是最早且最廣泛地應(yīng)用在腦膠質(zhì)瘤PET診斷中的.大量的研究表明［2］，根據(jù)腦膠質(zhì)瘤對18F-FDG攝取的高低有助于對腫瘤惡性程度和對預(yù)后進(jìn)行評估.而且，F(xiàn)DG-PET還可以對腫瘤分級、化療后反應(yīng)以及術(shù)后復(fù)發(fā)情況提供有用的信息.但是FDG在腦顯像中有一個最大的缺點，即正常大腦皮層對FDG高攝取會不同程度地影響或掩蓋同樣也是高代謝的腦膠質(zhì)瘤.這個缺點在氨基酸類代謝顯像劑中得到了改善，以11C-MET顯像為代表的氨基酸類正電子示蹤劑，在顯像時正常大腦呈低攝取的背景，可以很好地襯托出11C-MET高攝取的腦膠質(zhì)瘤等腫瘤病變，使其邊界得到更好地顯示.MET在組織中的濃聚程度反映出細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成的需求水平，MET-PET成像中腦腫瘤組織內(nèi)的蛋白質(zhì)代謝程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于周圍正常的腦組織.因此，在檢測腦腫瘤及其邊界方面，它具有高敏感性和高特異性.迄今為止，在11CMET能否根據(jù)其代謝程度對高、低級別膠質(zhì)瘤進(jìn)行鑒別診斷的結(jié)論仍不統(tǒng)一.雖然有個別學(xué)者［3］的研究結(jié)果顯示，高、低級別膠質(zhì)瘤對11C-MET的攝取沒有差異，但是大部分學(xué)者［4-7］均認(rèn)為11C-MET在高級別膠質(zhì)瘤中的攝取明顯高于低級別膠質(zhì)瘤.最近10年，11C-MET PET的臨床研究大多數(shù)集中于LGG和HGG之間的對比研究，表明高級別膠質(zhì)瘤對MET的攝取較高，成像效果比較好，但是對良性和LGG病變是否也有好的顯示呢？能否將良性病變與LGG有效地區(qū)別開呢？

本研究收集了6例顱內(nèi)良性病變和17例LGG進(jìn)行圖像對比研究發(fā)現(xiàn)，雖然11C-MET和18F-FDG在良性和LGG的鑒別診斷方面均無法提供幫助.但是在病變顯示上，兩種顯像劑還是有很大差異的，11C-MET在上述兩組病變中絕大多數(shù)呈（19／22）高攝取灶（其中15例顯示邊界清晰）.同時，18F-FDG在上述兩組病變中絕大多數(shù)（17／22）呈低代謝病灶，其中除了1例邊界清晰之外，其余16例均邊界模糊不清.綜上所述，本組研究表明無論是良性還是LGG病灶，從代謝程度和病灶能否被清晰顯示方面來看，11C-MET遠(yuǎn)優(yōu)于18F-FDG.另外，本組還根據(jù)兩組病變在不同顯像劑下所顯示病灶的范圍進(jìn)行了對比研究，所有15例11C-MET顯示病變邊界清晰者，其所示的病灶范圍均大于18F-FDG所示的病變范圍，這個結(jié)論與文獻(xiàn)報道相一致.1998 Sasaki［8］對23例腦膠質(zhì)瘤患者行201TISPECT、11C-MET和18F-FDG顯像并對比分析表明，11C-MET顯示的腫瘤范圍最大.眾所周知MRI和CT檢查對腫瘤侵犯的邊緣和腦水腫的邊界較難區(qū)分.一些研究證實［9-10］，CT或MRI顯示為水腫的部分而11C-MET卻呈高攝取的區(qū)域，最后經(jīng)病理證實為腫瘤侵潤.因此，11C-MET被認(rèn)為是對腫瘤范圍顯示最準(zhǔn)確的方法.

本研究中18F-FDG所顯示的病灶范圍大多數(shù)情況下都小于11C-MET所示的病灶范圍，主要原因有：（1）本組病例的病理類型為良性和LGG，因此大多數(shù)病灶代謝均低于正常大腦皮層，對于那些腫瘤代謝僅僅輕度增高的病灶，肉眼更難于察覺到，而且由于容積效應(yīng)使周邊正常高代謝的大腦皮層對低代謝的病灶邊緣有一定程度地掩蓋，使得其邊界模糊，且范圍小于實際腫瘤浸潤的范圍（見圖1）.（2）由于膠質(zhì)瘤生長的異質(zhì)性，在膠質(zhì)瘤內(nèi)部惡性程度高的那一部分瘤組織（往往位于瘤中央）18F-FDG呈高攝取，而惡性程度較低的大部分（瘤周邊）18F-FDG攝取較低而不顯示，因此，如果根據(jù)18F-FDG所示高代謝部分作為腫瘤邊界進(jìn)行勾畫，大部分瘤體會位于勾畫范圍之外（見圖2）.

圖1 左頂葉炎癥（上行），右額葉星形細(xì)胞瘤WHOⅡ級（下行）.Fig.1 The inflammation of left parietal lobe（upper row）and the glioma（gradeⅡ）in right frontal lobe（below row）.

圖2 右側(cè)顳葉腦膠質(zhì)瘤（Ⅱ～Ⅲ級）Fig.2 Glioma（gradeⅡ～Ⅲ）in right temple lobe

臨床上對生長緩慢的膠質(zhì)瘤（如WHOI級）往往采取定期觀察的方法，避免手術(shù)等治療手段對大腦功能區(qū)產(chǎn)生不必要的損害，以往定期觀察的方法是MRI隨訪，本組病例對1例LGG用MET-PET進(jìn)行了為期7個月的隨訪觀察，MET-PET明確顯示出腫瘤體積較前明顯增大，而且瘤內(nèi)不同部位對MET攝取出現(xiàn)異質(zhì)性，有的部位較前明顯增高（如圖3）.經(jīng)手術(shù)證實，經(jīng)過7個月后腫瘤級別增高到WHOⅡ級.本研究提示，可將MET-PET用于對一些進(jìn)展緩慢的病例定期隨訪觀察，通過觀察和對比病灶內(nèi)11C-MET代謝的變化情況，較早地預(yù)期病灶可能的進(jìn)展，以便及早作出治療決策上的調(diào)整.

圖3 右顳葉腦膠質(zhì)瘤（Ⅱ級）生長隨訪觀察.左圖為第一次11C-MET PET檢查，右圖為7個月后復(fù)查.Fig.3 The second11C-MET PET scan of glioma（gradeⅡ）in right temple lobe

本研究有一定的局限性：（1）11C-MET在臨床應(yīng)用上局限性主要是由于11C的半衰期時間較短（大約20 min），因此，對患者的顯像也受到加速器地理位置的限制.而且在硬件上需要購買11C正電子合成模塊，技術(shù)人員要熟練掌握相應(yīng)的11C示蹤劑合成技術(shù)，以滿足臨床需要.這也是近年來，雖然有大量的國內(nèi)外文獻(xiàn)報道11C-MET在腦膠質(zhì)瘤中成像效果滿意，但是大部分醫(yī)院卻無法將其廣泛應(yīng)用于臨床的根本原因.（2）本研究僅僅觀察和對比了兩種正電子顯像劑（11C-MET和18F-FDG）的PET成像情況，但是因為技術(shù)能力的原因，無法同期將同一位患者的MRI解剖圖像與PET圖像進(jìn)行融合研究是比較遺憾的.本研究小組將會在影像學(xué)融合軟件的支持下，將PET功能成像與MRI解剖成像相融合，并應(yīng)用數(shù)字影像學(xué)技術(shù)進(jìn)行三維顯示，以期在術(shù)前為臨床提供更多的腫瘤形態(tài)、分級、邊界和預(yù)后等方面的信息.

［1］ PADMA M V，SAID S，JACOBS M，et al.Prediction of pathology and survival by FDG PET in gliomas.J Neurooncol，2003，64（3）：227-237.

［2］ GLAUDEMANSAW，ENTING R H，HEESTERSM A，et al.Value of 11C-methionine PET in imaging brain tumours and metastases［J］.Eur JNucl Med Mol Imaging，2013，40（4）：615-635.

［3］ GALLDIKS N，KRACHT L W，BERTHOLD F，et al.［11C］-L-methionine positron emission tomography in the management of children and young adults with brain tumors［J］.J Neurooncol，2010，96（2）：231-239.

［4］ SHINOZAKI N，UCHINO Y，YOSHIKAWA K，et al.Discrimination between low-grade oligodendrogliomas and diffuse astrocytoma with the aid of 11C-methionine positron emission tomography［J］.J Neurosurg，2011，114（6）：1640-1647.

［5］ NARIAIT，TANAKA Y，WAKIMOTO H，et al.Usefulness of L-［methyl-11C］methionine-positron emission tomography as a biological monitoring tool in the treatment of glioma［J］.J Neurosurg，2005，103（3）：498-507.

［6］ SADEGHIN，SALMON I，DECAESTECKER C，et al.Stereotactic comparison among cerebral blood volume，methionine uptake，and histopathology in brain glioma［J］.AJNR Am J Neuroradiol，2007，28（3）：455-461.

［7］ SINGHAL T，NARAYANAN T K，JACOBSM P，et al.11C-methionine PET for grading and prognostication in gliomas：a comparison study with 18F-FDGPET and contrast enhancement on MRI［J］.JNucl Med，2012，53（11）：1709-1715.

［8］ SASAKIM，KUWABARA Y，YOSHIDA T，et al.A comparative study of thallium-201 SPET，carbon-11 methionine PET and fluorine-18 fluorodeoxyglucose PET for the differentiation of astrocytic tumours［J］.Eur JNucl Med，1998，25（9）：1261-1269.

［9］ MOSSKIN M，ERICSON K，HINDMARSH T，et al.Positron emission tomography compared with magnetic resonance imaging and computed tomography in supratentorial gliomas using multiple stereotactic biopsies as reference［J］.Acta Radiol，1989，30（3）：225-232.

［10］TYLER JL，DIKSIC M，VILLEMURE JG，et al.Metabolic and hemodynamic evaluation of gliomas using positron emission tomography［J］.J Nucl Med，1987，28（7）：1123-1133.

［責(zé)任編輯：陳詠梅］

A comparative study of carbon-11 methionine PET and Fluorine-18 fluorodeoxyglucose PET for the differentiation of benign lesion and low grade glioma

WANG Xinlu1， HAN Lixin2， YIN Jilin1， WANG Cheng1， JIANG Lisha1，TAN Siting1， WANG Weimin3
（1.Department of Nuclear PET／CT Center，2.Department of MRI，3.Department of Neurology and Neurosurgery，Genenral Hospital of PLA Guangzhou Military Command Guangzhou 510010，China）

Aim：As the study of Carbon-11 methionine（MET）and fluorine-18 fluorodeoxyglucose（FDG）in differentiating brain benign and low grade glioma was seldom.The aim of this study was to determine the effect of these two tracers for distinguishing two groups of patients and evaluating the extent of lesions.M ethods：Both carbon-11 MET and fluorine-18 FDG have been used to evaluate brain benign and low grade glioma（LGG）.MET positron emission tomography（PET）and FDG PET were all performed in 22 patients（5 brain benign lesions，17 low grade glioma WHO grade Iand II）within one week for a single patient，Both MET and FDG uptake of the lesions were evaluated by a semiquantitative analysis using the standardized uptake value.The Tumor／normal brain uptake ratio（T／N ratio）were calculated in two groups of patients.Results：MET uptake was not significantly different among these two groups（benign：1.59±0.28 and LGG：1.52±0.48）.Similarily，F(xiàn)DG uptake was not significantly different among the two groups（benign：0.91±0.48 and 0.77±0.65）also.No significantly correlation was observed between MET uptake and FDG uptake.19／22 hypermetabolization of patients were found in MET PET and 17／22 hypometabolization of patients were found in FDG PET.The extents of increased MET uptake in 17 cases were larger than that of the increased FDG uptake.Conclusion：It is found that both MET and FDG are not useful for distinguishing with benign and LGG.MET was found to be highly useful for detecting benign and LGG，and for evaluating the extent of these lesions which were blurred in FDG PET.MET was also useful for monitoring the growth of LGG.In a word，MET was considered as routine examination for brain lesions.

brain tumours； carbon-11 methionine； fluorine-18 fluorodeoxyglucose； positron emission tomography

R739.42

A

1000-9965（2015）03-0261-05

10.11778／j.jdxb.2015.03.013

2014-11-03

國家自然科學(xué)基金項目（30973414）；廣東省自然科學(xué)基金項目（1015100100200016）

王欣璐（1971-），副主任醫(yī)師、博士，研究方向：腫瘤的PET／CT診斷

王偉民，男，主任醫(yī)師.Mobile：13889900978；E-mail：13889900978＠163.com