99mTc-3PRGD2在放射性肺炎早期診斷中的研究*

施 樂(lè)，張 微，高成成，郭智瑞，魏龍曉△，楊志福，王坤亮

(1.中國(guó)人民解放軍空軍軍醫(yī)大學(xué)附屬唐都醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科，西安 710038；2.中國(guó)人民解放軍空軍軍醫(yī)大學(xué)西京醫(yī)院藥劑科，西安 710032；3.中國(guó)人民解放軍空軍軍醫(yī)大學(xué)附屬唐都醫(yī)院放療科，西安 710038)

放射性肺炎(RP)是繼發(fā)于輻射損傷的肺組織炎性反應(yīng)，是胸部放療引起的嚴(yán)重的、甚至是致命的并發(fā)癥之一。RP的癥狀包括呼吸困難、干咳、呼吸急促、發(fā)熱及肺功能改變[1-2]。目前，臨床上常用放療治療腫瘤，放療的療效較為理想，但其用于治療肺癌、食管癌和乳腺癌等時(shí)，射線(xiàn)都會(huì)對(duì)肺造成不同程度的損傷。放療在惡性腫瘤中有明顯的劑量-效應(yīng)學(xué)關(guān)系，即隨著放療劑量增加，局部區(qū)域的治療效果相應(yīng)升高[3-5]。然而其劑量的增加也會(huì)造成對(duì)正常組織的毒性作用提高，放射性肺損傷則是具有代表性的一種毒性作用。研究者普遍認(rèn)為，放射性肺損傷是多因素、多細(xì)胞參與的、復(fù)雜的動(dòng)態(tài)反應(yīng)過(guò)程，其發(fā)生與照射野、放射劑量、照射部位、治療時(shí)是否使用化療藥物等有關(guān)[6-7]。放射性肺損傷的發(fā)生勢(shì)必影響進(jìn)一步治療，因此應(yīng)綜合評(píng)估患者情況，制訂嚴(yán)格的放療計(jì)劃，治療過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)密觀察，預(yù)防RP發(fā)生，早診斷、早治療，遏制其向肺纖維化發(fā)展尤為重要[8-9]。已有研究證實(shí)，整合素αvβ3在放射性肺損傷肺細(xì)胞上呈明顯高表達(dá)[10]，而三肽基團(tuán)(RGD)可以與整合素αvβ3進(jìn)行有效結(jié)合。為此，本研究通過(guò)建立大鼠急性放射性肺損傷所導(dǎo)致的RP模型，應(yīng)用放射性核素標(biāo)記的99mTc-3PRGD2放射性分子探針示蹤大鼠大劑量照射后，評(píng)估分子影像學(xué)技術(shù)進(jìn)行早期診斷的可行性，從而建立一種新的診斷結(jié)合治療RP及放射性肺纖維化(RPF)的模式，更好地造福于臨床患者。

1 材料與方法

1.1材料 選取6～8周齡健康雌性清潔大鼠20只，平均體質(zhì)量(246.5±37.2)g，由西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院動(dòng)物中心提供；GE Discovery VCT64 PET/CT，Philips FORTE SPECT(中國(guó)人民解放軍空軍軍醫(yī)大學(xué)附屬唐都醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科)；Varian 21 EX 6 mV直線(xiàn)加速器(中國(guó)人民解放軍空軍軍醫(yī)大學(xué)附屬唐都醫(yī)院放療科)。

1.2方法

1.2.1動(dòng)物模型制備 將大鼠隨機(jī)分出10只作為正常對(duì)照組，其余10只大鼠置于有機(jī)玻璃盒內(nèi)，以Varian 21 EX 6 mV直線(xiàn)加速器單次全胸照射30 Gy作為照射對(duì)照組，靶源距100 cm,劑量率400 D/R。照射完畢給予動(dòng)物標(biāo)準(zhǔn)飼料，自由進(jìn)食和飲水。

1.2.299mTc-HYNIC-TPPTS-Tricine-3PRGD2制備HYNIC-TPPTS-Tricine-3PRGD2前體試劑盒內(nèi)含有5.0 mg trisodium Triphenylphosphine-3,3′,3′-Trisulfonate，6.5 mg tricine，40.0 mg Mannitol,35.0 mg disodium succinate hexahydrate，11.3 mg succinic acid 20.0 μg，加入新鮮淋洗的99mTcO-4，置于沸水中水浴20 min取出，冷卻待用。

1.2.399mTc-HYNIC-TPPTS-Tricine-3PRGD2的質(zhì)控 將冷卻的產(chǎn)物點(diǎn)樣于whatman紙層析板以90%丙酮和10%去離子水作為展開(kāi)劑展開(kāi)，使用薄層色譜(TLC)測(cè)量產(chǎn)物放化純度。產(chǎn)率>90%視為合格。

1.2.4CT影像學(xué)檢查 大鼠CT檢查圖像參數(shù)設(shè)定:將大鼠腹腔麻醉后固定于紙板上，調(diào)整CT參數(shù)為I:250 mA,U:80 kV,Pitch speed=0.516∶1.000 mm/Rot,2.5 mm,DFOU:9.6 cm對(duì)其進(jìn)行掃描并以2.5 mm層厚在GE AW5.1操作系統(tǒng)下對(duì)其進(jìn)行三維重建。

1.2.5SPECT Whole-Body靜態(tài)掃描參數(shù) 矩陣128×128。掃描時(shí)間為尾靜脈注射99mTc-3PRGD2后30 min。

1.2.6SPECT Whole-Body動(dòng)態(tài)掃描參數(shù) 矩陣128×128，每幀為2 min，總掃描時(shí)間為270 min(4.5 h)，尾靜脈注射99mTc-3PRGD210 min后開(kāi)始進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。照射對(duì)照組選取3點(diǎn)同等面積(等矩陣)肺區(qū)，做出平均放射性計(jì)數(shù)曲線(xiàn)(MIM 6.1系統(tǒng))，CURVEB(Curve of the Bilateral Pulmonary field)。

1.2.7病理組織學(xué)檢查 動(dòng)脈放血處死兩組大鼠,迅速取肺投入40 g/L甲醛中固定,常規(guī)包埋,切片,進(jìn)行HE染色,光學(xué)顯微鏡下觀察。

2 結(jié) 果

2.1動(dòng)物一般情況 正常對(duì)照組動(dòng)物無(wú)異常；照射對(duì)照組大鼠被照射后活動(dòng)明顯減少，精神萎靡，進(jìn)食進(jìn)水量明顯減少，10 d左右恢復(fù)。15～20 d全胸照射野出現(xiàn)明顯脫毛，至照射30 d時(shí)仍未恢復(fù)。

2.2放射性探針99mTc-HYNIC-TPPTS-Tricine-3PRGD2的制備99mTc-HYNIC-TPPTS-Tricine-3PRGD2產(chǎn)物無(wú)色澄清，TLC測(cè)定標(biāo)記率均>95%，溶質(zhì)遷移距離與流動(dòng)相遷移距離比值=0.152±0.042，12 h之內(nèi)發(fā)生輻射反應(yīng)比例<10%，見(jiàn)圖1。

圖1 99mTc-HYNIC-TPPTS-Tricine-3PRGD2測(cè)定放化純度

2.3CT影像分析 見(jiàn)圖2。放射對(duì)照組在照射后10 d及20 d時(shí)CT圖像相對(duì)于正常對(duì)照組未見(jiàn)明顯區(qū)別，正常對(duì)照組在照射后30 d時(shí)無(wú)明顯變化，照射對(duì)照組在照射后30 d時(shí)出現(xiàn)大面積毛玻璃影改變，邊緣模糊不清，說(shuō)明大鼠RP模型建立成功。

注：BPI為放射對(duì)照組；NC為正常對(duì)照組

圖2 CT影像分析

2.4SPECT圖像分析 SPECT Whole-Body靜態(tài)掃描結(jié)果：照射10 d注射99mTc-3PRGD2后30 min Whole-Body SPECT靜態(tài)掃描圖像顯示，大鼠在照射肺野內(nèi)出現(xiàn)明顯攝取增高,其中放射性計(jì)數(shù)(白色>紅色>黃色>綠色>藍(lán)色>黑色)相對(duì)于正常對(duì)照組肺野，在照射對(duì)照組中雙側(cè)肺均出現(xiàn)放射性計(jì)數(shù)增高(圖3)。10 d Post-irradiation BPIvs. 10 d Post-irradiation正常對(duì)照組(受照后10 d),照射后10 d注射99mTc-3PRGD2后30 min，Whole-Body SPECT掃描結(jié)果顯示，相對(duì)于正常對(duì)照組， 照射對(duì)照組大鼠肺部放射性計(jì)數(shù)明顯增高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。

注：BPI為放射對(duì)照組；NC為正常對(duì)照組

圖3 SPECT圖像分析

2.5兩組照射不同時(shí)間肺單位矩陣平均放射性計(jì)數(shù)/肌肉范圍矩陣平均放射性計(jì)數(shù)比較 見(jiàn)表1。對(duì)兩組照射后0 d注射99mTc-3PRGD2后30 min Whole-Body SPECT圖形進(jìn)行分析，提取矩陣放射性計(jì)數(shù)，顯示不同組間雙側(cè)肺照射對(duì)照組肺野放射性平均計(jì)數(shù)從照射后10 d開(kāi)始至照射后30 d出現(xiàn)非常明顯的差異。

2.6SPECT Whole-Body靜態(tài)掃描結(jié)果 照射對(duì)照組和正常對(duì)照組大鼠肺部放射性計(jì)數(shù)百分比值曲線(xiàn)設(shè)初始掃描時(shí)肺放射初始計(jì)數(shù)為100%，照射后0 d99mTc-3PRGD2動(dòng)態(tài)掃描圖像顯示，在照射對(duì)照組中，肺百分比放射性計(jì)數(shù)隨掃描時(shí)間變化其曲線(xiàn)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。但從照射后10 d開(kāi)始，不同組肺部攝取代謝曲線(xiàn)出現(xiàn)非常明顯的差異，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。

2.7組織病理學(xué)圖片 見(jiàn)圖4。病理學(xué)檢查結(jié)果顯示，相對(duì)于正常對(duì)照組，照射對(duì)照組肺組織出現(xiàn)明顯的RP特征，照射對(duì)照組大鼠肺部肺泡腔內(nèi)有大量中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞浸潤(rùn),肺泡壁局部增厚,肺間隔不等(受照30 d時(shí))。說(shuō)明大鼠RP模型建立成功。

表1 兩組照射不同天數(shù)肺單位矩陣平均放射性計(jì)數(shù)/肌肉范圍矩陣平均放射性計(jì)數(shù)比較

注：與照射對(duì)照比較，*P<0.01

圖4 組織病理學(xué)圖片

3 討 論

RP及RPF早期無(wú)損傷影像學(xué)診斷是影像學(xué)領(lǐng)域難點(diǎn)之一，但至今未找到一種廣泛被臨床接受的影像學(xué)早期診斷方法。輕度RP會(huì)自行消退，但重度RP將導(dǎo)致RPF。臨床上通常通過(guò)照射劑量預(yù)判給予患者糖皮質(zhì)激素治療，但糖皮質(zhì)激素在防治RP和RPF過(guò)程中更多扮演的是消炎藥物角色。大量文獻(xiàn)報(bào)道，接受糖皮質(zhì)激素治療的患者會(huì)出現(xiàn)醫(yī)源性骨質(zhì)疏松和其他癥狀，并且在治療結(jié)束停藥后，約30%以上的患者會(huì)發(fā)生繼發(fā)感染[11-12]。所以早期對(duì)RP進(jìn)行診斷和分級(jí)對(duì)預(yù)后非常重要。隨著影像學(xué)的發(fā)展，醫(yī)生把更多的目光從以前的靜態(tài)看片轉(zhuǎn)移到現(xiàn)在的動(dòng)態(tài)看片，正因?yàn)檫@樣，現(xiàn)在影像學(xué)的主流分析軟件和分析方法都得到了大規(guī)模更新，比如MIM的PET-EDGE功能，GE的AW工作站，都添加了此類(lèi)新功能。

RGD被證明能夠與整合素αvβ3 結(jié)合，可以標(biāo)記18F等正電子核素，以及99mTc等單光子核素，從而進(jìn)行影像學(xué)檢查，RGD有巨大潛力成為一種臨床制備較簡(jiǎn)單的常用放射性分子探針。近幾年有報(bào)道證實(shí)，99mTc-3PRGD2在肝纖維化中有潛在的早期診斷價(jià)值[13]，但其較高的放射性計(jì)數(shù)組織本底，用常規(guī)方法相對(duì)較難得到具有臨床診斷價(jià)值的數(shù)據(jù)。本研究所使用的動(dòng)態(tài)曲線(xiàn)法有潛力成為此類(lèi)診斷性高組織本底放射性探針的一種新型方法。作者將進(jìn)一步使用由不同劑量照射導(dǎo)致的不同分級(jí)RP及肺纖維化模型進(jìn)行分析，期待找到不同程度病程與放射性探針攝取之間的關(guān)系。