Al18F-NOTA-FAPI PET/CT 顯像在輕鏈型心臟淀粉樣變中的診斷價(jià)值

蘇瑤 王麗 劉愛軍 楊敏福

1 首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京朝陽(yáng)醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科，北京 100020；2 首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京朝陽(yáng)醫(yī)院血液科，北京 100020

心臟淀粉樣變（cardiac amyloidosis，CA）是一種由于錯(cuò)誤折疊的淀粉樣蛋白沉積并浸潤(rùn)心臟各部位導(dǎo)致的疾病，可引起心肌病、心力衰竭、心律失常和瓣膜性心臟病[1]。輕鏈型CA（light chain CA，AL-CA）和轉(zhuǎn)甲狀腺素蛋白相關(guān)CA（transthyretinrelated CA，ATTR-CA）是CA 的主要常見類型。系統(tǒng)性AL-CA 是由免疫球蛋白輕鏈異常引起的，這些患者大多都合并多發(fā)性骨髓瘤（multiple myeloma，MM）[2]。然而，高達(dá)38%的MM 患者存在臨床隱匿性AL-CA[3-6]。當(dāng)臨床懷疑CA 時(shí)，可通過心內(nèi)膜心肌活檢確認(rèn)是否存在淀粉樣蛋白沉積。然而，心內(nèi)膜心肌活檢具有有創(chuàng)、難以獲得活檢組織、可能存在并發(fā)癥等缺點(diǎn)，因此需要尋找一種診斷性能與組織活檢相當(dāng)?shù)臒o(wú)創(chuàng)影像方法。

心臟無(wú)創(chuàng)影像方法包括心臟超聲、心臟磁共振成像（cardiac magnetic resonance imaging，CMR）和心臟核素顯像。心臟超聲和CMR 的局限性在于只能評(píng)估心臟自身病變，無(wú)法區(qū)分CA 與其他原因引起的肥厚性心肌病[7]。11C 標(biāo)記的匹茲堡化合物B（11C-PIB）和18F 標(biāo)記的氟貝他吡、氟比他班已被證明可以無(wú)創(chuàng)識(shí)別CA，但無(wú)法區(qū)分AL-CA 與ATTR-CA[8-10]。99Tcm標(biāo)記的焦磷酸鹽和羥基亞甲基二磷酸鹽均對(duì)ATTR-CA 有很強(qiáng)的親和力，可通過SPECT 鑒別AL-CA 與ATTR-CA，其診斷ATTR-CA 的靈敏度和特異度均較高，而AL-CA患者心肌對(duì)99Tcm標(biāo)記的焦磷酸鹽和羥基亞甲基二磷酸鹽的攝取均較少甚至無(wú)攝取[11]。綜上，目前臨床上缺乏可早期診斷AL-CA 的方法。AL-CA 易被誤診及漏診，導(dǎo)致診療延遲，患者病死率高。因此，臨床上迫切需要尋找一種可早期識(shí)別AL-CA的無(wú)創(chuàng)、有效的診斷方法。

成纖維細(xì)胞活化蛋白由活化的成纖維細(xì)胞特異性表達(dá)。近年來，放射性核素標(biāo)記的成纖維細(xì)胞激活蛋白抑制劑（fibroblast activation protein inhibitor，F(xiàn)API）被開發(fā)并應(yīng)用于多種心臟疾病的PET/CT 顯像，以評(píng)估心肌纖維化[12]。有研究者發(fā)現(xiàn)，放射性核素標(biāo)記的FAPI PET/CT 可用于檢測(cè)AL-CA 患者的心肌成纖維細(xì)胞活化[13-15]。本研究旨在探討AL-CA 患者心臟Al18F-1，4，7-三氮雜環(huán)壬烷-1，4，7-三乙酸（1, 4, 7-triazacyclononane-1,4, 7-triacetic acid，NOTA）-FAPI PET/CT 顯像對(duì)AL-CA 的診斷價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象

前瞻性研究2021 年9 至12 月于首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京朝陽(yáng)醫(yī)院確診為AL-CA 的8 例（5 例合并MM）患者的臨床資料，其中男性7 例、女性1 例，年齡（62.9±5.6）歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）根據(jù)國(guó)際骨髓瘤工作組AL-CA 診斷標(biāo)準(zhǔn)[16]，經(jīng)心內(nèi)膜心肌活檢確診為AL-CA；（2）除心臟外，其他器官活檢確診為AL 淀粉樣變，出現(xiàn)B 型利鈉肽（type B natriuretic peptide，BNP）或肌鈣蛋白異常，或心臟超聲或CMR 提示存在CA。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）其他可能引起左心室肥厚的疾病，如高血壓和肥厚型心肌??；（2）心臟超聲資料不完整的患者；（3）其他心臟疾病患者。同時(shí)分別招募與AL-CA 患者性別和年齡匹配的5 名健康志愿者和5 例MM 患者作為對(duì)照。本研究經(jīng)首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京朝陽(yáng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)（批準(zhǔn)號(hào)：2021-ke-596），所有受試者均于檢查前簽署了知情同意書。

1.2 受試者分組及臨床數(shù)據(jù)收集

研究共分為4 組： AL-CA+MM 組（AL-CA 伴MM）5 例、AL-only 組（AL-CA 不伴MM）3 例、MM 對(duì)照組（MM 不伴AL-CA）5 例、健康對(duì)照組5 名。所有受試者均接受Al18F-NOTA-FAPI PET/CT顯像。分析4 組受試者的性別、年齡、身體質(zhì)量指數(shù)（BMI）、病程、實(shí)驗(yàn)室檢查指標(biāo)（BNP水平）、心臟超聲數(shù)據(jù)和Al18F-NOTA-FAPI PET/CT顯像結(jié)果，對(duì)所有MM 患者（MM 對(duì)照組和AL-CA+MM組）按照國(guó)際分期體系（international staging system，ISS）[17]進(jìn)行分期。

1.3 圖像采集

使用美國(guó)GE 公司的16 層Discovery STE 型PET/CT 儀進(jìn)行顯像?；颊邿o(wú)需特殊準(zhǔn)備，于安靜狀態(tài)下靜脈注射2.5～3.0 MBq/kg Al18F-NOTA-FAPI（原子高科股份有限公司），安靜休息60 min。先行CT 掃描，隨后行PET 掃描。CT 掃描參數(shù)：管電壓140 kV、管電流120 mA、螺距1.375 mm、準(zhǔn)直16×0.625 mm、層厚5 mm。PET 掃描參數(shù)：采用三維模式采集，采集時(shí)間5 min/床位，共采集2 個(gè)床位，能峰511 keV、矩陣128×128、放大倍數(shù)2.0。應(yīng)用美國(guó)GE 公司AW VolumeShare 2 軟件對(duì)圖像進(jìn)行處理。采用CT 數(shù)據(jù)進(jìn)行衰減校正，有序子集最大期望值法進(jìn)行重建（14 個(gè)子集，2 次迭代），最終獲得冠狀面、矢狀面和橫斷面CT、PET 及PET/ CT 融合圖像。

1.4 圖像分析

Al18F-NOTA-FAPI PET/CT 圖像由2 位有5 年以上工作經(jīng)驗(yàn)的核醫(yī)學(xué)科醫(yī)師獨(dú)立閱片，意見不一致時(shí)經(jīng)協(xié)商達(dá)成一致。采用定性和半定量方法分別評(píng)價(jià)左心室心肌的Al18F-NOTA-FAPI 攝取情況。采用視覺評(píng)估方法對(duì)左心室心肌的Al18F-NOTA-FAPI攝取情況進(jìn)行定性分析，左心室心肌Al18F-NOTAFAPI 的攝取高于血池即定義為異常攝取[18]。采用SUV 對(duì)左心室心肌Al18F-NOTA-FAPI 攝取情況進(jìn)行半定量分析。在PET/CT 橫斷面融合圖像上勾畫三維ROI，獲得左心室心肌的SUVmax。在上腔靜脈勾畫1 個(gè)直徑為10 mm 的圓形ROI，記錄連續(xù)3 層SUVmean并計(jì)算其均值作為本底的攝取值。計(jì)算左心室心肌的靶本底比值（target to background ratio，T/B）。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

應(yīng)用IBM SPSS 26.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。采用Shapiro-Wilk 法對(duì)計(jì)量資料進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)，符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以±s表示，不符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以M（Q1,Q3）表示。計(jì)數(shù)資料以頻數(shù)和百分比表示。多組間計(jì)量資料的比較采用LSD 檢驗(yàn)或Kruskal-Wallis 檢驗(yàn)。2 組間計(jì)量資料的比較采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)（方差齊），計(jì)數(shù)資料的比較采用χ2檢驗(yàn)。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一般資料

由表1 可知，AL-CA+MM 組、AL-only 組、MM對(duì)照組、健康對(duì)照組受試者的性別、年齡、BMI的差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）。AL-CA+MM組的病程數(shù)為6.0（4.0，35.0）個(gè)月；AL-only 組的病程數(shù)為（5.7±2.1）個(gè)月；MM 對(duì)照組的病程數(shù)為18.0（12.0，73.0）個(gè)月，3 組病程數(shù)的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。AL-CA+MM 組中，3 例（3/5，60.0%）患者分期為ISS Ⅲ期，2 例（2/5，40.0%）患者分期為ISS Ⅱ期；MM 對(duì)照組中2 例（2/5，40.0%）患者分期為ISS Ⅲ期，1 例（1/5，20.0%）患者分期為ISS Ⅱ期，2 例（2/5，40.0%）患者分期為ISS Ⅰ期，AL-CA+MM 組和MM 對(duì)照組患者ISS分期的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

表1 AL-CA+MM 組、AL-only 組、MM 對(duì)照組和健康對(duì)照組一般資料、Al18F-NOTA-FAPI PET/CT 顯像、實(shí)驗(yàn)室檢查和心臟超聲結(jié)果的比較Table 1 Comparison of general data, Al18F-1, 4, 7-triazacyclononane-1, 4, 7-triacetic acid (NOTA)-fibroblast activation protein inhibitor(FAPI) PET/CT imaging, laboratory examination and cardiac ultrasound results among light chain cardiac amyloidosis (AL-CA)+multiple myeloma (MM) group, light chain (AL)-only group, MM control group and healthy control group

2.2 超聲結(jié)果和實(shí)驗(yàn)室檢查結(jié)果

與MM 對(duì)照組相比，AL-only 組BNP 水平升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[（259.0±40.0） pg/ml 對(duì)（19.2±15.7） pg/ml，t=9.928，P＜0.05）；AL-CA+MM 組左心室室間隔厚度和左心室后壁厚度增加，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[（13.9±1.1） mm 對(duì)（10.8±0.3） mm，t=6.197，P＜0.05；（13.7±0.9） mm 對(duì)（10.3±0.6） mm，t=6.774，P＜0.05]。MM 對(duì)照組、AL-only 組、AL-CA+MM 組的左心室射血分?jǐn)?shù)、左心房容積指數(shù)、左心室舒張末期容積、左心室收縮末期容積的差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）。

2.3 Al18F-NOTA-FAPI PET/CT 顯像結(jié)果

AL-CA+MM 組、AL-only 組、MM 對(duì) 照 組 和健康對(duì)照組左心室心肌Al18F-NOTA-FAPI 攝取情況如圖1 所示。Al18F-NOTA-FAPI PET/CT 顯像結(jié)果顯示，AL-CA+MM 組3 例（3/5，60.0%）患者和AL-only 組3 例（3/3，100.0%）患者左心室心肌Al18F-NOTA-FAPI 攝取均為陽(yáng)性；MM 對(duì)照組4 例（4/5，80.0%）患者和健 照組5 名（5/5，100.0%）受試者左心室心肌Al18FTA-FAPI 攝取均為陰性。

圖1 AL-CA+MM 組、AL-only 組、MM 對(duì)照組和健康對(duì)照組所有受試者心臟Al18F-NOTA-FAPI PET 顯像圖 圖中數(shù)據(jù)表示T/B。AL-CA 為輕鏈型心臟淀粉樣變；MM 為多發(fā)性骨髓瘤；AL-only 為輕鏈型心臟淀粉樣變不伴多發(fā)性骨髓瘤； T/B 為靶本底比值Figure 1 Al18F-1, 4, 7-triazacyclononane-1, 4, 7-triacetic acid (NOTA)-fibroblast activation protein inhibitor (FAPI) PET images of hearts in light chain cardiac amyloidosis (AL-CA)+multiple myeloma (MM) group, light chain (AL)-only group, MM control group and healthy control group

AL-only 組左心室SUVmax和T/B 均高于健康對(duì)照組[SUVm4.1±1.1）對(duì)（2.1±0.2），t=3.234，P=0.081；T/4.7±0.6）對(duì)（2.2±0.4），t=6.748，P=0.001]。A+MM 組 左 心 室 心 肌SUVmax和T/B 均高于 對(duì)照組 [SUVmax：（4.2±1.8）對(duì)（2.5±1.4），t=1.699，P=0.128；T/B：（4.2±2.1）對(duì)（3.0±1.2），t=1.120，P=0.295]。AL-CA+MM 組左心室心肌SUVmax和T/B 均高于健康對(duì)照組[SUVmax：（ 4.2±1.8） 對(duì)（ 2.1±0.2），t=2.642，P=0.056；T/B：（4.2±2.1）對(duì)（2.2±0.4），t=2.047，P=0.104]（圖2）。

圖2 AL-CA+MM 組、AL-only 組、MM 對(duì)照組和健康對(duì)照組的Al18F-NOTA-FAPI PET/CT 顯像的SUVmax 和T/B 結(jié)果分析 a 表示與健康對(duì)照組相比，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=6.748，P=0.001）。AL-CA 為輕鏈型心臟淀粉樣變；MM 為多發(fā)性骨髓瘤；AL-only 為輕鏈型心臟淀粉樣變不伴多發(fā)性骨髓瘤；SUVmax 為最大標(biāo)準(zhǔn)化攝取值；T/B 為靶本底比值Figure 2 Analysis of maximum standardized uptake value (SUVmax) and target to background ratio (T/B) results of Al18F-1, 4, 7-triazacyclononane-1, 4, 7-triacetic acid (NOTA)-fibroblast activation protein inhibitor (FAPI) PET/CT imaging in light chain cardiac amyloidosis (AL-CA)+multiple myeloma (MM) group, light chain (AL)-only group, MM control group and healthy control group

3 討論

AL-CA 是CA 最主要的亞型之一，由于其起病隱匿、臨床表現(xiàn)多樣、易誤診漏診，導(dǎo)致患者容易錯(cuò)過最佳治療時(shí)機(jī)，故病死率較高。因此，早期明確診斷AL-CA 至關(guān)重要[18]。然而，作為診斷AL-CA“金標(biāo)準(zhǔn)”的心內(nèi)膜心肌活檢的缺點(diǎn)為有創(chuàng)性檢查且靈敏度不高，目前缺乏無(wú)創(chuàng)、有效、可早期特異性識(shí)別AL-CA 的影像方法。有研究結(jié)果顯示，CA 患者左心室放射性核素標(biāo)記的FAPI 的攝取增加，提示放射性核素標(biāo)記的FAPI PET/CT 顯像對(duì)CA 的診斷具有潛在的應(yīng)用價(jià)值[13-15]?；诖?，本研究評(píng)估了Al18F-NOTA-FAPI PET/CT 作為一種無(wú)創(chuàng)影像技術(shù)在AL-CA 診斷中的可行性。我們發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)AL-CA 患者左心室心肌Al18F-NOTA-FAPI 攝取顯著增加，與健康對(duì)照組相比，AL-only 組無(wú)論是定性分析還是定量分析（T/B），左心室心肌Al18F-NOTA-FAPI 攝取的差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。因此，Al18F-NOTA-FAPI PET/CT顯像對(duì)AL-CA 的診斷具有重要的臨床應(yīng)用價(jià)值，值得進(jìn)一步研究驗(yàn)證。

系統(tǒng)性AL-CA 是一種全身性疾病，可累及心臟。錯(cuò)誤折疊的蛋白在心肌細(xì)胞外間隙沉積，使細(xì)胞外間隙擴(kuò)大，心臟硬度增加，導(dǎo)致心臟的收縮和舒張受限[19]。此外，AL 淀粉樣變性的物質(zhì)可能同時(shí)具有毒性和浸潤(rùn)性成分[20]，導(dǎo)致活性氧水平升高、心肌細(xì)胞功能紊亂、鈣穩(wěn)態(tài)失調(diào)、心肌細(xì)胞缺氧，最終導(dǎo)致細(xì)胞凋亡[21]。炎癥、缺氧和細(xì)胞凋亡都是心肌成纖維細(xì)胞的有效激活因子。成纖維細(xì)胞活化蛋白是一種絲氨酸蛋白酶，由活化的成纖維細(xì)胞特異性表達(dá)。Guo 和Chen[13]的研究結(jié)果顯示，AL 患者左心室心肌可異常攝取68Ga-FAPI。Xi 等[14]和Wang 等[15]的研究結(jié)果均顯示，AL-CA 患者左心室心肌對(duì)不同放射性核素標(biāo)記的FAPI 的攝取升高。本研究結(jié)果也證明了AL-CA 患者左心室心肌Al18F-NOTA-FAPI 攝取異常，且其T/B 高于健康對(duì)照組；AL-CA 患者左心室心肌成纖維細(xì)胞活化，且活化程度高于健康對(duì)照組。因此Al18F-NOTAFAPI PET/CT 顯像具有無(wú)創(chuàng)、有效檢測(cè)AL-CA 成纖維細(xì)胞活化的能力。

AL-CA 是一種與漿細(xì)胞相關(guān)的血液病，與MM密切相關(guān)，但通常不同于MM。AL-CA 是由漿細(xì)胞異?？寺≡鲋骋鸬?，包括產(chǎn)生過量的λ 鏈或不太常見的κ 輕鏈。然而，MM 中骨髓的大部分細(xì)胞成分可能由漿細(xì)胞組成，導(dǎo)致高鈣血癥、腎功能障礙、貧血和（或）骨破壞[22]。此外，與MM 相比，大多數(shù)AL-CA 患者骨髓漿細(xì)胞含量＜20%，主要表現(xiàn)為異常循環(huán)的游離輕鏈形成淀粉樣蛋白[23]。5%～10%的AL-CA 患者存在MM，而5%～10%的MM患者也會(huì)合并AL-CA[24]。然而，心臟超聲和CMR無(wú)法在早期特異性識(shí)別CA。因此，Al18F-NOTAFAPI PET/CT 顯像在MM 合并AL 患者的早期評(píng)估中具有十分重要的意義。本研究中我們發(fā)現(xiàn)，AL-CA+MM 組患者中有60%的患者左心室心肌Al18F-NOTA-FAPI 攝取異常，而MM 對(duì)照組患者中仍有20%的患者左心室心肌Al18F-NOTA-FAPI攝取異常，由于本研究樣本量小，無(wú)法對(duì)二者進(jìn)行對(duì)比分析，需要更大樣本量的研究進(jìn)一步探索和驗(yàn)證。綜上，AL-CA 患者左心室心肌成纖維細(xì)胞活化增加，Al18F-NOTA-FAPI PET/CT 顯像對(duì)AL-CA患者的診斷具有一定的臨床應(yīng)用價(jià)值。

利益沖突 所有作者聲明無(wú)利益沖突

作者貢獻(xiàn)聲明 蘇瑤負(fù)責(zé)論文的撰寫、數(shù)據(jù)的整理與分析；王麗負(fù)責(zé)論文的撰寫、數(shù)據(jù)的整理與分析、方法的建立、論文的審閱；劉愛軍負(fù)責(zé)病例資料的收集；楊敏福負(fù)責(zé)方法的建立、論文的審閱