核医学肿瘤显像

1、1核医学肿瘤显像临床医学八年制核医学教学幻灯2正常细胞正常细胞突变细胞突变细胞突变细胞突变细胞恶性细胞恶性细胞突变细胞突变细胞良性良性恶性恶性肿瘤的发生与发展肿瘤的发生与发展癌基因的癌基因的激活或抑激活或抑癌基因的癌基因的失活失活3形态形态生化生化生理生理转录转录翻译翻译receptorsreceptorsstructuralstructuralion channelsion channelstransporttransportDNADNAenzymesenzymesmRNAmRNAproteinsproteins分子显像分子显像基因显像基因显像4第一节第一节 肿瘤代谢显像肿瘤代谢显像 5一、

2、原理和方法一、原理和方法 6ZAXNZ1AYN1 e+ C-11 ；N-13 ；O-15 ；F-18；I-124PETPET显像原理显像原理7肿瘤代谢显像肿瘤代谢显像 18F-FLT18FDGK1K2血管生成11 11C-C-胆碱胆碱18F-MISO 乏氧乏氧11C 蛋氨酸蛋氨酸增殖凋亡糖酵解增加 膜功能氨基酸转运增强15O H2O18F Annexin V8CH2OHOHOHOH18FO2-18F-2-脱氧脱氧-D-葡萄糖葡萄糖 葡萄糖葡萄糖CH2OHOHOHOOHOH18FDG & 葡萄糖葡萄糖9葡萄糖代谢显像葡萄糖代谢显像10“优势进化解释了糖酵解现象在人类肿瘤优势进化解释了糖酵

3、解现象在人类肿瘤中令人惊奇的普遍性和即使在有氧状态下中令人惊奇的普遍性和即使在有氧状态下肿瘤细胞仍维持糖酵解增强的现象肿瘤细胞仍维持糖酵解增强的现象”2004糖酵解和肿瘤的关系：特征性表现糖酵解和肿瘤的关系：特征性表现11生理性摄取生理性摄取双侧双侧锁骨锁骨上区上区12结核球结核球隐球菌感染隐球菌感染胰腺炎胰腺炎甲状腺瘤甲状腺瘤乳腺纤维瘤乳腺纤维瘤病理状态病理状态13舌下腺腺样舌下腺腺样囊性癌囊性癌细支气管肺泡细支气管肺泡细胞癌细胞癌原发性肝癌原发性肝癌肾透明细胞癌肾透明细胞癌前列腺癌前列腺癌生物学因素物理学因素生物学因素物理学因素假阴性假阴性14乏氧显像剂乏氧显像剂 NNOH18FNO2OO

4、HHONNNO218F18FFMISO18FFAZA-Nitroimidazole Fluormisonidazol (FMISO) Iodoazomycinarabinosid (IAZA) Fluorazomycinarabinosid (FAZA) Iodoazomycingalactosid (IAZG) Floroerythronitroimidazol Iodovinylmisonidazole Fluoro-RP-170 99mTc-BRU 59-21DTS-Verbindungen 60Cu-ATSM 99mTc-ATSM2 Cu-ATSMDioxime 99mTc-HL91

5、15核苷酸代谢显像核苷酸代谢显像Shields, et al. Nature medicine 1998;4:1334-133618F-FLT16蛋白合成蛋白合成氨基酸转运体氨基酸转运体Tumor ZelleTransferaseProtein DegradierungProteineNH3+ COO -11 CH3S 18FF-Ethyl-TyrosinO18FNH3+ COO -X11CMethionin氨基酸代谢显像氨基酸代谢显像转移酶蛋白降解17Kinase（激酶）Tumor ZelleTransporterCholin-6-phosphat膜磷脂Cholin11CCholin11磷脂

6、代谢显像磷脂代谢显像18二、二、18F-FDG PET/CT18F-FDG PET/CT 在肿瘤诊断中的应用在肿瘤诊断中的应用 19肺炎肺癌肺癌肺癌诊断肺癌诊断20胸水患者的鉴别肺结节良恶性鉴别21肺癌分期肺癌分期肺癌伴纵隔淋巴结转移肺癌伴纵隔淋巴结转移22肺癌患者肺癌患者早期准确诊断和分期，是正确临床治疗决策的依据，早期准确诊断和分期，是正确临床治疗决策的依据，也也是改善患者生存质量、提高生存率的唯一手段是改善患者生存质量、提高生存率的唯一手段 surgeryNo surgerySome surgery23乳腺癌乳腺癌24乳腺癌乳腺癌乳腺癌伴腋窝淋巴乳腺癌伴腋窝淋巴结转移结转移25乳腺癌肝脏

7、转移Breast cancer with liver metastasis26 X线钼靶乳腺摄片敏感性高，但特异性低 致密乳腺组织和乳腺结构异常者易致漏诊或误诊。 MRI敏感性高，特异性低 针吸活检特异性高，敏感性低 PET FDG敏感性82%100%，特异性68%100% 诊断效能不受乳腺组织密度影响，对于不能触及的小诊断效能不受乳腺组织密度影响，对于不能触及的小病灶或乳腺致密或结构异常时病变的鉴别，减少不必病灶或乳腺致密或结构异常时病变的鉴别，减少不必要的手术有帮助。要的手术有帮助。 27腹部肿瘤腹部肿瘤结肠癌结肠癌胃癌胃癌28结肠癌结肠癌结肠癌伴肝转移结肠癌伴肝转移Colon cance

8、r liver metastasis29Liver carcinoma30胰头癌Liver metastasisPancreatic cancer31鼻咽癌鼻咽癌甲状腺癌甲状腺癌头颈部肿瘤头颈部肿瘤32甲状腺癌颈淋巴结及骨骼转移Thyroid cancer with cervical lymph node and bone metastasis33扁桃腺恶性肿瘤Tonsils cancer34336-M69336-M69左颈部淋巴肿大，穿刺为腺癌，寻找原发病灶左颈部淋巴肿大，穿刺为腺癌，寻找原发病灶PETPET：会厌部高代谢，提示恶性病灶，术后病理为鳞癌。：会厌部高代谢，提示恶性病灶，术后病理

9、为鳞癌。Tumor头颈部肿瘤Head and neck cancer35食道癌Esophageal cancer36恶性间皮瘤Malignant mesothelioma37PET用于健康体检PET for the physical examination38林黛玉的扮演者陈晓旭林黛玉的扮演者陈晓旭42岁死亡乳腺癌岁死亡乳腺癌一代歌后梅艳芳一代歌后梅艳芳40岁死于宫颈癌岁死于宫颈癌拥有拥有6800万家产万家产年轻生命的陨落39中国巨富：均瑶集团老板中国巨富：均瑶集团老板王均瑶王均瑶38岁死于结肠癌岁死于结肠癌航空业、乳业、置业航空业、乳业、置业著名影星傅彪著名影星傅彪42岁死于肝癌岁死于肝癌4

10、0F68F68，PETPET体检发现甲状腺病灶体检发现甲状腺病灶PET健康体检Papillary thyroid cancer41三三 PET与肿瘤生物调强和适形放与肿瘤生物调强和适形放疗疗42放射治疗的进展放射治疗的进展1899 s 1899 s 镭针镭针 开始放射治疗开始放射治疗 1920 s X1920 s X线机线机 低能低能X X线治疗线治疗1940 s 1940 s 电子感应加速器电子感应加速器 高能高能X X线和电子治疗线和电子治疗1950 s 1950 s 钴钴6060治疗机治疗机 远距离远距离X X线治疗线治疗 1970 s 1970 s 模拟定位机模拟定位机 计划设计计划设

11、计 直线加速器直线加速器1990 s CT1990 s CT模拟定位模拟定位 三维适形三维适形 多叶准直器多叶准直器 调强放疗调强放疗2010s PET-CT 2010s PET-CT 生物适形、生物调强？生物适形、生物调强？ 43CT CT 模拟模拟三维计划三维计划放射治疗放射治疗DVH44Particles氖氖碳碳質子質子中子中子介子介子電子電子線線光子光子2020NeNe1212Quality ratio ： ： ： ： 1/7 ： 1/18001 11 1- - -Heavy ion: particles bigger than e-新的放疗技术发展454647Heavy Ion Me

12、dical Accelerator in Chiba (HIMAC), Japan48影响放射敏感性因素细胞周期时间细胞周期时间 平均细胞倍增时间平均细胞倍增时间DNADNA标记指数标记指数 S S期细胞的比例期细胞的比例潜在倍增时间潜在倍增时间 细胞克隆的理论倍增时间细胞克隆的理论倍增时间生长分数生长分数 增殖细胞比例增殖细胞比例乏氧细胞比例乏氧细胞比例 放射抗拒细胞比例放射抗拒细胞比例凋亡指数凋亡指数 修复系统之一，敏感性参数修复系统之一，敏感性参数修复能力修复能力 亚致死性、潜在致死性损伤修复亚致死性、潜在致死性损伤修复 49肿瘤生物调强与适形治疗 1959 日本Takahashi提出适

13、形放疗 Conformal radiotherapy,CRT 1970 Ewski提出调强适形放疗 Intensity modulated radiotherapy,IMRT Three dimensional conformal radiotherapy,3DCRT 靶区概念 Gross tumor volume,GTR Clinical target volume,CTV Planning target volume,PTV5051肿瘤生物调强放疗的应用 根据肿瘤不同部位的活性使用不同的放疗剂量Significant change(20%) of plan target volume in

14、 77% patients (Picchio, Italy, SNM 2003) lung cancer52PETPET与放射治疗计划与放射治疗计划 PETPET与放射治疗疗效随访与放射治疗疗效随访 53 PET评价放射治疗的时机也是目前争论较多的问题。目前相当多的资料认为在辐射治疗结束后4-6个月时建议通过PET进行评价。 疗效随访疗效随访54四、四、PETPET与肿瘤早期治疗反应评估与肿瘤早期治疗反应评估 55PET 1晚期反应晚期反应开始治疗开始治疗治疗结束治疗结束TNM TNM 分期分期预测治疗效果预测治疗效果肿瘤残余肿瘤残余 早期反应早期反应PET 2PET 3分期分期565758化

15、疗前化疗前化疗后化疗后SUV=4.6子宫内膜癌术后，肝转移。子宫内膜癌术后，肝转移。化疗后，肝转移病灶消失。化疗后，肝转移病灶消失。59化疗前化疗前SUV=5.3化疗后化疗后SUV=4.2胃窦癌术后，腹腔淋巴转移。胃窦癌术后，腹腔淋巴转移。化疗后，肿瘤累及范围缩小化疗后，肿瘤累及范围缩小6061第二节 肿瘤特异性显像汪 静62放射免疫显像放射免疫显像(radioimmunoimaging，RII)一、概念与原理一、概念与原理 以放射性核素标记肿瘤相关抗原的特异抗以放射性核素标记肿瘤相关抗原的特异抗体，以抗体作为核素的靶向载体，与肿瘤抗原结合，体，以抗体作为核素的靶向载体，与肿瘤抗原结合，是放射

16、性核素浓聚于肿瘤组织，在体外对肿瘤进行显是放射性核素浓聚于肿瘤组织，在体外对肿瘤进行显像。像。 第一部分第一部分 63二、显像方法二、显像方法 第一部分第一部分 元素名称元素名称核素核素符号符号T1/2主要主要光子光子(KeV)优缺点优缺点锝锝(technetium)99mTc6h141价廉易得，显像清晰价廉易得，显像清晰碘碘(iodine)123I13h159显像清晰；价格昂贵显像清晰；价格昂贵131I8d364(81%)价廉易得；显像欠佳价廉易得；显像欠佳表表1 常用的放射性核素常用的放射性核素64 第一部分第一部分 特异性高特异性高免疫原性低免疫原性低抗体的选择抗体的选择多选择单克隆抗体

17、多选择单克隆抗体(McAb) 或抗体片断（除去或抗体片断（除去Fc段的段的Fab部分）部分）65 第一部分第一部分 肿瘤的定性肿瘤的定性 1肿瘤的分期肿瘤的分期2协助肿瘤标志物的应用协助肿瘤标志物的应用 3肿瘤疗效监测肿瘤疗效监测4三、临床应用三、临床应用66A：胃癌单抗放免显像：胃癌单抗放免显像 B：胃癌放免显像（与治疗）：胃癌放免显像（与治疗） 四、应用实例四、应用实例 （第四军医大学西京医院核医学科提供）（第四军医大学西京医院核医学科提供） 第一部分第一部分 67 第一部分第一部分 五、发展趋势五、发展趋势 存在问题： 1. 靶/非靶比值不理想 ； 2. 抗体的免疫原性。 进展： 1.

18、减本底技术 ； 2. 减少免疫反应：单抗Fab片段、 第二抗体结合游离标记抗体、冷抗体 人源抗体 3. 亲和素-生物素系统预定位 4. 局部给药68肿瘤受体显像肿瘤受体显像一、概念与原理一、概念与原理 利用放射性核素标记受体的配体或配体的利用放射性核素标记受体的配体或配体的类似物作为显像剂，将受体类似物作为显像剂，将受体-配体结合的高特异性和配体结合的高特异性和放射性探测的高敏感性相结合建立的一种显像技术放射性探测的高敏感性相结合建立的一种显像技术 。 第二部分第二部分 69二、显像方法二、显像方法 第二部分第二部分 生长抑素受体显像 间碘苄胍 (MIBG)显像血管活性肠肽受体显像 受体PET

19、显像 70生长抑素受体显像生长抑素受体显像 显像剂：显像剂：123I、111In、99mTc、186Re等放射性核素等放射性核素直接标记或通过螯合剂间接标记人工合直接标记或通过螯合剂间接标记人工合成的生长抑素类似物如成的生长抑素类似物如octreotide等。等。 第二部分第二部分 71生长抑素受体显像临床应用生长抑素受体显像临床应用（一）（一）神经内分泌肿瘤神经内分泌肿瘤 神经内分泌肿瘤神经内分泌肿瘤 1.垂体肿瘤垂体肿瘤 2.内分泌胰腺瘤内分泌胰腺瘤 3.神经母细胞瘤和嗜铬细胞瘤神经母细胞瘤和嗜铬细胞瘤 4.甲状腺髓样癌甲状腺髓样癌 5.类癌类癌 第二部分第二部分 72SSTR平面显像未显

20、示异常摄取，但是断层片显示在脾和左肾上极之间有放射性的浓集，CT及MR均未发现异常，一周后，手术证明为胰尾的胰岛细胞瘤胰岛细胞瘤。Schillaci O, Massa R, and Scopinaro F. J Nucl Med , 2000,41(3):459462. 第二部分第二部分 73生长抑素受体显像临床应用（二）脑肿瘤生长抑素受体显像临床应用（二）脑肿瘤 脑膜瘤脑膜瘤 与胶质细胞瘤与胶质细胞瘤a: MRI 的T2 加权像；b: CT 图像；c: SPECT 图像；d: SPECT/CT 的融合图像图5 a：左枕脑膜瘤，直径2.0cm；b：未显示肿瘤；c 及d：肿瘤呈放射性核素轻度浓聚

21、，T/NT=2.07，肿瘤定位准确。病理证实：脑膜瘤级。图6a：右额脑膜瘤，直径5.0cm；b：肿瘤清晰；c 及d：肿瘤呈放射性核素高度浓聚，T/NT=8.52，肿瘤定位准确、结构清晰。病理证实：脑膜瘤级。图7a：左额胶质瘤；b：肿瘤模糊；c 及d:：肿瘤未见放射性核素分布。王胜军，汪静，邓敬兰，等。中华核医学杂志， 2009，29（2）：85-88 99mTc -HYNIC-Octreotide 的脑膜瘤与胶质瘤显像的脑膜瘤与胶质瘤显像 第二部分第二部分 74生长抑素受体显像临床应用（三）肺癌生长抑素受体显像临床应用（三）肺癌 左肺鳞状细胞癌的111In-DTPA-lanreotide显像：

22、A-冠状面、B-矢状面、C-横断面；CT图像。Traub T，Petkov V，Ofluoglu SJ Nucl Med，2001，42（9）：13091315 第二部分第二部分 75生长抑素受体显像临床应用（四）乳腺癌生长抑素受体显像临床应用（四）乳腺癌 I、II期乳腺癌原发灶的阳性率约74，可发现约30未触及肿大的转移性淋巴结。主要在于监测原发灶的复发。 第二部分第二部分 76生长抑素受体显像生长抑素受体显像 临床应用（五）甲状腺癌临床应用（五）甲状腺癌 66岁老年女性甲状腺乳突状癌患者，A为99mTc-HYNIC-TOC (99mTc-hydrazinonicotinyl-Tyr-3-o

23、ctreotide)显像，可见右肺孤立转移灶清楚的核素浓集，B为111In-DTPA-octreotide显像，病灶显像阴性。（前者的灵敏度要高，但是在研究中还存在假阳性，尚需更多临床检验） Gabriel M，Decristoforo C，Donnemiller E，et al. J Nucl Med，2003，44（5）：708716 第二部分第二部分 77生长抑素受体显像生长抑素受体显像 其它应用其它应用 一心脏部位的嗜铬细胞瘤患者，上图左为111In-Pentetreotide显像（前位及后位），右为双核素标记后显示肿瘤在右肺旁的纵隔中（红色为111In-Pentetreotide显示肿瘤，