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《中国医科大学》 2008年
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关于FDG和FLT的化学合成及其在肺内结节鉴别诊断中的相关性研究

辛军  
【摘要】: 前言 正电子放射计算机断层显像(PET)是利用正电子发射放射性核素及其标记的化合物进入人体局部或全身断层显像的现代医学显像技术,它能够无创性探测正电子放射性核素在机体内分布状况,可从分子水平反映人体组织的生理、病理、生化、代谢改变,在肿瘤良、恶性鉴别,肿瘤的分期、分型,肿瘤生物学行为的评估,治疗后肿瘤生物学行为改变的监测等方面发挥重要作用。使影像诊断学由以解剖形态为主的模式向形态与生物化学结合的模式迅速发展,适应了分子水平诊断和治疗疾病的趋势和需要。 ~(18)F-氟代脱氧葡萄糖(~(18)F-FDG)是目前临床应用最广泛的示踪剂,其生物学行为与葡萄糖相似,~(18)F-脱氧葡萄糖(FDG)是葡萄糖结构类似物,通过细胞膜上的糖转运体蛋白转运入细胞,在胞浆内经已糖激酶的催化生成6-磷酸-FDG,产物不能被1,6-二磷酸葡萄糖异构酶催化生成~(18)F-葡萄糖-1,6-二磷酸继续糖代谢,所以滞留于细胞线粒体内显像,肿瘤细胞葡萄糖摄取量高于正常细胞,同时,肿瘤细胞的糖代谢尤其是无氧酵解的速度比正常细胞快,故而~(18)F-FDG在肿瘤细胞内的积聚增加,摄取和滞留高于正常组织数倍甚至数十倍。但FDG在炎性细胞、肉芽组织等中也可被摄取,因此存在一定的假阳性。 近年来,核酸代谢类示踪剂己经有了较大发展,其中3′-脱氧-3′-~(18)F-氟代胸苷(~(18)F-FLT)是目前应用较广泛的核酸类代谢显像剂,能被细胞摄取并由胸腺嘧啶酶-1-磷酸化而滞留在细胞内,参与DNA合成。它能间接反映肿瘤细胞增殖状态,从而特异性地诊断肿瘤快速的细胞增殖是肿瘤发展的基础,与肿瘤的生长、浸润、复发、转移等生物学行为和预后密切相关。 目的 本研究旨在建立离子液体作为相转移催化剂合成~(18)F-FDG和~(18)F-FLT的化学方法,同时希望了解在不同底物质量、反应时间和不同加热温度条件下对两种放射性示踪剂产率的影响,比较与常规合成方法的优势和不足,并探讨~(18)F-FLT和~(18)F-FDG标准摄取值(SUV)在肺结节良恶性定性诊断上的价值。 材料与方法 从加速器获得~(18)F离子分离后,采用1,3,4,6-四-氧-乙酰基-2-氧-三氟甲磺酰-D-吡喃甘露糖(TATM)作为前体,在不同K_2CO_3体积、离子液体积、前体量时~(18)F-FDG合成效率及放射化学纯度。 从加速器获得~(18)F离子分离后,以BMI离子液体作为相转移催化剂、(3-N-叔丁基酰基-(5'-O-(4,4'-二甲氧三苯甲基)—2'-脱氧—3'—O—(4-硝基苯磺酰)—β—D—5呋喃)胸腺嘧啶作为前体对在不同K_2CO_3体积、不同加热温度下及前体量时对最佳合成效率进行研究。 2005年4月~2007年3月共进行了95例扫描,去除不符合要求的病例,最后55例被采用,其中男32例,女22例,年龄17岁~82岁,平均年龄53.3±17.1岁;每例病例均在相同条件下进行FDG-PET和FLT-PET显像,均通过病理或密切随访得到确切的结果。对两种显像剂的PET结果分别进行视觉分析和半定量分析,其中FDG标准采用恶性SUV>2.5;摄取>2.0,FLT标准采用恶性SUV>1.35;摄取>1.0。 结果 在FDG合成实验中采用25mg 1,3,4,6-四-氧-乙酰基-2-氧-三氟甲磺酰-D-吡喃甘露糖(TATM)作为前体在0.2ml K_2CO_3、0.3ml离子液体体积、0.7ml乙腈时获得最高的合成效率(55%)和放射化学纯度(93%)。 在FLT化学合成实验中采用0.1ml 1M K_2CO_3,在130度加热温度、(3-N-叔丁基酰基-(5'-O-(4,4'-二甲氧三苯甲基)—2'-脱氧—3'—O—(4-硝基苯磺酰)—β—D—5呋喃)胸腺嘧啶前体30mg获得最高的合成效率。 临床研究55个病,其中良性病变39例,恶性病变16例;以病理或随访结果作为本组数据对肺癌诊断的“金标准”,与“金标准”进行比较后,单独以FDG的SUVmax大于2.5和FLT的SUVmax大于1.35为阈值对肺癌诊断的敏感性、特异性、正确率分别为93.75%、25.64%、45.45%和93.75%、41.03%、56.36%;FDG双盲和集体阅片及FLT双盲和集体阅片对肺癌诊断的敏感性、特异性、正确率分别为87.5%、58.97%、67.27%和68.75%、76.92%、74.55%;FDG+FLT双盲和集体阅片对肺癌诊断的敏感性、特异性、正确率分别为81.25%、87.18%、85.45%;FDG诊断肺癌的ROC曲线下面积为0.744(p<0.05);FLT诊断肺癌的ROC曲线下面积为0.783(p<0.05);55例病例的FLT、FDG的SUV值计算Pearson相关系数r=0.614,p=0.000,表明二者线性相关。 结论 以1,3,4,6-四-氧-乙酰基-2-氧-三氟甲磺酰-D-吡喃甘露糖(TATM)作为前体前体采用离子液体作为PTC和适合的溶剂合成~(18)F-FDG合成效率的方法是可行的,并能获得相对较高的合成效率,同时与常规合成方法对比,可以有效地缩短反应时间,可以在短时间多次完成FDG的合成。同时采用离子液体作为相催化剂PTC能够快速、稳定合成~(18)F-FLT。 在对肺内结节的双核素PET-CT显像对比研究中可以看出~(18)F-FDG诊断肺恶性结节的敏感性较~(18)F-FLT高,但特异性低;对肺内良恶性结节的鉴别诊断能力~(18)F-FLT较~(18)F-FDG高,但不能反映所有类型肿瘤增殖情况。二者具有一定的相关性,FDG+FLT二者联合诊断可以显著提高肺内恶性结节诊断准确率。
【学位授予单位】:中国医科大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:R817.4

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