~(18)F-FLT、~(18)F-FDG双示踪剂评价肺腺癌及肺大细胞癌放疗疗效的基础研究

【摘要】： 背景:肺癌是最常见的恶性肿瘤之一,近年来肺癌的发病率和死亡率上升显著,放射治疗在肺癌的治疗中占有极其重要的地位,PET是近年来迅速发展起来的影像技术,给肺癌的诊断和分期,尤其在肺癌放疗后的疗效评价带来巨大帮助。本文分两个部分,第一部分系统分析~(18)F-FLT、~(18)F-FDG双示踪评价肺腺癌及肺大细胞癌细胞株外照射后~(18)F-FLT及~(18)F-FDG摄取,第二部分研究~(18)F-FLT及~(18)F_FDG在肺腺癌及肺大细胞癌动物模型放疗后的生物分布及PET显像。 目的:1、研究人肺A549腺癌细胞株及人肺95-D大细胞癌细胞株在接受放射线照射后对3'-脱氧-3'-~(18)F-氟代胸苷(~(18)F-FLT)及~(18)F-氟代脱氧葡萄糖(~(18)F-FDG)的摄取变化情况。2、研究~(18)F-FLT和~(18)F-FDG在荷肺腺癌及荷肺大细胞癌小鼠的生物分布和MicroPET显像。3、评价~(18)F-FLT和~(18)F-FDG在监测肺腺癌及肺大细胞癌放疗疗效中的作用。4、评价肺腺癌及肺大细胞癌在放疗前后~(18)F-FLT、~(18)F-FDG生物分布和MicroPET显像差别。 方法:1、细胞学研究:(1)取生长旺盛的A549肺腺癌细胞,调节细胞浓度至5×10~4/ml,分组加入6孔培养板,每孔200uL。每份培养基中加入~(18)F-FLT或~(18)F-FDG50kBq,用6Mv X线等中心单次照射500cGy、1000cGy和2000cGy。放疗后6小时、12小时、24小时和72小时,用井形γ计数器测定细胞悬液放射性活度。(2)取生长旺盛的人肺95-D大细胞癌细胞株,调节细胞浓度至5×10~4/ml,分组加入6孔培养板,每孔200uL。每份培养基中加入~(18)F-FLT或~(18)F-FDG50kBq,用6Mv X线等中心单次照射500cGy、1000cGy和2000cGy。放疗后6小时、12小时、24小时和72小时,用井形γ计数器测定细胞悬液放射性活度。 2、动物模型研究:(1)采用随机配对分组将荷肺腺癌小鼠分为FLT组和FDG组,每组3只。两组分别于注射~(18)F-FLT和~(18)F-FDG后60min进行PET显像和生物分布测定。(2)将荷肺大细胞癌小鼠分为FLT组和FDG组,每组3只。两组分别于注射。~(18)F-FLT和~(18)F-FDG后60min进行PET显像和生物分布测定。(3) 18只荷肺腺癌小鼠随机分为~(18)F-FLT和~(18)F-FDG两组,各组又随机配对分为A组、B组、C组,每组3只。A组为对照组,未进行任何治疗;B组于实验前1天采用异氟醚麻醉后,固定于直线加速器下,对小鼠肿瘤部位进行放疗,单次剂量2000cGy,能量6MV,射线类型为X线;C组于实验前2天同样对小鼠肿瘤部位进行放疗,操作方法及放疗剂量同B组。经小鼠尾静脉注入~(18)F-FLT和~(18)F-FDG后行MicroPET显像,并处死小鼠取各器官用井形探测仪测定生物分布。(4) 18只荷肺大细胞癌小鼠随机分为~(18)F-FLT和~(18)F-FDG两组,各组又随机配对分为A组、B组、C组,每组3只。A组为对照组,未进行任何治疗;B组于实验前1天采用异氟醚麻醉后,固定于直线加速器下,对小鼠肿瘤部位进行放疗,单次剂量2000cGy,能量6MV,射线类型为X线;C组于实验前2天同样对小鼠肿瘤部位进行放疗,操作方法及放疗剂量同B组。经小鼠尾静脉注入。~(18)F-FLT和~(18)F-FDG后行MicroPET显像,并处死小鼠取各器官用井形探测仪测定生物分布。 结果:1、细胞学研究:(1)人肺A549腺癌细胞株接受三种剂量照射后不同时间~(18)F-FLT和~(18)F-FDG摄取变化情况,可见1000cGy组6h、12h及2000cGy组各时间点摄取均降低。三种不同剂量照射后组间~(18)F-FLT摄取比较,500cGy组与1000cGy组有显著差别(p＜0.05);500cGy组与2000cGy组有显著差别(p＜0.05)。(2)人肺95-D大细胞癌细胞株~(18)F-FLT摄取变化情况,可见500cGy组24h、72h摄取明显增高(138±7%,p＜0.05;141±5%,p＜0.05)。1000cGy及2000cGy组6h、12h、24h、72h ~(18)F-FLT摄取明显降低。三种不同剂量照射后组间~(18)F-FLT摄取比较,500cGy组与1000cGy组有显著差别(p＜0.05);500cGy组与2000cGy组有显著差别(p＜0.05);1000cGy组与2000cGy组无显著差别(p＞0.05)。(3)外照射500cGy后24h、72h肺大细胞癌95-D细胞株~(18)F-FLT摄取明显高于肺腺癌A549细胞株(111±6%,141±5%,p＜0.05:107±8%,138±7%,p＜0.05)。 2、动物模型研究:(1)荷肺腺癌小鼠的生物分布研究中发现,肿瘤部位~(18)F-FLT及~(18)F-FDG摄取较高,肿瘤对肌肉及肺的T/NT比值均大于2,~(18)F_FLT、~(18)F-FDG PET对肿瘤显像清晰。(2)荷肺大细胞癌小鼠的生物分布研究中发现,肿瘤部位~(18)F-FLT及lSF-FDG摄取较高,肿瘤对肌肉及肺的T/NT比值均大于2,~(18)F-FLT、及~(18)F-FDG PET对肿瘤显像清晰。(3)两种肿瘤间摄取~(18)F-FLT的肿瘤/肺及肿瘤/肌肉均有显著差异(P＜0.05),两种肿瘤间摄取~(18)F-FDG的肿瘤/肺有显著差异(P＜0.05),而肿瘤/肌肉值在两种肿瘤间无明显差异(P＞0.05)。~(18)F-FLT、~(18)F-FDG PET显像显示两种肿瘤间无明显差别(P＞0.05)。(4)放疗后肺腺癌~(18)F-FLT摄取较对照组明显降低(P＜0.05),而~(18)F-FDG摄取变化不明显。PET显像FLT组在放疗后24h、48h后T/NT值明显降低且与放疗前对比有明显差异(P＜0.05)。FDG组则无明显差异。(5)放疗后肺大细胞癌~(18)F-FLT摄取较对照组明显降低(1.33±0.27%和0.58±0.08%,p＜0.05),FDG组中C组(放疗后48h)与A组(放疗前)比较有显著性差异(P＜0.05)。PET显像FLT组在放疗后24h、48h后T/NT值明显降低且与放疗前对比有明显差异(P＜0.05),FDG放疗组的48h与放疗前对比有明显差异(P＜0.05)。(6)肺腺癌及肺大细胞癌间放疗后~(18)F-FDG摄取在24h时有统计学差异(P＜0.05);~(18)F-FLT在放疗后24h、48h摄取均有统计学差异(P＜0.05)。放疗后PET显像大细胞癌T/NT值较腺癌低,而且T/NT值降低幅度也比腺癌大,但二者无统计学意义(P＞0.05)。 结论:研究结果表明,~(18)F-FLT可被肺部恶性肿瘤摄取。对肿瘤的特异度高于~(18)F-FDG。有效放疗引起的~(18)F-FLT摄取变化较~(18)F-FDG灵敏,放疗后~(18)F-FLT摄取降低较~(18)F-FDG明显,因而~(18)F-FLT是一种监测肿瘤治疗疗效的有前途的示踪剂。同时,~(18)F-FLT在肺腺癌及肺大细胞癌摄取研究表明,大细胞癌摄取明显高于肺腺癌,有效放射治疗后体内生物分布仍然有此趋势,因而~(18)F-FLT有望在肺腺癌及肺大细胞癌的诊断鉴别和放疗后疗效评价方面会有所帮助。总之,细胞学、动物学研究都表明,~(18)F-FLT对肿瘤特异性、对有效治疗的敏感性、与细胞增殖的相关性都高于~(18)F-FDG,是一种具有发展前景的PET示踪剂。