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第一部分11C-胆碱PET/CT显像在前列腺癌中的应用价值及其与AR受体和PTEN、Ki67相关研究
研究目的:探讨新型PET/CT显像剂11C-胆碱在前列腺癌诊断、分期及疗效评价中的临床应用价值以及11C-胆碱PET/CT显像与前列腺组织中AR受体、PTEN和Ki67表达的关系。
研究方法:回顾性分析2004年4月～2007年12月接受11C-胆碱PET/CT显像的前列腺病变患者59例。分为两组:①未经治疗组49例,男性,年龄47～92岁,血清PSA1.1 ng/ml-100 ng/ml。患者均在经直肠针刺活检前行11C-CH PET/CT显像。②前列腺癌治疗后复查组10例:4例为前列腺癌根治切除术后复查,均为低分化腺癌。6例为前列腺癌去势治疗后复查者,均为中分化腺癌。此10例结果均经手术或长期随访(>1年)或其它影像学检查证实。所有患者均于静脉注射7.4MBq/kg11C-胆碱5min后行仰卧位盆腔PET/CT显像,可疑转移患者行全身显像。测量前列腺病灶(靶组织)及肌肉组织(非靶组织)的最高SUV(SUVmax),并计算其比值(P/M)。前列腺组织石蜡切片经二甲苯脱蜡后,梯度乙醇依次水化至水,3％H2O2去离子水孵育10分钟。以柠檬酸缓冲液高温高压法进行抗原修复,滴加-抗4℃过夜(稀释度为1:100)。滴加Polymer Helper,37℃孵育20分钟。滴加polyperoxidase-anti-mouse/rabbit IgG,37℃孵育20-30分钟。DAB显色,苏木精复染,逐级脱水、透明、中性树胶封片。以PBS替代-抗作为阴性对照。结果根据免疫组化染色的深度及阳性细胞的数量分别记0～3分,其中染色深度以多数细胞呈色反应为准。不着色为0分,浅棕黄色为1分,棕黄色为2分,深褐色为3分。阳性细胞数<10％为0分,10％～45％为1分,46％～65％为2分,>65％为3分。染色的深度及阳性细胞数两者得分相乘,0分为阴性(-),1～3分为弱阳性(+),4～6分为阳性(++),7～9分为强阳性(+++)。数据均通过S PSS13.0软件进行统计分析,建立ROC曲线,同时对数据进行t检验,P<0.05认为差异有统计学意义。SUVmax与PSA值、Gleason分值、AR、PTEN和ki67表达的相关性行spearman等级相关性分析。
结果:第一组49例患者中35例前列腺病灶经手术病理证实,14例经直肠针刺活检病理证实。49例中21例为前列腺癌,其中高分化腺癌5例,中分化腺癌7例,低分化腺癌9例。Gleason分级≥4的患者占33.3％(7例),临床病理分期(Jewett改良法)≥C期(肿瘤组织已穿透前列腺被膜)的占28.6％(6例)28例为前列腺增生(BPH),其中BPH伴慢性炎症8例(表1)。21例前列腺癌患者中6例发生淋巴结转移和(或)骨转移。第二组中4例经手术病理证实,6例由穿刺活检证实。①11C-胆碱PET/CT显像结果:所有的前列腺癌病灶均呈放射性浓聚,21例前列腺癌患者中15例为前列腺区域弥漫性放射性浓聚,6例放射性浓聚区位于前列腺外周带呈孤立结节状。28例良性病变中5例前列腺区域未见明显放射性聚集,其余23例前列腺病灶摄取11C-胆碱不同程度增高,其中22例放射性增高区域位于前列腺中央带且较对称呈“桔瓣”状。②半定量分析:以SUV为半定量参数,前列腺癌患者的平均SUVmean为7.25±4.98(1.58～25.28),BPH的平均SUVmean为4.51±4.74(0.67～26.19)。以双样本异方差t检验,两者无显著性差异(t=2.02,p>0.05)。前列腺癌的平均SUVmax为7.87±5.74(2.75～27.85),BPH的平均SUVmax为4.95～5.14(0.89～27.93),两者的差异亦不具有显著性(t=2.02,p>0.05)。以P/M为参数,前列腺癌患者的平均P/M为4.21±1.61(1.85～7.82),前列腺增生患者的平均P/M为1.87±0.98(0.69～5.04),两者的差异具有显著性(t=2.04,p<0.01)。③建立ROC曲线,以P/M>2.3为鉴别病灶良恶性的标准1C-胆碱PET/CT显像诊断前列腺癌的灵敏度、特异性、阳性预测值、阴性预测值和准确性分别为90.48％(19/21例)、85.71％(24/28例)、82.61％(19/23例)、92.31％(24/26例)、87.76％(43/49例)。④11C-胆碱PET/CT显像共发现6例盆腔、腹股沟区、纵隔、肺门、腹膜后淋巴结转移灶31处,4例患者的29处骨转移灶,有助于前列腺癌的准确临床分期。⑤4例前列腺癌根治切除术后患者中发现1例病灶边缘软组织密度区呈明显放射性浓聚,诊断为术后残留。6例前列腺癌去势治疗复查患者中,发现2例肿瘤复发。⑥采用spearman等级相关分析11C-胆碱PET/CT显像结果与免疫组织化学指标组织评分显示,在所有接受检查的病例以及前列腺癌组中:Ki-67表达与11C-胆碱PET/CT P/M值呈明显正相关性(rs=0.764,P<0.01；rs=0.660,P<0.01)。以P/M>2.3为诊断肿瘤的标准,所筛选出病例中的三例非肿瘤患者中两例前列腺组织免疫组织化学染色Ki67呈阳性反应,提示Ki67与P/M值的相关性。AR及PTEN的表达与P/M值无明显相关关系。
结论:11C-胆碱PET/CT显像是一种诊断前列腺癌的较好的无创性检查方法,良恶性组之间的P/M差异具有统计学意义。PET/CT显像中CT的精确定位意义重大,放射性浓聚区位于前列腺中央带且对称多提示前列腺增生,而放射性浓聚点位于外周带且呈孤立结节则高度警惕前列腺癌。全身显像可以发现局部转移淋巴结及远处转移灶,有助于准确临床分期。对于评价治疗疗效、监测肿瘤残留与复发,11C-胆碱PET/CT显像亦具有重要意义,可以发现部分PSA没有显著升高的肿瘤复发患者,在PSA显著升高的患者中肿瘤残留与复发探测率高。Ki-67表达与11C-胆碱PET/CTSUV(P/M)值呈明显正相关。
第二部分11C-胆碱PET/CT显像在肺癌中的应用价值及胆碱代谢机理的实验研究
研究目的:通过对临床可疑肺癌患者的11C-胆碱PET/CT显像,探讨其在肺癌中的应用价值,以期寻找早期诊断肺癌并进行准确术前分期的更为特异、更为灵敏、性价比更高的PET/CT显像剂。同时探讨了胆碱的两种不同的代谢过程--乙酰胆碱代谢途径(最终生成乙酰胆碱)及磷酸化途径(最终生成磷脂酰胆碱)在不同组织类型肺癌患者中所占的比例,以期阐明胆碱显像的真正机理。
研究方法:具有完整资料的2007年1月～2008年12月接受11C-胆碱PET/CT显像的可疑肺癌患者38例,经手术病理证实者为32例,6例发生远处转移者经长期随访(>1年)或其它影像学检查证实。部分接受肺癌手术患者(18例)留取肿瘤组织及周围正常肺组织进行胆碱代谢的分子生物学检查。患者未禁食,安静休息10min后肘前静脉注射11C-胆碱7.4MBq/kg,5min后行仰卧位PET/CT显像。先行4排螺旋CT扫描,140kV,80mA,层厚5mm,进床速度11.25mm/s。PET采用2D扫描,每个床位采集3分钟,共采集2-3个床位(颈胸部),可疑转移患者采集6个床位(全身)。PET数据经OSEM重建,通过Xeleris工作站进行图像融合分别得到冠状、矢状、横断的CT、PET及PET/CT融合图像。勾画感兴趣区(region of interest,ROI),测量肺部病灶(靶组织)与正常肺组织(非靶组织)的平均SUV(SUVmean)及最高SUV(SUVmax),并计算其比值(T/NT)。同时计算肺部病灶(靶组织)与同层面肌肉组织的最高SUV(SUVmax)的比值(T/M)。采用RT-PCR和Western blot方法将术后取得的肺癌组织及正常肺组织检测胆碱乙酰基转移酶(ChAT)和胆碱激酶(Chok)mRNA及蛋白质的表达；分析肺癌的胆碱显像与肺癌组织细胞中胆碱代谢的变化。
结论:11C-胆碱P ET/CT显像所有肺癌病灶均表现为胆碱高摄取。良性病灶如结核早期及炎性假瘤也会出现摄取胆碱增高。通过半定量分析,肺癌及良性病灶两组的SUVme an、SUVmax、T/NT及T/M均无显著性差异。11C-胆碱PET/CT显像不能很好地鉴别肺部病灶的良恶性。不同病理类型的肺癌如鳞癌、腺癌及不典型类癌对胆碱摄取的SUVmax、T/NT均无显著性差异。11C-胆碱PET/CT显像能够发现肺癌患者的纵隔及肺门淋巴结转移及远处转移灶,有助于准确临床分期。11C-胆碱在各种病理类型的肺癌组织细胞中不仅有磷酸化途径的增强,而且均存在乙酰化途径。
研究目的:探讨新型PET/CT显像剂11C-胆碱在前列腺癌诊断、分期及疗效评价中的临床应用价值以及11C-胆碱PET/CT显像与前列腺组织中AR受体、PTEN和Ki67表达的关系。
研究方法:回顾性分析2004年4月～2007年12月接受11C-胆碱PET/CT显像的前列腺病变患者59例。分为两组:①未经治疗组49例,男性,年龄47～92岁,血清PSA1.1 ng/ml-100 ng/ml。患者均在经直肠针刺活检前行11C-CH PET/CT显像。②前列腺癌治疗后复查组10例:4例为前列腺癌根治切除术后复查,均为低分化腺癌。6例为前列腺癌去势治疗后复查者,均为中分化腺癌。此10例结果均经手术或长期随访(>1年)或其它影像学检查证实。所有患者均于静脉注射7.4MBq/kg11C-胆碱5min后行仰卧位盆腔PET/CT显像,可疑转移患者行全身显像。测量前列腺病灶(靶组织)及肌肉组织(非靶组织)的最高SUV(SUVmax),并计算其比值(P/M)。前列腺组织石蜡切片经二甲苯脱蜡后,梯度乙醇依次水化至水,3％H2O2去离子水孵育10分钟。以柠檬酸缓冲液高温高压法进行抗原修复,滴加-抗4℃过夜(稀释度为1:100)。滴加Polymer Helper,37℃孵育20分钟。滴加polyperoxidase-anti-mouse/rabbit IgG,37℃孵育20-30分钟。DAB显色,苏木精复染,逐级脱水、透明、中性树胶封片。以PBS替代-抗作为阴性对照。结果根据免疫组化染色的深度及阳性细胞的数量分别记0～3分,其中染色深度以多数细胞呈色反应为准。不着色为0分,浅棕黄色为1分,棕黄色为2分,深褐色为3分。阳性细胞数<10％为0分,10％～45％为1分,46％～65％为2分,>65％为3分。染色的深度及阳性细胞数两者得分相乘,0分为阴性(-),1～3分为弱阳性(+),4～6分为阳性(++),7～9分为强阳性(+++)。数据均通过S PSS13.0软件进行统计分析,建立ROC曲线,同时对数据进行t检验,P<0.05认为差异有统计学意义。SUVmax与PSA值、Gleason分值、AR、PTEN和ki67表达的相关性行spearman等级相关性分析。
结果:第一组49例患者中35例前列腺病灶经手术病理证实,14例经直肠针刺活检病理证实。49例中21例为前列腺癌,其中高分化腺癌5例,中分化腺癌7例,低分化腺癌9例。Gleason分级≥4的患者占33.3％(7例),临床病理分期(Jewett改良法)≥C期(肿瘤组织已穿透前列腺被膜)的占28.6％(6例)28例为前列腺增生(BPH),其中BPH伴慢性炎症8例(表1)。21例前列腺癌患者中6例发生淋巴结转移和(或)骨转移。第二组中4例经手术病理证实,6例由穿刺活检证实。①11C-胆碱PET/CT显像结果:所有的前列腺癌病灶均呈放射性浓聚,21例前列腺癌患者中15例为前列腺区域弥漫性放射性浓聚,6例放射性浓聚区位于前列腺外周带呈孤立结节状。28例良性病变中5例前列腺区域未见明显放射性聚集,其余23例前列腺病灶摄取11C-胆碱不同程度增高,其中22例放射性增高区域位于前列腺中央带且较对称呈“桔瓣”状。②半定量分析:以SUV为半定量参数,前列腺癌患者的平均SUVmean为7.25±4.98(1.58～25.28),BPH的平均SUVmean为4.51±4.74(0.67～26.19)。以双样本异方差t检验,两者无显著性差异(t=2.02,p>0.05)。前列腺癌的平均SUVmax为7.87±5.74(2.75～27.85),BPH的平均SUVmax为4.95～5.14(0.89～27.93),两者的差异亦不具有显著性(t=2.02,p>0.05)。以P/M为参数,前列腺癌患者的平均P/M为4.21±1.61(1.85～7.82),前列腺增生患者的平均P/M为1.87±0.98(0.69～5.04),两者的差异具有显著性(t=2.04,p<0.01)。③建立ROC曲线,以P/M>2.3为鉴别病灶良恶性的标准1C-胆碱PET/CT显像诊断前列腺癌的灵敏度、特异性、阳性预测值、阴性预测值和准确性分别为90.48％(19/21例)、85.71％(24/28例)、82.61％(19/23例)、92.31％(24/26例)、87.76％(43/49例)。④11C-胆碱PET/CT显像共发现6例盆腔、腹股沟区、纵隔、肺门、腹膜后淋巴结转移灶31处,4例患者的29处骨转移灶,有助于前列腺癌的准确临床分期。⑤4例前列腺癌根治切除术后患者中发现1例病灶边缘软组织密度区呈明显放射性浓聚,诊断为术后残留。6例前列腺癌去势治疗复查患者中,发现2例肿瘤复发。⑥采用spearman等级相关分析11C-胆碱PET/CT显像结果与免疫组织化学指标组织评分显示,在所有接受检查的病例以及前列腺癌组中:Ki-67表达与11C-胆碱PET/CT P/M值呈明显正相关性(rs=0.764,P<0.01；rs=0.660,P<0.01)。以P/M>2.3为诊断肿瘤的标准,所筛选出病例中的三例非肿瘤患者中两例前列腺组织免疫组织化学染色Ki67呈阳性反应,提示Ki67与P/M值的相关性。AR及PTEN的表达与P/M值无明显相关关系。
结论:11C-胆碱PET/CT显像是一种诊断前列腺癌的较好的无创性检查方法,良恶性组之间的P/M差异具有统计学意义。PET/CT显像中CT的精确定位意义重大,放射性浓聚区位于前列腺中央带且对称多提示前列腺增生,而放射性浓聚点位于外周带且呈孤立结节则高度警惕前列腺癌。全身显像可以发现局部转移淋巴结及远处转移灶,有助于准确临床分期。对于评价治疗疗效、监测肿瘤残留与复发,11C-胆碱PET/CT显像亦具有重要意义,可以发现部分PSA没有显著升高的肿瘤复发患者,在PSA显著升高的患者中肿瘤残留与复发探测率高。Ki-67表达与11C-胆碱PET/CTSUV(P/M)值呈明显正相关。
第二部分11C-胆碱PET/CT显像在肺癌中的应用价值及胆碱代谢机理的实验研究
研究目的:通过对临床可疑肺癌患者的11C-胆碱PET/CT显像,探讨其在肺癌中的应用价值,以期寻找早期诊断肺癌并进行准确术前分期的更为特异、更为灵敏、性价比更高的PET/CT显像剂。同时探讨了胆碱的两种不同的代谢过程--乙酰胆碱代谢途径(最终生成乙酰胆碱)及磷酸化途径(最终生成磷脂酰胆碱)在不同组织类型肺癌患者中所占的比例,以期阐明胆碱显像的真正机理。
研究方法:具有完整资料的2007年1月～2008年12月接受11C-胆碱PET/CT显像的可疑肺癌患者38例,经手术病理证实者为32例,6例发生远处转移者经长期随访(>1年)或其它影像学检查证实。部分接受肺癌手术患者(18例)留取肿瘤组织及周围正常肺组织进行胆碱代谢的分子生物学检查。患者未禁食,安静休息10min后肘前静脉注射11C-胆碱7.4MBq/kg,5min后行仰卧位PET/CT显像。先行4排螺旋CT扫描,140kV,80mA,层厚5mm,进床速度11.25mm/s。PET采用2D扫描,每个床位采集3分钟,共采集2-3个床位(颈胸部),可疑转移患者采集6个床位(全身)。PET数据经OSEM重建,通过Xeleris工作站进行图像融合分别得到冠状、矢状、横断的CT、PET及PET/CT融合图像。勾画感兴趣区(region of interest,ROI),测量肺部病灶(靶组织)与正常肺组织(非靶组织)的平均SUV(SUVmean)及最高SUV(SUVmax),并计算其比值(T/NT)。同时计算肺部病灶(靶组织)与同层面肌肉组织的最高SUV(SUVmax)的比值(T/M)。采用RT-PCR和Western blot方法将术后取得的肺癌组织及正常肺组织检测胆碱乙酰基转移酶(ChAT)和胆碱激酶(Chok)mRNA及蛋白质的表达；分析肺癌的胆碱显像与肺癌组织细胞中胆碱代谢的变化。
结论:11C-胆碱P ET/CT显像所有肺癌病灶均表现为胆碱高摄取。良性病灶如结核早期及炎性假瘤也会出现摄取胆碱增高。通过半定量分析,肺癌及良性病灶两组的SUVme an、SUVmax、T/NT及T/M均无显著性差异。11C-胆碱PET/CT显像不能很好地鉴别肺部病灶的良恶性。不同病理类型的肺癌如鳞癌、腺癌及不典型类癌对胆碱摄取的SUVmax、T/NT均无显著性差异。11C-胆碱PET/CT显像能够发现肺癌患者的纵隔及肺门淋巴结转移及远处转移灶,有助于准确临床分期。11C-胆碱在各种病理类型的肺癌组织细胞中不仅有磷酸化途径的增强,而且均存在乙酰化途径。