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目的:通过对荷瘤小鼠肿瘤放疗前后分别进行99Tcm-Annexin V、99Tcm-MIBI及18F-FDG体内生物学分布以及99Tcm-MIBI、99Tcm-Annexin V的核素显像,探讨99Tcm-Annexin V核素凋亡显像评价肿瘤放疗后早期细胞凋亡的可行性,是否有助于早期疗效评估。
方法:取H22腹水型肝癌细胞株,接种于小鼠右前肢皮下组织,清洁环境下饲养至肿瘤最大径约1cm,选取生长良好、肿瘤大小无显著性差异的荷肝瘤鼠待用。根据实验需要选取部分荷瘤鼠进行2Gy、2-1-2Gy(分三次)、5Gy、10Gy照射。采用直接标记法制备99Tcm-Annexin V,检测SnCl2的还原性、99Tcm-Annexin V的放射化学纯度以及稳定性。
荷瘤鼠肿瘤放疗前后对99Tcm-MIBI、18F-FDG及99Tcm-Snnexin V摄取的比较。将荷瘤鼠随机分为M(对照组)、M'(5Gy放疗组)两组,于不同时间行99Tcm-MIBI的体内生物学分布,并计算各脏器组织包括肿瘤组织的每克组织百分注射剂量(％ID/g)及肿瘤与肌肉的放射性摄取比值(T/M);将荷瘤鼠随机分为F(对照组)、F'(5Gy放疗组)两组,于不同时间行18F-FDG体内生物学分布,计算肿瘤组织％ID/g及T/M;将荷瘤鼠随机分为V(对照组)、V'(5Gy放疗组)两组,于不同时间行99Tcm-Annexin V体内生物学分布,计算肿瘤组织％ID/g及T/M,分别比较放疗前后肿瘤组织对99Tcm-MIBI、18F-FDG及99Tcm-Annexin V三种显像剂的摄取。
荷瘤鼠肿瘤放疗前后99Tcm-MIBI、99Tcm-Annexin V的核素显像T/NT比较。将荷瘤鼠随机分为M(对照组)、M'(5Gy放疗组)两组,分别行99Tcm-MIBI显像,计算肿瘤/对侧正常组织(T/NT)比值;将荷瘤鼠随机分为V(对照组)、V'(5Gy放疗组)两组,分别行99Tcm-Annexin V显像,计算T/NT,分别比较放疗前后99Tcm-MIBI、99Tcm-Annexin V核素显像T/NT。
注射99Tcm-Annexin V后不同时间核素显像的比较。将荷瘤鼠随机分为1h组、2h组、4h组、6h组,放疗后1h各组均注射99Tcm-Annexin V,分别于注射显像剂后1h、2h、4h、6h行核素显像,计算T/NT,并加以比较。
不同放疗剂量及方案组99Tcm-Annexin V显像的比较。将荷瘤鼠随机分为2Gy放疗组、2-1-2Gy放疗组(即连续三天分别接受2Gy、1Gy、2Gy放疗)、5Gy放疗组、10Gy放疗组,各组注射99Tcm-Annexin V后行核素显像,显像完毕处死荷瘤鼠测定肿瘤组织％ID/g,最后比较不同剂量及方案组间肿瘤的％ID/g和T/NT。
不同放疗剂量及方案组肿瘤T/NT分别与TUNEL染色(DNA末端转移酶标记法)、FCM测定(流式细胞分析)的肿瘤细胞凋亡率的关系。取各组荷瘤鼠瘤体一部分,行TUNEL染色,被染成棕褐色的细胞为凋亡阳性细胞,计算肿瘤细胞凋亡率;另取一部分新鲜肿瘤组织,制备成单细胞悬液,行流式细胞分析检测细胞凋亡,计算肿瘤细胞凋亡率,分析T/NT与TUNEL染色、FCM测定的肿瘤细胞凋亡率的关系。
结果:99Tcm-Annexin V的放射化学纯度＞94％,6小时内稳定性良好。荷瘤鼠肿瘤放疗前后对99Tcm-MIBI、18F-FDG及99Tcm-Annexin V摄取的比较。放疗前后,荷瘤鼠肿瘤部位对99Tcm-MIBI及18F-FDG的摄取无明显变化,差异无统计学意义(P＞0.05),但荷瘤鼠放疗后肿瘤部位对99Tcm-Annexin V的摄取高于对照组,差异具有统计学意义(P＜0.01)。
荷瘤鼠肿瘤放疗前后99Tcm-MIBI、99Tcm-Annexin V的核素显像T/NT比较。放疗前后,荷瘤鼠99Tcm-MIBI显像的T/NT无明显变化,差异无统计学意义(P＞0.05),但荷瘤鼠放疗后99Tcm-Annexin V显像的T/NT高于对照组,差异具有统计学意义(P＜0.01)。
注射99Tcm-Annexin V后不同时间SPECT显像的比较。注射99Tcm-Annexin V后不同时间的SPECT显像中,以4小时后显像较佳,此时T/NT比值最大(4.70±0.50),与1小时和2小时后显像的T/NT差异有统计学意义(P＜0.01)。
不同放疗剂量及方案组99Tcm-Annexin V显像的比较。在2Gy、2-1-2Gy、5Gy及10Gy不同放疗剂量及方案组中,荷瘤鼠99Tcm-Annexin V显像T/NT依次为2.54±0.05,2.98±0.06,4.92±0.07及3.25±0.02。以5Gy组T/NT最高,当剂量增加至10Gy时T/NT开始下降,且各剂量组T/NT差异均有统计学意义(P＜0.01)。
不同放疗剂量及方案组肿瘤T/NT分别与TUNEL染色、FCM测定的肿瘤细胞凋亡率的关系。在不同放疗剂量及方案组中,各剂量组细胞凋亡率差异均有统计学意义(P＜0.01)。无论TUNEL染色法还是FCM法测定的肿瘤细胞凋亡率均以5Gy放疗组最高[(42.14±5.18)％;(30.02±4.49)％],当剂量增加至10Gy时细胞凋亡率开始下降。不同剂量组99Tcm-Annexin V显像的T/NT分别与TUNEL染色法、FCM法测定的肿瘤细胞凋亡率呈正相关关系。
结论:199Tcm-Annexin V可以实现荷瘤鼠放疗后早期凋亡的监测,有助于肿瘤放疗早期疗效的评估,较99Tcm-MIBI、18F-FDG具有优势。299Tcm-Annexin V凋亡显像在注射显像剂后4小时显像效果最佳。3不同放疗剂量对肿瘤的早期细胞凋亡影响不同,且相同剂量不同放疗方案对肿瘤的早期细胞凋亡影响也不同,肿瘤细胞凋亡的多少可能与肿瘤放疗中的时间-剂量依赖性有关。