新型RGD PET与FDG PET对小鼠移植瘤显像比较及免疫组化验证

摘要

背景与目的：非小细胞肺癌放疗失败的主要原因是基于群体化证据的放疗技术不适合存在巨大差异的肺癌个体。只有充分掌握肺癌个体化特征，实施有针对性的个体化放疗才能提高疗效。分子影像技术有望立体、无创、动态显示肺癌的个体化特征，为个体化放疗提供指导。本研究拟以肺癌移植瘤小鼠为研究对象：1）以18F-FDG PET为对照，探索18F-Alfatide（18F-AL-NOTA-PRGD2，简写为18F-Alfatide，后文简称18F-RGD）正电子发射断层显像（positron emission tomography, PET）在LLC（Lewis lung carcinoma cell）荷瘤C57小鼠显像的准确性；2）通过小鼠移植瘤病理体积的对照研究，比较18F-RGD PET和18F-FDG PET对LLC荷瘤C57小鼠模型中移植瘤代谢体积的评估；3）通过影像-标本-分子病理精确对照研究，探索FDG PET糖代谢显像、RGD PET血管生成显像与肿瘤空间异质性的关系。
　　材料和方法： Lewis肺癌细胞(2×105/100μl/只，肌肉注射)种植于C57小鼠右下肢皮下。37只 LLC荷瘤C57小鼠尾静脉注射18F-RGD（2.4-3.5MBp）1小时后行micro-PET扫描，第二天尾静脉注射18F-FDG（2.6-3.6MBp）1小时后行micro-PET扫描。显像结束后对移植瘤进行在体标记，取下移植瘤并测量肿瘤最大径 Dlong及与其垂直的短径Dshort，计算肿瘤病理体积。由2名影像学专家分别勾画出小鼠在Micro-PET图像上正常组织器官与移植瘤并分别计算出其标准摄取值（Standard uptake values，SUV)。显像结束后按照在体标记的移植瘤位置将肿瘤取下并均分为外层、中层、内层三个部分。对其中的15个移植瘤标本按照在体标记方向行连续大病理切片，并将切片分为外、中、内层。分别行整合素αvβ3和糖代谢标记物（GLUT-1）的免疫组化检测。分别测定这三部分的 GLUT-1、整合素αvβ3表达水平，并分别与三层之间的18F-RGD PET摄取值（SUVRGD）、18F-FDG PET摄取值（SUVFDG）进行比较。
　　结果：18F-RGD PET显像鉴别出了所有的移植瘤。移植瘤及大部分正常组织器官中的18F-RGD SUV比18F-FDG低(P<0.01)。18F-RGD PET SUV在纵隔、肺脏和脑中显著低于18F-FDG PET(0.30±0.06,3.56±0.95, P<0.01；0.20±0.04,1.60±0.40, P<0.01；0.62±0.11,1.52±0.27, P<0.01)。18F-RGD PET的肿瘤-肺比率和肿瘤-心脏比率(4.50±0.96，3.03±0.70)显著高于18F-FDG PET(1.70±0.56，0.76±0.22)，P<0.001，<0.001。 VPath、VRGD和 VFDG体积均值分别为0.59±0.32cm3(范围,0.13~1.64 cm3)、0.61±0.37cm3(范围,0.15~1.86 cm3)和1.24±0.53cm3(范围,0.17~2.20 cm3)。VPath vs. VRGD、 VPath vs. VFDG、VRGD vs. VFDG分别是t=-0.145, P=0.885、t=-6.239, P<0.001、 t=-5.661, P<0.001。VPath和VRGD大小无统计学差异。VFDG大于VPath和VRGD。VRGD更接近于病理体积。此外， VRGD和VPath、VFDG和VPath的相关性分别为（R=0.964, P<0.001）、（R=0.584, P<0.001）。两种示踪剂的摄取值从移植瘤外到内依次升高(SUVFDG-O、 SUVFDG-M、 SUVFDG-I分别为3.04±0.64,6.33±1.16,9.95±1.64；SUVRGD-O、SUVRGD-M、SUVRGD-I分别为1.46±0.30,1.96±0.37,2.36±0.37)， P<0.001，<0.001。18F-FDG SUV vs. GLUT-1,18F-Alfatide SUV vs.αvβ3,18F-FDG SUV vs.18F-Alfatide SUV,及 GLUT-1 vs.αvβ3等移植瘤参数之间有相关性(R=0.895, P<0.001；R=0.595, P=0.019；R=0.917, P<0.001；R=0.637, P=0.011)，并有统计学意义。
　　结论：因为较高的肿瘤-纵隔、肿瘤-肺及肿瘤-心脏比率，我们发现18F-RGD PET对纵膈、肺及脑部肿瘤检测可能比18F-FDG PET更有优势。18F-RGD PET测定的肿瘤代谢体积比18F-FDG PET测定的更接近于肿瘤大体体积。因此我们认为18F-RGD PET在无创性界定肺癌靶区方面是有效可行的，为肺癌个体化放疗靶区的精确勾画提供理论依据。18F-RGD在肿瘤空间异质性检测方面是一种潜在有效示踪剂。因此我们认为，在脑及胸部肿瘤的研究中，18F-RGD可能替代18F-FDG，值得进一步研究。

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第一章 引 言

第二章 材料与方法

2.1 建立Lewis 肺癌小鼠模型

2.1.1 细胞培养

2.1.2 小鼠饲养

2.1.3 移植瘤模型建立

2.2 PET/CT 扫描与图像处理

2.3 测量SUV值及肿瘤代谢体积

2.4 病理体积的测量

2.5 免疫组化检测

2.6 统计学处理

第三章 结 果

3.1 18F-alfatide和 18F-FDG在小鼠体内的生物分布

3.2 肿瘤代谢

3.3 肿瘤代谢体积

3.4 空间异质性

3.5免疫组化检测及与PET显像的相关性

第四章 讨 论

第五章 结 语

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢