PET/CT分子影像学方法早期评价肿瘤血管靶向治疗疗效的实验研究

摘要

本文从以下几部分展开了论述：
　　第一部分 18F标记的RGD多肽在正常昆明小鼠和荷瘤小鼠体内生物分布
　　目的:整合素αvβ3受体在促进、维持以及调节血管生成的过程中有着至关重要的作用，高表达于多种肿瘤细胞及新生血管内皮细胞。RGD多肽序列可与整合素αvβ3受体特异性结合，有助于评价肿瘤的生长状况和侵袭性。本实验主要研究18F标记的RGD二聚体18F-E[c(RGDfK)2]在正常昆明小鼠体内的生物分布和荷人神经胶质瘤裸鼠模型的小动物PET/CT显像情况。
　　方法:基于RGD二聚体硝基前体4-NO2-3-TFMBz-E[c(RGDfk)2]和改进的自动化合成模块Explora GN，采取一步直接标记法合成18F-E[c(RGDfK)2]，采用半制备HPLC进行分离纯化，利用Radio-HPLC测定其放化纯度及稳定性。生物分布实验分两部分进行，第一部分:昆明小鼠经尾静脉注射18F-E[c(RGDfK)2],分别于注射后0.5、1、2、4h将小鼠处死，取各主要脏器称重、测定放射性计数，并计算每克组织注射百分率(％ID/g)。第二部分:构建荷人神经胶质瘤裸鼠模型，观察注射18F-E[c(RGDfK)2]后1、2、4h的小动物PET/CT显像情况，并注射大剂量F-E[c(RGDfK)2]行整合素受体阻断显像。
　　结果:分子显像探针18F-E[c(RGDfK)2]的标记率约为10％，放化纯度大于98％，稳定性良好。18F-E[c(RGDfK)2]在昆明小鼠体内主要经肾排泄，血液清除迅速，肝脏、肌肉摄取较低（注射后1h，肾脏、肝脏、小肠、肌肉及血％ID/g分别为1.02±0.16、0.24±0.06、0.35±0.03、0.13±0.03、0.11±0.03）。注射后1h，肿瘤对18F-E[c(RGDfK)2]的摄取达到高峰（5.2±0.56）％ID/g，T/M为5.36。阻断显像中，可见肿瘤组织放射性摄取明显减低，T/M平均值为1.57。
　　结论:本研究结果表明，18F-E[c(RGDfK)2]与整合素受体特异性结合，肿瘤摄取较高、显像清晰，可用于整合素表达阳性肿瘤的预后判断、血管靶向治疗适应症的选择及疗效判断。
　　第二部分 18F-FDG小动物PET/CT动态检测U87MG胶质瘤裸鼠舒尼替尼疗效
　　目的:血管新生是肿瘤生长、发展的基本生理过程，发生于几乎所有实体瘤，如胶质瘤等。抗血管治疗逐渐被作为抗肿瘤治疗的手段之一。但抗血管药物多以细胞抑制效应为主，细胞毒性明显小于化疗药物。因此，传统的实体瘤双径测量的疗效评价标准已经不足以提供有效的抗血管疗效评价。功能性的分子影像学可以有效反映肿瘤细胞的生物代谢水平的变化，在PET Response Evaluation Criteria inSolid Tumors(PERCIST)中起着重要的作用。本研究以U87MG胶质瘤细胞系建立GBM模型，采用18F-FDG小动物PET/CT早期评价舒尼替尼的疗效。
　　方法:荷U87-MG胶质瘤细胞的裸鼠随机分为2组，分别作为治疗组和对照组。治疗组经舒尼替尼(80mg/kg)灌胃，连续治疗7天，对照组给予安慰剂，两组均于第0、1、3、7、13天行18F-FDG小动物PET/CT显像。在显像当天取肿瘤组织作Glut-1和CD31染色。测量肿瘤大小和裸鼠体重。
　　结果:舒尼替尼治疗后，肿瘤与对侧肌肉的18F-FDG摄取值％ID/gmax比值轻微上升，与治疗前相比，仅在第13天出现统计学差异（T/M0=4.37±0.22，T/M13=5.11±0.39，P＜0.05）。对照组18F-FDG摄取值上下波动，与治疗组相比，在显像各时间点均未出现统计学差异。治疗组和对照组肿瘤体积在11天见到明显差异(P=0.015)，而体重始终处于相同水平。肿瘤18F-FDG摄取值的变化与Glut-1阳性率呈弱相关(r=0.309)，和微血管密度(CD31)的变化呈负相关(r=-0.611)。
　　结论:舒尼替尼治疗后18F-FDG摄取未见明显差异，提示18F-FDG并不能为血管靶向药物的早期疗效监测提供信息。
　　第三部分 18F-FLT小动物PET/CT动态检测U87MG胶质瘤裸鼠舒尼替尼疗效
　　目的:血管靶向制剂多以细胞抑制效应为主，细胞毒性明显小于化疗药物，肿瘤体积缩小缓慢甚至不缩小。因此，实体瘤双径测量的解剖学疗效评价标准可能无法提供有效的抗血管疗效评价。18F-FLT分子影像可以有效反映肿瘤细胞增殖水平的变化，抗血管治疗后引起血管破坏，肿瘤细胞失去营养支持，其增殖状态可能会有一定变化。本研究以U87MG胶质瘤细胞系建立GBM模型，采用18F-FLT小动物PET/CT早期评价舒尼替尼的疗效。
　　方法:荷U87-MG胶质瘤细胞的裸鼠随机分为2组，分别作为治疗组和对照组。治疗组经舒尼替尼(80mg/kg)灌胃，连续治疗7天，对照组给予安慰剂，两组均于第0、1、3、7、13天行18F-FLT小动物PET/CT显像。在显像当天取肿瘤组织作Ki67和CD31染色。测量肿瘤大小和裸鼠体重。
　　结果:治疗后第1天肿瘤18F-FLT靶本比略有降低，第3天时下降25％(T/M0=2.98±0.33，T/M3=2.23±0.36，P=0.000)，至第7天治疗结束时靶本比达到最低，下降约34％(T/M7=1.96±0.35，P=0.000)，第13天时肿瘤复发，18F-FLT摄取值略有回升(T/M13=3.09±0.29)。对照组18F-FLT靶本比在3.0水平上下波动，与治疗组相比，第3天和第7天时均有统计学差异(P＜0.001)。治疗组和对照组肿瘤体积在11天见到明显差异(P=0.015)，而体重始终处于相同水平。肿瘤18F-FLT摄取值的变化与Ki-67阳性细胞率和微血管密度(CD31)的变化相一致。
　　结论:舒尼替尼治疗后18F-FLT摄取明显降低，因而18F-FLT可早期动态检测舒尼替尼对恶性胶质瘤的治疗效果。
　　第四部分 18F-FMISO小动物PET/CT动态检测U87MG胶质瘤裸鼠舒尼替尼疗效
　　目的:18F-FMISO乏氧显像剂可以有效反映肿瘤细胞乏氧状态的变化，抗血管治疗引起血管破坏后，肿瘤内氧供降低，进而可能导致肿瘤细胞乏氧现象加重。本研究以U87MG胶质瘤细胞系建立GBM模型，采用18F-FMISO小动物PET/CT早期评价舒尼替尼的疗效。
　　方法:荷U87-MG胶质瘤细胞的裸鼠随机分为2组，分别作为治疗组和对照组。治疗组经舒尼替尼(80mg/kg)灌胃，连续治疗7天，对照组给予安慰剂，两组均于第0、1、3、7、13天行18F-FMISO小动物PET/CT显像。在显像当天取肿瘤组织作HIF-1α和CD31染色。测量肿瘤大小和裸鼠体重。
　　结果:治疗第3天肿瘤摄取18F-FMISO靶本比明显下降(T/M0=2.04±0.18，T/M3=1.57±0.12，P＜0.01)，第7天时比值回升(T/M7=1.87±0.19，P＞0.05)，至第13天肿瘤复发时，18F-FMISO摄取值略高于第7天。对照组在实验过程中18F-FMISO摄取靶本比持续上升，与治疗组相比P值均小于0.01。治疗组和对照组肿瘤体积在11天见到明显差异(P=0.015)，而体重始终处于相同水平。肿瘤18F-FMISO摄取值的变化与HIF-1α阳性率不相关，与微血管密度(CD31)呈正相关。
　　结论:抗血管药物治疗后肿瘤摄取18F-FMISO先降低后增高，有效反应了血管靶向治疗引起的特异性的早期乏氧改善、后期乏氧加重现象。
　　第五部分 18F-ML10小动物PET/CT动态检测U87MG胶质瘤裸鼠舒尼替尼疗效
　　目的:18F-ML10凋亡分子影像探针可以检测肿瘤细胞凋亡现象，抗血管药物破坏血管后，肿瘤细胞氧供和血供受阻，可能会较早出现凋亡现象。本研究以U87MG胶质瘤细胞系建立GBM模型，采用18F-ML10小动物PET/CT早期评价舒尼替尼的疗效。
　　方法:荷U87-MG胶质瘤细胞的裸鼠随机分为2组，分别作为治疗组和对照组。治疗组经舒尼替尼(80mg/kg)灌胃，连续治疗7天，对照组给予安慰剂，两组均于第0、1、3、7、13天行18F-ML10小动物PET/CT显像。在显像当天取肿瘤组织作Tunel和CD31染色。测量肿瘤大小和裸鼠体重。
　　结果:治疗组18F-ML10摄取值％ID/gmax的比值持续上升，与第0天相比，第1、3、7和13天均有明显统计学差异，P值均小于0.01。对照组18F-ML10靶本比在第1天和第3天的上升幅度小于出现治疗组，且有统计学差异，P值小于0.01;第7天和第13天时，两组的18F-ML10靶本比类似，无统计学差异。治疗组和对照组肿瘤体积在11天见到明显差异(P=0.015)，而体重始终处于相同水平。肿瘤18F-ML10摄取值的变化与Tnuel阳性率正相关，与微血管密度(CD31)呈负相关。
　　结论:舒尼替尼治疗后早期18F-ML10摄取值明显升高，因而18F-ML10可早期动态检测舒尼替尼对恶性胶质瘤的治疗效果。

目录

英文缩略词索引

摘要

前言

参考文献

第一部分 18F标记的RGD多肽在正常昆明小鼠和荷瘤小鼠体内生物分布

引言

材料与方法

结果

讨论

参考文献

第二部分 18F-FDG小动物PET／CT动态检测U87MG胶质瘤裸鼠舒尼替尼疗效

引言

材料与方法

结果

讨论

参考文献

第三部分 18F-FLT小动物PET／CT动态检测U87MG胶质瘤裸鼠舒尼替尼疗效

引言

材料与方法

结果

讨论

参考文献

第四部分 18F-FMISO小动物PET／CT动态检测U87MG胶质瘤裸鼠舒尼替尼疗效

引言

材料与方法

结果

讨论

参考文献

第五部分 18F-ML10小动物PET／CT动态检测U87MG胶质瘤裸鼠舒尼替尼疗效

引言

材料与方法

结果

讨论

参考文献

全文总结

综述 分子影像学方法评价肿瘤血管靶向治疗疗效的研究进展

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