朱虹靜 董愛生 左長 京
1 徐州醫(yī)科大學附屬醫(yī)院影像科 221000;2 海軍軍醫(yī)大學附屬長海醫(yī)院核醫(yī)學科,上海 200433
近幾十年來,隨著腹部成像技術(shù)(如超聲、CT和MRI)的廣泛應用,腎腫瘤的檢出率得到顯著提高[1]。對于不同病理類型的腎腫瘤,其治療方式和預后各有不同,術(shù)前行影像學檢查以定性診斷對于指導臨床決策具有重要意義[2]。對于惡性腫瘤患者,早期確診并實施合理的治療方案可提高其生存率和生活質(zhì)量;而對于良性腫瘤患者,則可以避免不必要的手術(shù)創(chuàng)傷并減輕其經(jīng)濟負擔。由于部分良惡性腎腫瘤在常規(guī)影像學檢查中的成像特征存在一定的重疊,所以術(shù)前的鑒別診斷存在困難,特別是腎嗜酸細胞腺瘤和乏脂型腎血管平滑肌脂肪瘤與腎癌的鑒別[3]。
與常規(guī)影像學檢查技術(shù)相比,放射性核素顯像是基于活體組織代謝或分子過程的成像方法,其使用小分子和抗體等具有特異性的探針來表征體內(nèi)的分子過程,從而能夠在常規(guī)影像學檢查發(fā)現(xiàn)解剖結(jié)構(gòu)變化之前,在分子水平上評估腫瘤的代謝過程[4]。顯像探針上標記有放射性核素,并通過SPECT 或PET 進行檢測。近年來,成像設(shè)備和新型放射性藥物的進一步發(fā)展使放射性核素顯像在腫瘤的早期診斷、分期和再分期方面顯示出獨特的優(yōu)勢,其為腎腫瘤患者臨床決策的制定提供了進一步的幫助。我們就放射性核素顯像在腎腫瘤診斷中的臨床應用現(xiàn)狀和研究進展進行綜述。
18F-FDG 是腫瘤放射性核素顯像中最常用的示蹤劑[5]。18F-FDG 通過膜葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白進入細胞內(nèi),且通常在惡性腫瘤細胞中過表達[6-7]。由于膜葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白的過表達和細胞內(nèi)活躍進行的糖酵解,惡性腫瘤細胞表現(xiàn)出過多的18F-FDG 積累,其積累越多代表腫瘤的惡性程度越高,患者的預后越差[6-8]。因此,18F-FDG 可用于大多數(shù)腫瘤的良惡性診斷、術(shù)前分期、療效評估以及術(shù)后復發(fā)和轉(zhuǎn)移檢測等方面[9]。然而,由于18F-FDG 主要通過腎排泄,腎腫瘤與正常腎實質(zhì)的對比度較低,這使得其對腎腫瘤病灶的檢測靈敏度較低[9]。許多早期的臨床研究結(jié)果顯示,18F-FDG PET/CT 在原發(fā)性腎癌的檢出和定性診斷中的效果不佳,其診斷的靈敏度僅為50%~60%[10]。
雖然18F-FDG PET/CT 在評估可疑的原發(fā)腎腫瘤方面的價值有限,但其在評估腎癌的轉(zhuǎn)移、復發(fā)和療效等方面有重要的臨床意義,特別是對于出現(xiàn)骨或肺轉(zhuǎn)移的患者[11-13]。Nakajima 等[12]的研究結(jié)果表明,在腎透明細胞癌和乳頭狀腎癌患者中,腫瘤攝取18F-FDG 的SUVmax與腫瘤的細胞核病理分級存在相關(guān)性,故18F-FDG PET/CT 可用于預測腎癌患者的預后。朱艷芳等[13]的研究結(jié)果表明,以5.0 為SUVmax臨界值,18F-FDG PET/CT 對高級別腎透明細胞癌的診斷靈敏度和特異度分別為94%和84%,這說明其具有較高的診斷效能。相關(guān)薈萃分析結(jié)果表明,18F-FDG PET 或PET/CT 對腎癌患者術(shù)后再分期診斷的匯總靈敏度和特異度分別為86%和88%[14]。Nakaigawa 等[15]的研究結(jié)果表明,18F-FDG PET/CT 的SUVmax可用于評估腎癌患者接受分子靶向治療后的總體生存率。綜上,18F-FDG PET/CT 在腎癌的術(shù)前分期和術(shù)后檢測方面具有較高的臨床價值和較大的優(yōu)勢。
11C-乙酸鹽作為腫瘤PET/CT 顯像的放射性示蹤劑亦被廣泛研究[16]。11C-乙酸鹽經(jīng)靜脈注射后,可從血液中擴散到細胞內(nèi),并被乙酰輔酶A 合成酶轉(zhuǎn)化為11C-乙酰輔酶A,后者主要被用來合成膽固醇和脂肪酸,它們是細胞膜的重要組成部分[17]。惡性腫瘤細胞對11C-乙酸鹽的高攝取主要與其活躍的脂質(zhì)合成過程有關(guān)。與18F-FDG 不同,11C-乙酸鹽主要通過消化系統(tǒng)排泄,其在腎、輸尿管和膀胱正常組織中的滯留較少,這使11C-乙酸鹽PET/CT在泌尿系統(tǒng)腫瘤的診斷中具有優(yōu)勢[18]。目前,其主要應用于腎癌、前列腺癌和膀胱癌等的影像學檢查[19]。
Oyama 等[20]通過研究20 例腎癌患者的11C-乙酸鹽PET/CT 圖像發(fā)現(xiàn),大多數(shù)腎癌病灶有明顯的放射性攝取,其診斷腎癌的靈敏度為70%。在后續(xù)一項更大樣本量的研究中,Oyama 等[21]探索了11C-乙酸鹽 PET/CT 和18F-FDG PET/CT 對腎癌和復雜性腎囊腫的診斷價值,結(jié)果顯示,11C-乙酸鹽PET/CT 診斷腎癌的靈敏度為72%,而18F-FDG PET/CT 僅為22%。Ho 等[22]對11C-乙酸鹽 PET/CT和18F-FDG PET/CT 在腎腫瘤顯像中的應用研究是目前納入腎腫瘤病理類型最多的一項研究(共納入6 例血管平滑肌脂肪瘤、38 例腎透明細胞癌、7 例腎嫌色細胞癌、4 例乳頭狀腎癌和1 例腎集合管癌患者),結(jié)果顯示,在50 例腎癌患者中,11C-乙酸鹽PET/CT 顯像陽性者有37 例,18F-FDG PET/CT顯像陽性者僅有17 例,11C-乙酸鹽PET/CT 的病灶檢出率明顯高于18F-FDG PET/CT。Hu 等[23]報道了1 例行雙核素顯像的腎盂漿細胞瘤患者,對其行18F-FDG PET/CT 時,由于尿液中放射性示蹤劑的干擾,右腎盂病變的代謝活動被掩蓋;與之相反,11C-乙酸鹽PET/CT 圖像清楚地顯示了腎盂占位的放射性攝取較周圍組織升高。以上研究結(jié)果表明,11C-乙酸鹽PET/CT 對腎癌的診斷靈敏度比18F-FDG PET/CT 高,可彌補18F-FDG PET/CT 在腎癌診斷中的不足。當然,未來還需納入更多樣本來進一步研究其在鑒別腎腫瘤良惡性方面的效能。
碳酸酐酶Ⅸ是一種由酸性氨基酸構(gòu)成的跨膜蛋白,其可調(diào)節(jié)細胞內(nèi)外的pH 值,參與維持機體的酸堿平衡,從而在調(diào)控細胞增殖和轉(zhuǎn)化等方面發(fā)揮重要作用[24]。碳酸酐酶Ⅸ在腎透明細胞癌中隨著希佩爾-林道(von Hippel-Lindau,VHL)抑癌基因的丟失而過表達[25]。許多針對碳酸酐酶Ⅸ的分子探針已被開發(fā),目前,124I-girentuximab 最具臨床應用價值。
Divgi 等[26]的一項大型多中心臨床研究對195例腎腫瘤患者進行了術(shù)前124I-girentuximab PET/CT和增強CT 檢查,研究結(jié)果顯示,124I-girentuximab PET/CT 對腎透明細胞癌的診斷靈敏度為86.2%,特異度為85.9%;增強CT 的診斷靈敏度為75.5%,特異度為46.8%,增強CT 在靈敏度和特異度方面的表現(xiàn)均不及124I-girentuximab PET/CT。
PSMA 是一種高度表達于前列腺癌上皮細胞膜表面的跨膜糖蛋白,且其表達水平隨腫瘤分級和分期的進展而升高[27]。最初,PSMA 被認為具有前列腺特異性,后經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)其也存在于人體許多其他的正常組織和病理組織中,特別是在腎癌、膀胱癌和肺癌等腫瘤組織的新生血管內(nèi)皮細胞膜表面也有PSMA 的高度表達[28-29]。
Demirci 等[30]對1 例應用68Ga-PSMA PET/CT成功顯像的轉(zhuǎn)移性腎透明細胞癌患者進行了報道,該患者同時進行了68Ga-PSMA PET/CT 和18F-FDG PET/CT,結(jié)果顯示,68Ga-PSMA PET/CT 可檢出更多的骨轉(zhuǎn)移灶。Sasikumar 等[31]報道了1 例同樣進行了上述影像學檢查的轉(zhuǎn)移性腎透明細胞癌患者,通過對比顯像結(jié)果發(fā)現(xiàn),68Ga-PSMA PET/CT 檢出的骨和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移灶同樣多于18F-FDG PET/CT。此外,Sawicki 等[32]通過研究6 例腎癌患者術(shù)前的68Ga-PSMA PET/CT 圖像發(fā)現(xiàn),由于正常的腎組織具有較高的放射性攝取,68Ga-PSMA PET/CT 在原發(fā)性腎癌的診斷和分期中的臨床應用價值不高,但其在腎癌轉(zhuǎn)移灶的檢測方面具有重要作用。目前,臨床上關(guān)于68Ga-PSMA PET/CT 的研究數(shù)據(jù)有限,因此,需要更多研究來驗證其在腎腫瘤顯像中的應用價值。
目前,文獻報道了應用于腎腫瘤顯像的其他幾種新型PET/CT 放射性示蹤劑,包括11C-膽堿[33]、89Zr-貝伐單抗[34]和68Ga-1,4,7,10-四氮雜環(huán)十二烷-1,4,7,10-四 羧 酸-Tyr-奧 曲 肽(DOTATOC)[35]等,這些放射性示蹤劑僅在少數(shù)的腎腫瘤患者或轉(zhuǎn)移性腎癌患者中進行過顯像評估,故對于局灶性腎腫瘤的診斷效能尚不明確。
99Tcm-甲氧基異丁基異腈(MIBI)是一種正一價的親脂性陽離子化合物,能夠被有絲分裂活躍的腫瘤細胞攝取,其性質(zhì)比較穩(wěn)定,主要經(jīng)肝和腎排泄[36]。在臨床中,99Tcm-MIBI 常用作心肌灌注顯像的示蹤劑,也可以用于乳腺癌和甲狀腺癌等的診斷[37-39]。細胞內(nèi)99Tcm-MIBI 的聚集過程類似于繼發(fā)性主動轉(zhuǎn)運,其利用跨膜電位差經(jīng)細胞膜進入細胞內(nèi)[40]。此外,99Tcm-MIBI 在腫瘤組織中的攝取還與腫瘤組織的血流量、腫瘤細胞的代謝活躍程度、組織學形態(tài)及惡性程度有關(guān)[37-40]。
Gormley 等[41]于1996 年首次應用99Tcm-MIBI SPECT/CT 進行了腎腫瘤的平面顯像(該研究納入的6 例腎病變在平面顯像前經(jīng)組織學或常規(guī)影像學檢查分別診斷為1 例腎嗜酸細胞腺瘤、1 例血管平滑肌脂肪瘤、1 例腎囊腫和3 例腎癌),結(jié)果顯示,腎嗜酸細胞腺瘤的放射性攝取明顯高于正常腎實質(zhì),血管平滑肌脂肪瘤的放射性攝取與正常腎實質(zhì)接近,而其余4 例的病變則沒有明顯的放射性攝取。Rowe 等[42]進一步研究了3 例腎嗜酸細胞腺瘤和3 例腎癌患者的99Tcm-MIBI SPECT/CT 圖像,結(jié)果顯示,腎嗜酸細胞腺瘤均具有較高的放射性攝取,而腎癌均未表現(xiàn)出較高的放射性攝取。以上研究結(jié)果均提示,99Tcm-MIBI SPECT/CT或可作為一種鑒別腎嗜酸細胞腺瘤和腎癌有效的放射性核素顯像技術(shù)。Gorin 等[43]對50 例臨床T1 期的腎腫瘤患者進行了研究,結(jié)果顯示,99Tcm-MIBI SPECT/CT對腎嗜酸細胞腺瘤的診斷靈敏度為87.5%。Rowe等[40]在此項研究的基礎(chǔ)上,進一步探索了腎腫瘤對99Tcm-MIBI 的攝取與其線粒體含量的相關(guān)性,他們對上述50 例腎腫瘤患者中的48 例患者的術(shù)后組織標本進行了線粒體和多藥耐藥相關(guān)蛋白的免疫組織化學染色,結(jié)果顯示,放射性攝取較高的腎良性或惰性腫瘤具有相對較高的線粒體含量和較低的多藥耐藥相關(guān)蛋白含量,而放射性攝取較低的腎癌則完全相反。此外,Sheikhbahaei 等[44]進一步明確了99Tcm-MIBI SPECT/CT對于常規(guī)CT 或MRI 檢查診斷腎腫瘤良惡性的增益價值,99Tcm-MIBI SPECT/CT與兩者聯(lián)合的診斷效能顯著高于單獨應用常規(guī)影像學檢查,術(shù)前聯(lián)合99Tcm-MIBI SPECT/CT 檢查可提高常規(guī)斷層顯像的診斷準確率和醫(yī)師的診斷信心。Tzortzakakis 等[45]研 究 了99Tcm-MIBI SPECT/CT 在腎腫瘤顯像中的表現(xiàn),在研究納入的12 例腎嗜酸細胞腺瘤患者中,有11 例為顯像陽性,1 例為假陰性;在惡性腫瘤中,除1 例乳頭狀腎癌呈假陽性外,其余11 例腎癌均為陰性。該研究未對腫瘤的放射性攝取進行量化,僅通過視覺分析將病灶定性為陽性或陰性,這會導致結(jié)果有一定的誤差。
上述關(guān)于99Tcm-MIBI SPECT/CT 腎腫瘤顯像的研究結(jié)果顯示,其可應用于腎腫瘤良惡性的鑒別,從而更好地指導臨床實踐。同時,既往的研究也存在一些局限性,主要在于納入的樣本量相對較小且尚未詳盡評估所有腎腫瘤組織學亞型的顯像表現(xiàn),因此,仍需更多的探索性研究來評估其在腎腫瘤診斷方面的臨床應用價值。
腎腫瘤包括多種病理類型,不同病理類型的腎腫瘤的臨床處理方法和預后各不相同。目前,CT和MRI 等常規(guī)影像學檢查技術(shù)在腎腫瘤術(shù)前的鑒別診斷方面仍存在難點和不足。在常規(guī)影像學檢查的基礎(chǔ)上,PET/CT 和SPECT/CT 的應用可以為腎腫瘤的診斷提供更多的信息:PET/CT 在腎腫瘤的分期、再分期和療效評估方面具有重要價值;而SPECT/CT 在鑒別腎腫瘤的良惡性方面具有較高的診斷價值。PET/MRI 成像結(jié)合了PET 的高靈敏度和特異度以及MRI 的高分辨率和多參數(shù)成像的優(yōu)勢,其在腎腫瘤診斷方面的價值雖尚未有正式的文獻報道,但其研究前景值得期待[46]。近年來,多種新型顯像劑的開發(fā)和應用為腎腫瘤的診斷提供了更多的可能性,但仍需進行更多的臨床研究以進一步明確放射性核素顯像在腎腫瘤診斷中的應用價值,從而更好地服務(wù)于臨床。
利益沖突本研究由署名作者按以下貢獻聲明獨立開展,不涉及任何利益沖突。
作者貢獻聲明朱虹靜負責文獻的收集與整理、綜述的撰寫;董愛生負責綜述的審閱;左長京負責綜述的修改與審閱。