PET显像技术在肺癌诊疗中的应用

宋伟安,周乃康

肺癌是我国近年来发病率最高的恶性肿瘤,是导致广大人民群众癌性死亡的第一杀手[1]。造成这一状况的原因,主要是2个方面:一是肺癌的发病率高居所有恶性肿瘤的首位,全世界每年新发肺癌患者有160万之多,大约占所有新发恶性肿瘤的13%;二是目前对肺癌的治疗效果还远不能让人满意,目前肺癌的5年生存率大约只有15%。而造成治疗效果不能让人满意的重要原因是,大部分肺癌患者在确诊时已经是中期或晚期,失去了手术治疗的机会;而早期肺癌患者如果能够获得以手术为主的综合治疗,5年生存率可以增加1～2倍,达到30%～45%。因此,如何对肺癌进行尽早的确诊是提高肺癌患者长期生存的重要环节。

目前,肺癌诊断的技术手段,主要包括放射学检查、内镜检查、痰细胞学检查、肿瘤标志物检测及基因学检测等。其中放射学检查是最常用也是最重要的手段,往往是揭示患者肺部癌肿的第一份资料。肺部CT的局限性在于它仅仅反映了肺部病变密度形态结构的信息,缺乏重要的组织细胞代谢信息,因此当肺癌病灶比较小或形态特征不典型时,也很难对病灶进行有意义的鉴别诊断。

而核医学检查,由于能够提供肺部病灶及正常组织的代谢信息(即功能显像),弥补胸部CT检查的不足,在肺癌诊断中受到越来越多临床医生的重视。尤其是正电子发射体层摄影术(PET)显像精细、图像清晰,三维重建后病变位置清楚,而且PET有类似CT的标准化测量值(standard uptake value,SUV),可以在肿瘤治疗前后分别进行定性定量评估。

1 PET显像基本原理

PET检查的基本原理与CT最大不同,在于它必须依赖放射性核素药物,即示踪剂。示踪剂在检查前注入受检者体内,并根据自身性质进行分布、定位、居留在组织细胞中,放射性核素不断衰变,衰变过程中放出带正电荷的正电子得到影像。正电子在人体组织中运行距离不到1 mm后,即会与带负电荷的电子撞击而相互融合湮灭,过程中释放出来的能量是以两道方向相反的伽马射线呈现。正电子发射断层显示仪可同时侦测这些成对的伽马射线,并利用计算机重建正电子核素在组织或器官内分布的图像[2-3]。

2 肺癌诊断

PET/CT对肺部孤立性结节的良恶性诊断是除中枢神经系统检查外第一个在肿瘤方面的运用。PET/CT检查通过显示病变代谢判断良恶性不受形态学影响,诊断符合率高,有很高的灵敏度和特异度。文献统计,FDG/CT对肺癌的灵敏度和特异度可以分别达到95%～97%和78%～87%。Gupta等[4]用CT+PET的方法对1 000例无症状的肺癌高危人群无钙化的肺部孤立性结节进行研究,并与单纯CT做比较,发现52%的肺部孤立性结节可以得到更早期的诊断,从而使肺癌患者的生存期平均延长6.2年。此外,PET的阴性预测值较高,可达到92%～96%,可使许多良性肺部结节患者避免不必要的外科手术,节约医疗资源和经费。

原发性肺癌在PET/CT上多表现为病灶部分或全部高放射性浓聚,当中心型肺癌伴阻塞性肺不张或肺炎时可见“彗星征”,即明显放射性浓聚的肿块伴阻塞性肺炎有放射性摄取但程度远低于肿瘤[5]。肺内良性结节表现为病灶部位无放射性浓聚或浓聚程度较低,一般SUV低于2.5。

3 肺癌分期

由于PET/CT检查是功能代谢检查,常在肿瘤形态学无典型特征时发现肿瘤或转移病灶,有助于治疗前更加准确的分期。而准确的分期直接关系到肺癌患者的治疗方案制定,因此具有非常重要的意义。

对肺部原发病灶的诊断和鉴别诊断方面,由于PET检查的空间分辨率较低,对交界部位的肿瘤具体定位存在很大的困难,对临近结构如胸膜、胸壁、膈肌和纵隔结构是否受侵犯不容易作出准确判断。PET/CT将PET和CT有机结合起来,可对此作出有效判断[6]。根据PET/CT融合图像既可以判定病灶的良恶性,还可以显示肿瘤的大小、形态、与周围组织有无侵犯,由此可以作出T(原发肿瘤)分期。当病变有胸膜转移时,PET/CT融合可以清楚地显示胸膜的高放射性浓聚区并精确定位,特别是对于生化检查为渗出性而多次胸腔穿刺或胸腔镜检查阴性者有诊断意义。Schaffler等[7]对92例已经确诊的伴良性或恶性胸腔积液的非小细胞肺癌患者进行了PET/CT检查,结果显示FDG-PET/CT判断恶性胸腔积液的灵敏度、特异度和准确性分别达到100%、71%和80%。

对于胸腔内肺门和纵隔淋巴结性质的判断,PET/CT具有独特的优势。PET/CT能够对存在转移的CT上“阴性”的最短径小于1 cm的淋巴结和最短径大于1 cm的“阳性”淋巴结进行功能显像,作出较为准确的性质判断,减少了假阳性和假阴性。此外,PET/CT融合图像实现了解剖和功能检测的融合,可以清楚地分辨肺门淋巴结(N1)与纵隔淋巴结。

肺癌患者远处转移的常见部位包括脑、骨、肾上腺、肝脏和对侧肺等。PET/CT检查在这些部位基本无盲区,常可以发现其他检查手段未能发现的远处转移(M1),从而提高临床分期的准确性。Mac-Manus等[8]对一组非小细胞肺癌患者进行全身PET检查,结果显示其他检查确定为Ⅰ期、Ⅱ期和Ⅲ期的患者,被发现隐匿性转移的发生率分别达到8%、18%和24%。另一方面,10%～20%的非小细胞肺癌患者在行肾上腺CT检查时会发现肾上腺增大,但其中大部分为无症状性腺瘤,通过PET/CT检查就可以对此进行鉴别,准确分期。对骨转移的筛查一般使用99mTc-MDP(羟基亚甲基二膦酸钠)进行全身骨扫描。但是该检查假阳性率高,容易受到良性骨关节病、慢性骨损伤、关节炎等的干扰。PET在诊断骨转移上灵敏度与全身骨扫描接近,但特异度高,可进一步除外全身骨扫描中的假阳性。

4 对肺癌治疗后疗效监测

一项治疗措施对肺癌病灶是否有效是临床上经常遇到的问题。理论上,肿瘤细胞对治疗有反应则会相继发生代谢停止、细胞凋亡、细胞崩解、肿瘤坏死和缩小等变化。功能性变化较形态学变化出现的更早。PET/CT检查可以通过肿瘤内功能代谢状况有无变化及早判断病变对治疗的反应。

患者病灶对化疗有明显反应时,短期内肿瘤形态和范围无明显变化,但局部FDG摄取明显减低,可以据此提示治疗方案具有良好的效果;但有的肿瘤对某一化疗无反应或部分反应,CT形态上表现为部分缩小,而PET检查却提示局部代谢仍较为活跃,常提示需要更换治疗方案[9]。

放射性治疗中,由于细胞内发生代偿性、修复性葡萄糖代谢增加,因此初期病灶FDG摄取是增加的;之后细胞坏死因素超过细胞修复因素后,FDG摄取总体下降,才能表现为PET显像时的放射性浓聚减低。当放疗野有病灶遗漏或放疗过程中新发局部癌转移时,PET显像可以及时发现。尤其值得一提的是,放疗中后期,肺部原发病灶即肺门结构因放疗出现相邻组织关系紊乱不清,单纯影像学检查无法判定局部有无癌残留,而PET检查可以避开这些因素发挥功能显像的优势,更准确地评价放疗效果[10]。

5 对预后监测

传统的临床TNM 分期(T:原发肿瘤,N:区域淋巴结,M:远处转移)是目前最为常用的分期系统,其分期依据来源于对既往大宗病例预后的回顾性分析,分期结果也因此用来评价预后。但是临床实践中也发现,有时候相同病理组织学类型、相同TNM分期的患者,接受了相同的治疗方案后,预后却并不相同。TNM分期主要指标还是肿瘤的形态学特征,这是导致其对预后评价存在局限性的原因。

PET/CT检查进行的是功能代谢检测。有研究表明,PET/CT可作为评价原发性肺癌预后的指标。Higashi等[11]研究发现肺腺癌的侵袭性越强对FDG的摄取越高,经过对57例Ⅰ期非小细胞肺癌患者进行了5年生存率观察随访,发现SUV小于5的患者5年生存率为88%;SUV大于5的则仅为17%,差异显着。Oturai等[12]对155例初次诊断为原发性非小细胞肺癌的患者进行了SUV与生存期的相关性研究,结果发现118例SUV小于10的患者中位生存期为24.6个月;SUV大于10的患者,其中位生存期仅为11.9个月,差异显著。

总之,PET/CT检查是一种新型的分子显像技术,能够对肺癌的诊断、治疗、疗效评估、预后判断等各个方面进行功能性检查。PET/CT检查的优势和不足与所使用的示踪剂息息相关。通过新的PET示踪剂的研发可以不断提高PET在临床应用的能力和范围,也必然会不断突出该技术在肺癌诊疗过程中所起的关键作用。

致谢 真诚感谢海军总医院特需医疗部的大力支持

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