18F-FDG PET/CT显像在结直肠癌诊断中的应用价值

王　健　宋秀宇　徐文贵

18F-FDG PET/CT显像在结直肠癌诊断中的应用价值

王健宋秀宇徐文贵*

18F-FDGPET/CT是一种将CT解剖结构成像与PET功能代谢显像融合于一身的显像技术，能够在活体状态下对肿瘤组织进行定性和定位分析，在肿瘤显像领域发挥着重要作用，并且临床应用日益广泛。就18FFDG PET/CT显像原理，在结直肠癌术前诊断和术后复发中的应用（包括术后局部复发和术后远处转移的诊断），以及血清肿瘤标志物升高时18F-FDG PET/CT显像的诊断价值等予以综述。

结直肠癌；复发；转移；氟脱氧葡萄糖；正电子发射体层成像；体层摄影术，X线计算机

DOI:10.19300/j.2016.Z4208

Int J Med Radiol，2016，39（3）：291-295

结直肠癌（colorectal cancer，CRC）严重威胁人类健康，在欧美国家，其发病率仅次于肺癌和乳腺癌，居第3位；死亡率仅次于肺癌，居第2位。在我国，其发病率逐年上升，发病年龄趋于年轻化［1］。由于结直肠癌早期临床症状多不明显，多数病人发现病灶时已属中晚期，因此临床上需要一种准确性高的能进行早期检测的方法。传统的影像检查方法如CT、MRI等是建立在形态学改变基础上，有时不能鉴别局部肿块是肿瘤组织还是瘢痕或肉芽组织。而PET/CT可以将功能代谢显像和解剖形态成像同时、融合展现，在肿瘤早期代谢水平异常的情况下即可探测到病灶（远早于肿瘤形态学变化），而且一次显像可获得全身病灶的情况，不易遗漏远处转移的病灶，有助于明确临床分期，为临床提供重要指导。目前18F-氟脱氧葡萄糖 （fluorine-18-fluorodeoxyglucose，18F-FDG）PET/CT显像在肿瘤领域的应用已获得国内外研究者的肯定。本文就18F-FDG PET/CT显像对结直肠癌的诊断价值予以综述。

1　18F-FDG PET/CT显像原理

肿瘤细胞与正常组织细胞代谢具有明显的差异，它具有无限增殖特性，其氨基酸、葡萄糖等代谢物质消耗增加。基于此，人们将标记的放射性核素作为示踪剂引入人体内参与代谢过程，并利用探测器使其显像形象化。其中葡萄糖是人体能量的主要来源，体内细胞普遍存在葡萄糖代谢，18F-FDG是葡萄糖类似物，它与天然葡萄糖代谢途径相似，是最重要的葡萄糖代谢显像剂，目前临床应用最广泛。肿瘤细胞由于代谢异常，引起己糖激酶和葡萄糖转运蛋白（以葡萄糖转运蛋白1和3明显）高表达，同时由于葡萄糖磷酸化酶低表达，代谢平衡转向葡萄糖磷酸化过程，摄入的18F-FDG经代谢生成大量的6-磷酸-18氟-脱氧葡萄糖，无法进入下一步代谢而贮留于肿瘤细胞内，经PET/CT探测成像。

18F-FDG在正常人体主要分布于脑和心脏。部分良性病变如结节病、隐球菌性肉芽肿、活动性结核、急性感染灶、脓肿、甲状腺高功能腺瘤等也可因增殖快、代谢高而出现18F-FDG高摄取；而部分高分化的肿瘤，如肾脏透明细胞癌、前列腺癌、胃印戒细胞癌、胃肠黏液腺癌、肝细胞癌等则出现低18F-FDG代谢情况，在临床上应结合其他检查予以鉴别。

2　18F-FDG PET/CT显像在结直肠癌术前诊断中的应用

绝大多数的结直肠癌原发灶表现为18F-FDG较高的放射性浓聚，Ogawa等［2］应用18F-FDG PET/CT显像诊断59例原发性结直肠癌，其敏感度、特异度、阳性预测值和阴性预测值分别为100%、67%、92%和100%。国内研究者栗等［3］对疑似结直肠癌的病人行18F-FDG PET/CT显像检查，其敏感度及准确度可达到100%和92.7%。

局部淋巴结转移是结直肠癌初诊病人中最常见的转移方式。以往临床上通过触诊、超声、CT或MRI等评估淋巴结受累情况，主要依据淋巴结的直径大小，对于直径较小（＜1 cm）的淋巴结往往难以准确诊断，且对于直径较大的炎性淋巴结诊断也有局限性。Choi等［4］研究显示CT判断淋巴结转移的特异度为95%、敏感度为56%。马等［5］研究认为MR DWI对诊断结直肠癌区域淋巴结转移有一定价值，用相对 表 观 扩 散 系 数（relative apparent diffusion coefficient，rADC）值诊断淋巴结转移的准确性高于ADC值，当rADC值的受试者操作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲线下面积（area under the curve，AUC）为0.883时，诊断敏感度为78.6%，特异度为90%。而18F-FDG PET/CT显像诊断淋巴结转移具有很好的敏感度和特异度，尤其在小淋巴结的诊断方面，较CT、MRI等传统影像检查方法优势显著。王等［6］研究指出18F-FDG PET/CT显像在诊断淋巴结转移方面的敏感度、特异度和准确度分别为73.33%、82.35%和78.12%，且大多数淋巴结直径在1 cm以下。然而，Lee等［7］回顾性分析了266例术前行PET/CT检查和多层螺旋CT检查的结肠癌病人资料，研究显示在Ⅲ期病人中（n=138），CT对N分期的敏感度为100%，特异度为0，阳性预测值为36.2%，准确度为36.2%；而18F-FDG PET/CT的敏感度为88%，特异度为15.9%，阳性预测值为37.3%，准确度为42%，其与CT结果相比较，在诊断准确度方面的差异无统计学意义 （P=0.822）；Ⅳ期病人中（n=63），对N分期诊断，CT的敏感度为97.4%，特异度为4%，阳性预测值为60.7%，准确度为60.3%，18FFDG PET/CT的敏感度为97.4%，特异度为12%，阳性预测值为62.7%，准确度为63.5%，两者在诊断准确度方面差异也无统计学意义（P=0.509），提示18FFDG PET/CT对晚期结肠癌N分期的价值不大。

可见，18F-FDG PET/CT在结直肠癌病人局部淋巴结转移的诊断效能较高，尤其是在直径较小的淋巴结定性诊断方面，在晚期病人中也有较高准确性，但与常规检查方法无显著性差异。

黏液腺癌肿瘤组织内黏液成分含量较多，病灶对18F-FDG摄取较低，PET/CT显像易出现假阴性结果。有研究［8］表明黏液腺癌18F-FDG PET/CT显像的阳性率要明显低于其他非黏液性肿瘤，这印证了结直肠癌18F-FDG PET/CT显像中假阴性的存在。

3　18F-FDG PET/CT显像在结直肠癌术后复发中的应用

3.1结直肠癌术后局部复发的诊断结直肠癌术后局部复发是指随访2年内，术野范围内再次出现肿瘤病灶，包括手术切口部位、吻合口、区域淋巴结、邻近脏器、腹膜等，以吻合口复发最多见。CT能显示肠壁增厚程度、肿瘤向肠壁外浸润的范围、有无邻近器官浸润以及淋巴结转移等情况，但难以很好地将梨状肌、骨盆侧壁、骶前筋膜或骶骨等病变与术后瘢痕组织进行鉴别。MRI具有良好的软组织对比度，但也常需依赖随访观察或借助其他辅助方法才能将复发病灶与3～6个月的纤维瘢痕炎性组织（均为T1低信号、T2高信号）予以鉴别。肿瘤在形态上的生长变化多滞后于生物学，故而以形态学改变为基础的传统影像检查技术在病变的早期诊断方面不及PET代谢显像敏感，PET代谢显像在形态学改变之前就出现了代谢改变［9］。

有研究［10］显示，传统的影像检查对45.5%的直肠癌病人术后出现的骶骨前间隙软组织影无法确定性质，而PET显像诊断的准确度为100%。Ozis等［11］对70例结直肠癌术后局部复发病人行18F-FDG PET显像，与同期CT比较，其敏感度、特异度、阳性预测值和阴性预测值分别为90%和71%、92%和85%、88%和79%、92%和79%，PET的各项指标均高于同期CT。Maffione等［12］一项Meta分析显示18FFDG PET/CT显像诊断结直肠癌术后局部复发的敏感度为97%，特异度为76%。由此可见18F-FDG PET/CT显像在结直肠癌病人术后局部复发的诊断上具有明显优势。

3.2结直肠癌术后远处转移的诊断结直肠癌根治术后，40%～50%病人3年内可发生肝转移［13］。肝转移灶的数目和大小是影响病人治疗效果及预后的主要因素。如果能够早期诊断肝转移灶，病人就可以及时得到二次手术或放化疗的机会。一项多中心Meta分析显示CT、MRI及PET显像用于检测结直肠癌肝转移的敏感度分别为 83.6%、88.2%、94.1%［14］。有研究［15］对比分析了18F-FDG PET/CT显像与增强CT诊断转移病灶的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值分别为94%和75%、97%和60%、91%和25%、91%和25%。Liu等［16］认为18FFDG PET/CT显像在诊断结直肠癌术后可疑肝转移方面具有比增强CT更高的敏感度（100%和80%）。结直肠癌术后肺转移也很常见，Kodama等［17］分析结直肠癌术后肺部转移病灶时发现，18F-FDG PET/CT显像敏感度、特异度和准确度分别为100%、97.9% 和98.3%。因此，18F-FDG PET/CT显像在探测结直肠癌术后远处转移方面具有比传统影像检查有更高的敏感度，对临床治疗有很好的指导意义。

4　血清肿瘤标志物升高时18F-FDG PET/CT显像的诊断价值

肿瘤标志物是反映肿瘤存在的化学类物质，其在肿瘤中的含量远高于正常组织，通过检测肿瘤标志物水平的变化，可以预测肿瘤的发生、监测治疗效果、判断复发与否及预后。癌胚抗原（carcinoembryonic antigen，CEA）是常用于结直肠癌术后随访的肿瘤标志物，载入美国国家综合癌症网络 （National Comprehensive Cancer Network，NCCN）指南中。有研究［18］表明，结直肠癌术后发生复发或转移的病人，血清CEA水平的改变可发生在形态学改变前3～9个月，早于传统影像检查，是术后随访监测较敏感指标。但一些非肿瘤性因素如吸烟、炎性肠病、胰腺炎、妊娠期、心血管疾病、糖尿病等也可导致血清CEA水平升高。约50%的结直肠癌术后局部复发者CEA处于正常水平。

恶性肿瘤及其转移病灶由于糖代谢异常旺盛，在18F-FDG PET/CT显像中表现为代谢异常增高的病灶。对于结直肠癌术后不明原因的CEA水平升高的病人行18F-FDG PET/CT检查，虽然国内外研究者报道结果不甚一致，但均表现出较高的诊断敏感度与特异度。Hung等［19］报道33例结直肠癌术后可疑复发或转移病人的18F-FDG PET显像、CT和CEA水平的诊断结果，并以病理为金标准进行比较发现，PET显像发现了全部的复发或转移灶，包括9处局部复发灶，8处肺转移灶，4处腹膜后淋巴结转移灶，2处肝转移灶，并发现1例原发肺癌，18F-FDG PET显像在诊断结直肠癌术后复发或转移的敏感度和特异度分别为100%和83%，CEA水平升高诊断结直肠癌术后复发或转移的敏感度和特异度分别为33%和86%，CT诊断结直肠癌术后复发或转移的敏感度和特异度分别为78%和61%。18F-FDG PET显像可能比CT和CEA水平更准确地诊断结直肠癌术后复发或转移。Caglar等［20］也得出了类似结论。于等［21］研究了75例结直肠癌术后病人，其中67例经病理学或6个月以上的随访观察确诊为复发与转移，18F-FDG PET/CT显像诊断的敏感度为97.0%（65/67），准确度为96.0%（72/75），阴性预测值为80.0%（8/10）；CEA诊断的敏感度为64.1%（43/ 67），特异度为50.0%（4/8）；CEA正常组中18F-FDG PET/CT显像正确检出23例，其检出率为82.1% （23/28），而CEA升高组中正确检出42例，检出率为89.3%（42/47），在2组中18F-FDG PET/CT的检出率差异无统计学意义（P=0.590）。这表明当CEA水平正常时，18F-FDG PET/CT对监测结直肠癌术后复发或转移仍具有较好的敏感度与特异度。

5　肠道高代谢显像的临床价值

在18F-FDG PET/CT全身显像中胃肠道高代谢摄取的发生率为1.3%～3.0%，发生在结直肠者为0.6%～2.7%［22］。肠道的生理性摄取使结直肠癌的诊断变得困难，一般来说，弥漫性摄取多为生理性的或继发于炎症、服用某些药物如二甲双胍等，局灶性摄取多提示恶性或癌前病变。Treglia等［23］研究认为，结肠局灶性摄取13%～30%为良性病变，75%～88%为恶性或癌前病变，其中28%～67%的病变是癌前病变（不典型增生腺瘤），20%～46%是腺癌。徐等［24］研究分析了227例肠道高浓聚病例，局灶性浓聚165例中恶性49例，62例18F-FDG PET/CT显像表现为弥漫性代谢增高者，经证实为良性病变（生理性摄取或炎性改变）；局灶性代谢增高者中，良性病变与恶性病变的标准化摄取值（standardized uptake value，SUV）差异无统计学意义。王等［25］对34例PET/ CT全身显像偶然发现的结直肠局灶性高代谢灶分析显示，恶性或癌前病变者共22例，阳性预测值为64.7%。Liu等［26］研究了133例行18F-FDG PET/CT全身显像肠道偶发高摄取者，82%（109/133）为弥漫性摄取，后证实均为良性，18%（24/133）为局灶性摄取，10例经结肠镜证实为恶性，PET/CT的敏感度为100%（10/10），特异度89%（109/123），阳性预测值42%（10/24），阴性预测值100%（109/109），可见敏感度和特异度均较高，但是阳性预测值较低；10例恶性者 SUV范围为 3.9～18.4，14例良性者 SUV为1.6～13.3，良恶性SUV值差异无统计学意义。虽然，SUV代表局部代谢水平，是区分病变良恶性的重要指标，但有文献［27］报道肠道良恶性病灶的SUV没有统计学差异，单纯依靠SUV并不能准确鉴别病灶良恶性。

当发现肠道异常代谢增高灶时，对于不同人群应区别对待，如对于体检者及本身存在原发非肠道恶性肿瘤者，应首先考虑良性改变，再根据病灶形态特点做出相应判断；对于发现转移瘤特别是肝转移瘤寻找原发病灶或者临床有肠道症状且相应血清肿瘤标志物异常增高者，则考虑为恶性病变的可能性较大。

6　小结

与传统影像检查相比，18F-FDG PET/CT在结直肠癌的诊断及检测复发或转移等方面有明显的优势，但也存在一定的局限性：①18F-FDG是一种非特异性肿瘤显像剂，由于手术或放疗造成的区域机体反应或无菌性炎性反应，尤其是处于吻合口周围的组织，可以出现假阳性；而黏液腺癌由于肿瘤细胞的含量少于黏液含量或癌细胞表面的葡萄糖转运蛋白数量及功能的变异，病灶对18F-FDG摄取较低，PET显像上放射性浓聚可不明显，易出现假阴性的结果［28］；②SUV的大小受多种因素的影响，如血糖水平的高低、注射药物距影像釆集时间的长短、测量方法等，其中任一因素的改变都可能影响SUV；③由于受到空间分辨力的限制，PET对＜5 mm的病灶不敏感，故可能存在假阴性结果［29］；④由于PET显像和CT成像的数据非同步釆集，融合后的影像可能会存在对位上的误差，需在读片的过程中结合上下连续的几个层面判读；⑤PET/CT检查费用相对较昂贵，且全程检查时间较长，目前并不能够常规应用于所有肿瘤病人。

在精准诊疗方面，有研究报道对结直肠癌发生转移的病人应用伊马替尼进行治疗时，行15O-H2O2（水）PET/CT显像，并据此建立相关代谢动力模型，为我们洞察肿瘤微环境提供依据［30］。随着基因组学的发展，基因诊疗在肿瘤领域成为研究热点，如何标记更具特异性的正电子显像探针以更好地服务于临床，这是核医学精准诊疗面临的机遇和挑战。PET/CT凭借其可以无创性探究疾病的生物学变化，从分子水平上对肿瘤进行显像，必将推动精准医疗的快速发展。

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（收稿2016-01-25）

Application value of PET/CT18F-FDG imaging in the diagnosis of colorectal cancer

WANG Jian，SONG Xiuyu，XU Wengui*.Department of Molecular Imaging and Nuclear Medicine，Tianjin Medical University Cancer Institute and Hospital，National Clinical Research Center for Cancer，Key Laboratory of Cancer Prevention and Therapy，Tianjin 300060，China

18F-fluorodeoxyglucose（FDG）PET/CT is a new imaging technology，which can provide CT anatomy structure image，PET functional and metabolic image，and the two-fusion image in a single session.It realizes the qualitative and location analysis of tumor tissues in vivo.Now it plays an important role in the field of tumor imaging，and is more and more widely applied.In this paper，the following aspects were reviewed，which contains the18F-FDG PET/CT imaging principle，the application in the preoperative diagnosis of colorectal cancer，the evaluation of postoperative recurrence of colorectal cancer（including the diagnosis of local recurrence and the diagnosis of distant metastasis），and the diagnostic value of18F-FDG PET/CT imaging in the patients with elevated serum tumor markers.

Colorectal cancer；Recurrence；Metastasis；Fluorodeoxyglucose；Positron emission tomography；Tomography，X-ray computed

天津医科大学肿瘤医院 国家肿瘤临床医学研究中心天津市 “肿瘤防治”重点实验室 分子影像及核医学诊疗科，天津300060

徐文贵，E-mail：wwbzzl@sina.com
*审校者