99mTc-3PRGD2在放射性肺炎早期诊断中的研究*

施 乐，张 微，高成成，郭智瑞，魏龙晓△，杨志福，王坤亮

(1.中国人民解放军空军军医大学附属唐都医院核医学科，西安 710038；2.中国人民解放军空军军医大学西京医院药剂科，西安 710032；3.中国人民解放军空军军医大学附属唐都医院放疗科，西安 710038)

放射性肺炎(RP)是继发于辐射损伤的肺组织炎性反应，是胸部放疗引起的严重的、甚至是致命的并发症之一。RP的症状包括呼吸困难、干咳、呼吸急促、发热及肺功能改变[1-2]。目前，临床上常用放疗治疗肿瘤，放疗的疗效较为理想，但其用于治疗肺癌、食管癌和乳腺癌等时，射线都会对肺造成不同程度的损伤。放疗在恶性肿瘤中有明显的剂量-效应学关系，即随着放疗剂量增加，局部区域的治疗效果相应升高[3-5]。然而其剂量的增加也会造成对正常组织的毒性作用提高，放射性肺损伤则是具有代表性的一种毒性作用。研究者普遍认为，放射性肺损伤是多因素、多细胞参与的、复杂的动态反应过程，其发生与照射野、放射剂量、照射部位、治疗时是否使用化疗药物等有关[6-7]。放射性肺损伤的发生势必影响进一步治疗，因此应综合评估患者情况，制订严格的放疗计划，治疗过程中应严密观察，预防RP发生，早诊断、早治疗，遏制其向肺纤维化发展尤为重要[8-9]。已有研究证实，整合素αvβ3在放射性肺损伤肺细胞上呈明显高表达[10]，而三肽基团(RGD)可以与整合素αvβ3进行有效结合。为此，本研究通过建立大鼠急性放射性肺损伤所导致的RP模型，应用放射性核素标记的99mTc-3PRGD2放射性分子探针示踪大鼠大剂量照射后，评估分子影像学技术进行早期诊断的可行性，从而建立一种新的诊断结合治疗RP及放射性肺纤维化(RPF)的模式，更好地造福于临床患者。

1 材料与方法

1.1材料 选取6～8周龄健康雌性清洁大鼠20只，平均体质量(246.5±37.2)g，由西安交通大学医学院动物中心提供；GE Discovery VCT64 PET/CT，Philips FORTE SPECT(中国人民解放军空军军医大学附属唐都医院核医学科)；Varian 21 EX 6 mV直线加速器(中国人民解放军空军军医大学附属唐都医院放疗科)。

1.2方法

1.2.1动物模型制备 将大鼠随机分出10只作为正常对照组，其余10只大鼠置于有机玻璃盒内，以Varian 21 EX 6 mV直线加速器单次全胸照射30 Gy作为照射对照组，靶源距100 cm,剂量率400 D/R。照射完毕给予动物标准饲料，自由进食和饮水。

1.2.299mTc-HYNIC-TPPTS-Tricine-3PRGD2制备HYNIC-TPPTS-Tricine-3PRGD2前体试剂盒内含有5.0 mg trisodium Triphenylphosphine-3,3′,3′-Trisulfonate，6.5 mg tricine，40.0 mg Mannitol,35.0 mg disodium succinate hexahydrate，11.3 mg succinic acid 20.0 μg，加入新鲜淋洗的99mTcO-4，置于沸水中水浴20 min取出，冷却待用。

1.2.399mTc-HYNIC-TPPTS-Tricine-3PRGD2的质控 将冷却的产物点样于whatman纸层析板以90%丙酮和10%去离子水作为展开剂展开，使用薄层色谱(TLC)测量产物放化纯度。产率>90%视为合格。

1.2.4CT影像学检查 大鼠CT检查图像参数设定:将大鼠腹腔麻醉后固定于纸板上，调整CT参数为I:250 mA,U:80 kV,Pitch speed=0.516∶1.000 mm/Rot,2.5 mm,DFOU:9.6 cm对其进行扫描并以2.5 mm层厚在GE AW5.1操作系统下对其进行三维重建。

1.2.5SPECT Whole-Body静态扫描参数 矩阵128×128。扫描时间为尾静脉注射99mTc-3PRGD2后30 min。

1.2.6SPECT Whole-Body动态扫描参数 矩阵128×128，每帧为2 min，总扫描时间为270 min(4.5 h)，尾静脉注射99mTc-3PRGD210 min后开始进行数据采集。照射对照组选取3点同等面积(等矩阵)肺区，做出平均放射性计数曲线(MIM 6.1系统)，CURVEB(Curve of the Bilateral Pulmonary field)。

1.2.7病理组织学检查 动脉放血处死两组大鼠,迅速取肺投入40 g/L甲醛中固定,常规包埋,切片,进行HE染色,光学显微镜下观察。

2 结 果

2.1动物一般情况 正常对照组动物无异常；照射对照组大鼠被照射后活动明显减少，精神萎靡，进食进水量明显减少，10 d左右恢复。15～20 d全胸照射野出现明显脱毛，至照射30 d时仍未恢复。

2.2放射性探针99mTc-HYNIC-TPPTS-Tricine-3PRGD2的制备99mTc-HYNIC-TPPTS-Tricine-3PRGD2产物无色澄清，TLC测定标记率均>95%，溶质迁移距离与流动相迁移距离比值=0.152±0.042，12 h之内发生辐射反应比例<10%，见图1。

图1 99mTc-HYNIC-TPPTS-Tricine-3PRGD2测定放化纯度

2.3CT影像分析 见图2。放射对照组在照射后10 d及20 d时CT图像相对于正常对照组未见明显区别，正常对照组在照射后30 d时无明显变化，照射对照组在照射后30 d时出现大面积毛玻璃影改变，边缘模糊不清，说明大鼠RP模型建立成功。

注：BPI为放射对照组；NC为正常对照组

图2 CT影像分析

2.4SPECT图像分析 SPECT Whole-Body静态扫描结果：照射10 d注射99mTc-3PRGD2后30 min Whole-Body SPECT静态扫描图像显示，大鼠在照射肺野内出现明显摄取增高,其中放射性计数(白色>红色>黄色>绿色>蓝色>黑色)相对于正常对照组肺野，在照射对照组中双侧肺均出现放射性计数增高(图3)。10 d Post-irradiation BPIvs. 10 d Post-irradiation正常对照组(受照后10 d),照射后10 d注射99mTc-3PRGD2后30 min，Whole-Body SPECT扫描结果显示，相对于正常对照组， 照射对照组大鼠肺部放射性计数明显增高，差异有统计学意义(P<0.01)。

注：BPI为放射对照组；NC为正常对照组

图3 SPECT图像分析

2.5两组照射不同时间肺单位矩阵平均放射性计数/肌肉范围矩阵平均放射性计数比较 见表1。对两组照射后0 d注射99mTc-3PRGD2后30 min Whole-Body SPECT图形进行分析，提取矩阵放射性计数，显示不同组间双侧肺照射对照组肺野放射性平均计数从照射后10 d开始至照射后30 d出现非常明显的差异。

2.6SPECT Whole-Body静态扫描结果 照射对照组和正常对照组大鼠肺部放射性计数百分比值曲线设初始扫描时肺放射初始计数为100%，照射后0 d99mTc-3PRGD2动态扫描图像显示，在照射对照组中，肺百分比放射性计数随扫描时间变化其曲线差异无统计学意义(P>0.05)。但从照射后10 d开始，不同组肺部摄取代谢曲线出现非常明显的差异，差异有统计学意义(P<0.01)。

2.7组织病理学图片 见图4。病理学检查结果显示，相对于正常对照组，照射对照组肺组织出现明显的RP特征，照射对照组大鼠肺部肺泡腔内有大量中性粒细胞和巨噬细胞浸润,肺泡壁局部增厚,肺间隔不等(受照30 d时)。说明大鼠RP模型建立成功。

表1 两组照射不同天数肺单位矩阵平均放射性计数/肌肉范围矩阵平均放射性计数比较

注：与照射对照比较，*P<0.01

图4 组织病理学图片

3 讨 论

RP及RPF早期无损伤影像学诊断是影像学领域难点之一，但至今未找到一种广泛被临床接受的影像学早期诊断方法。轻度RP会自行消退，但重度RP将导致RPF。临床上通常通过照射剂量预判给予患者糖皮质激素治疗，但糖皮质激素在防治RP和RPF过程中更多扮演的是消炎药物角色。大量文献报道，接受糖皮质激素治疗的患者会出现医源性骨质疏松和其他症状，并且在治疗结束停药后，约30%以上的患者会发生继发感染[11-12]。所以早期对RP进行诊断和分级对预后非常重要。随着影像学的发展，医生把更多的目光从以前的静态看片转移到现在的动态看片，正因为这样，现在影像学的主流分析软件和分析方法都得到了大规模更新，比如MIM的PET-EDGE功能，GE的AW工作站，都添加了此类新功能。

RGD被证明能够与整合素αvβ3 结合，可以标记18F等正电子核素，以及99mTc等单光子核素，从而进行影像学检查，RGD有巨大潜力成为一种临床制备较简单的常用放射性分子探针。近几年有报道证实，99mTc-3PRGD2在肝纤维化中有潜在的早期诊断价值[13]，但其较高的放射性计数组织本底，用常规方法相对较难得到具有临床诊断价值的数据。本研究所使用的动态曲线法有潜力成为此类诊断性高组织本底放射性探针的一种新型方法。作者将进一步使用由不同剂量照射导致的不同分级RP及肺纤维化模型进行分析，期待找到不同程度病程与放射性探针摄取之间的关系。