18F-FDG PET在大血管炎中的应用进展

王自强，邹思娟，朱小华

华中科技大学同济医学院附属同济医院核医学科，湖北武汉 430030；

大血管炎（large-vessel vasculitis，LVV）主要分为大动脉炎（Takayasu’s arteritist，TA）和巨细胞动脉炎（giant cell arteritist，GCA）。TA早期临床表现无特异性，诊断困难，通常延迟到血管闭塞期才能明确诊断。GCA 可伴发风湿性多肌痛（polymyalgia rheumatica，PMR），并持续存在PMR症状。因此，近端关节和肌肉疼痛以及晨僵是部分GCA患者进行PET/CT检查的原因[1]。目前，颞动脉活检（temporal artery biopsy，TAB）和血管造影是公认的诊断血管炎的“金标准”[2]，但两者无法评估血管壁形态，并与医源性栓塞等风险相关。计算机断层扫描血管造影（CTA）可识别血管形态异常，显示动脉壁增厚和损伤，但其辐射暴露相对较大。超声检查安全、价廉，可避免TAB过程中出现永久性面神经损伤及头皮坏死等并发症，是颅内GCA的首选检查。然而，超声检查可能漏诊主动脉、腹腔动脉和下肢动脉的异常表现，这些是LVV最常受累的血管[3]。MRI可显示动脉形态的异常，并通过专用序列和增强扫描检测血管壁是否水肿、增厚；但在早期诊断方面仍缺乏特异性。PET/CT葡萄糖代谢显像结合了PET功能代谢显像和CT解剖结构成像的优点，在形态学改变前检测出早期血管炎症，用于评估疑似LVV但 TAB阴性的大血管受累情况[4]。本文拟阐述18F-FDG PET对LVV的早期诊断、疾病活动度与范围评估以及评价治疗效果和指导治疗的相关研究进展。

1 18F-FDG PET在LVV中的摄取机制及影像判读标准

18F-FDG在炎症细胞中的摄取机制与恶性肿瘤类似，主要通过葡萄糖转运蛋白-1（glucose transporter 1，GLUT-1）和葡萄糖转运蛋白-3（glucose transporter 3，GLUT-3）进入细胞，并在细胞内被己糖激酶磷酸化为18F-FDG-6-磷酸盐；但因无法进入糖酵解的下一步途径代谢，而积聚于细胞中。参与感染和炎症反应的细胞，尤其是嗜中性粒细胞和单核巨噬细胞高表达GLUT-1、GLUT-3，同时己糖激酶活性高，促使细胞摄取18F-FDG增加。

PET影像在LVV的典型特征是主动脉及其主要分支的线型FDG摄取。对于髂股动脉“补丁样”摄取（非均匀分布），需要警惕动脉粥样硬化造成假阳性的可能。PET评估 LVV的判读标准主要包括比值法和视觉评分法[5]。比值法是比较不同动脉与本底（肝、肺和静脉血池）的标准摄取值（SUV）之比，即靶本比（target-to-background ratio，TBR）。选择静脉血池作为参考本底优于肝脏和肺部[6]。TBR可作为血管炎评估的客观依据，分析血管炎累及的主动脉分支，比较18F-FDG摄取的细微变化。视觉评分法即0～3分级系统，是评估 GCA相关血管炎活动度和分级的常用方法。该方法通过可视化量表建立各血管区域的视觉评分和分级，以肝脏摄取值为参考标准：高于肝脏摄取值为3级，LVV可能性大；等于肝脏摄取值为2级，提示可疑阳性，存在LVV可能；低于肝脏摄取值为1级；不摄取为0级。其中0级和1级为PET阴性。0～3分级系统较比值法更直接、省时，并可避免出现假阳性，具有较好的诊断准确性，同时有利于观察者之间达成共识，为评估血管炎症提供统一的参照。基于此，通过划分不同的血管区域按照 FDG摄取程度进行评分，进一步衍生出血管总评分（total vascular score，TVS）和PET血管总评分（PET vascular activity score，PETVAS）以评估疾病活动性，敏感度更高。

2 18F-FDG PET/CT在LVV中的应用

2.1 提高早期诊断敏感度和特异度 LVV的早期诊断及病情评估仍存在较大的困难和挑战：①缺乏早期诊断标准；②临床表现复杂，缺乏特征性；③血清生物标志物，如红细胞沉降率（erythrocyte sedimentation rate，ESR）/急性期反应蛋白、抗核抗体和抗中性粒细胞胞质抗体特异性差，尤其缺乏早期生物标志物；④临床获取病理标本困难。目前临床常用的诊断标准为 1990年的美国风湿病学会（American Rheumatic Association，ACR）标准。该标准未提及腹部血管受累，缺乏早期生物标志物，在诊断疾病方面滞后，阳性结果反映疾病已进展至慢性阶段后期。在LVV早期的病理生理过程中，炎症细胞已经聚集于血管壁，FDG PET/CT可以在ACR标准中相应症状出现前观察到不可逆的血管变化而迅速诊断。近年来，PET/CT在 LVV诊断中的应用越来越广泛，进一步提高了诊断效率[7]。Fuchs等[8]基于1990 ACR标准，在临床症状、实验室检查结果和活检的基础上增加18F-FDG PET可将诊断准确性从54.1%提高到70.5%。Lee等[9]的大样本Meta分析表明18F-FDG PET/CT总体敏感度为88%，特异度为81%。18F-FDG PET/CT在提高疾病早期诊断敏感度和特异度方面具有良好的价值。

值得注意的是，使用糖皮质激素和免疫抑制药物可能降低18F-FDG PET的诊断准确性[10]。对于使用免疫抑制剂≥10 d的患者，FDG PET诊断GCA的准确性为64.5%，显著低于未使用免疫抑制剂患者（93.3%）[11]。长期接受免疫抑制剂治疗可能降低病灶18F-FDG摄取，导致假阴性结果。此外，糖皮质激素治疗还会引起肝脏FDG摄取增加，影响视觉评分或半定量比值，低估血管实际摄取值。为保证诊断效能，建议LVV患者行18F-FDG PET检查前尽量不用或停用免疫抑制药物。

2.2 确定疾病活动度和病变累及范围 LVV的活动度评价体系分为定性标准[包括美国国立卫生研究院（National Institutes of Health，NIH）标准和临床医师全面评估（physician global assessment，PGA）]及定量标准[包括印度大动脉炎临床活动性评分（The Indian Takayasu Clinical Activity Score，ITAS）-2010和ITAS-A]等评分体系。NIH标准是根据临床征象、ESR和血管造影建立量表。PGA标准包括临床症状、实验室检查、影像学表现以及近期治疗效果[12]。总分为0～10分，其中 0分表示临床缓解，评分增加表示疾病活动性增加[13]。ITAS2010是第一个用于量化TA活动度的评估工具，最高分为51分，得分为4分及以上判断为疾病处于活动期。ITAS-A在ITAS 2010的基础上增加了ESR和CRP评分[14]。上述标准在临床诊疗中作为相对“金标准”使用；但由于过度依赖医师的判断，对于临床试验存在主观性强、置信度欠佳等缺陷。18FFDG PET可更客观地评估LVV活动性，测定患者血管炎症水平。SUVmax评估LVV的细微活动度变化也具有较高的敏感度，不仅可用于评估治疗前LVV患者的活动性，而且适用于接受免疫抑制剂治疗的复发性患者。Tezuka等[15]报道18F-FDG PET/CT在LVV活动期的 SUVmax明显高于非活动期，复发期患者SUVmax高于稳定期患者。在受试者工作特征（ROC）曲线比较中，SUVmax优于 C反应蛋白和 ESR。除SUVmax外，也有研究报道通过TVS和PETVAS评估疾病活动性[13]。PETVAS与活动期患者血浆ESR、CRP呈中度正相关。使用PETVAS代替SUVmax和CRP/ESR在TA的临床评估中具有潜在优势，已被推荐为评估疾病活动性的方法[16]。同时，LVV患者注射FDG后2 h动脉FDG摄取值明显高于注射后1 h。延迟显像诊断活动性LVV的比例为77%，高于早期显像的56%[17]。在LVV18F-FDG PET/CT诊疗中可采用延迟成像方案进一步提高准确性。

对于疑似血管炎，但症状无特异性患者的初步评估，18F-FDG PET/CT可确定病变范围及程度，指导临床确定活检部位。在初步诊断为GCA的患者中，CTA和18F-FDG PET/CT对主动脉病变的检测敏感度相当，均具有较高的敏感度和特异度，但18F-FDG PET/CT检测到的血管区域数量更多，对主动脉分支受累范围的检测价值更高，在全面评估疾病程度方面具有优势[18]。

2.3 评估治疗效果、指导治疗方案和预后评估18F-FDG是LVV的高敏感度示踪剂，可用于比较治疗前后血管区域FDG的摄取值，以无创、精准评估疗效和指导治疗方案调整。在评估疗效方面，一项前瞻性研究发现GCA患者TVS由治疗前的7.9±5.5降为GC治疗3个月后的2.4±3.5，但在6个月时未进一步降低，提示18F-FDG PET/CT更适用于早期疗效评价[19]。在指导治疗方案调整方面，Fuchs等[8]报道18F-FDG PET结果改变了约25%患者的治疗计划。另一项研究的PET显像结果改变了91%患者的治疗方案。其中1例GCA患者接受激素治疗减量后复发，增加甲氨蝶呤后临床症状并无好转，PET/CT扫描发现病灶TBR值升高，改用托西珠单抗治疗后，PET/CT扫描发现TBR降低，患者临床症状改善[20]。TBR作为血管炎评估的客观指标，可作为临床医师调整治疗方案和药物用法用量的参考。在预后评估方面，Grayson等[21]基于PETVAS，发现PETVAS>20的患者比PETVAS<20者复发可能性更高。这为 FDG PET识别临床缓解期具有复发风险的LVV患者亚群提供了初步证据。

3 18F-FDG PET/MRI在LVV的应用优势

PET/MRI综合了2种影像工具的优点，对软组织分辨率高，可更敏感地检测LVV的血管壁变化，并有助于鉴别动脉粥样硬化引起的 FDG假阳性摄取。Laurent等[22]报道PET/MRI对TA患者的诊断阳性率为80%，GCA为62%。与PET/CT相比，PET/MRI在探测血管放射性摄取的同时，进行更准确的组织特征分析[23]。基于MR图像进行运动校正和部分容积效应的校正，可以对心脏冠状动脉的炎性病灶进行更精准的显影分析。

PET/MRI是确定LVV病变范围和评价疾病活动度的有效方法。一项前瞻性研究对12例LVV患者行16次18F-FDG PET/MRI，发现PET显示86个血管区FDG摄取异常，MRI/CE-MRA显示49个血管节段有与血管炎相关的形态学改变，综合两者评定出 95个血管炎病变区。血管炎的受累血管分布广泛，涉及各类大中动脉、主动脉及其分支，病变范围确定困难，需同时利用PET和MRI综合评估。在疾病活动度评价方面，PET/MRI能准确显示93.7%的活动性LVV[24]。PET功能成像与MR多参数扫描提供了更多的软组织参数信息，对血管壁的分辨率较PET/CT更高，对活动性较低的LVV患者实现早期诊断。

MRI/CE-MRA可检测到PET漏诊的血管炎形态性改变，弥补PET在解剖结构方面的不足，从而更好地指导临床决策[25]。当PET/MRI或CE-MRA显示血管狭窄或闭塞时，可能需要进行外科手术或血管成形术。当PET/MRI或CE-MRA显示动脉瘤形成，则需要进行密切的随访检查，可能实施手术以预防动脉瘤破裂。

MRI无辐射暴露，在减少总辐射剂量的基础上，18F-FDG PET/MRI可同时满足灵敏评估大血管的炎症反应和细致分析血管形态变化的需求。在 GCA中，PET/MRI复查有利于探测临床复发。在 TA中，PET/MRI可用于确定疾病缓解和排除动脉进展。欧洲抗风湿病联盟2018 LVV指南中建议对年轻患者随访时使用PET/MRI替代PET/CT[26-27]。

总之，PET/MRI提高了LVV的诊断准确性，对于确定病变范围、评价疾病活动度、进行随访检查以及指导治疗等方面具有巨大潜力，较低的放射剂量使其代替PET/CT成为年轻患者的更佳选择。

4 小结

18F-FDG PET/CT和PET/MRI提供血管功能与管壁解剖结构变化的双重信息，具有敏感度高、可视化、可定量的优势，不仅可作为早期诊断 LVV的有效方法，还可以准确显示疾病范围和活动度，评估疗效，指导治疗方案调整，为预后判断提供独立依据。然而，该方法仍存在一些待解决的问题，如移植动脉血管假阳性摄取、与动脉粥样硬化易混淆、活动度评价体系未达成共识、检查成本高难以常规推广等。随着临床应用研究的不断深入，大样本前瞻性临床试验仍有待进一步开展。未来，18F-FDG PET显像有望纳入LVV临床诊疗指南，作为影像学生物标志物成为临床试验的替代终点，在引导靶向活检，以及放射性核素诊疗一体化中发挥更积极的作用。