11C-胆碱PET/CT对颅内占位性病变良恶性鉴别诊断的价值①

郭冬花，李肖红，秦永德，李毓斌，张奇洲

（新疆医科大学第一附属医院核医学科，乌鲁木齐830054）

颅内占位性病变是指在颅腔内占据一定空间位置的一组疾病的总称，临床上以颅内压增高和局灶性神经损害为特征，其中以颅内肿瘤常见。在正电子发射断层显像/X线计算机体层成像(PET/CT)发展中，18F-氟代脱氧葡萄糖(18F-FDG)是肿瘤学中最常用的PET放射性示踪剂。它是一种放射性标记的葡萄糖类似物，由肿瘤细胞通过细胞膜葡萄糖转运蛋白（GLUT）吸收，随后通过细胞内己糖激酶的活性磷酸化。由于肿瘤细胞增殖迅速，葡萄糖代谢需求增加，因此18F-FDG可以检测到肿瘤细胞。

使用18F-FDGPET评估脑部病变的主要问题是正常脑组织中本底呈高摄取，炎性或良性病变中18FFDG的摄取增加。因此，其他以脑部肿瘤摄取增加和正常脑摄取减少为特征的PET示踪剂有待开发利用。由于肿瘤细胞的细胞膜转换率很高，可以使用放射性标记的胆碱（使用11C或18F）检测脑肿瘤。胆碱是细胞膜磷脂合成的前体[1]，参与细胞膜的合成，最终停留在细胞中。肿瘤细胞的分裂增生极为活跃，细胞膜生物合成速率增加，需要大量胆碱作为原料合成磷脂酰胆碱[2-3]，因此在脑肿瘤细胞中具有较高的PET信号。此外，脑肿瘤细胞焦点进行获得与11C-胆碱（11C-CHO）更好的肿瘤-背景对比度。11C-CHO最初应用于头颈部肿瘤显像[4-5]，多见的为脑转移瘤诊断和脑胶质细胞瘤的术后评估[6-7]，目前还应用于肾细胞癌、前列腺癌、膀胱癌等泌尿系统肿瘤[8-10]。本研究旨在通过对29例颅内占位患者的分析，探究11C标记的胆碱对颅内占位性病变良恶性鉴别诊断的价值。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选取2018年12月—2020年5月在新疆医科大学第一附属医院就诊且怀疑颅内占位性病变的患者29例，入选患者同期行18F-FDG和11CCHO PET/CT脑代谢显像，其中男性16例，女性13例，年龄19～76岁。在3 d内完成两种显像剂PET/CT扫描。纳入标准：怀疑有颅内占位性病变的患者；脑肿瘤术后，评估是否有复发或肿瘤病灶残留患者；意识清晰，可自行接受检查的患者。排除标准：意识障碍，不能配合检查的患者。

1.211C-CHO的合成及质量控制11C-CHO的合成是利用11C-碘代甲烷(11C-CH3I)与二甲基乙醇胺在100℃的加热条件下反应5 min，完成甲基化反应，用阳离子交换树脂纯化后，可获得放化纯度≥95%的11C-CHO[1,11-12]。合成后的11C-CHO需经过严格的质量控制后应用于临床，包括放射化学纯度的测定、一般理化性质、热源试验、细菌测试、比活度测定[13]。

1.318F-FDG及11C-CHO PET/CT显像方法 采用GE公司生产的Discovery LSPET/CT扫描仪，其中PET部分为Advance PET扫描，18环，层厚3.72 mm，CT部分为16排螺旋CT。两种显像剂均由科室有经验的两个药剂师生产。在进行葡萄糖PET/CT显像前要求检查者空腹6 h以上，注射药物前平静休息10～15 min，注射活度为6～12 mCi，注射后让患者休息或平卧40～60 min，头部检查为1个床位，显像包括CT扫描和发射扫描，发射扫描每床位4 min。CT扫描条件为：电压140 kV，电流160～200 mA，螺距0.75，每环旋转时间0.8 s；在3 d内同期完成11C-CHO脑代谢显像，患者无需空腹，肘静脉注射8～10 mCi11C-CHO，采集方法同前。

1.4 图像及数据处理分析 图像的重建及融合均由同一技师来处理，避免人为因素对实验数据的影响。图像传输完成后由同一核医学主任医师将图像对比度调到最佳，用视觉分析和半定量分析法进行图像分析。视觉分析由两位以上核医学专科医师分别独立进行视觉判断并作出初步诊断，当诊断意见有分歧时由科室内团体讨论做出最终决定。观测病变的部位、形状以及两种显像剂的代谢情况。相应部位对示踪剂摄取的程度用最大标准化摄取值（SUVmax）来进行评估，其单位为g/mL，下同。

1.5 统计学分析 应用SPSS25.0软件对两种显像剂所得的半定量结果进行统计分析，将两种显像剂所得SUVmax做诊断效能分析，比较两种方法的灵敏度、特异度、准确度、阳性预测值和阴性预测值。分析两种显像剂在恶性病变组的SUVmax及病灶/对侧正常脑组织（T/NT）之间的差异，计量资料用均数±标准差(-x±s)表示，两组数据的比较采用两独立样本t检验。将两种显像方法所得SUVmax做Person相关性分析。绘制受试者工作特征曲线(ROC)，计算ROC曲线下的面积(AUC值)。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 病理结果 29例患者均经手术病理证实，恶性16例（其中原发脑肿瘤5例，脑转移瘤11例），恶性病灶数量为34个；良性10例（包括脑膜瘤7例，梅毒感染1例，脱髓鞘1例，腔梗1例），良性病灶数量为10个；另外有3例为胶质瘤术后患者，经临床随访6个月结果均未见肿瘤复发征像。典型病例见图1～3。

2.2 两种显像剂的诊断效能 采用SUV病灶/对侧脑（T/NT）＞1判断为阳性诊断标准，CT征像作为参考，分别计算两种诊断方法的精确度、灵敏度、特异度、阳性预测值、阴性预测值、假阳性率和假阴性率。具体结果见表1。11C-CHO的灵敏度(100%)、特异度(69.2%)、精确度(91.5%)、阳性预测值(89.5%)、阴性预测 值(69.2%)均 分 别 高 于18F-FDG（50%、61.5%、53.2%、64.7%、52%）；且11C-CHO的假阳性(30.8%)、假阴性(0)均分别低于18F-FDG（38.5%、50%）。3例胶质瘤术后患者，11C-CHO显像上3例均为真阴性，18F-FDG显像上2例真阴性，1例假阳性。11C-CHO假阳性病例资料详见表2。

图2 胶质瘤11C-胆碱和18F-FDG脑代谢显像

图3 脑膜瘤11C-胆碱和18F-FDG脑代谢显像

表1 不同诊断方法的诊断效能/%

表2 11C-CHO假阳性病例患者资料

2.3 两种显像剂所得的SUVmax及T/NT的比较 所有良恶性病灶中，在11C-CHO中恶性病灶组SUVmax[（1.94±1.01）,n=34]明 显 高 于 良 性 组[（1.02±0.72），n=13]，在18F-FDG中恶性病灶组SUVmax[14.48±6.80（n=34]也明显高于良性病灶组[（10.01±5.82），n=13]。可见两种显像剂对恶性病灶均显示出比良性病灶显着更高的示踪剂蓄积。不管良性组还是恶性组，18F-FDG的SUVmax均高于11C-CHO，将同一病灶11CCHO和18F-FDG两种显像剂所对应的SUVmax做Person相关性分析（R=0.584,P=0.000,n=47），结果显示两种方法之间的SUVmax存在显著的正相关性。另外将恶性组病灶所测SUVmax除以对侧脑SUVmax时（T/NT），恶性组11C-CHO SUVmax[（7.62±5.34），n=34]显著高于18FFDG[（3.10±1.80），n=34]（P＜0.005）。由表3可知，对于恶性病灶组，18F-FDG脑代谢显像与11C-CHO显像的SUVmax及T/NT差异具有统计学意义。

2.4 ROC曲线结果 将两种显像剂所得的SUVmax值绘制受试者工作特征曲线(ROC)并计算曲线下面积，如图4所示。11C-CHO和18F-FDG摄取值在ROC曲线下的面积(AUC)分别为0.93、0.74。

表3 两种显像剂颅内恶性病灶中的SUVmax及T/NT的比较(-x±s)

图4 11C-CHO SUVmax和18F-FDG SUVmax ROC曲线图

3 讨论

分析本研究中11C-CHO造成假阳性的原因有4类：一是梅毒感染病灶，在11C-CHOPET/CT显像上病灶表现为结节状高代谢，并且在这4例假阳性病例中，其SUVmax最高，与此同时病灶在18F-FDG上也表现为高代谢，因此误认为恶性肿瘤病灶。黄中柯等[14]研究认为，梅毒最突出的临床表现是炎性反应和肉芽肿，这可能是导致两种显像剂均表现为高代谢的原因。二是脑梗死为血管性病变，此类病变在11CCHO显像上表现为阳性，可能原因是由于血脑屏障的损害，显像药物滞留于病变血管内导致。三是脱髓鞘病变，目前有研究显示脱髓鞘病变在胆碱中表现为高代谢[15]，认为脱髓鞘病变在胆碱上表现为高摄取可能是由于脱髓鞘后崩解成颗粒状，被吞噬细胞吞噬，而少突胶质细胞减少，星形细胞反应性增生，细胞膜增殖所致胆碱摄取增加，从而造成11C-CHO的假阳性[16]。四是脑膜瘤，目前尚未见关于脑膜瘤在11C-CHO显像特点的文献报道，此处11C-CHO在脑膜瘤显示高代谢的原因需进一步探讨。

两种显像剂诊断效能比较，表1结果中11C-CHO假阴性率为0，出现这一结果可能有以下几点原因：(1)可能由于本研究样本量不足，良恶性及病理类型分布不一所致；(2)11C-CHO灵敏度100%，假阴性率0，表明11C-CHO的诊断效能较高，误诊率低，诊断结果基本与最终的病理结果相符。3例胶质瘤术后，18FFDG脑代谢显像上诊断1例假阳性，是因为18F-FDG未能区分肿瘤复发还是瘢痕或术后形成的炎性肉芽组织。Jung等[17]研究认为，11C-CHO脑代谢显像对颅脑胶质瘤术后残留或复发具有较高的特异性，可应用于临床中胶质瘤术后监测，本研究结果与此文献相符。两种显像剂所得的SUVmax及T/NT的差异比较，在恶性病灶组中，11C-CHO脑代谢显像具有较高的T/NT比值，更有利于病灶的检出。ROC曲线结果分析，两种显像方法的曲线下面积（AUC）均＞0.5，说明两种方法对颅内占位性病变良恶性的鉴别诊断均有效，AUC值越接近1，即曲线越接近于左上角，说明其诊断准确率更高。由两曲线对比可知，11C-CHO的诊断准确性较18F-FDG更高。总体而言11C-CHO的诊断效能要高于18F-FDG，但仍存在一定的假阳性。

综上所述，11C-CHO脑代谢显像对颅内占位病变的诊断比18F-FDG具有更大的潜力，并可以在一定程度上相互补充，但同时11C-CHO脑代谢显像具有一定的假阳性，需要注意某些良性肿瘤和肿瘤样病变中11C-CHO的高代谢。总之，应用11C-CHO PET/CT脑代谢显像来鉴别颅内良恶性病变是可行的，在临床实践中具有重要意义。由于本研究样本量较小、病理类型较多，因此在数据处理上可能存在一定的偏差。但可以明确的是11C-CHO脑代谢显像对颅内占位性病变良恶性的诊断效能明显优于18F-FDG。在后续的研究中，将进一步扩大样本量，探究11CCHO显像对颅内占位的鉴别诊断的优劣势。不同示踪剂的组合可能会提供有关各种脑肿瘤特征的更准确的信息[17]，新的显像剂有待开发利用。