整合素RGD受体显像临床应用专家共识(2022版)

中华医学会核医学分会，中国生物物理学会分子影像学分会

整合素(integrin)是恶性肿瘤和心脑血管疾病等重大疾病的精准诊疗靶点，获得广泛关注已有30余年。近10年来，整合素受体显像，特别是基于精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(arginine-glycine-aspartate，RGD)多肽的分子影像发展迅速。迄今，利用20余种RGD多肽显像剂开展的百余项临床研究已被报道[1- 5]。

无论是通过单光子发射计算机断层成像(single photon emission computed tomography, SPECT)，还是正电子发射断层显像(positron emission tomography, PET)，整合素RGD受体显像的临床应用价值均日益清晰[4- 5]。而目前，国际、国内均未检索到针对整合素RGD受体显像的临床指南或共识。为此，中华医学会核医学分会和中国生物物理学会分子影像学分会整合相关力量，回顾国内外临床研究最新进展，梳理、制定了《整合素RGD受体显像临床应用专家共识(2022版)》，旨在建立此类技术临床应用的指导原则。

1 共识制订方法

本共识专家组主要由参加我国自主创新Ⅰ类新药99mTc-3PRGD2的Ⅲ期临床试验核医学专家组成。在临床试验过程中，大家认识到建立一套共同遵守的临床指导原则的重要性和迫切性，因此决定共同编写此共识。共识编写组以“integrin”“RGD”等关键词检索PubMed、中国知网、万方数据知识服务平台的临床研究文献，检索时间为建库至2021年12月31日。为使推荐意见更权威，经专家组讨论后，本共识主要纳入两类证据：(1)高水平循证医学证据(1类)，专家组一致同意，强力推荐(A)；(2)证据水平稍低(2类)，但专家组基本同意，中等推荐(B)。其他等级证据暂不纳入。

2 整合素及其受体

整合素是细胞黏附分子家族的重要成员。作为一类跨膜糖蛋白，由18种α亚单位和8种β亚单位组合，形成24种非共价结合的异二聚体，介导细胞与细胞、细胞与细胞外间质的黏附及信号传导，调节细胞的黏附、迁移、增殖和凋亡等功能[1]。

2.1 整合素受体亚族

按与细胞外间质蛋白结合的特异性，整合素分为4个亚族(图1)[2]：(1)RGD受体亚族，含8种亚型；(2)胶原蛋白受体亚族，含4种亚型；(3)层粘连蛋白受体亚族，含4种亚型；(4)白细胞特异性受体亚族，含8种亚型。

图 1 整合素的4种受体亚族、对应的亚型及其亚单位构成 RGD:精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸

2.2 整合素RGD受体亚族

整合素RGD受体亚族8种亚型分别为αVβ3、αVβ6、αVβ5、αVβ8、αVβ1、α5β1、α8β1和αⅡbβ3，每个亚型各有不同的功能特点[1- 5]。

整合素αVβ3是研究最早、最深入的亚型之一，在多种恶性肿瘤细胞表面和新生血管内皮细胞高表达，也在激活的成纤维细胞、巨噬细胞、破骨细胞表面有表达。在非小细胞肺癌、乳腺癌、胃癌、高级别胶质瘤、前列腺癌、口腔鳞癌、卵巢癌等肿瘤中，整合素αVβ3的表达既反映肿瘤的浸润和转移特性，也反映血管新生。碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth factor, bFGF)或肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α, TNF-α)介导的血管新生需要αVβ3。在部分炎症过程中，整合素αVβ3可能与成纤维细胞激活、血管新生和巨噬细胞聚集等相关。整合素αVβ3还在缺血性血管新生、心肌重构、伤口愈合等病理生理过程中也发挥重要作用。

αVβ6仅表达于上皮细胞和口腔鳞癌、乳腺癌、肝癌、胰腺癌、结肠癌和卵巢癌等多种肿瘤细胞表面，特别是在肿瘤浸润前沿高表达，参与激活转化生长因子(transforming growth factor，TGF)-β1，导致肿瘤的上皮间质转化，与患者预后差及放、化疗不敏感相关。αVβ5在新生血管内皮细胞和多种肿瘤中亦广泛表达，相较于αVβ3，其与肿瘤浸润和转移的相关性更强。血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)或TGF-α介导的血管新生需要αVβ5。这与αVβ3参与血管新生的机制不同。

αVβ8以蛋白酶依赖的方式激活TGF-β1，这与αVβ6激活TGF-β1的方式不同，也与αVβ3及αVβ5促进血管新生的机制不同。αVβ1主要表达于激活的成纤维细胞，介导TGF-β1激活，是抗纤维化治疗的靶点之一，也是病毒进入人体细胞的受体之一。α5β1主要在新生血管内皮细胞高表达，通过增加黏附力、克服空间位阻，以促进肿瘤的浸润和转移。但在口腔鳞癌和卵巢癌中也有一定表达。α8β1主要表达于平滑肌细胞，在肾脏的形成过程中起着重要作用。αⅡbβ3主要介导血小板聚集，是抗血栓治疗的靶点。

3 整合素RGD受体显像剂

3.1 已进入临床研究的显像剂

基于RGD序列的多肽，或者类似结构的分子，对不同整合素亚型具有不同的亲合力。显像剂一般只针对某一特定的受体亚型具有较高的特异性，例如SPECT显像剂99mTc-3PRGD2，主要针对整合素αVβ3。但有的显像剂也可与多个亚型结合，例如PET显像剂18F-fluciclatide，对αVβ5和αVβ3亚型均有较高的亲合力。

目前，已有20余种基于RGD多肽的整合素受体显像剂的临床研究被报道，其中大部分是针对整合素αVβ3亚型，其次是αVβ6，以及可靶向多个整合素亚型的显像剂。除RGD受体外，还有可同时靶向生长抑素受体(somatostatin receptor, SSTR)或胃泌素释放肽受体(gastrin-releasing peptide receptor, GRPR)等的多靶点探针。表1列出了主要的已进入临床研究的整合素RGD受体显像剂及其特征。

3.2 对显像剂的改构和优化

靶向RGD受体的分子探针设计在不断改进，以提高其亲合力和稳定性，并达到优化药代动力学和生物分布的目的。具体优化手段主要包括以下方面：(1)环化：将线性的多肽改为环状结构，可增加分子探针在血液中的稳定性[24]。结状则是通过多个二硫键环化后的结果[19]。(2)多聚化：用多聚体代替单体分子探针，可显著增加分子探针与受体的结合机会[24]。但过多的多聚体会增加肾脏、肝脏正常组织的分布，同时也增加了分子探针合成的难度。因此需要权衡，一般选择二聚体或三聚体。(3)聚乙二醇(polyethylene glycol, PEG)链接：通过3～5个PEG链，将不同单体和/或螯合基团连接起来，可提高标记产率，优化生物分布[25]。

表 1 已进入临床研究的整合素RGD受体 显像剂及其特征

为了更适合临床应用，显像剂的标记方法不断简化，标记时间不断缩短，放射化学产率和比活性不断提高。

随着核医学精准诊疗和诊疗一体化的进步，往往需要针对同一疾病靶点进行诊断和治疗，包括用99mTc、18F和68Ga等标记分子探针进行影像诊断，以及用177Lu、90Y和225Ac等标记同类分子进行放射性核素治疗。对于影像诊断，在保持病变与本底高对比度的基础上，要求显像剂尽快从血液和正常脏器清除；而对于治疗，则希望保持一定的血药浓度，在保持足够治疗作用的基础上，尽量减少对正常脏器的损伤。因此，需要通过对分子探针的改构和优化，实现诊断和治疗的不同药代动力学要求[26]。

4 整合素RGD受体临床显像方法

目前，整合素RGD受体显像的临床应用主要是核医学SPECT和PET显像，且多与CT结合，进行多模态SPECT/CT或PET/CT显像。但未来，也可能用于光成像、MRI和超声成像等的临床研究。

4.1 SPECT显像

检查前无需特殊准备。

根据SPECT设备的灵敏度设定最佳显像剂注射剂量，一般按照7.4～11.1 MBq(0.2～0.3 mCi)/kg给药。

根据显像剂的药代动力学设置给药后的最佳显像时间。现有的整合素RGD受体显像剂体内清除均较快，从注射到扫描，间隔30 min～1 h为最佳。

显像一般分为前、后位全身扫描和局部断层扫描两部分。应根据SPECT设备的灵敏度和实际给药剂量，以及患者的耐受性和临床检查的通量需求，设置最佳图像采集速度。一般建议15 min左右完成全身扫描，15～20 min完成一个部位(胸部、腹部或头颈)的断层显像。根据具体设备型号，选择最优的SPECT采集矩阵、每幅采集时间、每次旋转角度、图像重建方式和滤波函数等。

利用CT进行衰减矫正和病灶定位，可以显著提高SPECT显像的诊断效能。

4.2 PET显像

检查前无需特殊准备。

根据PET设备的灵敏度设定最佳的显像剂注射剂量。一般按照约3.7 MBq(0.1 mCi)/kg给药。

根据显像剂的血液动力学设置最佳显像时间，若采用整合素RGD受体显像剂，一般给药后30 min～1 h显像最佳。

根据临床需要确定躯干、脑部等作为显像部位。全身扫描一般每个床位2～3 min，头部扫描一般为5～10 min。根据具体设备型号，选择最优的PET采集矩阵、放大倍数、图像重建方式和滤波函数等。

目前设备一般均为PET与CT或MRI组合成的多模态一体化设备，利用同机的解剖图像用于衰减矫正和病灶定位，多模态互补结合可提高诊断效能。

5 整合素RGD受体显像临床应用

随着临床研究的深入，整合素RGD受体显像的临床应用价值日益清晰。基于现有的临床应用研究报道，下文从显像技术的选择、显像剂类型的选择，以及在肿瘤等疾病中的应用等方面，给出推荐意见。

5.1 选择SPECT显像还是PET显像？

推荐意见1

核医学SPECT和PET技术各具特色，建议结合实际情况选择使用，发挥各自优势，避免不足。(证据等级：2类；推荐强度：B)

5.1.1 SPECT显像的优势与不足

相较于PET/CT和PET/MRI，SPECT和SPECT/CT的设备成本低，普及性和可及性较高。对于目前已临床转化的整合素RGD受体显像剂来说，99mTc标记较18F标记更加方便、快速，产率更高。虽与68Ga标记的方便性相当，但99mTc可及性更高，成本更低。

迄今为止，尚缺乏一种广谱的SPECT肿瘤阳性显像剂。99mTc标记的整合素RGD受体显像剂如能弥补这一空白，无疑将促进SPECT技术的更广泛临床应用，具有较大前景。

SPECT的不足主要体现在以下方面：(1)空间分辨率相对较低。但随着SPECT/CT的普及，受体显像与结构成像的互补结合可部分弥补空间分辨率不足，而多针孔成像未来将最终解决这一问题；(2)定量能力不足。随着SPECT定量方法及软件开发，问题正在逐步得到解决；(3)图像采集效率不足，患者检查流通量较低。随着高灵敏SPECT和全环SPECT的出现，该问题将最终得到解决。

5.1.2 PET显像的优势与不足

PET/CT技术已得到广泛临床认可，日益普及。PET/MRI也正在迅速发展。在临床分子影像技术中，PET的灵敏度、空间分辨率和定量准确度相对较高。

PET目前的主要不足是其成本高，可及性相对较低。随着整个社会经济的发展，这些问题将逐步得到解决。

5.2 选择哪种类型的显像剂？

推荐意见2

建议结合临床诊疗需求及每种显像剂的特点和价值，选用最合适的显像剂类型。(证据等级：2类；推荐强度：B)

整合素受体家族的不同亚型各自负责不同的生理功能，在不同的病理状态下分别或同时表达异常。一方面，某一种亚型可能在不同生理、病理状态中发挥作用，如αVβ3在血管新生、肿瘤浸润和纤维化重构中均高表达；另一方面，在同一病理生理过程中，可能存在多种亚型同时发挥作用的情况，如乳腺癌等可能同时存在αVβ3、αVβ5和αVβ6等的高表达。

迄今，靶向整合素αVβ3的受体显像剂临床研究最多，在多种肿瘤的诊断和评估、新生血管显像、心肌重构显示和纤维化成像等方面具有较为普适的临床应用价值[1- 15]。

αVβ6多表达于上皮来源肿瘤细胞表面，因此针对αVβ6亚型的显像可以更特异地靶向肿瘤细胞本身，而较少受其他因素影响[16- 20]。

18F-fluciclatide同时靶向αVβ5和αVβ3，这两种亚型同时参与肿瘤的浸润、转移和血管新生，因此对肿瘤诊断和评估来说，可能存在多靶点增强效应[21]。

整合素RGD受体和其他受体的互补结合显像剂，如68Ga-NOTA-TATE-RGD和68Ga-NOTA-BBN-RGD，则显著提高了同时检出更多肿瘤的效能[22- 23]。

5.3 整合素RGD受体显像在肿瘤疾病中的临床应用价值

5.3.1 整合素αVβ3显像

在整合素RGD受体显像中，靶向αVβ3的显像临床研究最多，应用最广。其中，SPECT显像主要以99mTc-3PRGD2为显像剂，PET显像主要以18F-Alfatide Ⅱ、68Ga-PRGD2和18F-Galacto-RGD等为显像剂。

需注意的是，整合素αVβ3显像不仅仅反映肿瘤的血管新生，很多肿瘤细胞会对显像剂有摄取，且激活的成纤维细胞、巨噬细胞和破骨细胞等对显像剂也有摄取。

5.3.1.1 体内分布

目前已进入临床研究的αVβ3显像剂主要从肾脏经输尿管、膀胱排泄[6- 15]。部分肠道有可移形的放射性分布，提示少部分显像剂从肠道排出。肝、脾呈中度摄取，鼻咽部、腮腺、甲状腺、子宫、骨髓等呈轻至中度摄取，其余部位为低摄取。不同显像剂在体内的分布可能会有所不同。

5.3.1.2 对肿瘤原发灶的诊断

推荐意见3

可选择靶向整合素αVβ3的受体显像，采用SPECT或PET技术，对肺癌、头颈部肿瘤、乳腺癌、食管癌、恶性黑色素瘤、脑胶质瘤等进行诊断、鉴别和评估。(证据等级：2类；推荐强度：B)

99mTc-3PRGD2用于肺癌的多中心临床研究表明，即使利用SPECT技术，整合素αVβ3显像对非小细胞肺癌也具有较高的检测灵敏度[6]。无论是99mTc-3PRGD2 SPECT/CT显像[6]，还是68Ga-PRGD2 PET/CT显像[11]，与18F-FDG PET/CT的“头对头”比较均表明，靶向整合素αVβ3的显像对肺内占位病变的诊断特异度与18F-FDG 代谢显像相当。

靶向整合素αVβ3的显像对头颈部肿瘤、乳腺癌、食管癌和恶性黑色素瘤等肿瘤均显示出了较高的原发病灶检出价值[1, 5, 10, 14]。靶向整合素αVβ3的脑胶质瘤显像研究表明，肿瘤对显像剂的摄取与脑胶质瘤的分级相关，胶质瘤分级越高，肿瘤摄取越高[27]。但部分肿瘤，如小细胞肺癌和非霍奇金淋巴瘤等，显像剂的摄取较低[28- 29]。

5.3.1.3 肿瘤分期

推荐意见4

建议选用靶向整合素αVβ3的受体显像，采用SPECT或PET技术，诊断肺癌淋巴结转移，可单独使用或弥补18F-FDG PET/CT的不足。(证据等级：1类；推荐强度：A)

对于非小细胞肺癌淋巴结转移的判断，靶向整合素αVβ3的显像明显优于18F-FDG PET/CT，从而弥补了18F-FDG PET/CT在指导肺癌手术决策方面的明显不足[11, 30]。“头对头”比较发现，无论99mTc-3PRGD2 SPECT/CT[30]，还是68Ga-PRGD2 PET/CT[11]，对非小细胞肺癌淋巴结转移的诊断特异度均显著高于18F-FDG PET/CT。可能主要是因为慢性炎性淋巴结往往表现为18F-FDG高摄取，导致假阳性；而此类炎症的整合素αVβ3表达低，故选用整合素αVβ3进行诊断更为准确。

推荐意见5

可选择靶向整合素αVβ3的受体显像，采用SPECT或PET技术，对肺癌骨转移进行评估，可弥补99mTc-MDP特异性差以及对溶骨性病变检出能力不足的缺点。(证据等级：2类；推荐强度：B)

99mTc-3PRGD2与99mTc-MDP“头对头”比较的多中心研究表明，99mTc-3PRGD2对非小细胞肺癌骨转移的判断具有优势，可解决99mTc-MDP假阳性高的问题，并可检出99mTc-MDP可能会遗漏的溶骨性骨转移[31]。18F-Alfatide Ⅱ PET/CT对肿瘤骨转移的检出率显著高于18F-FDG PET/CT[9]。

5.3.1.4 疗效评估和预后

推荐意见6

可选择靶向整合素αVβ3的受体显像，采用SPECT或

PET技术，评估放化疗疗效、抗新生血管治疗疗效及预后。(证据等级：2类；推荐强度：B)

研究发现，靶向整合素αVβ3的显像可早期评估肺癌、乳腺癌、肾癌、直肠癌等的放化疗和/或抗新生血管治疗的效果[1, 5, 13- 14]。

因靶向整合素αVβ3的显像可部分反映肿瘤的血管新生，研究表明，对显像剂的摄取高低可预测抗新生血管治疗的效果[13,32]。

5.3.2 其他类型的整合素RGD受体显像

推荐意见7

可选择靶向整合素αVβ6的受体显像，诊断和评估头颈部肿瘤、肺癌、乳腺癌、结肠癌、胰腺癌等该受体阳性的肿瘤。(证据等级：2类；推荐强度：B)

靶向整合素αVβ6显像的临床研究尚少，仅初步证明这一显像方法对头颈部肿瘤、肺癌、乳腺癌、结肠癌和胰腺癌等的原发和转移病灶具有较好的检出能力[16- 20]。

推荐意见8

可选择互补的多靶点受体显像，提高肿瘤诊断和评估效能。(证据等级：2类；推荐强度：B)

同时靶向整合素αVβ5和αVβ3的18F-fluciclatide显示出了对乳腺癌、肾癌和恶性黑色素瘤较好的诊断效果[1-5, 21]。

多靶点显像剂68Ga-NOTA-TATE-RGD对肺癌和神经内分泌肿瘤具有较广谱的检出效能，而68Ga-NOTA-BBN-RGD对乳腺癌和前列腺癌的评估较单靶点显像的效果更佳[22- 23]。

5.4 整合素RGD受体显像在其他疾病中的应用

整合素RGD受体显像的非肿瘤应用日益广泛，主要包括对心脑血管疾病的评估，及在以血管新生为主和纤维化增生为主的疾病中的应用。

5.4.1 心脑血管疾病

推荐意见9

可选择靶向整合素αVβ3的受体显像，采用SPECT或PET技术，评估心肌梗死以及脑梗死、烟雾病、动静脉畸形等新生血管状态。(证据等级：2类；推荐强度：B)

靶向整合素αVβ3的SPECT和PET显像均已用于心肌梗死，主要包括评估心肌重构、血管新生，提示预后等[8, 33],显示出了较强的临床应用价值。与18F-FDG PET/CT比较，18F-FDG摄取缺损区的边缘靶向整合素αVβ3的显像剂摄取最高[32]；与系列MRI增强显像比较，1年后的延迟增强区域正是心肌梗死后整合素αVβ3显像剂高摄取区[8]。对于心绞痛症状持续的患者，梗死区显像剂持续高摄取；而症状恢复的患者，显像剂摄取逐渐降低至正常[34]。应注意的是，主导重构的成肌纤维细胞和主导血管新生的内皮细胞均有整合素αVβ3高表达，心肌梗死后的修复过程中，整合素αVβ3显像剂的摄取是共同作用的结果，很难绝对区分。

与此不同，对于脑梗死、烟雾病和动静脉畸形等，整合素αVβ3显像主要反映为病变部位血管新生高摄取，因此对新生血管状态及疗效的评估具有重要意义[12, 32, 35]。

因粥样硬化斑块往往较小或较薄，而现有PET和SPECT的空间分辨率往往达数毫米，由于容积效应，使得病变显示的对比度较差，除非位于大动脉的大片严重病变，否则检出的灵敏度有限[15]。

5.4.2 以血管新生为主的疾病

推荐意见10

可选择靶向整合素αVβ3的受体显像评估类风湿关节炎。(证据等级：2类；推荐强度：B)

类风湿关节炎是一类典型的以血管新生为主的自身免疫性疾病。与18F-FDG PET/CT比较，靶向整合素αVβ3的显像通过反映滑膜血管新生，对疾病严重程度的评估和对治疗效果的判断更加准确[36]。

5.4.3 以纤维化为主的疾病

推荐意见11

可选择靶向整合素αVβ6的受体显像评估肺纤维化。(证据等级：2类；推荐强度：B)

在肺纤维化过程中，整合素αVβ6亚型等高表达，因此靶向整合素αVβ6的显像剂用于评估肺纤维化获得了较好的效果[19, 37]。

6 小结

国际上，针对整合素的精准诊疗研究日新月异，整合素RGD受体显像的临床研究成果日益丰富。在我国，自主研发的Ⅰ类新药99mTc-3PRGD2也已完成Ⅲ期临床试验，取得了预期的结果。但迄今为止，尚无针对整合素受体显像的临床指南或专家共识，《整合素RGD受体显像临床应用专家共识(2022版)》旨在建立基于RGD多肽的整合素受体显像临床应用的指导原则，由于目前设计严谨的大样本、多中心临床研究不多，证据级别普遍偏低，本共识专家推荐意见较少。未来，随着靶向整合素受体的精准诊疗技术不断发展，以及更多高级别循证医学证据的不断产生，本专家共识将进一步更新和完善。

作者贡献:朱朝晖负责查阅文献和撰写初稿；李思进、王凡修改完善并审校定稿；其余成员参与修订。

利益冲突：共识制订工作组所有参与人员均声明不存在利益冲突

共识核心专家组成员(按姓氏首字母排序):

兰晓莉(华中科技大学附属协和医院核医学科)，李林(四川大学华西医院核医学科)，李思进(山西医科大学第一医院核医学科)，刘建军(上海交通大学仁济医院核医学科)，马庆杰(吉林大学中日联谊医院核医学科)，宋少莉(复旦大学肿瘤医院核医学科)，王凡(北京大学医学同位素研究中心)，王雪梅(内蒙古医科大学附属医院核医学科)，辛军(中国医科大学附属盛京医院核医学科)，杨志(北京大学肿瘤医院核医学科)，张祥松(中山医科大学附属第一医院核医学科)，朱朝晖(中国医学科学院北京协和医院核医学科)