18F-FDOPA PET/CT评估放射化学治疗用于高级别脑胶质瘤效果

马国津,李佳晶,崔金利,林秀玉*

(1.长春中医药大学附属医院医学影像科,吉林 长春 130021;2.吉林省人口生命科学技术研究院医学影像科,吉林 长春 130021)

脑胶质瘤为脑内胶质细胞不可控性增殖所致,在颅内肿瘤中约占46%[1]。高级别脑胶质瘤分化程度低、恶性程度高,术后易复发,患者中位生存期仅约14个月[2]。精准放射治疗(放疗)及同步化学治疗(化疗)有助于延长高级别脑胶质瘤患者生存时间、改善生存质量,但对部分患者疗效欠佳。以PET/CT评估脑胶质瘤可弥补传统影像学检查的不足,更清晰地反映大脑细胞生化代谢过程[3]。18F-L-6-氟-3,4-二羟基苯丙氨酸(fluoro-dihydroxy-phenylalanine, FDOPA)为经典多巴胺递质显像剂,在脱羧酶作用下形成18F-多巴胺后更易被脑胶质瘤细胞摄取。本研究观察18F-FDOPA PET/CT评估放化疗用于高级别脑胶质瘤效果的价值。

1 资料与方法

1.1 研究对象 回顾性分析2017年1月—2020年1月84例于长春中医药大学附属医院接受精准放疗及同步化疗的高级别脑胶质瘤患者,男55例、女29例,年龄22～74岁、平均(45.1±10.4)岁;肿瘤直径3.01～8.24 cm、平均(5.70±1.20)cm;根据放化疗效果分为有效组(完全缓解+部分缓解+疾病稳定,n=60)及无效组(疾病进展,n=24):有效组男39例、女21例,年龄23～74岁、平均(45.4±10.4)岁,肿瘤直径3.01～8.24 cm、平均(5.73±1.16)cm;无效组男16例、女8例,年龄22～72岁、平均(44.7±10.3)岁,肿瘤直径3.09～8.17 cm、平均(5.68±1.24)cm;见表1。纳入标准:①于本院接受手术治疗,且经病理学检查证实高级别脑胶质瘤(WHO Ⅲ～Ⅳ级);②Karnofsky评分≥60分;③预计生存期>6个月;④未接受影响放化疗效果的其他治疗;⑤临床资料完整。排除标准:①伴其他恶性肿瘤;②严重心、肝、肺、肾功能不全;③血液疾病;④既往有严重精神及神经病史。检查前患者或家属均知情同意,本研究通过医院伦理委员会审批(CHZY-201612-013)。

表1 放化疗有效与无效高级别脑胶质瘤患者一般资料比较

1.2 放化疗 治疗期间根据病情适当以20%甘露醇、地塞米松等降低颅内压,并予抗癫痫药以控制或预防癫痫发作。

1.2.1 放疗 采用Pinnacle 3计划系统,X线直线加速器治疗机,X线能量为6 mV。嘱患者仰卧于CT和MR模拟定位共用板上,双手放于身体两侧;以热塑头罩固定其头部,待头罩冷却30 min后行CT和MR检查,后者包括常规MR序列及3D动脉自旋标记成像。根据术前、术后影像学资料确定靶区,根据增强T1WI和液体衰减反转恢复序列T2WI所示肿瘤区域确定大体肿瘤体积(gross tumor volume, GTV),将GTV外扩2.0～2.5 cm为临床靶区(clinical target volume, CTV)1、外扩1.0～1.5 cm为CTV2,以CTV1或2外扩0.3 cm为计划靶区体积(planning target volume, PTV)1或2。95%PTV1放疗剂量为4 760～5 400 cGy,每次170～200 cGy,1次/天,5天/周,共27～30次;95%PTV2为5 400～6 090 cGy,每次200～210 cGy,1次/天,5天/周,共27～30次;95%计划GTV(planning GTV, PGTV)为5 400～6 600 cGy,每次200～220 cGy,1次/天,5天/周,共27～30次。

1.2.2 化疗 嘱患者于放疗首日始每日清晨空腹口服替莫唑胺(江苏天士力帝益药业有限公司,国药准字H20040637,50 mg×7粒/盒)75 mg/m2直至放疗结束;于放疗结束4周后予口服替莫唑胺150～200 mg/(m2·d)辅助化疗,连续5天,以4周为1个周期(即第1～5天服药,第6～28天休息),共6个周期。

1.3 疗效评估 参照实体瘤疗效评价标准(response evaluation criteria in solid tumors, RECIST)标准[4]评估放化疗效果:以目标肿瘤病灶消失为完全缓解,目标肿瘤病灶最大径之和减小>30%为部分缓解,目标肿瘤病灶最大径之和未达到部分缓解、亦非疾病进展为疾病稳定,目标肿瘤病灶最大径之和增加超过20%为疾病进展。将完全缓解、部分缓解及疾病稳定归为治疗有效,以疾病进展为无效。

1.418F-FDOPA PET/CT 分别于治疗前及治疗6个月后行PET/CT扫描。采用Siemens AG BiographmCT S(40)PET/CT系统,18F-FDOPA注射液(北京原子高科股份有限公司),放射化学纯度98%。嘱患者仰卧,口服0.2 g恩他卡朋片以降低外周神经系统摄取18F-FDOPA,于经肘前静脉注射18F-FDOPA 370～444 MBq。后以三维模式行颅脑扫描,管电压120 kV、管电流250 mA,之后行衰减校正及融合定位;采用仪器自带线性响应最大似然估计算法重建图像,分辨率2 mm×2 mm×2 mm。于uWS-MI医学影像处理软件工作站进行后处理并勾画ROI,计算肿瘤代谢体积(metabolic tumor volume, MTV)、最大标准摄取值(maximum standard uptake value, SUVmax)及平均标准摄取值(mean standard uptake value, SUVmean)。

1.5 统计学分析 采用SPSS 25.0统计分析软件。以±s表示正态分布的计量资料,以t检验进行组间比较;采用χ2检验比较计数资料。行Spearman相关性分析,观察代谢参数与放化疗效果的相关性。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料 2组患者性别、年龄,肿瘤直径、位置及WHO分级差异均无统计学意义(P均>0.05),见表1。

2.218F-FDOPA PET/CT代谢参数 治疗后有效组MTV、SUVmax及SUVmean均低于无效组(P均<0.05)。有效组治疗前、后代谢参数差异均有统计学意义(P均<0.05)。见表2及图1、2。

图1 有效组患者,女,45岁,脑胶质瘤WHO Ⅳ级,MTV 66.69 cm3,SUVmax 25.11,SUVmean 9.43 A.轴位PET/CT图示右侧颞叶低密度影,FDOPA摄取减低; B.冠状位PET图示肿瘤FDOPA摄取异常增高; C.放化疗后轴位PET图示肿瘤实性成分呈稍高18F-FDOPA代谢

图2 无效组患者,男,51岁,脑胶质瘤WHO Ⅳ级,MTV 66.13 cm3,SUVmax 24.08,SUVmean 9.02 A.轴位PET/CT图示右侧颞叶低密度影,FDOPA摄取减低; B.冠状位PET图示肿瘤FDOPA摄取异常增高; C.放化疗后轴位PET图示肿瘤实性成分呈高FDOPA代谢

表2 放化疗有效与无效高级别脑胶质瘤18F-FDOPA PET/CT代谢参数比较

2.3 相关性分析 高级别脑胶质瘤MTV、SUVmax、SUVmean与放化疗效果呈负相关(r=-0.63、-0.52、-0.50,P<0.001、P=0.007、P=0.010)。

3 讨论

高级别脑胶质瘤在脑胶质瘤中约占50%以上,呈浸润性生长,可累及脑组织深部,仅以单纯手术治疗难以彻底清除病灶,术后复发风险较高[5]。术后放化疗有助于控制并延缓高级别脑胶质瘤进展[6],但对部分患者敏感度较低,虽治疗初期可有一定效果,但最终疗效欠佳[7]。

以往临床多以CT或MRI评估精准放疗及同步化疗用于高级别脑胶质瘤效果,但受限于后处理技术、重复检测辐射量、检测费用较高及缺乏公认标准等使其临床应用受限[8]。PET/CT、尤其应用最广的18F-FDG可显示高级别脑胶质瘤代谢并评估疗效[9],但肿瘤/本底比偏低[10]。在18F-FDG之外,PET/CT显像剂还包括可反映肿瘤细胞氨基酸代谢进程的11C-蛋氨酸(11C-methionine,11C-MET)和经典多巴胺递质显像剂——18F-FDOPA,后者能在脑组织内氨基酸转运体的作用下迅速透过血脑屏障进入深部组织,并在脱羧酶作用下形成活性更佳的18F-多巴胺而被脑胶质瘤细胞摄取[11]。

肿瘤直径为一维参数,无法全面反映肿瘤大小及负荷[12]。MTV为肿瘤负荷的重要标志,可全面反映肿瘤活性水平,数值越高表明肿瘤越大、细胞负荷越高,放化疗效果越差、术后复发风险越高。SUVmax和SUVmean为反映肿瘤摄取18F-FDOPA的半定量指标;一般情况下,肿瘤恶性程度越高,则18F-FDOPA摄取效率越高,即SUVmax和SUVmean越高[13]。头颈部副神经节瘤研究[14]结果证实,18F-FDOPA PET/CT半定量代谢参数可反映肿瘤范围及恶性程度,有助于评估其对治疗的反应及预测预后。国外研究[15]显示,18F-FDOPA PET/CT可清晰显示颅底副神经节瘤病灶变化,且多巴胺摄取增高提示放化疗效果欠佳。本研究结果显示,放化疗后有效组MTV、SUVmax及SUVmean均低于放化疗前,而无效组放化疗前后差异无统计学意义;相关性分析显示肿瘤各代谢参数与放化疗效果呈负相关,放化疗后肿瘤体积缩小、摄取18F-FDOPA减低使其MTV、SUVmax和SUVmean降低,即18F-FDOPA PET/CT代谢参数有助于反映放化疗用于高级别脑胶质瘤效果,为临床修改治疗方案、提高医疗资源利用率提供影像学证据。

综上所述,18F-FDOPA PET/CT有助于评估放化疗用于高级别脑胶质瘤效果。但本研究为单中心回顾性分析,样本量有限且存在一定选择性偏倚,有待后续加以完善。

利益冲突:全体作者声明无利益冲突。

作者贡献:马国津研究设计、统计分析、查阅文献、撰写、修改和审阅文章、经费支持;李佳晶数据分析;崔金利统计分析;林秀玉指导。