PET显像的新进展

一、正电子显像剂的分类
代谢类显像剂 正电子显像剂 分子影像类显像剂
功能代谢显像和分子影像区别
功能代谢显像 研究对象 研究水平 使用的放射性药 探针） 物（探针） 组织细胞功能和代谢 组织细胞血流灌注和代谢
13N-NH 3、 11C-MET 、 11C- 胆碱
分子影像 基因表达及蛋白质的功能 大分子、 大分子、蛋白质和核酸
另外18F-FDG在正常人体主要分布于能量消耗 较大的组织，如脑组织、心肌组织、肝脏、横纹 肌和收缩的肠道平滑肌等，基于排泄的原因肾脏 和膀胱也有较明显的集聚。上述部位的肿瘤病变 也常常容易被掩盖而造成假阴性。由于18F-FDG的 上述不足促使我们研究更多正电子显像剂，以获 得更佳的临床应用效果。因此可以说PET显像临床 应用的进展和正电子显像剂的进展密不可分。下 面对正电子显像剂的研究和进展作以简要慨述。
Hepatocellular carcinoma with 11C-PD153035
Lung Cancer (adenocarcinoma) with 11C-PD153035
11C-PD153035
FDG
DLS+MT+FXc
2、神经系统受体显像 、 常用的是18F-FDOPA（18F-多巴）受体显 像。 18F-FDOPA是L-多巴的类似物，在体内 经神经元内的脱羧酶脱羧后以多巴胺的形式 存在，多巴胺是外源性神经递质，通过脑内 多巴胺受体调节运动功能、神经活动和激素 分泌等生理过程，18F-多巴受体显像在临床 上主要用于帕金森氏病的诊断及指导治疗。
18F-octreotide
其 它 肿 瘤 受 体 显 像 还 有 18F-FDHT （ 18F- 双 氢 睾 酮 ） 受 体 显 像 和 11C– PD153035表皮生长因子受体显像，前者 用于前列腺癌的诊断及探测其转移灶， 后者主要用于指导肺癌、肝癌、肠癌、 肾癌和头颈部肿瘤的靶向治疗。
(11C-PD153035, volunteer)
叶鑫华等临床研究证实，鼻咽癌 18FFMISO显像肿瘤／肌肉滞留比值的阈值为 1.24时，可探测到100％的原发灶和58％颈 部淋巴结转移灶，FMISO的聚集和鼻咽癌 的放疗效果有较好的相关性，疗效好的病 人中，88％没有FMISO浓集，放疗应答差 的病人，93％有较高的FMISO摄取。
FDG 和 FMISO 在分子生物靶区中作用
5、基因类显像 、 基 因 类 显 像 常 用 的 正 电 子 显 像 剂 有 18FFLT、 18F-FIAU、 18F-FMAU、 18F-GCV等，其 中以 18F-FLT应用较多。 18F-FLT（ 18F-氟胸腺 嘧啶）参与DNA的合成过程，是目前反映核苷 酸代谢的代表性药物，当18F-FLT在细胞内摄取 增加时说明细胞DNA合成增加，而肿瘤细胞的 最大特点是无规则细胞增殖，所以可以用 18FFLT进行肿瘤的诊断和鉴别诊断。正常人 18FFLT主要分布于增殖活跃的红骨髓内，肝脏和 膀胱也有非特异性分布。目前，18F-FLT主要用 于评价肿瘤细胞的增殖能力，如脑肿瘤、肺癌、 食管癌、淋巴瘤的诊断、鉴别诊断、分期、疗 效评价及确定是否复发等。
临床应用
对放射药物要求
PET-CT设备要求 灵敏度和分辨率高 设备要求
二、代谢类显像剂及临床应用
糖代谢 氨基酸代谢 代谢类显象剂 胆碱代谢 其他
1、11C-MET（11C-蛋氨酸）显像 、 蛋氨酸） （ 蛋氨酸
11C-MET是氨基酸类正电子显像剂，主要分布
在唾液腺、泪腺、骨髓、心肌、肝脏、胰腺及肠道 组织。组织细胞对11C-MET的摄取主要与细胞表面 氨基酸转运体的分布量及氨基酸的代谢有关，不涉 及蛋白质合成问题，与肿瘤细胞增殖也关系不大。 由于蛋氨酸不是脑组织的能量来源，正常脑组织摄 取少，而脑肿瘤特别是低分化胶质瘤摄取较多，因 此用于脑胶质瘤显像图像对比度较18F-FDG好。
嗜铬细胞瘤 11C- Hydroxyephedrine (HED)
4、酶类显像 、 常用的为11C-D-deprenyl[11C-单胺氧 单胺氧 化酶（ 化酶（MAO）]显像，MAO可以催化内 ） 源性神经递质氧化脱氨基后生成相应的 醛，醛在细胞内进一步氧化成酸，从而 进行神经递质的传导，MAO的活性和帕 金森氏病、抑郁症等神经精神系统疾病 有密切关系，临床上主要用于上述疾病 的诊断和指导其治疗。
1、肿瘤受体显像 、 雌二醇） （1） 18F-FES （18F-雌二醇）受体显像 ） 雌二醇 乳腺癌是常见的恶性肿瘤，乳腺癌的早期诊 断对治疗方案选择具有重要意义。由于大多数乳 腺癌细胞表面保留了正常乳腺组织细胞所含的类 固醇激素受体，所以采用类固醇激素受体作为显 F-FES 像剂（ 18F-FES）能够和乳腺癌细胞表面受体相 结合，从而能监测乳腺癌组织中相关受体的分布 和浓度，可对乳腺癌进行诊断、分期和疗效观察 等。分子影像和其它诊断技术相比具有高灵敏度、 高特异性的特点，是早期诊断乳腺癌的重要方法。 采用18F-FES受体显像诊断乳腺癌比18F-FDG代谢 显像更具特异性。
2、18F-FET（18F-氟代乙基酪氨酸）显像 、 氟代乙基酪氨酸） （ 氟代乙基酪氨酸 18F-FET是另一类氨基酸类显像剂， 和11C-蛋氨酸相比二者生物学特性相似， 由于11C-蛋氨酸半衰期短（仅20分钟）限 制了其在临床上的应用，而18F-FET半衰 期较长，即使没有加速器的医院也可以 从别处购进使用，因此使得18F-FET成为 11C-蛋氨酸最具潜力的替代物。
另外，采用18F-FES显像能动态、活 体显示乳腺癌组织雌激素受体的分布和密 度，从而指导乳腺癌患者是否适合采用抗 雌激素治疗，18F-FES显像阳性的患者，进 行抗雌激素治疗可能取得比较好的疗效， 如果18F-FES显像阴性，抗雌激素治疗则毫 无意义。
正常人18F-雌二醇受体显像
乳腺癌18F-FES雌激素受体显像 FES雌激素受体显像
临床研究表明18F-FET和18F-FDG有较 好的互补性，不摄取FDG的肿瘤，FET可显 影，而FET阴性的转移灶，FDG却显影，提 示这两种显影剂联合应用，可提高肿瘤病 灶的检出率。 18F-FET肿瘤与正常组织放射 性比值高，图像清晰，特别对结、直肠癌 和乳腺癌的诊断优于18F-FDG。
3、11C或18F–CHO（11C-胆碱）显像 、 或 胆碱） （ 胆碱 11C–CHO主要分布于肾脏、肝脏、脾 脏、胰腺和唾液腺，小肠是否显影与禁 食有关，一般禁食后小肠不显影。 11C–CHO通过特异性胆碱转运体进 入细胞，最终代谢为磷脂酰胆碱而整合 到细胞膜上。恶性肿瘤快速增殖，肿瘤 细胞膜成分处于高代谢状态，同时胆碱 本身也参与调节细胞的增殖与分化，因 此肿瘤细胞表现为摄取胆碱增加。
11C-FMZ
、 11C-mHED 、 11C18F-FDG 、 18F-FMISO 、 18F- MTO、 18F-FLT、18F-FES、 、 、 、 18F-FDHT 、 11C-PD153035 、 FET 11C-D-deprenyl 组织细胞血流灌注 糖代谢 脂肪代谢 氨基酸代谢 标记率高 受体功能 酶活性 反义技术 基因表达 比活度高 灵敏度高
18F-FDG
18F-FMISO
FDG靶区比 FMISO靶区大 50%， FDG靶区比 FMISO靶区大 50%， FMISO靶区显示真实的乏氧区域 FMISO靶区显示真实的乏氧区域
18F－FDG
18F-FMISO
肺癌（ 肺癌（ 18F-FMISO 显示的乏氧区域 FDG显示的阳性区域小 较18F－FDG显示的阳性区域小 ）
5、13N-NH3•H2O（13N-氨水） 、 氨水） （ 氨水 13N-氨水是血流灌注类显像剂，它能 够通过自由扩散从血液进入组织细胞， 不受Na＋－K＋－ATP酶的影响，因此组 织摄取率与血流灌注成正比，临床上主 要用于脑及心肌血流灌注显像。
三、分子影像类显像剂及其 临床应用
肿瘤受体 受体类 分子影像类显像剂 酶类 基因类 神经受体 心脏神经受体
18F-FDOPA
3、心脏神经受体显像 、 心脏神经受体显像已经成为受体显 像研究的另一个热点。11C-HED（11C-间 羟基肾上腺素）是去甲肾上腺素的类似 物，能够被心脏交感神经末梢的突触前 膜摄取，反映心脏交感神经的分布，临 床上11C-HED受体显像主要用于检测心肌 活性和心脏功能以及与肾上腺素相关的 肿瘤的诊断等。
11C–CHO血液清除快，脑组织本底低，
用于脑胶质瘤、淋巴瘤和转移瘤的诊断效 果较好，此外还可用于评价疗效、检测是 否复发以及指导勾划放疗生物靶区，ohtani 等对22例脑肿瘤患者进行 11C–CHO PET显 像和增强MRI显像的比较， 11C–CHO显像 可以区分高分化与低分化胶质瘤，且显示 的病灶区域较MRI显像大。 11C–CHO不经 泌尿系统排泄，前列腺癌较正常前列腺组 织和增生组织摄取 11C–CHO明显增高，因 此， 11C–CHO PET显像对前列腺癌的诊断 较18F-FDG更有价值。
Choline显像 正常人11C-Choline显像
11C-choline前列腺癌显像 choline前列腺癌显像
11C-choline脑肿瘤显像 choline脑肿瘤显像
4、18F-FMISO（18F-氟硝基咪唑） 、 氟硝基咪唑） （ 氟硝基咪唑 18F-FMISO是目前常用的正电子类乏氧显像 剂， 18F-FMISO进入细胞后，在硝基还原酶的作 用下，有效基因（－NO2）发生还原，在氧含量 正常的细胞中，还原后的基团可重新被氧化为原 来的有效基团，转出细胞；当组织乏氧时，还原 后的基团不能被再氧化，与细胞内的大分子物质 结合滞留在细胞内，因此用 18F-FMISO进行PET 显像可以评估肿瘤组织的乏氧状况，用于肿瘤的 诊断，预测肿瘤放化疗疗效和预后等。
此外也可用于头颈部肿瘤、肺癌和乳 腺癌的诊断，另外对于鉴别上述肿瘤是否 复发、预测及评价疗效较18F-FDG显像更 有价值。由于肝脏、胰腺、小肠摄取11CMET较高，加上11C-MET从泌尿系排泄， 不适合腹部及膀胱区肿瘤的诊断。
正常11C-蛋氨酸显像
11C-MET：Breast ：
Cancer
PET显像的新进展 PET显像的新进展
郑州大学第一附属医院核医学科 刘保平
PET显像作为一种先进的影像学技术 从代谢方面和分子水平揭示疾病的发生和 发展，临床上已广泛用于肿瘤的诊断、分 肿瘤的诊断、 肿瘤的诊断 级、分期、疗效判断，了解是否复发或转 分期、疗效判断 了解是否复发或转 移等，对于冠心病的诊断、检测心肌活性， 冠心病的诊断、检测心肌活性 移等 冠心病的诊断 以及用于一些神经、精神疾病的诊断也有 神经、精神疾病的诊断 神经 重要的价值 。
乳腺癌 广泛性转移
预示有非常好 的预后
乳腺癌18F-FES雌激素受体显像 FES雌激素受体显像
18F-FDG
患者 女 70岁 70岁
右乳癌手术后32年 右乳癌手术后32年
18疗第六个疗程 (化疗+抗激素治疗) 化疗+抗激素治疗)
（2）18F-octreotide（ 18F-奥曲肽 ）生长抑素受体显像 ） （ 奥曲肽 生长抑素是由于它能够抑制垂体前叶生长激素 的释放而得名，是神经内分泌细胞合成的多功能肽， octreotide是一个8肽生长抑素的衍生物，具有和生长 抑素一样的生物学特性，其生物学半衰期是生长抑 素的30倍，作用是它的40～70倍，）18F-octreotide生 长抑素受体显像对于神经内分泌肿瘤（如类癌、甲 状腺髓样癌、小细胞肺癌、恶性嗜铬细胞瘤、神经 源性肿瘤等）提供了一种高度敏感性和特异性的诊 断方法，另外对于筛选上述肿瘤的特异性治疗药物 以及观察疗效均有重要价值。
目前临床上所做的PET显像90％以上都 是18F-FDG显像，18F-FDG显像反映了组织细 胞对葡萄糖的代谢情况，通过观察病变组织 对葡萄糖的利用率进行疾病的诊断，如恶性 肿瘤比良性肿瘤摄取18F-FDG增高，从而可 对良恶性肿瘤做出鉴别诊断。
但是肿瘤细胞对于18F-FDG的代谢与肿 瘤的发生和发展仅仅是相关而并没有直接 关系，因此它对于肿瘤的诊断具有较高的 灵敏度而不具特异性，一些增殖快、代谢 高的良性病变如活动性结核、炎性肉芽肿、 脓肿、结节病、甲状腺高功能腺瘤等摄取 18F-FDG也增加，因此18F-FDG显像诊断肿 瘤有较高的假阳性。