在头颈部肿瘤放疗的中显示解剖生物靶区的应用进展.docx

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在头颈部肿瘤放疗的中显示解剖生物靶区的应用进展

在头颈部肿瘤放疗中PET—CT显示解剖生物靶区的应用进展

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96?

肿瘤预防与治疗2oo8年第21卷第1期

在头颈部肿瘤放疗中PET—CT显示解剖生物靶区的应用进展冰

戴军综述,

（1.泸州医学院附属医院肿瘤科,四川泸州

郎锦义2△审校

646000;2.四川省肿瘤医院,成都610041）

[关键词]PET/CT;解剖生物靶区;放射治疗

[中图分类号]R730.49;R730.55;R739.91[文献标识码]A[文章编号]1674—0904（2008）01～0096—04

由于放射影像学,生物化学,分子生物学的飞速

发展和突破,对放射治疗计划的制定,实施和评估产

生了重大影响.随着正电子发射断层（positrone—

missiontomography,PET）,SPECT,MRS等技术的发

展所提供的组织细胞代谢,增殖,乏氧状态,凋亡,甚

至基因表型的功能影像,并已逐渐应用于放射治疗

的靶区勾画并参与制订放疗计划,因而随之产生了

生物调强放射治疗（biologicalIMRT,BIMRT）,生物

靶区（biologicaltargetvolume,BTV）等新概念和新理

论.CT与PET结合的PET—CT不但能提供肿瘤及

其周围正常组织结构的解剖影像,还能提供肿瘤和

正常组织的生理和功能的信息.包括照射肿瘤的生

物学和放射生物学等方面的特性,影响放疗疗效的

肿瘤放射敏感性,与之有关的基因特性和表型等变

化.PET—CT在肿瘤放疗应用广泛,本文将要着重对

PET—CT在头颈部肿瘤放射治疗中制定解剖生物靶

区的新进展做一综述.

1生物靶区的确定

1.1肿瘤代谢显像

肿瘤细胞的代谢变化早于形态学改变,如果能

够在肿瘤细胞出现代谢异常时用先进的方法检测,

不但可以早期诊断肿瘤,而且还能够使放疗计划更

加精确,达到好的治疗效果.目前此方面的研究主

要在以前几个方面:

1.1.1葡萄糖代谢墙F一脱氧葡萄糖（F-FDG）是

目前最常用,效果最为肯定的糖代谢类放射性药物.

摄人细胞内的18F—FDG在己糖激酶的催化下生成6一

磷酸一FDG,它滞留于细胞内但并不参与进一步代

[收稿13期]2008一O1一O7

[基金项目]四川省科技厅科研项目（05SG022—013）

[作者简介]戴军（1975一）,男,重庆丰都人,主治医师,

在读研究生,主要从事肿瘤放化疗工作.

[通讯作者]△郎锦义,教授,研究生导师.

谢,可以反映体内葡萄糖的利用状况,从而使肿瘤组

织显像lll.绝大多数恶性肿瘤具有高代谢的特点,

因此,18F—FDG可用于头颈部恶性肿瘤的诊断,鉴

别诊断,放疗靶区勾画,疗效预测等有重要意义.将

PET图像与CT图像进行异机和同机（PET—CT）融

合,用于IMRT的研究已得到了初步肯定的结论.

1.1.2蛋白质代谢llC一蛋氨酸（11C—MET）是目

前应用较多的氨基酸代谢类放射性药物,可显示氨

基酸的转运,代谢和蛋白质的合成情况,在肿瘤细胞

中浓聚高,图像清晰.研究显示llC—MET在鉴别脑

肿瘤的良恶性,判断肿瘤复发,分期,勾画浸润范围,

早期评价疗效等有特定的临床价值2.Nuutinen

等l3J发现在27%（3/11）的病例中METPET有助

于cTV的勾画.O一（2一[18F]氟代乙基）一L一酪氨酸

（18F—FET）是氨基酸类正电子显像剂,在脑部肿瘤

中的应用价值较肯定.反映肿瘤到胞膜上L系统

转运蛋白质能力的变化.18F—FET在正常大脑皮层

无摄取而脑肿瘤组织摄取较高,尤其对分化较好的

脑肿瘤检出率明显优于F—FDG.

1.1.3核酸代谢主要有同位素标记的核酸代谢

前体及其核酸的类似物（¨C标记的甲基一llC一胸腺

嘧啶,2-l1C一胸腺嘧啶18F一胸腺嘧啶（18F—FLT）以

及76Br,18F,123I,12I等标记的脱氧尿嘧啶）.18F—

FLT是较常用的核酸代谢放射性药物,18F—FIJT通

过反映胸苷激酶一1的活性而间接反映肿瘤细胞的

增殖状况,有助于对肿瘤进行良恶性鉴别,疗效评估

和预后判断.

1.2肿瘤乏氧显像

肿瘤乏氧是放射治疗效果不理想的主要问题,

如何解决肿瘤细胞乏氧是放射治疗学家所遇到的难

题.利用的放射性核素~t118F,23I,13I,60Cu,

99mTc等标记的乏氧组织显影剂进行SPECT或PET

显影可以对乏氧进行定性和定量检测【4l.18F一硝基

咪唑丙醇（18F—MISO）是常用于BIMRT的咪唑类乏

与治疗2008年第21卷第1期

氧正电子放射性药物.肿瘤组织由于存在一定的乏

氧区域,因而借助乏氧显像观察治疗早期的亚临床

反应及治疗结束后的近,远期疗效,为制订个体化治

疗方案提供有力依据[5]o18F.赤型硝基咪唑（18F.

ETNIM）的改进产物,研究表明,18F.ETNIM的肿

瘤与血放射性比明显高于F.MISO,显像效果更

好J.mTc-HL91属于酮肟类化合物,为一种新

型的非硝基咪唑类乏氧组织显像剂,其作用机制类

似于硝基咪唑类乏氧显像剂.Chao等[7]用60Cu.

ATSMPET乏氧显像与CT进行图像融合,将∞cu.

ATSM摄取高于正常组织两倍者定义为乏氧肿瘤区

（hGTV）,制定乏氧显像指导的IMRT治疗计划.结

果,hCTV剂量达到80Gy,GTV剂量70Gy,而腮腺

受量小于30Gy,满足了治疗要求.

当然,上述技术在肿瘤乏氧的检测上仍然存在

很多问题,如肿瘤再氧合的动力学及放射治疗期间

肿瘤乏氧靶区的动态变化以及克服肿瘤乏氧所需的

剂量等问题仍需要深入研究.

1.3肿瘤基因显像

基因显像包括两部分,即基因表达显像和反义

显像.前者是指将功能基因（即报告基因）转移至

靶细胞而赋予新的功能,再以核素标记来显示其基

因表达的显像;后者是指利用核酸碱基互补原理,

用放射性核素标记人工合成或生物体合成的特定反

义寡核苷酸,与肿瘤的癌基因mRNA相结合显示其

过度表达的靶组织的显像.利用标记的信号分子或

基因表达信号可鉴定肿瘤放射治疗的可能反映.

目前基因显像在放射治疗中的应用研究报道还很

少.

2在头颈部肿瘤放疗中PET.CT显示的解

剖生物靶区的应用

2.1头颈部肿瘤的诊断和分期

头颈部肿瘤的诊断分期直接决定了它的治疗方

式,疗效及预后,PET.CT不但提供了肿瘤及其周围

正常组织结构的解剖影像,还能提供肿瘤和正常组

织的生理和功能的信息,所以在肿瘤诊断和分期中

有较大的优势.Antoch[9j等报道260例病人分别

做同机融合PET.CT,异机融合PET—CT,PET和CT

比较分期的差异,以病理学和10个多月的随访为标

准,得出PET.CT准确率84%,95%可信区间为79%

一

88%;异机融合PET.CT准确率76%,95%可信区

间为70%一8l%;单独CT准确率63%,95%可信区

间为57%一69%;单独PET准确率64%,95%可信

?

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区间为58%一70%.由此在肿瘤分期上PET.CT比

单独的cT,PET或异机融合的PET.cT都要精确（P

<0.0001）.另外还得出PET与CT比较没有明显

的差异（P>0.008）.在T分期中CT,PET和异机

融合PET—CT之间比较没有统计学意义（P>0.05）.

在N分期中PET和异机融合PET.CT比CT更准确

有统计学意义（P<0.0001）;PET和异机融合PET.

CT没有明显的差别（P>0.05）.在M分期时异机

融合PET—CT比err（P=0.0007）和PET更准确（P

=

0.0043）.而近几年来的报道中PET.CT在头颈

部肿瘤中的敏感性和特异性从67%100%不

等[10一9..Paulino等[20]以强化CT为比较,发现

PET—CT改变了36例头颈部肿瘤患者中TNM分期

或AJCC分期的13例（36%）和5例（14%）,同时有

5例原发灶不明的患者PET.CT发现了2例原发灶.

头颈部肿瘤常常发生颈部淋巴结转移,淋巴结

的大小,部位不同导致了不同的治疗方式,治疗强度

及预后,所以更精确的分期会使患者受益.PET,

PET.CT对此有很大的帮助.SchwartzDL等l2lJ研

究表明PET—CT早期发现颈部淋巴结转移优于单独

CT,PET—CT（kappa0.95,95%可信区间0.82—

0.99）与单独CT（kappa0.81,95%可信区问0.63—

0.91）比较与组织学一致性更强（P=0.06根据双侧

McNemar’stesting）.NgSH等l11J报道在124例口

腔鳞癌的前瞻性研究中18F.FDCPET分辨转移性颈

淋巴结的敏感性比CT或MRI高22.1%（74.7%VS

52.6%,P<0.001）,特异性低1.5%（93.0%VS

94.5%,P=0.345）但没有统计学意义,ROC曲线面

积下显示在检测淋巴结上l8F.FDCPET优于CT/

MRI（0.896VS0.801,P=0.002）.肿瘤细胞转移的

代谢变化早于形态学变化,18F.FDC是糖代谢类放

射性药物,故F.FDCPET能早期发现,诊断颈淋巴

结转移.NgSH[22]等的报道证实了这个结论.在

未扪及颈部淋巴结转移的134例病人中F—FDC

PET发现35例患者有颈淋巴结转移已通过组织学

证实,比CT/MRI高近2倍（41.2%VS21.6%,P=

0.021）.当F.FDCPET影像和CT/MRI影像用肉

眼相互比较所发现的比单独PET的敏感性和特异

性还高（47.1%VS41.2%,P=0.25;98.0%VS

96.8%,P=0.125）,其中PET发现的隐匿性淋巴结

转移Tl6.7%,T210.8%,T313.3%,T425%;用肉

眼与CT/MRI比较后Tl减为3.3%,T2减为9.2%.

最能体现PET,PET.CT的生物学靶区是它的

SUV值,SUV值不仅能定性诊断肿瘤指导分期,而

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且还能定量的诊断肿瘤确定肿瘤的边界.据Mu.

rakamiR等l23]报道23例头颈部鳞癌患者在做

PET—CT后就行颈淋巴结清扫,把病理学结果和影像

相比较,经ROC分析得出PET.CT最大SUV吸收值

1.9,2.5,3.0对应的淋巴结大小分别是<10mm,10

—

15mm,>15mm,SUV值对颈淋巴结分期的敏感性

和特异性分别是79%,99%,比常规影像的精确性

高.

2.2放疗计划制定和执行

目前头颈部肿瘤放疗常使用CT和MRI影像勾

画靶区,但这些资料主要局限于解剖结构方面.近

年来,生物影像已逐渐用于头颈部肿瘤的靶区勾画,

并在一定程度上改善了放疗计划的制订.Paulino

等1-24]对40例头颈部肿瘤患者进行了CT和PET扫

描,并分别勾画GTV,制订放疗计划.结果30例

（75%）的GTVPET<GTVcT,7例（18%）患者

GTVPET>GTVcT.GTVPET和GTVcT的平均体积分

别为20.3cm和37.2cm3.如果用PET图像勾画靶

区实施IMRT,大约只有25%的患者GTVPET受到的

照射剂量小于95%处方剂量,有50%的患者

GTVPET100%在95%处方剂量内.近来Riegel

等[25J报告使用PET—CT不同人勾画的GTV有显

着差异.他们认为是由于勾画时缺乏统一性.其中

不一致的一个重要原因是在生物学影像中关于怎样

定义恶性肿瘤的边界有争论.在肺癌患者中行

PET.CT检查出现的晕轮现象（halo）l2J6J对于勾画

gTV的一致性有较大提高.在头颈部肿瘤中Asha-

mallaH[27]做了类似的研究,在头颈部肿瘤使用ha—

lo指导的GTV勾画的一致性也得到了提高.以CT

为基础勾画的GTV因勾画者不同差异达20.3cm3,

而据PET.CT以halo为指导勾画的Ⅳ差异

7.2cm3（P<0.001）.WangD等[28]报道了在头颈

部肿瘤中PET.CT引导IMRT的治疗.28例患者16

例（57%）改变了CT分期,16例超过6个月没有局

部复发（中位时间是17个月）.SchwartzDL等l29J

应用18-FDG.PET结合CT来指导头颈部鳞癌的调

强放射治疗,使肿瘤靶区的剂量从66Gy达到74Gy

不但减少了腮腺和喉软骨照射剂量,而且使生存率

得到了一定的提高.Scarfone等l30J利用PET/CT

来确定头颈部肿瘤的靶区,与CT确定的靶区相比,

运用PET/CT确定的靶区要大15%,使得代谢活跃

的区域得到了更大剂量的照射.

2.3复发,残留或转移的头颈部肿瘤

YenRF等[3lJ报道以组织学检查或临影像

肿瘤预防与治疗2008年第21卷第1期

随访为标准,64例鼻咽癌患者行全身PET检查复发

或转移的敏感性,特异性,精确性,阳性预测值,阴性

预测值分别是92%,90%,92%,90%和9l%.

ChartSC等l32J在研究146例鼻咽癌治疗后残留或

复发时发现当SUV值为4.2时,18FDGPET的精确

性等于或大于MRI.检查鼻咽癌T4病人的残留

时FDGPET的特异性比MRI更高（P=0.04）.

Rahn等l33J报道34例头颈部鳞癌患者,其中22例

原发,12例复发,均在制订放疗方案前进行FDG

PET显像,结果原发患者中9例,复发患者中7例发

现了新病灶,需改变治疗策略或修改放疗靶区.

3结束语

在目前精确放疗已逐渐成为主流的今天,精确

诊断,精确定位,精确计划是必不可少的前提条件.

PET,PET—CT给我们提供了生物靶区,PET.CT更是

使生物代谢影像和精确解剖影像有机融合,从而肿

瘤诊断分期更加准确,精确指导了临床,很大程度上

改变了治疗方式,避免了不必要的治疗,较以往的常

规检查有着更大的优越性.在放疗中由PET—CT提

供的生物靶区明确了肿瘤的位置,生长代谢情况,乏

氧信息,指导精确放疗,保护了正常组织,增加了肿

瘤靶区的剂量,提高了肿瘤局控率,延长了病人生存

期,减少了毒性反应.尽管还有许多不足,但随着新

的生物标记药物的产生,PET和PET—CT成像技术

近一步发展一定会克服困难,实现生物调强放射治

疗.

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