人胰腺癌荷瘤裸鼠的99Tcm-HL91乏氧显像研究
中华核医学杂志 2000年第5期第20卷 临床与实验研究
作者：姚稚明 屈婉莹 周颖 朱明 朱霖
单位：姚稚明（100730 北京医院核医学科）；屈婉莹（100730 北京医院核医学科）；周颖（100730 北京医院核医学科）；朱明（100730 北京医院核医学科）；朱霖（国家标准物质研究中心）
对乏氧和低流灌注心肌的研究表明,99Tcm-4,9-二氮-3,3,10,10-四甲基癸烷-2,11-二酮二肟(HL91)在乏氧组织中有较高的摄取和滞留［1］。本研究通过人胰腺癌荷瘤裸鼠99Tcm-HL91乏氧显像,探求适合临床使用的肿瘤阳性显像剂。
材料与方法
一、显像剂制备
HL91药盒由国家标准物质研究中心合成。以体积为2 mL的99Tcm洗脱液1 110 MBq溶解HL91(1 mg),另取10 mL生理盐水溶解1 mg DTPA后,迅速取50 μL注入99Tcm-HL91溶液中。室温下放置15 min后测定标记率,层析体系为硅胶G层析纸＋生理盐水和新华Ⅰ号纸+甲醇,标记率＞90%。
二、实验方法
人胰腺癌荷瘤裸鼠(人胰腺中分化导管腺癌,种植于右腋下)18只,由中国医学科学院肿瘤医院动物室提供。
1. 经荷瘤裸鼠尾静脉注射99Tcm-HL91 37 MBq后,以GE Starcam 4000 SPECT仪采集注射后1、2(各11只)、4(7只)、5、6(各6只)、7、8和12 h(各2只)荷瘤裸鼠后位平面图像。采集条件:针孔准直器,矩阵256×256,采集时间10 min/帧(注射后12 h图像的采集时间为25 min/帧)。在荷瘤裸鼠99Tcm-HL91显像图像上勾划肿瘤、头部和左胸3个感兴趣区(ROI),测量各ROI内平均放射性计数,计算出肿瘤与头部、左胸的靶和非靶组织放射性比值(T/NT)。
2. 分别于注射后1、2、4、6(各4只)和12 h(2只)处死荷瘤裸鼠,采集血样,分离脏器、组织,测量血液、各脏器和肿瘤组织的重量和放射性计数,计算肿瘤对血液、各脏器T/NT。
3. 从人胰腺癌荷瘤裸鼠上分离出瘤体,切片后进行放射自显影。
4. 统计学处理。采用配对t检验或两样本t检验,统计软件为SPSS。
结果和讨论
所有荷瘤裸鼠的肿瘤均呈阳性显像。肿瘤于注射99Tcm-HL91 1 h后显影清晰,2 h后显影非常清晰,随时间推移,肿瘤和邻近组织的放射性比值逐渐增高(表1),但腹部放射性高于肿瘤放射性。肿瘤与血液、心脏、肺、肌肉、脑的T/NT高,且随时间延长逐渐增高(图1),但肿瘤与肾脏、肝脏、肠、胃的T/NT较低,注射后12 h为0.29～1.78(表2)。瘤体放射自显影可见坏死区的放射性明显低于非坏死区。
表1 99Tcm-HL91荷瘤裸鼠显像瘤体与各部位的靶和非靶组织放射性比值
| 部位 |
时间(h) |
| 1 |
2 |
4 |
5 |
| 胸部
头部
腹部 |
1.41±0.28
1.63±0.25
0.40±0.06 |
1.81±0.27**
2.14±0.34**
0.37±0.08 |
2.04±0.27**
2.05±0.14*
0.35±0.09 |
2.23±0.30**#
2.22±0.47**
0.37±0.12 |
| 部位 |
时间(h) |
| 6 |
7 |
8 |
12 |
| 胸部
头部
腹部 |
2.38±0.34**##
2.28±0.30**
0.35±0.11 |
2.42±0.47**#
2.21±0.21*
0.33±0.19 |
2.44±0.35**#
2.45±0.16**
0.35±0.20 |
3.20±1.18**##△
2.61±0.81**
0.51±0.00*#△ |
注:与1 h比较,*P＜0.05,**P＜0.01;与2 h比较,#P＜0.05,##P＜0.01;与4 h比较,△P＜0.05
表2 离体肿瘤与各脏器、组织的单位重量放射性比值
| 脏器 |
时间(h) |
| 1 |
2 |
4 |
6 |
12 |
| 血液 |
2.19±1.17 |
11.16±2.82** |
15.7±11.0* |
19.9±21.9 |
57.6±14.7**△# |
| 脑 |
6.02±3.84 |
27.02±9.7* |
47.8±41.0 |
101.0±114.7 |
133.0±27.6** |
| 心 |
1.45±0.85 |
9.01±5.13 |
8.06±8.45 |
14.4±15.1 |
44.1±5.80**## |
| 肠 |
0.31±0.43 |
0.14±0.04 |
0.29±0.23 |
0.30±0.26 |
0.87±1.13 |
| 肾 |
0.11±0.02 |
0.64±0.46 |
0.30±0.12* |
0.46±0.26 |
0.68±0.11#** |
| 肝 |
0.71±0.59 |
0.11±0.02 |
0.47±0.31 |
0.37±0.29 |
0.38±0.23 |
| 肺 |
0.42±0.38 |
3.71±2.41* |
2.69±2.13 |
3.71±2.41* |
2.60±0.57** |
| 肌肉 |
1.94±1.76 |
10.90±9.55 |
19.0±12.9* |
30.0±30.3 |
33.7±40.7 |
| 胃 |
0.66±0.45 |
1.47±0.86 |
1.07±1.13 |
0.70±0.56 |
1.78±0.66 |
注:与1 h比较,*P＜0.05,**P＜0.01;与2 h比较,△P＜0.01;与4 h比较,#P＜0.05,##P＜0.01
图1 99Tcm-HL91肿瘤显像。箭头所指为肿瘤灶
目前有一些在肿瘤中滞留量较高的乏氧显像剂, 仅适用于正电子显像［2,3］,难以在临床上广泛使用,99Tcm标记的乏氧显像剂是今后肿瘤乏氧显像研究的方向。本研究结果表明,以99Tcm-HL91进行人胰腺癌荷瘤裸鼠活体99Tcm-HL91显像,肿瘤显示良好,静脉注射后4 h,肿瘤与胸部和头部的放射性比值均＞2,12 h后,肿瘤与胸部放射性比值＞3,提示99Tcm-HL91有较好的临床应用前景。Cook等［4］对10例肿瘤转移患者进行了99Tcm-HL91显像和18F-FDG显像,18F-FDG显像阳性的肿瘤99Tcm-HL91显像也均为阳性,其中有1个肿瘤病灶18F-FDG显像为弱阳性,但99Tcm-HL91为阳性。
恶性肿瘤的血管结构和功能异常,导致肿瘤氧供减少;肿瘤生长迅速,代谢快,耗氧量大,因此,肿瘤组织处于缺血、缺氧状态,甚至发生坏死。利用肿瘤的这种缺氧状态,99Tcm-HL91可用于肿瘤的诊断、分期,也可用于判断肿瘤的氧态。由于乏氧诱导生长因子、血管原因子和细胞分裂周期调节蛋白的表达,从而影响肿瘤的表型,导致肿瘤耐受放疗和某些化疗［5］,肿瘤乏氧程度高的病人预后差［6］。乏氧显像可为临床提供肿瘤氧态信息,为制订治疗方案提供依据。
随注射后时间的延长,99Tcm-HL91的T/NT值进一步提高,这可能是肿瘤组织处于相对缺血状态,99Tcm-HL91从肿瘤中清除的速度低于正常组织所致。这提示,临床上可以通过延迟显像提高肿瘤和正常组织之间的放射性比值,从而提高检出率。
99Tcm-HL91乏氧肿瘤显像有局限性:其在肠道和肝脏的摄取显著高于肿瘤,故99Tcm-HL91不适合腹部肿瘤显像。
国家攀登计划B科研基金资助项目(85-45-05-3)
参 考 文 献
1，姚稚明, 刘秀杰, 史蓉芳, 等. 99 Tcm-PnAO-硝基咪唑和99Tcm-HL91对乏氧心肌的实验研究. 中华核医学杂志, 1999, 19:85-88.
2，Yeh SH, Liu RS, Wu LC, et al. 18 F fluoromisonidazole tumour to muscle retention ratio for the detection of hypoxia in nasopharyngeal carcinoma. Eur J Nucl Med, 1996, 23:1378-1383.
3，Lewis JS, McCarthy DW, McCarthy TJ, et al. Evaluation of 64 Cu-ATSM in vitro and in vivo in a hypoxia tumor model. J Nucl Med, 1999, 40:177-183.
4，Cook GJR, Houston S, Barrington SF, et al. 99 Tcm labeled HL91 to identify tumor hypoxia: correlation with 18 F-FDG. J Nucl Med, 1998, 39:99-103.
5，Dunn T. Oxygen and cancer. N C Med J, 1997, 58:140-143.
6，Brizel DM, Sibley GS, Prosnitz LR, et al. Tumor hypoxia adersely affects the prognosis of carcinoma of the head neck. Int J Radiat Oncol Biol Phys, 1997, 38:285-289.
(收稿日期:1999-08-30)
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