第四节 核医学在乳腺癌诊断中的应用
一、乳腺肿瘤显像临床应用
(一)99Tcm-MIBI显像
99Tcm-MIBI(甲氧基异丁基异腈)在乳腺癌患者诊断的首次应用见于Campeau等1992年的报道。1997年99Tcm-MIBI成为第一个经美国食品药品管理局(Food and Drug Administration,FDA)批准作为乳腺显像剂的放射性药物。
乳腺99Tcm-MIBI阳性显像对鉴别乳腺肿块的良恶性具有重要意义,可以使许多患者免于不必要的活检和手术切除。乳腺肿瘤良性病变基本不摄取或较低摄取99Tcm-MIBI,基本与对侧正常乳腺组织接近或略高,而乳腺癌患者对99Tcm-MIBI摄取水平较高,且随时间的延长放射性呈降低趋势,早期相和延迟相肿瘤(T)与相应正常组织(N)的放射性摄取(T/N)比值下降,早期显像T/N比值>延迟显像。Meta分析结果显示,对于临床体检中患者乳腺肿瘤可触及者,99Tcm-MIBI肿瘤显像的灵敏度、特异性分别为87%和86%,而临床体检中患者未触及乳腺肿瘤者的灵敏度、特异性分别为58%和89%。但对< 1cm病变的敏感性低,< 5mm的病变用目前标准探头检测不到。由于这种限制,99Tcm-MIBI乳腺显像不能作为一种检测乳腺癌的筛选方法。另外,对比X线乳腺造影,99Tcm-MIBI乳腺显像不受乳腺组织密度的影响,对于化疗、放射治疗、乳腺结构破坏、复发的患者和有乳腺植入物患者检测的敏感性高于X线摄影检查。文献报道MIBI显像对于探测腋窝淋巴结的灵敏度< 55%~84%,特异性为91%。
MIBI显像可以在活体上观察多药耐药基因的表达水平,以此评价患者对化疗的反应。MIBI为MDRI编码的P-gp底物,如同蒽环类、长春新碱类、鬼臼碱毒素类或紫杉醇类等抗癌药一样,能为P-gp所识别、泵出。P-gp上存在有99Tcm-MIBI高亲和位点和转运区域,因此MIBI转运分析可作为体外检测P-gp的敏感指标。体外研究发现,P-gp表达阳性的细胞中,MIBI的摄取明显少于没有P-gp表达的细胞,并指出MIBI被肿瘤细胞的摄取是能量依赖性,而且是非特异性的。临床研究也证实恶性肿瘤细胞与正常组织对MIBI的摄取比值和P-gp的表达程度呈负相关,P-gp高水平表达的肿瘤组织其MIBI的摄取比值明显低于没有P-gp表达的肿瘤。认为MIBI潴留分数可作为未经治疗的乳腺癌患者P-gp表达的简单的功能检查方法。
化疗后肿瘤代谢改变早于形态变化,18F-脱氧葡萄糖(FDG)代谢显像是早期评价疗效的重要方法,但价格较贵,尚难普及。99Tcm-MIBI作为肿瘤阳性显像剂因显像质量较高,临床应用前景备受关注。
(二)201TI显像
201TI在乳腺癌临床的主要用途有:①鉴别良恶性增生;②评估肿瘤的恶性程度;③预测或检查术前化疗或放射治疗的疗效;④检测残余肿瘤和(或)局部复发;⑤鉴别治疗后组织坏死或纤维化与复发。研究表明,良性病灶很少摄取201TI。201TI显像对鉴别乳房良恶性肿块的灵敏度为67%~96%,特异性为91%~93%,但对发现腋下淋巴结转移的灵敏度仅为50%~60%。病灶大小对检查的灵敏度有重要影响。有研究表明,对≥1.5cm的病灶,201TI显像的灵敏度为87%,< 1.5cm病灶的灵敏度仅为20%,与仪器的分辨率等因素有关。一些良性疾病也摄取201TI,包括结核性关节炎、Paget病、纤维性发育不良、创伤后疾病及骨化纤维瘤。
201TI在临床肿瘤检查中仍有许多不足之处,如能量低(69~83keV),其衰变产物201Hg可降低分辨率,73小时的长半衰期增加了患者的辐射,而且由加速器生产导致价格较贵,目前不作为乳腺肿瘤的常规检查方法。
(三)99Tcm-tetrofosmin显像
99Tcm-tetrofosmin(p53,Myoview)可在多种肿瘤中集聚,如肺癌、分化型甲状腺癌、乳腺癌等,有研究提示99Tcmtetrofosmin诊断乳腺癌原发灶要优于99Tcm-MIBI。99Tcmtetrofosmin乳腺肿瘤显像的应用研究表明,在检查可触及的乳腺恶性病变及腋窝淋巴结转移方面的灵敏度为90%~96%,特异性为91%~100%,准确度为93%~96%,阳性预测值为90%~100%,阴性预测值为88%~95%。另据报道,99Tcm-tetrofosmin诊断乳腺癌腋窝淋巴结转移的灵敏度、特异性和准确度均可达95%。但是99Tcm-tetrofosmin很少应用于肿瘤诊断。
(四)99Tcm-MDP显像
MDP(亚甲基二磷酸盐)与原发乳腺肿瘤具有亲和性,但其用于临床早期诊断的特异性和灵敏度仍不理想。近年来也有报道用MDP进行乳腺癌原发病灶的显像,但成功的例子报道不多,目前尚难以预测MDP显像评价乳腺肿瘤诊断中的临床应用前景。
二、乳腺癌前哨淋巴结显像及探测
自1993年Krag等应用发射γ射线的放射性核素成功地在临床上探测并显示前哨淋巴结(sentinel lymph node,SLN)以来,应用放射性核素作为示踪剂的前哨淋巴结活检(SLN biopsy,SLNB)在临床上得到广泛应用。放射性核素作为示踪剂具有易于体外探测的优点,若用单光子发射计算机断层显像(single photon emission computed tomograph,SPECT)显像,还可记录该区域的动、静态影像,便于SLN的直观定位。
(一)核素示踪剂
核素示踪剂现广泛应用于淋巴显像的放射性胶体药物有99Tcm标记的硫胶体(suffur colloid,SC)、微胶体及人血清白蛋白等。此外,也常用99Tcm标记的某些高聚物,如低分子右旋糖酐(DX-100)和脂质体等。近年来,99Tcm标记的单克隆抗体,如99Tcm-IT-Rituximab(亚氨基噻吩-美罗华)的应用也已有报道,2013年新获美国FDA批准的淋巴显像药物99Tcm-tilmanocept的应用也已有报道。这些显像剂的区别在于颗粒大小及蛋白质的相对分子质量不同,更重要的是它们的标记过程和淋巴显像特征也不尽相同。99Tcm-SC颗粒大小为100~200nm;而99Tcm硫化锑(99Tcm-Dx)胶体可以小至3~30nm;99Tcm微胶体为一种标记白蛋白胶体,其颗粒大小为80nm;99Tcm血清白蛋白的颗粒也非常小,约为4nm左右;而脂质体的颗粒为20nm;DX-100的颗粒为6~7nm。胶体微粒的大小对淋巴管显像是一个关键的因素,足够小(< 100nm)的胶体微粒有助于迅速被网状内皮细胞吸收和通过淋巴管转移,且可在SLN至少停留几个小时。但< 4nm的微粒会渗透到毛细血管而不能进入淋巴管,因而增加了血液本底计数。500nm以上的大胶体粒子从组织间隙清除速度很慢,因此在SLN的累积也较慢。99Tcm-Dx胶体颗粒均匀、大小适中,体内稳定性好,淋巴摄取率高,注射后仅被淋巴引流,能清晰显示淋巴管及淋巴结。注射2~6分钟后淋巴结便有摄取,一般20~40分钟时摄取达峰值,并持续1小时左右,淋巴摄取时间快、显像时间短,在国内外均有应用。99Tcm-SC虽然标记过程相对复杂,但由于其标记后相对放射稳定性好、能在SLN内长时间滞留,在国内得到了广泛的应用。在美国通过FDA批准的淋巴显像药物有99Tcm-SC。99Tcm-IT-Rituximab采用IT作为双功能连接剂标记Rituximab,使其保留免疫活性,因其特异性强,稳定,且能避免次级淋巴结显影,注射点残留率低等优点,有较好临床应用前景。
受地域及当地法规等多种因素影响,国内外研究机构具体使用的SLN示踪剂与相关技术略有不同。欧洲学者主张在肿块附近区域皮下注射小体积(0.25ml)、低活度(7.4MBq)的微粒,而美国学者则在乳腺肿块的组织间隙注射较大容积(4ml)和高活度(37MBq)未过滤的放射性胶体颗粒。澳大利亚学者多用硫化锑胶体颗粒,荷兰则使用白蛋白胶体颗粒。目前我国应用较多的是99Tcm-SC和99Tcm-Dx两种显像剂。注射0.3~1.0ml,剂量多为18.5~37MBq,注射方法多采用1点法,对于肿瘤切检后的患者多采用在活检切口两侧注射的2点法。
(二)仪器与方法
1.SPECT
SPECT是核医学科常用的一种显像设备,通过局部动静态显像,可以检测SLN。在皮内注射核素示踪剂后立即开始淋巴动态显像,1帧/10秒,连续采集10分钟,然后在大约l小时内每间隔15分钟采集1帧。其体位包括前位和斜位投影,直至显示SLN为止。当出现明显的持续存在的放射性聚集灶时提示为SLN,常常在引流的淋巴管末端。在SLN相应的皮肤位置上做好标记,有利于术中探测仪定位。显像提供的可见淋巴管,有助于正确识别SLN,但离原发性肿瘤最近的淋巴结不一定就是SLN。有时淋巴管和SLN都未显影,则轻轻按摩注射部位有助于促进示踪剂进入淋巴管,充填淋巴管并将示踪剂传送到SLN。由于99Tcm-SC稳定性好、在淋巴结内滞留时间长,局部注射后可以不进行动态显像而直接进行前后位、患侧位静态显像,显像时间以注射后2~17小时为宜。
2.SPECT-CT断层显像
在注射99Tcm-SC示踪剂后,术前0.5~1小时内可行SPECT-CT断层显像。采用SPECT和CT同机图像融合技术,得到SPECT和CT的融合图像,借助于CT的精确定位作用,可以较准确地探测SLN,腋区淋巴结可以具体到群组水平,内乳区淋巴结可以定位于第几肋间区,对术中探测SLN起到很好的指导定位作用,避免了SPECT静态显像SLN定位不够准确的问题。同时,距离注射点较近的SLN,由于注射点大量放射性遮挡造成在平面显像时假阴性,此时在断层显像中大多能清晰地显示出来。
3.手术导向γ射线探测
肿瘤外科手持核素针式探测器,又称外科γ探针/外科核素针式探测器,是一个为外科和核医学内科特别设计的探测仪器,能够准确地检测到射线增加的区域。术中探测是目前定位SLN较理想的方法,具有很高的灵敏度和特异性。在术中使用探测仪时,通常像超声探测仪一样,将探测仪表面套上消毒套则是非常方便的灭菌方法。如果在术前没有进行显像,则在术中通过探头在需要探测的区域进行手动来回扫描,当数字记录仪表或音频输出器显示为放射性示踪剂浓度最高处时,即可确定为SLN,一般需要在探测到的SLN区域反复测量10秒,并记录峰值计数。必须注意的是,在探测时探头与注射点的角度非常重要,否则注射点的放射性会产生干扰。在SLN切除之后,切除的组织还需在体外再次进行计数10秒,此时还没有衰变一般可显示出较高的计数。多项研究显示,识别内乳淋巴结是否转移对乳腺癌患者的治疗、复发率和生存率的评估有一定意义。现有各种推荐的方法对腋窝SLN都有较高的检出率,但对内乳SLN检出率较低。皮下或皮内注射放射性核素几乎不能识别腋外SLN,而乳腺实质内注射显像剂能显示内乳SLN,但只有11%~37%的内乳区SLN被检出。
三、骨转移核素诊断
乳腺癌患者是否发生骨转移以及了解骨转移灶累及部位,对决定治疗方案、预测患者预后有参考价值。全身骨显像是最灵敏、有效和简单易行的检测骨转移方法。国内报道MDP显像诊断灵敏度为92.0%,特异性和假阳性分别为92.0%和8.1%,检出最小病灶为7mm。
(一)检查方法
1.患者准备
在注射显像剂前,成人受检者一般不需要特殊准备,对于婴幼儿患者事先应建立通畅的静脉通道。另外,由于儿童对射线损伤较敏感,可考虑在注射显像剂前30分钟给予口服高氯酸钾,以保护甲状腺组织。
注射显像剂至少2小时后方可进行全身显像,在此期间应嘱咐受检者多饮水达到500~1000ml,目的是将未被骨骼摄取的、分布在血液和软组织中的显像剂随尿液排出体外,避免软组织放射性分布对图像的影响,使骨骼显影更加清晰。因骨显像剂通过肾脏排泄出体外,因此应提醒患者不要让尿液污染衣物或皮肤,以免影响图像质量;检查前患者应排尽尿液,以减少对生殖腺的照射剂量。同时避免膀胱显影过强影响对骨盆显像的质量。患者因疼痛而不能平卧或不能坚持完成显像,应在检查前给予适量的镇痛药物。患者上机检查应去除衣物内及体表的金属物品,以免产生衰减伪影。
2.显像剂
成人注射骨显像剂99Tcm-MDP 555~925MBq(15~25mCi),体质量过大的患者可酌情增加剂量。
3.全身平面图像
(1)适用范围:
全身平面显像是骨显像中最常规、最基本的显像方式。通过该显像方式可以完整显示全身骨骼显像剂的分布状况,全面反映骨骼疾病的受累范围,是局部骨平面显像和断层显像的基础。
(2)患者体位:
患者仰卧于检查床上,尽量让患者感觉到舒适、放松;患者肢体及躯干尽量保持对称,双手平放。根据病情及鉴别诊断需要,或为保证图像质量,可在全身平面显像完成之后,增加采集局部平面图像或进行断层显像。
(3)采集条件:
单探头或双探头SPECT仪,配备低能高分辨(或低能通用型)准直器。采集能峰140keV,能窗窗宽为20%;使用全身骨采集软件,连续采集矩阵为256 ×1024,Zoom为1.0,扫描速度为10~20cm/min;分段式采集矩阵为256 × 256,每个部位采集2分钟以上,采集完成后拼接成全身图像,或对图像分段拍片。
4.局部平面显像
(1)适用范围:
局部或特殊体位的平面显像通常用于对全身显像不能准确定位的病灶加以精确定位,单独应用情况较少。局部平面显像也常用于鉴别显像剂的污染和外漏。
(2)患者体位:
本项显像主要目的为鉴别全身平面显像中的不确定图像。如一个适当的侧位或斜位平面图像可将乳腺与肋骨、胸骨与脊柱骨、肋骨与肾的重叠很好地分开,也可对全身显像且斜位不能精确定位的肋骨病灶清晰显示。若怀疑显像剂或尿液污染衣物时,可去除衣物后进行局部显像。
(3)采集条件:
探头配备低能高分辨或低能通用型准直器;能峰140keV,能窗窗宽为20%,采集矩阵为128 × 128或256 × 256;每帧图像采集为500~1000k,或采集足够计数直至影像清晰为止。
5.断层骨显像
(1)适用范围:
局部骨断层显像通常以全身平面显像为基础,根据全身显像所示病灶的部位,确定断层采集的区域。断层骨显像较平面骨显像的优势在于有效减少病变与正常组织放射性的重叠,精确提供病变解剖定位,增加图像对比度,真实显示骨骼内放射性分布信息,提高病变监测的灵敏度和特异性。
(2)采集条件:
患者仰卧于检查床上,对肢体加以适当固定。探头通常配置低能高分辨或低能通用型准直器,能峰 140keV,窗宽为20%,采集矩阵为128 × 128或64 × 64,Zoom 1~1.5;探头旋转轨迹为椭圆形或按人体表面轮廓采集,旋转角度通常为360°,每6°采集1帧,每帧采集30~40秒,共采集60帧图像。
(二)图像解读
1.正常图像分析
全身骨骼放射性分布左右基本对称。不同部位骨骼的形态结构、血供状态及代谢活跃程度不同。通常情况下不规则骨和扁骨放射性分布较密质骨、长骨多,管状骨的骨骺端放射性分布浓于骨干,大关节较小关节显像清楚。由于显像剂通过尿路排泄,正常可见肾脏及膀胱显影。另外,在骨显像时许多生理性因素会导致正常骨显像的图像出现一定程度的变异,在阅片时需加以鉴别。①患者肢体有轻度的偏斜或旋转,会导致左右两侧放射性分布不对称。②患者右肩关节放射性分布通常略强于左侧;胸锁关节部位、肩胛下角部位、骶髂关节部位和坐骨可能因为“重力”作用,导致放射性分布增强。③脊柱的生理弯曲会导致其放射性分布不均匀。④颅骨核素分布不均匀,表现为不规则和斑片状;常见有女性额骨肥厚,特征是在前位图矢状缝两侧对称性放射性分布。⑤“热髌征”,指无症状的双侧髌骨放射性摄取增加。⑥“彩点肋”,后位骨显像单侧或双侧数根肋骨可见局灶性放射性分布增强,较肋骨本身放射性分布略增高,而较肩胛骨的尖端处放射性分布略低,可能是胸段髂肋肌插入所致。⑦胸骨远端可呈鸭嘴状,中心部位放射性分布稀疏;肋软骨钙化或甲状软骨钙化可导致显像剂摄取。⑧行乳腺根治术后的乳腺癌患者,可能由于软组织衰减减少的原因,前位图像可见患侧胸廓核素分布略增强。当乳腺癌患者发生广泛性的后腹膜及输尿管浸润时可见肾盂中有放射性滞留。⑨生理性的结构变异,如叉状肋、肋骨发育不良和单侧肾缺如等。
2.异常图像分析
骨显像图像中出现放射性分布的不均匀和不对称,与邻近或对侧相应正常部位比较,呈现局灶性或弥漫性放射性分布增高(“热区”)或减低(“冷区”),即为异常骨显像。
(1)放射性分布增强或浓聚:
骨破坏或创伤的部位通常要经历骨的修复过程,在此过程中该部位的血流灌注量及骨的代谢活跃程度增加,导致99Tcm-MDP在该部位的积聚增加,使其呈现放射性分布的增强或浓聚,即所谓的“热区”现象。骨显像上呈现放射性分布异常浓聚或增强常见于以下原因。①肿瘤:包括恶性肿瘤骨转移灶、原发性骨肿瘤。②创伤:常见于新鲜骨折或18~24个月内发生的陈旧性骨折、应力性骨折、外科手术所致的骨创伤、骨移植等。③炎症和关节炎:如骨髓炎、骨脓肿、脊柱炎等炎症,类风湿关节炎、痛风、强直性脊柱炎、退行性骨关节炎性疾病等。④代谢性疾病:如原发性或继发性甲状旁腺功能亢进、Paget病、骨软化症等。⑤血管性和回流障碍原因:可见于肿瘤压迫或坏死修复期骨病变、儿童股骨头骨软骨病,由于肿瘤压迫或静脉、淋巴管本身病变及创伤,会导致其所支配的回流区域骨骼肌软组织核素分布弥漫性增强。⑥其他:口腔科疾病,如牙龈炎、牙髓炎等,通常会导致上、下颌骨点状核素分布增强,但对于颌面部、鼻咽部或口腔原发性肿瘤,出现上述情况时应严加注意和鉴别。肥大性骨关节炎、嗜酸性肉芽肿、组织细胞增多症、骨纤维异常增殖症、髂骨致密性骨炎、肾性营养不良等影响骨代谢的疾病也可表现为放射性分布异常浓聚或增强。
(2)放射性分布稀疏或缺损:
凡是能够导致骨骼组织血供减少的疾病或溶骨性病变,均可呈现病变部位放射性分布稀疏或缺损,即所谓的“冷区”。虽然此类病变比异常放射性浓聚少见,但更具有病理意义,提示骨骼病损破坏或溶骨过程占优势。
骨显像上呈现放射性分布稀疏或缺损的常见原因有溶骨性病变为主的骨转移瘤、骨囊肿、骨梗死早期、股骨头缺血坏死早期、多发性骨髓瘤、放射治疗后以及血管瘤等。“冷区”病灶的形态可表现为点状、斑片状、条索状和不规则状,且多与受累骨骼轮廓相一致,有时“冷区”周围可见反应性新骨形成的“热区”。溶骨性病变占优势的肿瘤常发生于颅骨和脊柱骨,其病变中心呈“透明区”(放射性分布缺损区),而周边放射性异常浓聚,形成“炸面圈”征象(也常见于股骨头缺血坏死)。另外,由于长期失用性的原因,会导致失用肢体的骨骼及软组织放射性分布弥漫性减低。
(三)鉴别诊断辅助技术
对于单发的、不典型的放射性异常表现,可以用以下几种方法加以鉴别。
1.SPECT
对于单个脊椎或几个脊椎出现放射性异常浓聚,可以加做SPECT。SPECT不仅可以显示较多的异常,其三维断层还能准确判断脊柱异常摄取的类型。与局限于椎体周边或关节平面的病变比较,椎体、椎体后部结构或仅仅椎弓根的病变多提示为恶性病变。对于椎体后部结构的恶性病变,全身平面骨显像有3%~8%的假阴性率。这是由于一些骨转移瘤源于退行性变的恶性肿瘤,或生长缓慢,反应性新生骨尚未形成,或为混合性骨转移瘤。骨SPECT显像提高了分辨率,比平面骨显像灵敏度高,有助于降低假阴性率。骨SPECT显像不仅清晰地显示了椎骨的细微结构,还可发现骨平面显像上隐匿的病灶,尤其一些溶骨性病灶。
2.骨髓显像
骨和骨髓的血供都是通过营养血管和骨膜的毛细血管获得,所以骨髓是形成骨转移灶的基础。骨髓转移比骨转移出现更早。用骨髓穿刺和特异染色的方法确诊,乳腺癌患者在手术时10%~45%已有肿瘤细胞转移。与99Tcm-MDP骨显像相比,骨髓显像的阳性率大致高1倍。目前,用于骨髓显像的示踪剂有111In-氯化铟、111In标记自身白细胞、99Tcm-胶体和99Tcm-抗粒细胞单克隆抗体等。
111In的物理性质较好,但需加速器生产,价格昂贵,半衰期短,较难推广应用。目前多用99Tcm标记人血白蛋白毫微胶体(nanocolloid),显像剂量为 370~550MBq(10~15mCi),注射后20~30分钟可做全身或局部骨髓显像。肿瘤转移灶表现为正常的骨髓组织被肿瘤组织取代,不再摄取99Tcm-胶体,形成放射性缺损区;另一种表现是骨髓延伸(bone marrow extension),即骨髓显像超过股骨和肱骨近端的1/3,为代偿性造血增强的表现。
99Tcm-抗粒细胞单克隆抗体显像是近几年开始研究的一种放射性免疫显像方法。抗粒细胞单克隆抗体是用小鼠制备的,属IgG,具有与非特异性交叉抗原(non-specific cross reacting antigen,NCA)结合的能力,与粒细胞有高度的亲和力。骨髓中的粒细胞数量是外周血的50~100倍,使用99Tcm-抗粒细胞单克隆抗体进行骨髓显像,可以得到比胶体显像更清晰的图像,从而提高了诊断的灵敏度。99Tcm-抗粒细胞单克隆抗体骨髓显像大量应用的临床资料较少,用于临床推广还有很多问题需要解决。
3.肿瘤阳性显像
利用肿瘤阳性显像剂结合全身骨显像可以对骨显像显示异常的病灶进行良恶性鉴别。99Tcm(V)-DMSA和99Tcm-MDP骨显像诊断骨转移瘤的对比研究表明,99Tcm(V)-DMSA诊断骨转移瘤的灵敏度为74.2%,特异度为100%,其灵敏度低于99Tcm-MDP,两者联合可提高诊断骨转移瘤的准确度。99Tcm(V)-DMSA显像对正常骨组织往往显示不清,在诊断骨转移瘤时必须与99Tcm-MDP全身显像结果进行比较分析。99Tcm(V)-DMSA在骨转移病变处的浓聚与局部成骨和破骨细胞平衡状态、细胞的活跃程度与局部磷酸盐代谢有关。
四、PET-CT在乳腺癌诊疗中的应用
正电子发射计算机断层(posotion emission tomography,PET)与CT的结合使肿瘤复杂的分子代谢变化与解剖结构的准确定位相结合,从而为肿瘤的准确诊断和明确分期提供了更精确的影像资料。
(一)18F-FDG PET-CT检查乳腺癌原发肿瘤
18F-FDG PET探测原发乳腺病变是一种非常灵敏的方法,而且具有较好的特异性。18F-FDG PET在鉴别乳腺肿块良恶性方面具有很大的潜力。PET显像的优点之一是不受乳腺组织密度的影响,影像品质也不会因手术、放射治疗或乳房假体植入术的影响而削弱。大多数文献报道18F-FDG PET显像探测原发性乳腺癌和鉴别乳腺良恶性病变的灵敏度为64%~96%,特异性为80%~100%。18F-FDG PET显像探测乳腺癌病变的灵敏度与病灶对18F-FDG PET的摄取程度和病灶大小有关。
影响乳腺癌摄取FDG的因素包括肿瘤的组织类型(导管性和小叶性)、肿瘤生长类型(结节性和浸润性)、肿瘤细胞增殖(有丝分裂情况)、肿瘤组织中肿瘤细胞百分比、肿瘤组织中的血管密度等。IDC比浸润性小叶癌具有显著增高的FGD摄取,局部结节性病灶也较浸润性及弥漫性的病灶显示出更高的放射性浓聚。肿瘤细胞增殖程度越高、分化程度越低,则FDG的摄取越显著。而肿瘤大小、组织坏死、纤维化、囊性化的程度和炎性细胞的多少与FDG摄取无明确相关关系。
类固醇受体与FDG摄取关系的研究结果目前存在争议。有研究显示,激素受体表达情况与标准摄取值(standardized update value,SUV)无明确相关关系,但是,近年来较大样本的研究显示雌激素受体阴性的肿瘤SUV较高。多数研究认为,FDG摄取与人类表皮生长因子受体2(human epidermal factor receptor 2,HER2)表达没有相关性。三阴性乳腺癌由于恶性程度高,对FDG摄取程度较高。目前研究报道p53基因状况与FDG摄取相关。
乳腺专用PET(positron emission mammography,PEM)可以克服全身PET或PET/CT在探测小病灶方面的缺点。国外一项94例患者的多中心研究显示,PEM发现乳腺恶性病变的灵敏度为90%,特异性为86%,对于≤2cm小肿瘤的诊断明显优于PET/CT。目前,我国独立研制的具有自主知识产权的新型设备乳腺专用PET已经上市,其空间分辨率达1.38mm,显著优于现有的临床PET-CT,为发现毫米级的乳腺肿瘤提供了新方法。
(二)PET-CT诊断乳腺癌淋巴结转移
18F-FDG PET显像在判断腋窝淋巴结转移方面具有相当高的灵敏度和特异性。综合文献报道,其探测乳腺癌腋窝淋巴结转移的灵敏度为82%~92%,特异性为95%~97%,准确性为94%,阳性预测值> 80%。PET对淋巴结转移的探测优势更在于对内乳及纵隔淋巴结转移的确定。因为目前常规淋巴结活检和术中取样并不包括内乳淋巴结,因此,PET全身显像扫描有助于乳腺癌的准确分期,以协助临床制订正确的治疗方案。
由于18F-FDG为非特异的显像剂,18F-FDG在代谢增高的组织中如术后损伤修复的反应性炎症、局部肌肉紧张、窦性组织细胞增多症以及吞噬含铁血黄素的巨噬细胞等亦可过量摄取;因注射原因使显像剂外渗,亦可使注射侧的正常淋巴结显像,可造成假阳性。另外,对18F-FDG的摄取能力低,以及< 1cm的转移淋巴结可造成假阴性。此外,PET不能发现淋巴结内存在微小转移等也是造成假阴性的原因。因此,目前单纯根据PET显像结果进行选择性腋窝淋巴结手术尚不可行。PET-CT对淋巴结的诊断尚不能代替乳腺癌SLN显像。
(三)PET-CT诊断乳腺远处转移灶
18F-FDG PET全身一次显像可清晰显示肺、肝等内脏组织及骨骼等远处部位的转移灶,在乳腺癌临床分期方面具有其他检查无法比拟的优势,从而为临床治疗方案的选择提供了确切的依据。
PET对转移病灶或复发灶探测的灵敏度达93%~100%,特异性达97%。对于溶骨性、混合性骨破坏及骨髓转移,PET明显优于CT及99Tcm-MDP核素全身骨显像;而成骨性骨转移病变,PET敏感性略低,但成骨性病变病灶密度较高,CT显示清晰,因此PET-CT一体机对骨转移诊断的灵敏度和特异性大大提高。
PET可以显示> 1cm的肺转移结节。然而由于部分容积效应及呼吸运动,PET探测肺小结节的灵敏度不高。自由呼吸状态的CT扫描探测小结节的效能低于标准诊断条件的胸部CT。脑实质生理状态下FDG摄取很高,放射本底较高,所以PET-CT对脑转移缺乏足够的灵敏度。
(四)18F-FDG PET对乳腺癌复发和再分期的价值
18F-FDG PET在判断术后乳腺癌局部复发方面也具有较为明显的优势。由于18F-FDG PET显像反映的是不同组织的糖代谢状况,只要肿瘤局部呈高糖代谢状态,就可清晰地显示出来,不受乳腺内部组织结构、密度、术后瘢痕和乳房假体等因素的影响,可准确识别其内发生的恶性肿瘤,FDG-PET已经在这类特殊患者乳腺癌的筛查中发挥着越来越重要的作用。
FDG PET-CT对于无症状的肿瘤标志物升高而且传统影像学检查阴性的患者有重要意义,可以较传统方法早发现复发病灶。
PET-CT对于探测远处转移及确定局部复发很有价值,尤其是判断胸壁复发及腋窝和锁骨上淋巴结转移。当传统影像学方法确诊有转移或怀疑转移时,PET-CT检查有助于确定是单发转移还是多发转移,而这一诊断对患者治疗决策有潜在的影响。
FDG PET-CT评价再分期的灵敏度为85%~97%,特异性为52%~100%,准确率为60%~98%。PET-CT再分期的结果导致部分患者改变治疗方案。
(五)PET对乳腺癌治疗疗效的评价
目前越来越多的乳腺癌患者接受手术前辅助化疗,即NACT。化疗过程中及化疗结束后疗效的评价对于乳腺癌患者及时调整更有效的治疗方案非常重要。肿瘤体积的改变并不是确定治疗反应的一个灵敏的参数,因而在治疗早期评价患者对化疗的反应较为困难,18F-FDG PET代谢显像为临床提供了一种可供选择的、显示早期治疗效果的方法。由于治疗过程中肿瘤代谢的变化明显早于其形态学变化。因此,PET显像为早期评价疗效提供了依据。许多关于乳腺癌NACT和联合化疗后随访的研究已经表明,FDG PET通过显示肿瘤治疗中、早期代谢活性改变而评价治疗反应具有明显的优势。单一疗程化疗后,18F-FDG PET显像预测肿瘤病理反应的灵敏度为90%~100%,特异性为74%~85%。有研究者对一组术前接受化疗的患者进行了化疗前和化疗中PET动态显像,并与化疗后疗效评价联合分析。结果显示,化疗后部分缓解或完全缓解的患者,在化疗开始后仅8天即出现18F-FDG摄取降低,而化疗无效的患者,在化疗开始后的63天仍无FDG摄取降低;因此,在化疗第1个周期结束后,PET显像示18F-FDG摄取降低者,提示该化疗方案有效;而没有下降者,提示化疗无效,应及早调整或修改治疗方案。另一项研究发现,在治疗开始8天以内肿瘤与正常乳腺组织之间的18F-FDG摄取比值已经减低,但X线摄影结果显示肿瘤的体积并没有明显改变,在经过21天以后肿瘤体积才逐渐缩小。这一结果表明,18F-FDG PET可以在乳腺癌出现形态学改变之前用来早期评价肿瘤对治疗的反应。一项包括10所医院178例乳腺癌患者的综合检测结果表明,18F-FDG PET显像监测NACT反应的灵敏度、特异性和准确性分别达81%、98%和92%。在观察乳腺癌的骨骼、淋巴结、肝脏以及纵隔转移性病灶的早期治疗反应方面,18F-FDG PET也可以发挥相似的作用。18F-FDG PET显像评价治疗反应有其局限性,不能从对治疗完全缓解的患者中鉴别出微小的残存病灶。
在评价疗效的研究中,几乎都提出一个合适的SUV降低值(△SUV),比较治疗前后代谢变化是否超过这一界值。这一界值的选择应该有助于很好地预测治疗结束后的病理反应。但是,这一特定界值的选择目前尚未达成一致。研究结果差异可能与以下几个因素有关。①疗效判断标准的差异:有的研究以肿瘤缩小> 50%为有效,而有的研究是以无浸润性肿瘤组织残留或仅有镜下原位癌图像为标准。②评价时机的差异:NACT后第2次PET的显像时间窗不同,有研究认为第1个化疗周期后早期的反应评价是有价值的。③治疗前SUV:治疗前SUV足够高才能在治疗中观察到SUV的变化。如果初始SUV值较低,在重复的PET检查中不易观察到SUV的变化,而且如果SUV低也预示化疗不敏感。④乳腺癌组织学类型与分子分型的多样性:雌激素受体阳性肿瘤、HER2过度表达肿瘤和三阴性肿瘤对化疗反应有显著差异,如果研究样本不够大可能导致研究结果不可靠。
PET-CT另一重要作用是评价不同转移灶的治疗反应,有助于证实肿瘤的异质性,因为化疗后同一患者体内有效和无效的病变会同时存在。
目前很多组织提出PET确定治疗反应的标准。例如,欧洲肿瘤研究和治疗组织认为化疗后SUV降低25%是化疗有效的标准;治疗后SUV增加> 25%,可测量的病灶体积增大(肿瘤长径增加20%)或是出现新发FDG摄取灶是进展的标准。但是这一标准没有得到临床广泛应用和认可。目前的研究认为新的评价标准不仅包含PET的标准,还应该包括CT的标准。因此,PET/CT早期评价乳腺癌化疗反应很有前景,但是需要更多的资料证实和尽快确定评价标准。
激素治疗效果较好的乳腺癌患者在给予激素后的短期内会出现FDG摄取升高,这一矛盾现象称为“代谢闪耀”。这一现象的发生目前认为是内分泌治疗在拮抗效应发挥之前有最初的激活效应。因此,内分泌治疗初期SUV的增加预示着可能有较好的治疗效果。然而这些研究的患者数量不多,且需要进一步研究分析解释这种现象。
使用已证实在乳腺癌被选择性摄取的16α-氟化雌二醇(16α-18F fluoroestradiol)成功地用于乳腺癌的显像,也提示PET雌激素受体显像可预测乳腺癌对雌激素的治疗效果。病灶内18F-雌二醇摄取高,提示癌细胞表面雌激素受体表达高,适合行内分泌治疗,而阴性者表明癌细胞表面雌激素受体表达程度不高或不表达,一般不适合行内分泌治疗。
(六)PET-CT对乳腺癌预后判断的应用
一般情况下,病灶高度摄取18F-FDG的进展期乳腺癌患者往往预示其预后较差。Inoune等报道了81例进展期乳腺癌患者化疗后的结果,以SUV 4.0为界值,分为SUV高摄取和SUV低摄取两组,高摄取组较低摄取组预后差,5年无瘤(病)生存率(disease free survival,DFS)分别为75%和95.1%。但是FDG摄取高低划分的界值目前尚未达成一致。治疗后PET检查18F-FDG阳性患者的生存期比阴性患者明显缩短。当治疗后患者FDG PET结果与常规检查比较出现不一致时,PET往往可以提供更大的帮助,其准确性一般较常规检查高4倍左右。
(杨国仁 霍宗伟 曹苏生)