朝向多维放射治疗_MD_CRT_生物影像和生物适形

国外医学临床放射学分册 �� ! ∀# ∃ % ! &∀! ∋ ( ) ! ∀! ∃ !! ∗ +(∀∃ ∀! ∋ ( , ∋ & ∀−.(� # ∀! ∋ ( �∋ ∗ ! (! (! /00 / 1 � 2 3 / 4 −5 . 6 78 9一 7 8: 方欠封自台疗学 朝向多维放射治疗−% ; 一 + , < .6 生物影像和生物适形 北京铁路总医院肿瘤中心放疗科 −=0 00 7: . 孙保锦编译 李 平 申文江 > 审校 摘要 癌症探查 、 诊断和治疗方面 的发展需要新类型影像和强化影像。 目前放射影像主要显示解剖部位 , 建议 “新 ”影像 −相对于解剖学.为 “生物学”影像。 生物学影像是广泛的 , 包括代谢、生化 、生理和功能影像 , 也包括 目前正研 究的分子的基因型 、表型的影像 。对放射治疗来说 , 放射生物学影像显示的是影响放射敏感性和治疗结果等因素的信 号 , 分别介绍 了磁共振显像 ? 光语学用于判断肿瘤的分级 、 类型 、治疗的疗效和远期的预后判断 , 反映 了功能状态 。 生 物 学影像与 ≅Α < 对癌症的发现 、分期 、治疗设计和评价有很大意义 , 能发现乏氧细胞 、分子影像和放射生物的表型的 进展并介 绍了生物靶区 −Β < Χ .的概念 。 关键词 放射生物 学 3 适形放射治疗 3 生物 学标记 3 放射性核素显像 3 核磁共振 近年来癌症探查 、 诊断和治疗方面的发展促使 人们需要新类型影像 。 实现这一发展需改善影像和 放射治疗技术 、 癌症知识在分子水平的惊人进展 、 与多学科的相互融合 。 目前医学影像学主要显示解 剑结构 , 而新的影像类型应能提供生物和功能数 据 , 例如 ≅Α < 扫描是用放射性同位素 ’“� 标记荧光 脱氧葡萄糖−≅; Δ .显示代谢信号 。 从磁共振影像和 波谱学 −% , Ε? % , ). 上可研究功能 ? 代谢数据 。进一 步发展的无创性分子成像 , 能特异地表达肿瘤的基 因型和表型 。 考虑到 “新 ” 的影像技术展示的是很广泛的光 谱信号 , 建议这类影像 −相对于解剖学 .称为 “生物 学 ”影像 。 生物学影像是广泛的 , 包括代谢 、生化 、生 理和功能影像 , 也包括目前正研究的分子 的基因 型 、表型的影像 。 对放射治疗来说 , 放射生物学影像 显示的是影响放射敏感性 和治疗结果等因素的信 号−即肿瘤乏氧 , ΕΦ � Γ .。 有很多原因需要生物学影像 。 影像产生的 基因类型和表型 的信号将有助于基因和分子水平 的诊断及基因治疗 。 脑 % , 功能影像有助于外科手 术和其他形式的局部区域治疗 , 并避开关键的神经 结构 。 放射治疗方面 , 三维适形放疗 −7; 一 + , < .和 调强适形放疗 −Ε% , < . 的出现需要影像逐步升级 , 特别是下面将要讨论的生物影像 。 在 / 0 世纪后半期 , 很多的技术进展已明显影 响放射治疗的实施 , 并提高了疗效 。 这包括 “。+。 治 疗机 、 医用直线加速器 、模拟定位机 、后装和远距离 后装技术 、 镭和氛的替代物及计算机治疗 。 在 过去的 =0 年 , 7 ; 影像在治疗计划上 的运用增加 , 7; 一 + , < 计划系统处于成熟阶段并已广泛应用 。 医用直线加速器的标准组成应配备计算机控制系统 和多叶准直器 , 并逐渐配备电子门控成像设备 。 最 近新的流行词语是逆向计划和 Ε%, < , 这个进展在 正常组织结构限制剂量的同时 , 尽可能使精确适形 的剂量分布到治疗靶区 。 在 ∗(� ∋ ∃ 一 Η ! Γ Γ ! ∀∃ Ι 癌 症 纪 念 中 心 −% ) Η ++ . , 从 =ϑϑ 4 年 =0 月起逆向计划和 Ε% , < 及动态多叶准直器用于临床 。 初时逆向计划的规则 系统是 Β � ΓΚ! (& , 后结合了 ) (� ∋ ∃ 一 Η ! Γ Γ! ∀∃ Ι 纪念 医院的治疗系统 。 近期 , ) Φ ∀ � Λ 和 +ΜΛ∀ 的方法已运 用于临床 , 在他们的方法里 , 用梯度变化的方法减小 不同的组织所要求的剂量基本偏差的客观作用 。 依 组织特点及相关功能进行设计作为硬性限制 、 软性 限制或剂量体积限制 。 到 =ϑ 卯 年底 , 在 %)Η ++ , 50 0 多例前列腺 、头颈 、乳腺的癌症用 Ε% , < 治疗Ν’ 这种运作方式得到广泛接受 。 在放射剂量方面 , 经 验可精确到 = Ο 。 临床受益可能与剂量的适当增加 有关 。 与治疗有关的并发症减少以及局部控制的增 加使初步结果已出现希望 。 目前的适形外照射技术超过了常规应用于局部 肿瘤和正常组织的影像技术 。特别是 Ε% , < 能够产 生多靶区处方剂量的等剂量分布曲线 , 在肿瘤和正 常组织之间标出极高的剂量坡度 。 例如前列腺极端 > 北京大学第一医院放疗利 7洲 国外医学临床放射学分册 �� ! ∀# ∃ % ! &∀! ∋ () !∀! ∃ ! ! ∗ ! (∀∃ ∀! ∋ (, ∋ & ∀� (� # ∀!∋ (� ∋ ∗ ! ∀! (! / 00 / 1 � 2 3 /4 −5 . 适形外照射治疗中 , 应用了生物学成像技术 , 可显 示包括最大肿瘤负荷的前列腺内局部区域 −大体靶 区 一 Δ < Χ . , 也能确定尿道和前列腺精囊 −计划靶区 一 ≅< Χ .。 用现有的% )Η ++ 逆向治疗计划系统 , 能 够将剂量精确修正成理想形态 。 对相关的剂量体积 直方图分析表明治疗计划达到了最佳目标 。 目的是 使 Δ < 2 达到 ϑϑ Δ Ι , ≅< 2 达到 # (Δ Ι , 尿道受量不 超过 :5 Δ Ι , 范 围镇 70 Ο 的直肠 壁受量不超过 85 Δ Ι 。 目前完成这个治疗计划需用 =0 个野的 Ε% Π , < 、巧% Χ 能量光子 。 Ε%, < 能够 “勾画 ” −Θ; .或 “雕刻 ” −7 ; .剂量 , 能在射线的调强和衰减中产生精细 的适形分布 。 如 果非损伤性生物学影像可以为 “绘画 ” 和 “雕刻 ” 提 供恰当的信号并引导最佳的剂量分布 , 有许多所谓 预见性分析实验和临床研究 , 利用放射生物学特 点 , 如增殖活性倍增时间 −< Φ �Γ . 、放射敏感性 −ΘΔ Ι 剂量的存活分数 【)�/ =. 、 能量状态 −与损伤修复有 关. 、 ΦΡ 值 −可能的代用品 .、肿瘤的乏氧等 , 可作为 预测放射治疗疗效的因素 。 非损伤性生物学影像在 同一方向的进展 , 可证明放射生物表型肿瘤个体化 −“新 ”生物学术语.。对 Ε% , < 的重要性在于这类影 像也提供了放射生物学表型的空间分布 −几何图 形 . , 以此为依据 , 剂量的分布也更适合机体和生物 学的要求 。 综上所述 , 本文的目的是对各类生物学影像发 展进行概括 。 这些进展将分为 7 个类型 6 % , Ε? % , ) 、 生物学影像与 ≅Α < 、 分子影像 ? 放射生物的 表型 −这些进展中 , 有些处于早期发展阶段 , 有些在 临床前期或临床试验期 .。 以下介绍依据生物学影 像的生物靶区−Β < Χ .的概念 。 使机体的和生物学的 适形结合起来 , 并导向多维适形放疗 −% ; 一 + , < .。 一 、磁共振成像 −%,Ε .和波谱学 根据正常和病理状态下 < , 和 卫 等参数不同 , %,Ε 有极好的软组织对比 , 在癌症发现和分期上有 明显的意义 。 虽然恶性组织 比正常组织有较高的 <( 和 几 信号 , 但由于缺乏特异性 , 不能早期确诊 。 对 比增强 的方法可 以提供肿瘤生理和微环境改变的 信号影像 。 如血流 −充盈或扩散 . 、缺氧 、 ΦΡ 等 。 这些 参数是重要的预后因素 , 与肿瘤对放射治疗和其它 抗肿瘤治疗的反应有关 。 另外 , % , Ε可以监测这些 参数的变化 。 注射对比剂如礼二亚 乙基三胺五 乙酸 −Δ & 一 ; < ≅Σ .后 , 增强的 < , 信号有分辨毫米以下物质的 能力 , 可用于乳腺 、肝脏 、横纹肌 、骨骼 、 肾脏等器官 和组织的增强检查 , 以及灌注研究和肝脏动态扫描 成像等 。 用较快的脉冲序列如回波平面动态成像法 −Α ≅Ε. , 以每帧画面小于 =4 的速度成像 , 可获得对 比剂的踪迹 。 取得的参数可产生关于血流量 、 血脑 屏障通透性 、血流充盈 、扩散 、脉管外空间等的影像 , 可显示血脑屏障破坏 、 肿瘤形态 , 区别肿瘤与水肿 , 检 出肿瘤复发 , 显示脑膜病变和垂体微小病变 。 这 种技术有助于判断肿瘤的分级 、类型 、治疗的疗效和 远期的预后 , 适用于脑 、乳腺 、肉瘤 , 其他部位正在研 究中。 对于乳腺癌 , 由于 良胜病变比恶性病变血管少 , 用动态对比增强 % , Ε确定血管的数量 , 可 以提高 诊断的特异性 。 由于肿瘤的分级和潜在的转移与新 血管是相互关联 的 , 动 态 %, Ε 也可 以提供预后 信息 。 磁共振扩散成像 −=〕Τ (. 测量水分子的活动并 提供有关介质 ?屏障信号 , 可用于区别正常和病理状 态 。 用 ; Τ Ε 判断高分化神经胶质瘤对治疗的反 应 。 囊肿与坏死区域之间可用测量扩散系数来区 分 。 Η ∋ ΥΥ! 等研究 /: 例病人 −=/ 例高分化和 7 例 低分化神经胶质瘤 , 8 例脑转移瘤 , 4 例脑膜瘤 , = 例 脑脓肿 . , 指出应用这项技术可 以鉴别高分化神经胶 质瘤和脑转移瘤 。 Ες Μ∀ Ω∋ Ξ ∋ 等报道了 89 例肝病变 中−= = 例肝血管瘤 , =4 例肝转移瘤 , 9: 例肝细胞癌. 不同的扩散系数 , 并指 出 =.Τ ( 可用于这些病变的 鉴别诊断 , 区分肝血管瘤和肝细胞癌 。 磁梯度技术和快速成像技术的进展产生了脑功 能图 −Κ%, Ε. 。 Κ% , Ε的原理之一是由于脱氧血红蛋 白的顺磁性导致局部磁场不均匀 , 邻近水分子弛豫 增强 , 而血管旁的 几 信号低 。刺激脑活动 ,使活动区 增加血流和氧 , 产生较高的含氧血红蛋白水平可加 强 爪 信号 。 在感觉刺激 、身体的活动和各种其他形 式的活动中 , 可以观察到依赖血氧水平 −Β Ν+ ; .的 改变 。 应用这项非损伤性技术对外科和放射肿瘤学 的重要性在于可适当避开脑的关键区域 , 以尽可能 将功能的损伤减少到最小 。 Ρ ∋Ψ ∀( Γ� ∃ 等描述 了 Κ% , Ε数据特有的功能特异性 ; Χ Ρ ) 用于放射治疗 计划的可能性 。 磁共振波谱学这一检查手段能反映功能状态 , 它可产生丰富的与各种生物分子有关的生物学信 号 。 在各种技术中 , 质子 −‘Ρ .的波谱学从敏感性 、腔 隙分辨 、 声音信号和捕获时间方面都具有研究优 势 。 可用于 ‘Ρ 波谱学研究包括水 、 液体 −多数研究 7万 国外医学临床放射学分册 际!∀∗∃ %竺些生全竺些呈,暨竺些竺些经竺些坐 / 0−. / 1 � 2 3 / 4 −5 . 中禁止 .、胆碱 、柠檬酸盐 、乳酸盐和肌酸等物质 。 在前列腺 , 胆碱水平上升预示肿瘤活动 −肿瘤 细胞的增殖 、 细胞结构增大和生长导致细胞膜的磷 脂增加 .二 最近旧金山加州大学 −Ζ +)� . 的研究表 明 , ’Ρ 一 1 %, 可为前列腺癌放射治疗的设计和反 应评估提供有用的影像参数 。 特别是肿瘤有较高的 胆碱浓度 −胆碱 ? 柠檬酸盐比率 / [ = 士 = [ 7. , 而正常 前列腺组织和 良性肥大者有较高的柠檬酸盐水平 −胆碱 ? 柠檬酸盐比率 0 [ 5= 士0 [ / = . , 根据这些信息 和病人本身的影像参数 , Ζ )+� 的研究者们准备将 Ε% , < 治疗计划试用于临床 , 在胆碱 ? 柠檬酸盐高 比值的区域 比正常胆碱 ? 柠檬酸盐比值区域给予更 高的剂量 。 其他的研究提出 ’Ρ 一 1 % , 能监测肿瘤反应 , 但作为早期指标是否可靠持保留看法 。 Τ ∋( & 等观 察到脑瘤的近距离治疗胆碱减少与治疗反应之间 相互关联 , 并发现胆碱水平上升与肿瘤复发相一 致 。 ) Φ ! ςΩ 等也注意到近距离治疗肿瘤的反应 , 是由 于肿瘤坏死 、胆碱下降造成 。 < ς & ! ∗ ςΜ ∀等研究了 /8 例进展期脑胶质瘤病人 , 发现胆碱水平高于正常 9 4 Ο 为肿瘤进展的指征 。 体内 ’Ρ 一 1 % , 波谱学也可其他的化合 物 , 包括肌酸 −表示能量代谢 . 、谷氨酸盐 −主要激活 神经传导和能量源 . 、 肌醇 −涉及与生长有关的细胞 内信号通路 . 和 丫一 氨基丁酸 −主要抑制神经传 导 .。 通过 ‘Ρ 一 1 % , 检测乳酸分子有特殊意义 。 乳 酸的升高与肿瘤乏氧 、 局部缺血或感染所致厌氧性 糖酵解直接相关 。 早在 = ϑ : 7 年 , Β ! Μ∋ 等报道乳酸 水平与大鼠脑缺氧有关联 。 最近的资料表明肿瘤的 乳酸水平升高与预后不 良有关 。 )ςΜ Ξ ∀ς Ω ! Γ 等研究 =0 例宫颈癌病人 , 发现有广泛转移的病人比病变局 限者乳酸水平明显升高 。Τ ∋( !∃ Γ∋ 等研究 巧 例头颈 部肿瘤病人总结出高水平的乳酸与转移有关 。 在最 近的 一项对 4−. 例喉癌病人的研究中观察到 , 肿瘤 的乳酸水平 一与预后有类似的关系。 乳酸的变化也可 预测对放疗的反应 , 高乳酸水平提示可能对放射 抗拒 。 7 ‘≅ 一 1 % , 的波谱学被广泛用来研究细胞代 谢 , 特别是探测一些组织的代谢状态以及研究疾病 的生化基础 能提供有关肿瘤能量状态 −三磷酸核 昔 〔1 < ≅ Ε的信息 、 磷酸肌酸 【≅+ ∴和无机磷酸盐 ]≅∀ ⊥等. 、 ΦΡ 和磷酸化代谢途径中的其他生物分子 的信息 。 在高磁场可分解出体内膜前体磷酸胆碱 −≅+ 、和磷酸胆胺 −≅Α . , 并能提示对放化疗的反 应 。 应用 ‘Ρ 去偶合作用 , 用 = [ )< 的临床磁场分解 出 ≅Α 和 ≅+ , 它们可作为判断肿瘤反应的早期预测 因子 。 在啮齿动物模型中 , ≅Α 升高和 ≅+ 下降的剂 量依赖方式 , 可能是由于增殖和生长分数的改变造 成的。 其他研究者观察到放疗和热疗产生的能量改 变−Σ < ≅ ? ≅∀ .与肉瘤手术时发现的坏死部分有关 , 而 7= ≅ 一 1% , 显示的数据与乏氧有关 。 这些信息是否 能做为评估肿瘤对治疗的反应的替代品仍需进一步 确定 。 二 、生物学影像和 尸Α下 核医学已长期用于癌症诊断 , 最近 ≅Α < 扫描广 泛应用于临床 , ) ≅Α + < 扫描也适用于发现癌症 , 都 极大地提高了放射性核素在癌症诊断的能力 。 这种 方法主要的优点是无损伤 、范围广泛−可用于不同的 生物分子 . , 并具有高灵敏性 −能显示低于微微克分 子的浓聚影像 .。 而且这种方法能对放射性吸收定 量 , 从而提供肿瘤特性的额外信息 , 这在以前是做不 到的 。 人们倾向于 ≅Α < 扫描 , 部分是由于 �; Δ 做为 示踪剂带来的益处 。 癌细胞比正常组织增加了糖代 谢 , 肿瘤生长增强了 �; Δ 的吸收 。 临床研究许多病 变部位 , 包括脑 、乳腺 、头颈 、结肠 、直肠和卵巢都显 示 �; Δ 在 ≅Α < 显像上可提高癌症的发现 、 分期 、 治疗设计和评价 。曰 _ ∴ 一 ≅Α < 将不断扩大用途并作 为工具评价恶性肿瘤 。 一个大样本的临床研究报道 了 �; Δ 一 ≅Α < 在 胸部病变的分期和诊断的功效 。 开始时仅用于探测 肺癌的临床靶区 −+< Χ . , Η∀ ΚΚ! 等的回顾性报道指 出 , 巧 例病人中有 9 例病人因头颅 �; Δ 一 ≅Α < 影 像改变了放射治疗照射野 。 %Λ∃ (!Ι 等的前瞻性研 究指出 , ≅Α< 结果使 79 Ο 的病人更改了治疗计划 。 初步研究也支持 �; Δ 一 ≅Α < 可检测病灶的代谢 , 而这些病灶在 +( 、 片上不能显示 。 �; Δ 一 ≅Α < 查找小病灶的灵敏性可用于判断 结 、 直肠和头颈部肿瘤放射治疗的治疗结果或复 发 。 在对 78 例头颈部鳞癌病人的研究中 , �; Δ 的吸 收明显降低与放疗后 7 年生存率显著相关 −87 Ο 6 / / Ο .。而对比 99 例结 、直肠癌病人用光子和中子联 合治疗后 , 尽管有好的缓解效果 , 但只有 40 Ο的病 人显示 �; Δ 吸收降低 。 � ∀由Ψ ∋∃ 指出脑膜瘤病人 放疗后 , 从 �; Δ 一 ≅Α< 显像上为 “热点” 的区域取 出的手术标本上未发现肿瘤 , 而只有反应性改变和 坏死 。 其他的研究也显示上述结果 , 而 �; Δ 吸收增 高的肿瘤 , 很大程度上依靠代谢的改变 , 当然也有其 7 8 5 国外医学临床放射学分册 � � ! ∀# ∃ % ! & ∀!∋ () ! ∀! ∃ ! !∗ + (∀∃ ∀!∋ (, ∋ &∀� (� # ∀! ∋ ( �∋ ∗ ! ∀! (! /0 0 / 1 � 2 3 / 4−5 . 他影响因素 , 包括肿瘤负荷 、 血流 、 组织炎症 、 细胞 能量水平和乏氧 。 考虑到人体恶性肿瘤的多样性和 复杂性 , �; Δ 一 ≅Α < 可能对疾病特异性和病人个体 化有用 。 很显然 , 更好地了解上述提到的各类因素 的作用将促进 � ; Δ 一 ≅Α < 显像在临床上的研究 。 除了 �; Δ 外 , ≅Α < 其他的示踪剂也开始用于 检查 。 主要是 ; 1 Σ 前体 , 如胸腺喃陡核昔或脱氧尿 嚓陡核昔 。≅Α < 用 “+ 或 ‘/ 9 = , )≅Α +< 用 ‘7‘Ε标记这 些分子 。 细胞周期中 ; 1 Σ 复制的 ) 期与这些分子 结合 , 形成无创性影像以确定细胞增殖区域 。 另一 种是用蛋白合成的酶作用物 , 例如 , “+ 标记的蛋氨 酸和胆碱 。 自从发现前列腺癌中磷脂酞胆碱升高 , 就开始用 “ + 标记胆碱研究前列腺癌 , 虽然这些过 程没有直接描述肿瘤的进展和疗效 , 但每种成像提 供的肿瘤特点间接地与治疗结果有关 。 ≅Α < 应用 的另一个重要方面是能发现乏氧细 胞 ,这与肿瘤的乏氧是一致的 。 < Μ� Ψ (∀∃ ∗� ∃ 和 Δ ∋ Ι 观察到放射治疗失败的一个重要的原因就是肿瘤 乏氧 。 5 ϑ84 例病人 , 分在 97 个随机实验组中 。 应用 氧增敏剂和高压氧减少乏氧的影响 , 提高了疗效 。 最近的临床实验清楚地证明头颈部癌伴淋巴结转 移和宫颈癌这两者在乏氧和放疗治愈性之间相互 关联 。 那些有乏氧肿瘤的宫颈癌病人虽然进行了手 术 , 长期生存和无复发生存也很低 。 Β ∀ ⎯ !( 等报道的 高分化软组织肉瘤进行多种方式治疗后 , 肿瘤乏氧 和转移之间存在联系 。 因此乏氧除与放射抗拒相关 外 , 可能与肿瘤有较高侵袭性相关 。 判断肿瘤乏氧 可以做为预后因素 , 更重要的是决定肿瘤的治疗 方法 。 在寻找乏氧细胞的放射增敏剂中 , 发现硝基咪 哇可优先减少乏氧细胞的代谢作用 −而不是正常的 有氧代谢细胞 . , 其结果是产生毒性生物还原物 , 定 位在乏氧细胞上 。 , ∋∗ !Ι 等证实用 � Ψ ∀)Ν −和氟结合 的硝基咪哩 . 在 ≅Α < 成像上可定量显示出肺癌和 头颈癌的乏氧情况 , 在他们的研究中 , 78 例肿瘤中 75 例有乏氧区域 , 乏氧体积在非小细胞肺癌和头颈 癌 中分别为 98 Ο 和 ϑ Ο 。 +Μ∋≅ Ψ ∋ ∃ 等指出应用 , 7 , ΕΣ ΘΣ 的 )≅Α +< , 尽管该显像方法分辨力较低 , 也能发现小细胞肺癌和头颈癌的乏氧 。 最初的研究 结果带来了希望 , 也使人们认识到 )≅Α +< 内在的 缺陷和 ’“� 过短的半衰期 , 不少研究机构正努力研 究并寻找有较长半衰期的 ≅Α < 放射性核素 , 以更 好地配合 5 一 ∗Μ 动力学结合示踪剂 。 一些实验正在研究 ≅Α< 在死亡细胞的检测和 成像的可能性 , 特别是当它与凋亡有关时 。 如果 ≅Α < 扫描能使体内死亡细胞成像 , 就可以无创性地 预测因治疗导致死亡细胞的数量 , 放射治疗和其它 的癌症治疗方式均适用 。 目前 Σ ∃ ∃! α ∀∃ Χ 用于 ≅Α < 的死亡细胞成像 。 Σ ∃ ∃ ! α ∀∃ Χ 是 7 4 一 7 5Ω Λ 钙依赖 磷脂结合蛋白 , 与丝氨酸磷脂 −≅). 有很高的亲和 力 , ≅) 位于正常细胞的浆膜内 。凋亡早期 , 浆膜去极 化 , 导致 ≅) 易位到浆膜外 , ≅) 暴露在细胞外的环 境里并与 Σ ∃ ∃ ! α ∀∃ Χ 结合 。 最近 Β (∋ ∃ Ω ! ∃ Υ ! # 和 Χ ∀ !∃ ) 等已经证实 , 在啮齿类动物模型中分别用冠 状支架置人和用抗 �Σ ) 抗体治疗肝脏疾病后 , 用 ϑϑ < 巴 标记 Σ ∃ ∃! α ∀∃ Χ 能检测到凋亡 。 获得凋亡的 无创性影像是非常有意义的 。 三 、分子影像和放射生物表型 为指导 、监测和评价癌症治疗方式的有效性 , 需 要了解人类癌症在分子水平的快速进展 , 积极关注 基因治疗的成绩 ,促进无创性影像技术的发展 。尽管 1 %, 和核医学的应用还处在初级发展阶段 , 且主 要应用于临床前期的研究中 , 但为无创性分子成像 带来了希望 。 用 于 % , 或核医学技术的一些策略通常也用 于分子影像 。 第一种方法是酶反应剂和 ? 或捕获代 谢底物能提供影像信号 。 例如 , <⊥ Λ2 ∋⊥ !2 等应用 ‘∗(( 或 ‘/9 =一 �Ε ΣΖ 做为底物 , 通过 )≅Α + < 或 ≅ Α < 捕获 � ΕΣ Ζ 的代谢水平来代表转换基因的表达 , 成 功地检测 了 Ρ ) Χ Ε一 ΓΩ 标记基因在体内的转换 。 同 样 , Τ !∀ ∗∗ (!& ! 等用 1 % , 对酶反应产生的黑色素 显像 , 能够确定编码人酪氨酸酶的中介子的转换−体 外细胞培养 .和表达 。 第二种方式是靶细胞表面受体与示踪剂结合显 像 。 例如 , %�� ! 等用一种新型的中间带顺磁核心 保护的探针在 1 % , 影像上可显现人转铁蛋白受体 −Μ< Κ, .的表达和调节 。 同样的方法能适用于核医学 探测技术和放射性示踪剂与特异性受体配体的结 合 。第三种方式是用反义分子定位相应的信息 , 1 Σ −Ψ , 1 Σ . , 使基因表达成像 。 这种方法依赖靶区有 充分数量的 Ψ , 1 Σ 、结合区的易接近性和标志性反 义分子的接合性和稳定性 。 为探索和扩展上述方法在放射肿瘤中的应用 , 至少需要在两个方面做努力 。 首先要明确基因型和 表型对放射敏感性的影响 。 其次 , 要无创性成像 。 虽 然一些众所周知的基因 −如 Σ < % , ; 1 Σ 一 ≅Η 合成 等.对 ; 1 Σ 的修复和放射敏感性有显著作用 , 但在 临床放射治疗中 , 遇到可放射治愈的治疗病例也不 7 8 8 国外医学临床放射学分册 �� ! ∀# ∃ %! & ∀ς ∋ ( ) ! ( ! ∃ ! !∗ + (∀∃ ∀!∋ ( , ∋ &∀� (� # ∀! ∋ ( �∋ ∗ ! ∀! (! /00 / 1 � 2 6 / 4 −5 . 能证明这些基因有细微的变异 。 虽然有许多研究观 察 ∃ Ις 、 6 ∋ ∗ 、 Φ 4 7 、 +Ι ! (∀∃ ) 等的基因表达对放射敏感 性的影响 , 但还没有确立可靠的相关性 。 必须继续 努力探索放射生物表型 , 结合传统和现象学预测分 析 , 如增殖活性 −< Φ� Γ. 、 放射敏感性 −)�/. 和肿瘤 乏氧 。 四 、大体靶区 −Δ < Χ .、 Ε店床靶区 −+ <Χ .、计 划靶区 −尸< Χ .、 生物靶区 −Β< Χ .和多维适形 放射治疗 −%Ν 一 + , <. 由 国 际放 射 和 测 量 委 员 会 报 告 1 � [ 40 −Ε+ , Ζ 一 40. 提议的概念 , 如大体 、 临床和计划靶区 −Δ < 2 、 ς < 2 、 ≅< 2 .已被广泛接受并应用于放射治 疗设计 , 特别是 7; + , < 中。 通常横断面影像 −+ < 和 % , Ε. 可用于描绘 Δ < Χ 、 + < Χ 和 ≅< Χ 。 设计放 射治疗范围完全覆盖 ≅< Χ 并给予照射范围内均匀 的剂量分布 。 大部分传统和常规的治疗要求 ≅< Χ 在外照射 治疗计划中剂量均匀 。 7; 一 + , < 和剂量逐渐上升 已经促进有关治疗设计的讨论 。 特别是 ≅< Χ 内要 求剂量不均匀 , 或局部增加剂量实际上能提高局部 控制 。 Ε%, < 可以通过设计制定不均匀的剂量分布 形式 , 以解决剂量如何 “绘画 ”和 “雕刻”的问题 。 因 此提出生物影像的价值 。 然而 , 在实现这种可能前 需要做更多的科学研究和临床研究 。 用 生物影像设计和 制定具体病例的治疗是 Ζ + ) � 研究人 员 的工作 。 他们应用 Ε% , < 给予 ≅< Χ 内不均匀的剂量分布 , 把高剂量 −高于处方剂 量 . 给予肿瘤活动的特殊部位 , 来评估可能的临床 疗效 。 如 “剂量雕刻 ”是靠 % , Ε? %, ) 影像中胆碱? 柠檬酸盐比率引导的 , 表示肿瘤的负荷 。 另一类型 的生物成像显示的是肿瘤乏氧 , 如果在 ≅Α < 或 1 %, 都显示了肿瘤内的低氧区 , 用 Ε%, < 把低氧 部分作为特别靶区给予较高剂量 。 同样如果 �; Δ Π ≅Α < 的加强信号与肿瘤负荷有关 , Ε% , < 治疗计划 能够设计最佳的局部控制剂量 。 另外一个例子是用 ≅Α < 的示踪剂−如 ’/ 9 ΕΖ & , .显示放疗期间肿瘤的再 增殖 , 这样可选择性地对这些区域增加照射剂量 。 假定能从生物影像中得到生物靶区 −Β< Χ . , 并 制定 剂量分配 到治疗 的各个部 位 。 低氧 区域 −≅Α < 一 ’“� 研究 . , 可视作肿瘤高负荷 −从 %, Ε? % , ) 的胆碱 ? 柠檬酸盐比率数据 . 和高增殖 −从 ≅Α < 一 ‘对ΕΖ & , 检查 .来设计 Β < Χ 。 据此剂量的 “绘 画”和“雕刻”便可实施 。 Ε% , < 开始并最终把放射治疗中的剂量分布 与物理适形结合 。 而生物靶区是生物适形新时代的 开始 。 在新千年里 , 这些方式组成了多维适形放射 治疗 , 能进一步地提高癌症放射治疗的效果 。 参 考 文 献 = % � ∀∗ ; Α , Β� Λ (∋ ∃ & β; , , � ∗ ! ∃ Ψ ∋ ∃ βΔ , ! Γ ∋ ([ < Μ ! ! 一 & ∀∃ 3 ! 3 = Π 4 ∀� ∃ ∋ ( ! � ∃ Κ� Ψ ∋ ( ∋& ∀∋ Γ ∀� ∃ Γ ! ∋ ΓΨ ! ∃ Γ Φ (∋ ∃ ∃ ∀∃ # ∋ ∃ & & !(∀2 ! Ι Κ� (� Ξ ∋ ∃ & ∀∃ Γ ! Ψ !& ∀∋ Γ ! # ∋ & ! # (∀� Ψ ∋ [ )! Ψ ∀∃ , ∋& ∀∋ Γ � ∃ !� (, / 0 0 = , ==−/ . 6 =/ 9Π =7 8 / χ ! 2 ∀Γ Γ ) Ρ , Η Μ∋ ∃ �% [ < ΜΜ ! Λ ∗Μ Γ� ⎯Λ &# Ψ ! ∃ Γ 6 ; � ∗ ! ΓΜ! ! 2 ∀Π & ! ∃ ! ! ∗ Λ Φ Φ� Γ ΓΜ! ! ∃ ΓΜΛ ∗ ∀∋ ∗Ψ � 2 ! ΓΜ !! 一 & ∀Ψ ! ∃ ∗∀� ∃ ∋ ( ! � ∃ Κ� Π Ψ ∋( ∋ & ∀∋ Γ∀� ∃ ΓΜ! ∋ Φ Ι ∋ ∃ & & � ∗ ! ! ∗ ! 6 (∋ Γ∀� ∃ ∀∃ ΓΜ! Γ ! ∋Γ ∃ ⎯! ∃ Γ � Κ Φ � 、Γ ∋ Γ ! ! ∋ ∃ ! ! δ Ε∃ Γ β , ∋ & ∀∋ Γ Ν ∃ ! � ( Β ∀� ( ≅ΜΙ∗ , / 00 = , 4 =−9 . : 8 =一 : 8 ϑ 7 Ε∃ Γ ! ∃ ∗∀ΓΙ % � & Λ (∋ Γ !& , ∋ & ∀∋ Γ∀� ∃ < ∴飞! ⎯ ∋ Φ Ι −Υ ((∋ Υ � ∋ Γ∀2 ! Ξ −. Ω (∃ # Δ � Λ Φ [ Ε∃ Γ ! ∃ 、(ΓΙ 一 Ψ � & Λ (∋ Γ ! & ∋& ∀� ΓΜ ! ∋ ≅Ι 6 + Λ ! ∃ Γ ∗ Γ ∋ ΓΛ ∗ ∋ ∃ & ‘∗ ∗ (( !∗ � Κ ∀∃ Γ ! ! ∗ Γ [ (∃ Γ β , ∋ & ∋ ∀Γ � ∃ ! �旧∀� ( ≅ΜΙ) , / 0 0 = , 4 =−9 . 6 : :作ϑ =9 −收稿 / −.0 = 一 = / 一 =/ . / 0 0 7 年−−介入放射学杂志》征订启事 《介人放射学杂志》是我国第一本有关介人放射学基础研究 、临床应用等方面的学术期刊 。 杂志的宗旨是向您 介绍最新学术成果和临床经验 , 具有内容丰富 、资料新颖 、学术性强 、编辑等特色 , 创刊以来受到国内外介入放 射学界的重视与欢迎 , 现已列人国家科技部中国科技论文统计源期刊−中国科技核心期刊 .。 杂志为大 =5 开铜版纸 印刷 , 国内外公开发行 。 中国标准刊号 6 Ε) ) 1 =00: 一8ϑ9 _ , +1 7= 一 =8ϑ5? , , 可在全国各地邮局订阅 , 邮发代号 6 9一 57 9 。 由于稿源较多 , 为满足广大作者与读者的需要 , /00= 年起改为双月刊 , /00/ 年起扩版至 :0 页 。每双月底出版 , 每期定价 =/ 元 , 全年 8/ 元 。 需要邮购者 ,请与本刊编辑部联系 。 地址 6上海市华山路 =7/: 号 , 邮政编码 6 /0 00 4/ , 电 话 6 −0/ = .5 /9 0 ϑ9 ϑ5 。 7 8: