放射性核素标记脱氧葡萄糖类似物的研究进展
放射性核素标记脱氧葡萄糖类似物的研究
进展
?
250?中华核医学杂志2007年8月第27卷第4期ChinJNuclMed.Aug2007,Vol27.No.4
放射性核素标记脱氧葡萄糖类似物的研究进展
熊青峰陈跃
代谢显像是将放射性核素标记的化合物引人机体内(其
被细胞摄取后,模拟体内各种营养物质代谢),再通过体外显
像反映机体组织器官功能状态以及分子水平的代谢变化.
恶性肿瘤组织对葡萄糖的需求量远高于正常细胞,细胞膜上
达大量的葡萄糖转运蛋白(Glut),特别是Glutl一4.D一葡
萄糖类似物结构(图1)与D-葡萄糖类似,也可被Glutl,4转
运,被代谢旺盛的细胞大量摄取.其被放射性核素标记后,
通过PET,SPECT或相机进行体外探测,用于肿瘤诊断,分
期,治疗及疗效评价.
0
图13种D一葡萄糖类似物的结构示意图.a.FDG;b.DTPA-
DG;C.双半胱氨酸(EC)一DG
一
,F.FDG
F—FDGPET显像在肿瘤诊断,鉴别诊断,分期,疗效监
测及随访等方面的临床意义越来越突出.研究表明,在人类
不同肿瘤细胞系中已发现至少9种Glut(Glutl,9),其中
Glutl亚型几乎存在于所有肿瘤细胞系中,且与肿瘤关系最
为密切?J.F-FDG结构类似于葡萄糖,可通过Glut被肿瘤
细胞摄取,生成的F-FDG-6一PO不能被磷酸己糖异构酶催
化转变为6.磷酸氟代果糖,不参与进一步代谢而滞留在细胞
中.肿瘤组织细胞因代谢增殖活跃及乏氧,细胞膜上Glut和
细胞内己糖激酶水平及相关基因表达均较正常细胞明显增
高],对葡萄糖摄取量明显增加;同时,糖代谢尤其是无氧
基金项目:国家自然科学基金(30670582);2005年度I~t]ll省学
术技术带头人培养资金
作者单位:646000泸州医学院附属医院核医学科
通信作者:陈跃,Email:chenyue5523@126.corn
?
综述?
酵解的速度比正常细胞快,造成F—FDG在肿瘤细胞内的积
聚增加.因此F—FDGPET显像能够反映组织细胞的代谢活
跃程度,在鉴别病变组织的良恶性上发挥重要的作用.
二,Tc标记葡萄糖结构类似物
1.Tc.EC.DG与肿瘤显像.由于F-FDGPET显像必须
有多探头符合线路相机或PET显像设备才能完成;F由
加速器生产,价格较贵,且半衰期短,仅110min,不适于长途
运输;F—FDG不能进人细胞核;F—FDG对肿瘤和炎症的
鉴别特异性较差,限制了其在临床的广泛应用.DG结
构类似物同样可通过.Glut被肿瘤细胞摄取,应用前景较
好.Tc来源方便,半衰期6.02h,运输方便;发射射线,
能量140keV,方便显像,价格低廉,能为广大患者接受.
Yang等制备的EC-DG99Tc标记容易,放化纯高.Tc一
EC—DG在脑和肌肉组织肿瘤中本底水平较低,而瘤体组织摄
取高,可获得满意的瘤/tP瘤放射性比值.EC—DG的代谢机
制类似于D-葡萄糖.研究表明,Tc-EC—DG是一种潜在的
代谢显像剂,EC—DG进人细胞后参与糖酵解或三羧酸循环,
还可能进人细胞核,参与细胞信号的调节”..这可能与
EC—DG骨架上的2位活性位点及活性基团巯基有关.
Tc一EC.DG可用于不同类型肿瘤的显像.Yang等
在对荷瘤(肺癌和乳腺癌)裸鼠的化疗疗效评价中发现,肿瘤
细胞经化疗后,对Tc-EC—DG的摄取降低,肿瘤/肌肉放射
性比值与F.FDG显像无明显差异.这表明Tc-EC-DG可
用于肿瘤治疗效果的评价,有望进一步用于临床.
2.Tc.DTPA.DG与肿瘤显像.Chen等制备的DTPA—
DG99Te枋己率可达99.2%,稳定性也很好,枥己方便.肺癌细胞
A549摄取性研究表明肿瘤细胞Tc一DTPA—DG有很好的亲和
力.动物体内分布实验表明,Tc-DTPA—DG主要通过肾脏
排泄,肿瘤组织对Tc一DTPA-DG有很高的亲和力.DTPA—
DG结构同FDG,EC—DG相似,可作为代谢显像剂应用于肿瘤
诊断,指导临床治疗.
3.三羰基锝或三羰基铼标记的?一(2-脱氧苄基)-2一氨基-
2.脱氧.D一葡萄糖(HL).Bayly等制备HL,并将三羰基锝
或三羰基铼标记在苄基上,经层析分离提纯,其放化纯高,模
拟体内稳定性较好.HL因含有?一位点的葡萄糖支架,具有
能被Glut转运并被己糖激酶磷酸化的特性,可用于模拟F—
FDG的显像效果;而糖支架上的氨基基团常为与羟基,巯基等
基团反应的协同位点及具有更深层次的靶向功能,因此Tc-
HL显像可反映细胞代谢活性.
三,Re标记DG类似物
„蛐Re可由嘞w.Re发生器制备,其所发射的B射线最
高能量达2.12MeV,在软组织中的穿透力适中,射程为3l?nm,
物理半衰期为16.7h,是较理想的治疗用核素;其所发射的
射线能量为155keV,与Tc(能量为140keV)相似,很适合
中华核医学杂志2007年8月第27卷第4期ChinJNuclMed,Aug2007.V0l27,N0.4
体内显像和示踪其在组织内的分布代谢变化~lg8Re与Tc同
处一族,化学性质相似,因此Tc标记用的配体及
可用
于Re的标记,如标记葡庚糖,MDP,MIBI,柠檬酸等,都能获
得满意的标记率.Chen等将Re标记在DTPA—DG
上,标记率达94%以上.乳腺癌MCF一7细胞对Re—DTPA—DG
有很好的亲和力,4h摄取率达15%,其在荷瘤鼠体内分布
与Tc一DTPA—DG十分相似.治疗肿瘤时,可借助Re发射
的B射线,对肿瘤组织产生损伤作用J,由于Re.DTPA.DG
被肿瘤细胞大量摄取,靶向性较好,可获得满意的治疗效果.
而正常细胞由于表达的Glut类型及数量明显少于肿瘤细胞,
导致其摄取Re—DTPA—DG较少;且正常脑组织由于存在血一
脑脊液屏障,阻止对极性且相对分子质量较大的Re—DTPA—
DG的摄取,避免其对正常脑组织的辐射损伤.因此,Re.
DTPA—DG具有一定的应用潜力.
四,”C标记DG类似物
“C一甲基一D一葡萄糖苷是一种非代谢性示踪剂,能被钠离
子依赖型Glut(SGLT)选择性地转运.Bormans等研究
SGLT在小鼠肾皮质中的分布时发现,能被SGLT所转运的底
物有ot.甲基.D一葡萄糖苷和B一甲基一D.葡萄糖苷,均在肾脏近
曲小管被重吸收,且B型比ot型更易重吸收.葡萄糖苷在体
内的稳定性很好,红细胞不摄取(这可能提示其并不被钠离
子非依赖型Glut所转运).可见,”C一甲基一D.葡萄糖苷可作
为一种特异性显像剂,通过PET显像监测肾小管SGLT的功
能状态.
五,其他
1.钟Tc标记5.硫代.D.葡萄糖.Ozker等用钟Tc标
记5.硫代.D.葡萄糖并进行健康兔及荷瘤鼠体内分布研究,
健康兔1h经泌尿系统排泄达(53?5)%,荷瘤鼠1h和3h
瘤体放射性摄取分别为(1.6?0.3)%和(1.2?0.3)%,瘤
体/肌肉放射性比值分别为2.7和4.0.放射自显影分析表
明肿瘤组织对钟Tc.5.硫代一D.葡萄糖的摄取较好,且聚集在
瘤体中心.由于瘤体中心有坏死或纤维化,这提示5.硫代一
D一葡萄糖与一般的葡萄糖结构类似物不同,其聚集在坏死或
缺血区,机制有待进一步研究.
2.Ga标记EC—DG.正电子核素生产过程复杂,易衰变;
生产中易产生过高的辐射,造成危害.加速器生产的放射性
示踪剂半衰期较短,不利于运输,且价格较贵.放射性核素发
生器是由半衰期较长的母体核素衰变,产生用于显像的半衰
期相对较短的子体核素,应用前景较好.Ga由Ge?Ga发生
器产生,其标记的EC.DG用于PET显像,可获得同F?FDG相
似的显像质量.
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(收稿日期:2006—12-06)
Tcm—MDP全身骨显像诊断外伤性骨化性肌炎一例
付占立张旭初范岩林景辉王荣福
患儿女,l4岁,因右大腿根内侧疼痛20d
人院.外院MRI检查考虑为”滑膜肿物”.体
格检查:右下肢屈髋屈膝强迫体位,于右大腿根
内侧向下可触及条索状质硬肿物,边界清,压痛
明显CT检查示右股骨粗隆旁肿物.右髋关
节X线片示右股骨小转子旁肿块影,性质待
定.Tc一MDP全身骨显像(图1)示右下肢强迫
体位,右髋关节内侧软组织内可见一异常放射
性浓聚影;结合患儿临床表现,考虑骨化性肌炎
可能性大,但不除外骨外骨肉瘤.患儿随后行
B超引导下穿刺活组织病理检查,结果为神经
来源梭形细胞肿瘤可能,建议术后取大标本行
病理检查以明确诊断.于全身骨显像后13d行
右下肢肿物动脉造影+栓塞术(图2)示:右大
腿近股骨颈内侧可见一类椭圆形,血供较丰富,
边界较清晰染色区域,主要供血动脉为旋髂内
动脉.次日行肿物切除术,术中见肿物与股骨
小粗隆粘连,髂肌受累,周围肌肉组织呈炎症反
应.肿物病理检查示外伤性骨化性肌炎.
前位
Il
}p
-
病例
-
图lTc一MDP全身骨显像图图2动脉造影图像图3cT图像
讨论外伤性骨化性肌炎的发病机制目前尚不清楚,临
床多见于青壮年,少见于儿童和新生儿.患者大多有外伤
史,先感觉局部疼痛,可触及软组织肿块,肿块早期质软,后
缩小变硬;少数无外伤史而仅有软组织肿块.病变多发生在
暴露和易受撞击的部位,如肘,大腿,臀部,肩和小腿.骨化
性肌炎的基本病理改变为肌肉坏死引起的自限性修复反应,
成熟的病灶细胞分化程度由中心向外逐渐升高,可大致分为
中心,中间及外周3层(带):外周为致密板样骨,中间为大量
骨样组织和丰富的成骨细胞,其中有许多纤细的松质骨,中
心为X线可穿透的软组织,有未分化间叶细胞,细胞呈梭形,
染色质丰富,有多形性细胞核,有时可见有丝分裂.X线及
cT检查特点:早期(3,6周)为软组织影;软组织钙化(伤后
10d一6周)早期呈点状,片状,逐渐扩大并变化为絮状;中期
(6,8周)可见清晰的骨化周边(图3).早,中期病变血供
作者单位:100034北京大学第一医院核医学科
较丰富,CT可见明显强化,动脉造影可见肿物清晰染色,与
恶性骨或软组织肿瘤不易鉴别(图2).本例患者由于受B
超引导下穿刺活组织检查取材的局限,未能反映病变全貌,
造成病理检查误诊.在病变的早,中期,由于病灶中有大量成
骨细胞和未成熟的胶原成分,因此,在骨显像时病灶可大量摄
取骨显像剂而显影.骨外骨肉瘤虽也有很强的成骨活性,但
该肿瘤在侵犯周围神经或骨皮质前,多表现为无痛性肿块.
也有文献报道外伤性骨化性肌炎Ga显像阳性,但Tc一
MIBI显像阴性;而骨外骨肉瘤2种显像多均为阳性.
参考文献
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stratedbypositivegalliumandTc一HMDPboneimagingbutnega—
tiveTcMIBIimaging.JNuclMedTechno1.1999,27:45—50.
(收稿日期:2006—11—21)