18F-FDG PET/CT显像对前列腺癌生化复发转移灶评估价值的初步研究

陈 雯 姚稚明 张文杰 刘甫庚

前列腺癌是发达国家最常见的男性高发肿瘤，是导致男性肿瘤死亡的主要病因之一[1]。国家癌症中心2019年公布的中国恶性肿瘤流行情況分析中指出，前列腺癌在我国男性癌症发生率中位居第6位[2]。原发性前列腺癌的处置方式包括主动监测、根治性手术(radical prostatectomy, RP)及放疗(radiation therapy, RT)[3]。根治性治疗后，有部分患者会出现生化复发(biochemical recurrence, BCR)，其临床诊断标准为根治性前列腺切除术后(术后3周以上)连续两次血清PSA≥0.2ng/ml，或根治性放疗后(≥6周)，PSA 较治疗后最低值上升超过2ng/ml)[4]。20%～40%的根治术后患者及30%～50%的放疗后患者在治疗后10年内出现BCR[5,6]。24%～34% 生化复发的患者会发生肿瘤转移[5]。准确评估生化复发患者的肿瘤进展程度对下一步治疗十分重要，局部复发者可采取挽救性放疗，而出现转移则需要系统性治疗。传统的CT、MRI及核素骨显像等影像方法各有优缺点。近年来，正电子发射断层显像(positron emission tomography and computed tomography, PET/CT)在前列腺癌的应用中逐渐得到重视，当前绝大多数单位PET/CT显像使用的是广谱肿瘤显像剂18F-脱氧葡萄糖(fluorodeoxyglucose，FDG)。本研究通过小样本量回顾性分析，对于18F-FDG显像对前列腺癌根治治疗后生化复发患者的诊断价值做一初步评价。

对象与方法

1.临床资料: 本研究为回顾性研究。选取2010年1月～2020年6月北京医院PET/CT中心因前列腺癌生化复发疑诊转移而行18F-FDG PET/CT检查，年龄52～81岁，平均年龄68±9岁的男性前列腺癌患者15例。病例入选标准：①经病理证实为前列腺腺癌；②根治性治疗后，符合临床生化复发诊断标准，即前列腺癌根治术至少4周后tPSA连续2次≥0.2ng/ml，或根治性放疗后tPSA较最低值上升超过2ng/ml；③18F-FDG PET/CT检查后行3个月以上随访，获得有效随访结果。排除标准：①未能获得PET/CT检查前后的具体诊疗信息及临床结果；②有其他恶性肿瘤病史，转移灶未能经病理证实为前列腺癌转移。

2.显像剂及显像仪器: 显像仪器为德国Siemens PET/CT Biograph mCT。显像剂为18F-FDG，由中国原子能科学研究院同位素研究所提供，放化纯>90%。

3.显像方法: 受检者空腹6h以上，按体质量5.18～7.77MBq/kg静脉注射18F-FDG，随后静卧休息，注射后60min行常规PET/CT显像。显像时先行体部CT(自颅底至股骨上段)平扫，矩阵512×512；随后采集PET图像，体位保持不变，采用三维模式，矩阵128×128，采集5～7个床位，每个床位2min。

4.PET/CT图像重建与融合: PET图像重建采用有序子集最大期望值迭代法(OSEM)，图像衰减校正采用CT采集数据。CT采用标准法重建，矩阵512×512，分别重建为层厚3mm及2mm图像。后期图像融合及评价统一采用Siemens工作站TrueD软件。

5.影像学分析: 两名有经验的核医学医生分别阅片，再共同分析PET/CT。通过视觉及半定量分析，观察病变形态、大小、与周围组织关系，结合TrueD软件包内的3D SUV测量工具，获得前列腺癌复发或转移灶的最大标准化摄取值(maximum standardized uptake value, SUVmax)，最终判定是否为复发或转移。

6.随访结果判断: 随访至少3个月以上，并留存以下信息： PET/CT检查同期(2周内)是否行CT、MRI扫描，或99mTc-亚甲基膦酸盐(99mTc-MDP)单光子发射(single photon emission computed tomography, SPECT)骨显像；PET/CT 检查后是否进一步行病理检查；检查后是否行进一步治疗，经治疗后行影像学复查的结果。最终经临床医生综合各方面结果后诊断证实的病灶，记为真阳性。PET/CT检查结束至少2个月后影像学复查仍未发现转移病灶者，记为真阴性。计算PET/CT显像评估生化复发转移病灶的敏感度、特异性、准确性、阳性预测值和阴性预测值。

结 果

15例临床生化复发患者中，14例具备同期盆腔MRI显像，3例具备同期体部CT，另有3例具备全身骨显像，1例在PET/CT显像后取得了病理证实。临床情况及影像检查结果详见表1。18F-FDG PET/CT总体显像阳性率67% (10/15)，敏感度、特异性及准确性分别为91%、100%及93%。5例18F-FDG PET/CT阴性患者中1例在检查结束1个月内经病理确诊为尿道转移，阴性预测值80%。为便于与同期盆腔MRI显像结果对照，将PET/CT结果中骨盆及骨盆外病灶分别加以统计。对于骨盆外的体部转移灶，18F-FDG PET/CT阳性率为33%，敏感度、特异性及准确性均为100%。对于骨盆内转移病变，18F-FDG PET/CT阳性率为47%(7/15)，敏感度、特异性及准确性分别为88%、100%及93%；同期盆腔MRI的阳性率为43%(6/14)，敏感度、特异性及准确性分别为71%、86%及79%。3例CT扫描中假阳性1例，将双侧肾上腺结节诊断为转移瘤；相应部位PET/CT显像未见FDG代谢异常增高，诊断良性，与随诊结果吻合。另外，3例全身骨扫描的总体准确性为100%，但总体病灶的显示数目、部分病灶显示清晰度低于18F-FDG PET/CT。

表1 18F-FDG PET/CT及同期影像检查评估前列腺癌生化复发转移病灶小结

讨 论

PET/CT是利用正电子发射体标记的葡萄糖等放射性药物作为示踪剂，从分子水平显示机体及病灶组织细胞的代谢、功能、血流、细胞增殖和受体分布状况的一种成像方式。18F-FDG作为当下依然为主流的PET/CT显像剂，多年前即开始在临床用于肿瘤诊断。其探测肿瘤的原理是基于恶性病变的葡萄糖代谢水平增高，这是由于肿瘤细胞膜上葡萄糖转运体 (glucose transporter，GLUT)，特别是GLUT1的高表达，以及2型己糖激酶活性增高导致的[7]。恶性肿瘤细胞内可积聚大量18F-FDG，经PET体外显像可显示肿瘤的部位、形态及葡萄糖代谢程度。对于前列腺癌的原发病灶，GLUT1的表达要高于前列腺良性疾病，18F-FDG PET/CT可表现为阳性，但其FDG摄取程度与多种良性病变(如前列腺炎)有较大重叠，且PET图像本身及同机CT的空间分别率均不及MRI[8～10]。因此原发病灶的显示及诊断，MRI更具优势。

对于前列腺癌生化复发，仅行局部评估无法满足临床要求。准确的病灶定位及分期直接影响下一步治疗决策，对于临床十分关键。虽然MRI具备良好的组织分辨率，是前列腺癌T分期的主要判定手段，但在评价前列腺以外的肿瘤侵犯方面却有着难以克服的缺陷，常规MRI为局部显像，无法一次性评估全身情况；对于一些前列腺粒子植入后的患者，盆腔局部的病灶显示也会因伪影受到影响。而且，由于MRI层厚及扫描范围所限，一些较小的转移病灶有可能显示不清甚至漏诊，平面骨显像也存在同样的不足(图1)。

图1 生化复发骨转移灶18F-FDG PET/CT、同期盆腔MRI及骨扫描图像A～C.分别为冠状位同机CT、PET/CT融合图像及PET图像，右侧髂骨高密度灶，代谢活性增高，提示骨转移(十字交叉)；D.同期MRI图像，相应部位未见明显异常(白色空心箭头)；E.同期骨扫描图像，相应部位可疑放射性稍增高，病灶显示清晰度不及PET/CT(空心箭头)；黑色箭头所示为双侧椎小关节骨质增生所致的退行性改变

PET/CT能一次性完成全身扫描，全面评估骨骼、淋巴结等各系统肿瘤侵犯情况，有助于精确分期诊断，这一优势是常规局部显像难以替代的，对于全身广泛转移尤为如此(图2)。CT虽然可以迅速完成全身扫描，但在缺乏代谢信息的情况下，对于一些非典型病灶难以定性，本研究中1例CT扫描将双侧肾上腺良性结节误诊为转移瘤。此外，不论是CT还是MRI，对于淋巴结的性质判断都有一定局限性，特别是对于直径不足1cm的淋巴结容易出现假阴性。本研究中，18F-FDG PET/CT总体敏感度及准确性优于MRI；去除了因全身显像而发现更多病变的优势，仅就盆腔病灶而言，18F-FDG PET/CT仍然表现出了更高的探测效率，分别有1例盆腔淋巴结及1例髂骨转移灶，因病灶较小而被MRI漏诊。

图2 前列腺癌多发转移18F-FDG PET/CT及胸腔积液病理图像A.前列腺癌多发转移的体部PET图像，颈、胸腹部多发代谢活性增高的转移病灶，在一次扫描图像中得以完整显示；常规复查盆腔MRI无法全面显示病灶；B.为一前列腺癌胸膜转移的体部PET图像，常规复查盆腔MRI未能发现转移灶；C～E.分别为胸膜病灶同机CT、断层PET及胸腔积液病理图像，胸膜膜局限性增厚、代谢活性增高，胸腔积液病理找到腺癌细胞，胸腔积液PSA 600ng/ml，证实为胸膜前列腺癌转移

除了MRI及CT，核素全身骨显像也是传统的前列腺癌显像方法。准确诊断骨转移，及时使用骨骼靶向药物可有效减低骨骼相关不良临床事件的发生率[11]。全身骨显像经济、简便，但仅能探测骨骼系统病灶，且作为平面显像，敏感度低于PET/CT，本研究中3例骨显像中，有1例骨转移灶显示明显少于同期PET/CT。一项对403例恶性肿瘤患者骨转移的18F-FDG PET/CT显像研究也得到了相同的结论[12]。此外，恢复期的骨转移病灶在骨显像中高摄取表现可能持续存在，但18F-FDG PET/CT则可以帮助将代谢活性病灶与代谢静止者区分开来[13,14]。

本研究具有一定的局限性，由于入组病例数较少，有部分PET/CT显像阴性的患者因未能获得进一步随访结果而未能纳入研究，可能低估了PET/CT潜在的假阴性率。可能的假阴性原因包括肿瘤本身病理类型葡萄糖代谢不高，以及尿液的干扰[15]。本研究中唯一的1例假阴性即出现在尿道。因18F-FDG经泌尿系统排泄，膀胱及尿路中的放射性滞留掩盖了肿瘤本身的FDG摄取。在有准备的情况下，可以使用利尿剂介入来规避这种影响，本例患者在PET/CT检查前没有尿路相关的临床症状，且无其他影像学提示，因此仅做常规扫描，未行利尿剂介入显像，在一定程度上造成了漏诊[16]。当然，同机CT平扫图像的精细度不足也是原因之一。

另外，由于是回顾性研究，未能和使用其他类型显像剂的PET/CT检查，特别是目前新型的前列腺癌特异性显像剂68Ga-前列腺特异膜抗原(prostate specific membrane antigen，PMSA)显像做一对照研究。对于前列腺癌生化复发的PET/CT对照研究资料有限。有研究通过对照37例生化复发者的18F-FDG及18F-NaF PET/CT,发现骨骼转移18F-NaF更具优势，但淋巴结转移检出率低于18F-FDG[17]。另一项关于68Ga-PMSA及18F-FDG的对照研究中，前者的敏感度及准确性均高于18F-FDG。当前，68Ga-PMSA尚未广泛开展，18F-NaF淋巴结及软组织病灶显示较差，18F-FDG仍然有着广泛的使用及评估价值，在生化复发的患者中有着较高阳性率[17]。本研究中18F-FDG PET/CT病灶探测率为67%，对于盆腔以外转移灶的探测率为33%。与常规影像方法比较，18F-FDG PET/CT能够更准确地显示前列腺癌转移灶。与常规用于复查的前列腺MRI比较，18F-FDG PET/CT对于盆腔以外的转移灶显示更具优势，有助于为生化复发患者提供精准的诊疗方案。