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第一部分连续18F-FLT PET检测食管鳞癌放疗过程中的增殖和预测同步放化疗临床疗效研究研究目的：放疗过程中的肿瘤加速再增殖现象是肿瘤放射治疗临床实践的重要理论基础之一。该理论一直是建立在细胞和动物试验的基础上,目前文献尚未检索到在患者身上发现放疗过程中肿瘤加速再增殖现象。本研究目的是应用能检测肿瘤细胞增值的18F-FLT PET检测食管鳞癌放疗过程中的增殖变化,观察放疗过程中的有无肿瘤加速再增殖现象；另外评价18F-FLT PET能否较早预测同步放化疗的临床疗效。研究方法：32例非手术局部晚期食管鳞癌患者在接受放疗过程中给予一系列18F-FLT PET检查。每位患者治疗前给予18F-FLT PET扫描,然后在放疗过程中于肿瘤放疗剂量达2Gy,6Gy, 10Gy,20Gy,30Gy,40Gy,50Gy or 60Gy时给予患者相应的1-3次18F-FLT PET检查。其中有19例接受同步放化疗前、10Gy、20Gy时分别行18F-FLT PET扫描;应用Logic回归分析和ROC曲线统计分析19例接受同步放化疗患者的18F-FLT PET的相关参数与临床疗效(根据RECIST实体肿瘤评价标准,达CR者为临床有效,达PR或SD者为无临床疗效)之间关系。结果：对于29例无放疗中断患者,反应18F-FLT摄取参数：最大SUV值(SUVmax)和增殖体积(Proliferation Tumor Volume, pTV)随着放疗剂量增加而逐渐降低。所有患者食管肿瘤和淋巴结18F-FLT PET增值显像于肿瘤剂量达30Gy时几乎完全消失,达40Gy时则完全消失。然而,有2例患者因为放疗中断,则在肿瘤剂量分别达2Gy和46Gy时表现食管肿瘤的18F-FLT摄取较前增高。所有患者包括仅仅接受2Gy照射的患者,均表现照射野内骨髓18F-FLT摄取明显下降。所有患者当食道肿瘤剂量达10Gy后,照射野内骨髓显像完全消失。同步放化疗结束后2例患者18F-FLT PET显示食管肿瘤增殖完全消失,而18F-FDG PET显像均示食管壁高代谢,食管镜活检病理提示为炎症。19例接受同步放化疗患者,于肿瘤剂量达10Gy和20Gy时,应用Logic回归分析表明增值体积差值变化百分比{△(pTV)= [pTV治疗前-PTV-放疗10Gy或20Gy]x 100%/pTV治疗前}对临床有效有显著性意义(p=0.033和0.023)；应用ROC曲线分析,增值体积差值变化百分比-10Gy和-20Gy对于评价临床疗效具有显著性意义(p=0.001和0.005)。结论：18F-FLT PET能有效监测食管肿瘤以及具有较高放疗敏感性的正常组织增殖的生物学变化。放疗中断后的18F-FLT摄取较前增加提示肿瘤的加速再增值。与18F-FDG PET相比,18F-FLT PET能更好的鉴别炎症。18F-FLT PET可能帮助临床肿瘤医生检测放疗过程中的再增值克隆细胞,可进一步实施对再增值克隆细胞的剂量调强放疗。18F-FLT PET能在治疗开始后一周预测食管癌同步放化疗的临床疗效。第二部分18F-FETNIM PET检测食管鳞癌放疗过程中的乏氧和预测同步放化疗临床疗效研究研究目的：放疗过程中的乏氧现象是肿瘤放射治疗临床实践的重要理论基础之一。肿瘤乏氧可增加肿瘤侵袭性,从而导致肿瘤转移,影响患者预后,另外肿瘤乏氧可降低放疗敏感性,是放疗后局部复发的重要因素之一。本研究目的是应用18F-FETNIM PET检测食管鳞癌放疗过程中的乏氧情况,确定食管癌乏氧阈值,研究食管鳞癌放疗前乏氧的空间和时间变化,评价18F-FETNIM PET能否预测食管癌同步放化疗的临床疗效。研究方法：28例非手术局部晚期食管鳞癌患者接受同步放化疗入组该研究。其中10例患者同步放化疗前给予2次18F-FETNIM PET检查,其余18例患者则在同步放化疗前只给予1次18F-FETNIM PET检查。计算336个正常组织包括心脏、脑、肌肉的最大SUV (SUVmax)与相应患者脾的平均SUV (SUVmean)的比值,确定乏氧阈值。行2次18F-FETNIM PET扫描患者,对比2次乏氧区域位置和乏氧SUVmax空间和时间变化。通过Logistic回归分析确定18F-FETNIM PET能否预测食管鳞癌同步放化疗临床疗效。结果：SUVmax和脾的SUVmean的平均值和中位值几乎相同,95%的比率低于1.3。同一患者治疗前的2次乏氧区域体积的相似系数为0.12(范围,0.05-0.21)。2次18F-FETNIM PET扫描的肿瘤SUVmax和SUVmean没有明显变化,但乏氧区域的几何中心移动15mm(范围,8-20mm)。SUVmax是预测治疗缓解的最相关因素(p=0.041),高SUVmax预示较差的临床缓解。结论：18F-FETNIM PET能检测食管鳞癌的乏氧状态。尽管同步放化疗前18F-FETNIM摄取值未有明显变化,但肿瘤乏氧存在空间上的变化。治疗前SUVmax能预测食管鳞癌同步放化疗疗效。