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目的分析氟18-脱氧葡萄糖(18F-FDG) PET-CT在预测和判断肿瘤放疗敏感性中的价值。探讨肿瘤组织乏氧、血管生成、增殖活性对18F-FDG摄取的影响。方法建立结肠癌(CT26),黑色素瘤(B16)及乳腺癌(EMT6)三组细胞系BALB/c小鼠移植瘤模型。肿瘤长到约0.8-1cm时给予18F-FDG PET-CT显像。显像后,从每组随机选出5只小鼠处死,留取肿瘤组织标本。将各细胞系剩余的15只荷瘤小鼠随机分成3组,采用6MV-X射线分别对各组给予空白照射(0Gy)、低剂量照射(3.5Gy/次×10次)和高剂量照射(5Gy/次×10次)。放疗结束后,再次进行18F-FDG-PET显像。显像结束后,将小鼠全部处死,留取肿瘤组织标本。采用T/NT值即肿瘤组织与对侧下肢肌肉组织的最大标准摄取值(SUV)的比值表示肿瘤组织的FDG摄取能力。放疗后与放疗前T/N值的比率(T/N_ratio)表示放疗后肿瘤组织FDG摄取的变化。放疗后体积除以放疗前的体积(V_ratio)表示肿瘤放疗后的近期疗效。应用免疫组化技术检测肿瘤组织标本HIF1a、PCNA的表达及采用CD31来标记血管内皮细胞,计数肿瘤组织的微血管密度(MVD)。统计学数据除非另有说明均用均数±标准差(x±s)表示,采用t检验比较不同组移植瘤间T/NT值的差别,分别将各组HIF-1a、uPCNA的表达率及MVD与T/NT值进行Spearman相关性分析。结果放射治疗前,B16、CT26和EMT6移植瘤的T/NT值分别为4.51±0.57、2.16±1.07和2.58±0.39。三者比较,B16的T/NT值明显高于CT26和EMT6(P=0.029,P=0.001),而后两者差别无统计学意义(P=0.437)。放射治疗后①B16移植瘤对照组、小剂量照射组和大剂量照射组的T/N_ratio分别为2.56±1.70、1.99±0.65和1.60±0.72,V_ratio分别为3.40±0.62、1.48±0.27和1.06±1.00；小剂量组、大剂量组T/NT变化值较对照组升高幅度小,但差别未达统计学显著水平(P=0.613,P=0.415),而两照射组V变化值较对照组均有统计学差异(P=0.008,P=0.003)②CT26移植瘤相应三组T/N_ratio分别为0.86±0.16、0.64±0.25和0.40±0.08,V ratio分别为5.37±3.35、0.86±0.11和0.63±0.43；小剂量组T/NT变化值及V变化值较对照组差别未达显著水平(P=0.272,P=0.142),而大剂量组两者变化值较对照组均有显著差异(P=0.013,P=0.007)。③EMT6移植瘤对照组肿瘤坏死严重,三组T/N_ratio分别为0.11±0.01、0.25±0.11和0.37±0.10,V_ratio分别为4.78±0.98、1.15±0.27和1.15±0.19；小剂量组T/NT变化值较对照组差别未见统计学意义(P=0.446),而V变化值两组比较具有统计学差异(P=0.003),大剂量组两者变化值较对照组均有统计学差异(P=0.011,P=0.003),但是由于对照组肿瘤坏死严重,FDG摄取值较照射组下降明显。乳腺癌细胞坏死严重,不能进行免疫组化指标计数,故不对其进行免疫组化指标分析。①放疗前免疫组化结果,B16的HIF-1a、PCNA的阳性表达率均高于CT26(P=0.039,P=0.047),而B16的MVD明显低于CT26(P=0.007)。B16与CT26的T/NT值与HIF-1a阳性表达率具有相关性(r=0.765,P=0.045；r=0.772,P=0.042)；与PCNA阳性表达率具有相关性(r=0.955,P=0.01；r=0.875,P=0.035),与MVD不具有相关性(r=-0.109,P=0.816；r=0.418,P=0.351)。②放疗后两种细胞系移植瘤对照组、小剂量照射组和大剂量照射组的T/NT值仍与PCNA、HIF-1a的表达呈正相关性,与MVD不具有相关性。结论1.不同放射敏感性肿瘤放疗前FDG摄取不同,利用治疗前18F-FDG PET-CT可以初步预测肿瘤放疗敏感性及疗效。2.放疗比较敏感的肿瘤放疗后18F-FDG摄取值降低更明显,体积缩小,生长延缓明显,放疗后18F-FDG PET-CT显像变化可反映肿瘤治疗的效果,可根据放疗后摄取值的变化判断肿瘤放疗的敏感性及调整治疗方案。3.即使同一种细胞系,当采用不同的照射模式及剂量时,FDG摄取的变化有可能不同,并且与放疗的疗效相关,可以据此调整放疗方案,以提高放疗的疗效。4.肿瘤的乏氧、增殖影响肿瘤18F-FDG摄取,可能是18F-FDG PET-CT能够预测和判断肿瘤放疗效果及敏感性的原因。