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目的:胰腺癌恶性程度高,发病率在国内、外均呈上升趋势。其5年生存率低于5%,位居美国恶性肿瘤死亡率的第四位。近年来在我国,特别是在经济较发达的地区,如上海市胰腺癌的发病率也明显增加,据统计,中国胰腺癌患者占世界总数的15.68%,发病率和死亡率均居恶性肿瘤前十位。目前并不缺乏对胰腺癌的影像诊断手段,例如MRI、MDCT、18F-FDG PET-CT、内镜超声、腹部超声、腹腔镜等都是常用的诊断方法。上述诊断方法在胰腺癌诊断及临床分期具有重要的应用价值。多年来PET在肿瘤的诊断、分期及预测预后方面起着重要作用,但对于在胰腺癌方面的作用尚未达成共识。PET/CT显像剂的种类较多,而临床上广泛使用的是18F-FDG。对于鉴别诊断上,18F-FDG PET-CT有时还不能区分胰腺癌与慢性炎症病灶。当前,对使用18F-FDG PET/CT对胰腺癌远处转移的诊断价值认识并未统一。胰腺癌诊治指南(2014)认为胰腺CT是疑有胰腺肿瘤病人的首选影像学检查,18F-FDG PET/CT不可替代胰腺CT或MRI,只能作为补充诊断手段。但是,当患者存在以下情况时,可以使用其进行诊断,如:患者原发病灶体积较大,怀疑淋巴结出现转移以及血清CA19-9增高。正电子显像剂如18F-FCH,属于胆碱类显像剂,在脑瘤、肺癌、食管癌、结肠癌以及前列腺癌等恶性肿瘤中的诊断已取得了良好的效果。目前关于18F-FCH在动物及人体内分布特点及PET/CT是否能用于胰腺癌良恶性鉴别、诊断淋巴结转移及远处转移的研究不多,因此本研究拟进行18F-FDG及18F-FCH的胰腺癌PET/CT显像的动物实验与临床研究,以评价18F-FDG及18F-FCH PET/CT显像对胰腺癌的诊断效能。研究拟分为三部分:一、研究建立胰腺癌动物模型,以便于进行18F-FDG及18F-FCH PET/CT动物显像。拟以裸鼠为研究对象。在裸鼠皮下种植CFPAC-1人胰腺癌细胞,记录瘤体在裸鼠体内生长情况,处死裸鼠后制作肿瘤病理切片;二、进行18F-FCH在昆明小鼠、荷瘤裸鼠模型体内分布情况研究,并进行PET/CT显像。昆明小鼠尾静脉注射1 18F-FCH后于5、10、20、40、60、90min时处死,然后取脑、心、肝、肺、脾、肾、骨、肌肉、血液等组织,测定上述组织的每克百分注入活度(%ID/g)。尾静脉注射18F-FDG和18F-FCH后于10、60min处死裸鼠,取瘤体及心、肝、肺、脾、肾、骨、肌肉、血液等组织,研究18F-FDG和18F-FCH在荷瘤裸鼠体内的%ID/g;采用Simens Truepoint Biography 64 PET/CT仪进行18F-FDG、18F-FCH裸鼠模型显像,并评估各自在诊断胰腺癌中的作用;三、研究PET/CT正电子显像剂在胰腺癌患者显像中的应用。研究共选取118例疑似胰腺癌患者,治疗前首先进行PET/CT检查,以评价18F-FDG、18F-FCH对诊断胰腺癌的价值。资料和方法:一、动物模型创建。将人胰腺癌细胞株CFPAC-1细胞悬液注射至裸鼠皮下,裸鼠均为68周龄,体重约1518g,记录瘤体生长情况;4周后处死1只荷瘤裸鼠,取移植瘤瘤体制作病理切片,显微镜下观察瘤细胞。二、进行18F-FCH在昆明小鼠体内分布情况研究、18F--FDG、18F-FCH在荷瘤裸鼠体内的生物学分布及PET/CT显像研究。18F-FCH在昆明小鼠体内生物学分布研究:昆明小鼠24只,分为6组,每组4只,分别由尾静脉注入18F-FCH后于5、10、20、40、60、90min时处死,分离各脏器和肿瘤组织,计算各脏器和组织及血样的%ID/g。18F--FDG、18F-FCH在荷瘤裸鼠体内布研究:将24只荷瘤裸鼠随机按6只一组,分成4组,A1、A2、B1、B2组,尾静脉分别注射18F-FDG、18F-FCH后10min、60min处死,取瘤体及心、肝、肺、脾、肾、骨、肌肉、血液等组织,研究18F-FDG和18F-FCH在荷瘤裸鼠体内的%ID/g;荷瘤裸鼠PET/CT显像研究:将12只荷瘤裸鼠随机按每组6只,分成A、B两组,A组行18F-FDG PET/CT显像,B组行18F-FCH PET/CT显像,对比18F--FDG、18F-FCH裸鼠移植瘤显像情况。三、18F-FDG、18F-FCH PET/CT显像及血清CA19-9检测对胰腺癌诊断研究。(1)分析在2011年1月到2014年8月期间疑似胰腺癌的118例患者的PET/CT显像资料。共有118例患者进行了18F-FDG PET/CT显像,其中30例行18F-FDG PET/CT后短期(一周)内接受了18F–FCH PET/CT显像;(2)使用视觉、半定量分析法对所有PET/CT图像作相关分析并测定病灶及转移灶的最大SUV值;(3)统计18F-FDG、18F–FCH PET/CT对胰腺癌、淋巴结转移、远处转移诊断的灵敏度和特异性,以及对胰腺癌诊断的诊断效能进行分析;(4)对其中72例患者进行了血清CA19-9检测,研究血清CA19-9对胰腺癌诊断的价值。统计分析采用SPSS17.0进行t检验,P<0.05时,认为差异有显著性意义,诊断效能使用ROC曲线进行评价。结果:一、40只裸鼠移植瘤成功率为92.5%(37/40),皮下种植CFPAC-1人胰腺癌细胞后14天均长出瘤结节(直径约4mm),肿瘤自第3周后生长速度加快,21天肿瘤体积超过200 mm3,28天及35天后肿瘤长径分别约15mm和18mm。移植瘤初期为类圆形,之后逐渐变得不规则,呈结节融合状。切面呈灰白色,包膜完整,质地较硬,中心部分肿瘤组织液化坏死。组织切片见可见较多病理核分裂相,其内可见较丰富的血管,瘤灶中央可见片状坏死。二、18F-FCH在昆明小鼠体内生物学分布研究、18F--FDG、18F-FCH在荷瘤裸鼠体内的生物学分布及PET/CT显像研究。(1)18F-FCH在昆明小鼠体内的生物学分布情况:每克组织中18F-FCH百分摄入活度(%ID/g)由低到高依次为脾脏<胰腺<肝脏<肾脏,百分摄入活度最低的为肌肉、血液、心脏。(2)(1)18F-FCH及18F-FDG在荷瘤裸鼠体内的分布情况:1)18F-FCH组浓聚程度由低到高为:肿瘤<心脏<肌肉<肺<脾脏<肝脏<肾脏;18F-FDG组浓聚程度由低到高为:脾脏<肝脏<肾<肿瘤<心肌,浓聚程度较低的为血液和肌肉组织;2)18F-FDG组瘤体%ID/g明显高于18F-FCH组,差别有统计学意义(P值小于0.01);3)18F-FDG组和18F-FCH组在各器官或组织的%ID/g差别均有统计学意义(P值均小于0.01)。(2)18F--FDG、18F-FCH PET/CT显像:1)在PET/CT显像图上右腋下移植瘤对18F-FDG表现为高摄取,而对18F-FCH仅见少量摄取,测量18F-FDG、18F-FCH的SUVmax平均值分别约3.75、0.37,差异有统计学意义(P值小于0.01);2)通过18F-FDG PET/CT显像观察到裸鼠肝脏、肾脏、心脏组织内18F-FDG摄取较多;通过18F-FCH PET/CT显像观察到18F-FCH在裸鼠肾脏、肝脏、脾脏有较多分布,经检验差异有统计学意义(t值为6.636,9.391和6.182,P值均小于0.05)。三、(1)118例临床考虑胰腺癌或可疑胰腺癌患者中,共确诊胰腺癌67例。共84例表现为18F-FDG的高摄取,其中确诊胰腺癌65例(经病理或细胞学诊断31例,经影像学和临床诊断34例)。1例为淋巴瘤,3例为胰腺结核,1例胰岛细胞瘤,1例为自身免疫性胰腺炎,其余13例为胰腺炎症。34例患者PET/CT未见18F-FDG高摄取,包括胰腺癌两例(1例为胰头中分化腺癌,1例为胰尾部囊腺癌),其余32例均为良性病变,其中慢性胰腺炎症25例,胰腺囊肿7例;区域淋巴结、肝、腹膜、肺、肾上腺、骨骼转移患者依次为46例,12例,10例,3例,5例,8例,临床分期I期、II期、III期、IV期病例数依次为11例,26例,22例,8例。(2)18F–FDG PET/CT显像诊断胰腺癌的灵敏度、特异性、准确性分别为97.0%,62.7%,82.2%,阳性预测率为77.3%,阴性预测率为94.1%。胰腺癌与胰腺良性病变SUVmax值之间差异在统计学上有显著性意义,胰腺癌SUVmax值(4.56±1.50)高于胰腺良性病变SUVmax值(1.92±0.96),t=-11.486,p=0.001(双侧)。18F–FDG SUVmax的ROC曲线下面积为0.943,面积的标准误为0.017,面积的95%可信区间为(0.909 0.977)。SUVmax用于诊断胰腺癌有显著性意义(P=0.001)。根据本实验数据获得的ROC曲线发现,当SUVmax=2.4时,其敏感性和特异性分别为97.0%,62.7%。84例胰腺癌患者18F–FDG PET/CT显像阳性患者中,有30例患者在一周内接受了18F–FCH检查,其中除1例结核患者及4例慢性胰腺炎患者表现为18F–FCH的高摄取外,其余25例均为胰腺癌患者,胰腺原FDG高摄取灶均表现为相对放射性稀疏区。18F–FCH在正常胰腺组织内摄取呈均匀性浓聚,胰腺显影轮廓清晰,与周围组织分界明显,胰腺整体放射性浓聚程度略低于肝脏。67例胰腺癌患者,有37例行手术治疗并进行淋巴结清扫。其中25例经术后病理证实有淋巴结转移,18F–FDG PET/CT检查对胰腺癌淋巴结转移的灵敏度、特异性和准确性为36.0%,83.3%及51.4%。67例胰腺癌患者中,18F–FDG PET/CT发现肝转移12例,腹膜转移10例,肺转移3例,肾上腺转移5例,骨骼转移8例。30例行18F–FCH PET/CT检查患者中,有25例为胰腺癌患者,均未见胰腺原发灶及转移性淋巴结摄取18F–FCH。其中有8例患者随后接受手术治疗并进行淋巴结清扫,病理证实未见区域淋巴结转移。18F–FCH PET/CT显像特点为:在正常胰腺组织内摄取呈均匀性浓聚,胰腺显影轮廓清晰,与周围组织分界明显,胰腺整体放射性浓聚程度略低于肝脏。18F–FCH在体内放射性浓聚程度由大到小依次为肾脏>肝脏>胰腺>脾脏。不同于11C-Choline,18F–FCH在膀胱内有较多放射性分布。118例患者中共有72例患者进行了血清CA19-9检测,血清CA19-9在诊断胰腺癌的灵敏度、特异性、准确性分别为80.4%,51.9%,72.2%,阳性预测率74.51%,阴性预测率66.67%,胰腺癌与胰腺良性病变血清CA19-9测定值差异有显著性意义,胰腺癌血清CA19-9测定值(409.80±258.24)高于胰腺良性病变测定值(23.63±11.35),t=10.015,p=0.001(双侧)。联合应用18F–FDG PET/CT显像与血清CA19-9检测胰腺癌,可以提高诊断的灵敏度、特异性和准确性(84.4%,69.2%,76.4%)。结论:1.18F-FDG PET/CT在胰腺癌诊断18F–FDG PET/CT显像诊断胰腺癌的灵敏度、特异性、准确性分别为97.0%,62.7%,82.2%,阳性预测率为77.3%,阴性预测率为94.1%。18F-FDG PET/CT对区域淋巴结诊断的灵敏度较差,18F–FDG PET/CT检查胰腺癌淋巴结转移的灵敏度、特异性和准确性为36.0%,83.3%及51.4%。2.本实验表明18F–FCH在胰腺癌及其转移灶没有高摄取,而在胰腺正常组织中呈高摄取,18F–FCH PET/CT能清晰显示正常胰腺组织形态、轮廓及边界,提示病灶与正常胰腺组织胆碱代谢存在不同,配合18F–FDG PET/CT可从不同方面显示胰腺癌及其转移灶代谢特点,其效能有待于进一步研究。3.血清CA19-9在诊断胰腺癌的灵敏度、特异性、准确性分别为80.4%,51.9%,72.2%,阳性预测率74.51%,阴性预测率66.67%,胰腺癌患者血清CA19-9测定值高于胰腺良性病变患者血清CA19-9测定值。联合应用18F–FDG PET/CT显像与血清CA19-9检测,可以提高诊断的特异性和准确性。