18F-FDG PET-CT在肺結核診斷中的研究進展

韓 雪 李亞明 李雪娜

(中國醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院核醫(yī)學科，沈陽 110001)

結核病一直是發(fā)展中國家成年人的主要死因。中國是世界上結核病負擔最重的國家之一，肺結核結節(jié)在臨床上越來越多見。18F-脫氧葡萄糖(fluorine-18 fluorodeoxyglucose，18F-FDG)正電子發(fā)射計算機體層顯像(positron emission tomography/computed tomography，PET-CT)檢查在腫瘤患者的診斷及治療等方面已得到越來越多的應用［1］。18F-FDG不是腫瘤特異性的示蹤劑，一些良性病變，尤其是與感染或炎性反應有關的病變，對葡萄糖的攝取與代謝也增高［2-4］。18F-FDG PET-CT顯像肺結核病灶呈陽性表現(xiàn)是肺結節(jié)良惡性鑒別診斷中最常遇到的問題［5-7］。

1 PET-CT 的成像原理［8］

PET是一種探測放射性核素標記的示蹤劑在體內分布定量信息的無創(chuàng)檢查方法。它通過探測器接收正電子核素在體內發(fā)生湮滅時發(fā)出的方向相反和能量相等的γ光子，再經計算機重建成像，從而得到體內示蹤劑分布圖像。目前用于PET的正電子發(fā)射性核素有11C、13N、15O、18F等。早在 1931年 Warburg等首先報道惡性腫瘤組織中普遍存在腫瘤細胞分裂增生加快，腫瘤細胞內的葡萄糖及氨基酸代謝率明顯增加，代謝水平明顯高于正常細胞，這一結論現(xiàn)已被體外及活體實驗所證實。葡萄糖轉運蛋白將葡萄糖轉運到細胞內。惡性腫瘤細胞有一個重要的生物學特性:由于腫瘤細胞表面的葡萄糖轉運蛋白數(shù)量增加，細胞內促進糖分解的己糖激酶和磷酸果糖激酶水平提高，腫瘤細胞葡萄糖代謝率提高。18F-FDG是葡萄糖類似物，具有和葡萄糖相同的進入細胞途徑和方式，在己糖激酶的作用下被磷酸化生成6-磷酸-FDG，由于腫瘤細胞中缺乏磷酸酶，18F-FDG難以參與進一步代謝而被滯留在細胞內，并隨時間在腫瘤細胞內明顯積聚，病灶部位呈放射性濃聚影像，且濃聚程度與細胞內葡萄糖的代謝水平高低呈正相關，這就是PET顯像的分子生物學基礎。

近年來發(fā)展起來的多功能分子成像系統(tǒng)PETCT，集合了PET和CT的優(yōu)點，同時彌補了CT定性困難和PET對病灶進行精確定位困難、圖像分辨率差的缺陷，實現(xiàn)了解剖結構信息與代謝信息的同機融合影像，不僅對病灶進行定性，同時還給病灶進行定位，極大地提高了診斷效能和準確性，為確定治療方案提供決策依據(jù)，還能為手術、放療提供精確的生物靶區(qū)定位信息，具有極高的診斷效能和臨床應用價值。

2 肺結核的基本病理變化

結核桿菌在機體內引起的病變屬于特殊性炎性反應，結核病的病理變化雖具有一般炎性反應的滲出、壞死和增生多種基本變化［9］，但其特殊性的變化往往同時存在，而且可互相轉化。結核病的典型病理改變主要為結核結節(jié)、干酪樣壞死伴空洞形成。

1)結核結節(jié)形成的機制為淋巴細胞的致敏和細胞吞噬作用的增強［9］，當被結核菌致敏的淋巴細胞再次遇到結核菌時，即釋放出一系列的淋巴因子包括巨噬細胞移動抑制因子、巨噬細胞激活因子等，使巨噬細胞聚集在細菌周圍，吞噬并殺滅細菌，并變?yōu)樯掀ぜ毎屠蕽h斯巨細胞，最終形成結核結節(jié)，使病變局限化。

2)干酪樣壞死形成的機制主要為結核菌中含有大量蛋白分解酶，同時也含有作為其抑制劑的多量脂質。其次是結核菌及其代謝產物對機體產生變態(tài)反應，具有變態(tài)反應的人再次接觸結核菌時，致敏的淋巴細胞就釋放出炎性因子、淋巴細胞毒等，使局部病灶出現(xiàn)滲出炎性反應，并導致干酪樣壞死。

3)空洞形成的機制主要為肺內干酪性壞死灶經由支氣管引流所致，肺結核空洞病變的形成通常認為與感染細菌數(shù)、毒力及機體免疫力有關［10］，近年來研究［11］顯示空洞病變的形成還可能與基因變異有關。典型的空洞壁分層，內層為干酪樣壞死物質，中層為結核性肉芽組織，外層為纖維組織。

318 F-FDG(18F-FDG)PET-CT在肺結核診斷中的進展

PET-CT顯像與結核活動性有關。國外曾報道［12］24例炎性感染性疾病攝取18F-FDG的病例，得出了PET-CT顯像有利于檢查各種各樣的微生物感染，以及估價病灶的活性。

葡萄糖轉運蛋白(facilitative glucose transporter，Glut)是介導細胞葡萄糖攝取的主要載體，其中葡萄糖轉運蛋白-1(Glut-1)、葡萄糖轉運蛋白-3(Glut-3)與葡萄糖有較高的親和性，與代謝密切相關［13］。研究顯示Glut-1、Glut-3大都在巨噬細胞、淋巴細胞、粒細胞等炎性反應細胞膜及細胞核表達，這些炎性反應細胞代謝旺盛，對葡萄糖需求增高，因而表達Glut-1、Glut-3增多，轉移葡萄糖效率增加，從而攝取更多18FFDG，最終導致部分肺結核等良性病變 PET顯影［14-15］。肺結核病灶含有大量的類上皮細胞、淋巴細胞核朗格漢斯細胞，因此18F-FDG攝取可以很高［16］。吳濤等［17］報道15例PET-CT假陽性的肺結核患者(SUV＞2.5)均處于結核活動期，病例切片顯示病變內有大量未分化成纖維細胞、巨噬細胞、中性粒細胞浸潤。Goo等［3］報道了10例結核球，9例有18F-FDG攝取，作者認為結核18F-FDG攝取可作為結核活動的一個標志。趙軍等［18］回顧性分析了2 6例結核病患者的18F-FDG PET圖像，結果22例可見18F-FDG攝取，4例陳舊性肺結核患者未見18F-FDG攝取，作者認為18FFDG攝取與結核活動性有關。

結核病灶是否濃聚18F-FDG與PPD試驗值的大小有關［19］。PPD試驗是用來檢查機體對結核桿菌抗原過敏反應強弱的指標。機體對PPD的反應是TD(CD4+)細胞介導的Ⅳ型(遲發(fā)型)變態(tài)反應。當PPD值高時，過敏反應強，肉芽腫性病變濃聚18F-FDG增多;當PPD值低時，過敏反應弱，肉芽腫性病變濃聚18FFDG較少。所以結核病灶濃聚18F-FDG與PPD有關。

Kim等［20］用雙時相FDG PET顯像對肺結核病變進行研究發(fā)現(xiàn):ΔSUVmax［ΔSUVmax=(SUVmaxD —SUVmaxE)×100%］。在活動性結核中高于非活動性結核，并且有統(tǒng)計學意義。作者認為ΔSUVmax是預測結核活動性的一個潛在指標。趙軍等［21］也報道，雙時相顯像時，結核及炎性肉芽腫延遲顯像SUV可增加，且增加幅度可類似惡性病變。但這造成了與惡性腫瘤鑒別困難。因18F-FDG是一種非特異性的示蹤劑，研究人員試圖使用其他示蹤劑，以提高PET-CT對肺結節(jié)良惡性鑒別診斷的準確性。磁共振波譜分析實驗表明:腫瘤細胞中的卵磷脂含量增高，與腫瘤細胞比較，正常組織的膽堿代謝水平較低，甚至很難探測到;而卵磷脂的前體是膽堿，表明腫瘤組織的膽堿需求量增加，這為腫瘤的膽堿PET顯像提供了理論基礎［22-23］。Toshihiko 等［24］應用18F-FDG 和11C-Choline聯(lián)合顯像，對肺癌和肺結核進行研究發(fā)現(xiàn):當結節(jié)直徑＞1.5cm時，肺癌18F-FDG及11C-Choline的SUV均高，肺結核18F-FDG的 SUV高而11C-Choline的 SUV低，因此，當18F-FDG和膽堿的SUV都高時，肺癌的可能性大;當18F-FDG的SUV高而膽堿的SUV低時，結核可能性大。18F-FLT是胸腺嘧啶核苷的衍生物，能夠反映腫瘤增生特性，可用于腫瘤良惡性的鑒別診斷。國內的研究表明:18F-FDG聯(lián)合18F-FLT應用，可以提高肺結節(jié)良惡性鑒別的準確率［25-28］。國外一些研究也表明，18F-FLT從細胞增生代謝的角度可以增加PET腫瘤顯像的特異性［29］，有助于炎性反應和腫瘤的鑒別，從而對臨床診治決策提供更好的指導和幫助［30］。但是，目前國內外研究較少并存在爭議［31］。

4 LPO與SOD的測定對肺結核診斷中的作用

脂質過氧化物(Lipoperoxide，LPO)是自由基損傷機體的產物，在一定程度上反映了體內自由基的多少。超氧化物歧化酶(superoxidase dismutase，SOD)是人體天然的自由基清除酶，反映了體內抗自由基的能力。胡系偉等［32］對95例肺癌及肺結核患者血中LPO及SOD水平進行了測定。肺癌組患者血中SOD水平較正常水平明顯下降，而LPO則增高。肺結核組患者血中SOD水平與LPO水平均較正常明顯增高。同時肺結核組血中SOD水平與LPO水平均較肺癌組明顯升高，作者認為肺結核與肺癌患者SOD與LPO水平反應的不一致，可能是因為SOD與LPO參與不同疾病的發(fā)病機制不一樣所致，在肺結核時，氧自由基主要是為了殺滅入侵的病原菌，同時由于反應過度也可能產生組織損傷這一不良反應。劉金偉等［33］對60例肺癌及肺結核患者BALF中的SOD濃度進行測定，研究表明兩者SOD含量濃度存在差異，肺結核患者淋巴細胞內SOD含量濃度明顯高于肺癌患者，并且SOD濃度含量在不同病程的肺結核也各不相同，其SOD水平隨肺結核病情變化而變化，可見SOD不僅能反應疾病的類型對病變良惡性進行鑒別，也能反應疾病的嚴重程度。迄今為止，已從哺乳動物體內分離出3種SOD:銅/鋅超氧化物歧化酶(Cu/Zn-SOD)、錳超氧化物歧化酶(Mn-SOD)及鐵超氧化物歧化酶(Fe-SOD)，各自具有不同的生物化學及分子特性。其中Cu/Zn-SOD是一類含有Cu及Zn原子的二聚體，存在于特定細胞的基質內，約占SOD含量的90%［34］。

5 結語

綜上所述，近年來應用18F-FDG PET-CT對肺結核的活動性判斷及肺部病變良惡性鑒別雖取得進展，但由于示蹤劑18F-FDG的非特異性，在臨床上應用18FFDG PET-CT診斷肺結核及病變良惡性鑒別仍有局限性。而結核結節(jié)與惡性腫瘤的鑒別診斷對于指導臨床治療又起著至關重要的作用，會大大改善惡性腫瘤患者的預后以及減少肺結核患者因手術帶來的痛苦，并且避免醫(yī)療資源的浪費。應從肺結核的組織病理學方面入手對其進行深入研究，為其在臨床中的應用提供更多依據(jù)，使18F-FDG PET-CT在肺部病變良惡性鑒別診斷中擁有更廣闊的前景。

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