PET/CT和PET/MRI成像在宮頸癌患者中應用的研究進展

龔 靜，孟元光

1首都醫科大學附屬北京安貞醫院 婦產科，北京 100029；2解放軍總醫院 婦產科，北京 100853

宮頸癌是全球范圍內女性發病率第4位的惡性腫瘤，全世界每年新增約520 000例宮頸癌(約265 000例死于該病)[1]。對于宮頸癌的診斷目前普遍采用術前臨床分期，國際婦產科聯盟(International Federation of Gynecology and Obstetrics，FIGO)分期側重于對宮頸原發病灶(T分期)的評估。而近年來隨著婦瘤專家對該病的認知不斷深入，淋巴結受累情況(N分期)和遠處轉移情況(M分期)逐漸被重視[2]；美國國立綜合癌癥網絡(National Comprehensive Cancer Network，NCCN)指南也推薦術前通過影像學檢查、淋巴結顯影等對臨床分期進行補充，以輔助手術和化、放療等臨床決策[3]。正電子發射計算機斷層顯像(positron emission tomography/computed tomography，PET/CT)和正電子發射計算機斷層顯像/核磁共振成像(positron emission tomography/magnetic resonance imaging，PET/MRI)作為多模態分子影像學檢查技術，分別整合了正電子發射體層顯像與CT和MRI成像技術，已廣泛應用于婦科腫瘤臨床實踐中[4]。本文通過總結近年來國內外相關研究成果，對PET/CT和PET/MRI成像在宮頸癌患者診斷、預后以及治療決策中的應用做一綜述。

1 PET/CT與PET/MRI的成像機制

傳統的影像學檢查技術諸如X線、超聲、CT和MRI等，均是通過區別機體內各器官組織的物理學特性(如組織的吸收、散射、質子密度等)或功能角度(如血流速度變化等)來進行解剖成像、診斷疾病。PET/CT與PET/MRI均是近年來研發并于臨床應用的多模態分子影像學檢查技術，能夠對細胞內糖代謝進行定性(與定量)采集，通過18F-fluorodeoxyglucose (FDG)示蹤劑在分子水平反映機體內的生理和病理狀態、進行無創檢查(顯像)[5]。18F-FDG是用18F標記的葡萄糖(示蹤劑)，通過葡萄糖轉運(GLUT)蛋白跨膜進入細胞內，但在細胞中不因參與糖酵解途徑而被分解；由于腫瘤細胞的代謝率(較機體正常細胞)明顯升高，因此存在更多的GLUT蛋白；加之腫瘤細胞通過厭氧分解葡萄糖供能，所以會增加對細胞外葡萄糖的需求，這就導致在檢查過程中腫瘤細胞可攝取更多的18F-FDG[6]。PET檢查通過利用18F-FDG正電子發射核素標記的示蹤作用，采用光電倍增管和光電轉換等技術原理采集人體組織的代謝圖，MRI或CT檢查能夠提供人體骨骼和軟組織的解剖結構圖，二者相融合便得到腫瘤患者全身組織的18F-FDG代謝顯像圖。由于細胞內集聚的18F-FDG與代謝活性成正比，故可通過計算其標準攝取值(standard uptake value，SUV)來進行量化分析；腫瘤細胞的高代謝活性會引起SUV值顯著增加，從而PET/CT或PET/MRI得以識別腫瘤原發灶、受累淋巴結和轉移灶[7]。

2 PET/CT與PET/MRI在宮頸癌診斷分期中的應用

宮頸癌病灶組織在發展過程中首先在局部生長，并逐漸向臨近器官侵犯，如陰道(穹窿)、膀胱、子宮體和直腸等組織，之后逐步向盆腔蔓延，淋巴轉移途徑依次累及盆腔淋巴結、腹主動脈旁淋巴結、甚至轉移至鎖骨上淋巴結[8]。臨床上最常使用的分期方法為FIGO分期和美國癌癥聯合會(American Joint Committee on Cancer)的TNM分期系統。宮頸癌FIGO分期結果由經驗豐富的婦瘤醫師專科查體獲得(T分期)，同時結合陰道鏡、膀胱鏡等內鏡檢查結果和各類影像學結果評估淋巴結受累(N分期)和遠處轉移(M分期)情況[9]。癌組織在生長最早期是病變組織分子和細胞水平的變化，常表現為代謝活性異常(這種改變甚至在發病數年前即可發生)，隨后出現功能異常、引起解剖學及形態學改變而表現出臨床癥狀。單獨采用盆腔CT或MRI成像檢查能夠提供機體的解剖學信息、評估宮旁和周圍侵犯以及區域淋巴結轉移等情況。然而當病灶/淋巴結直徑小于1 cm時，無論CT還是MRI的診斷效能均明顯下降；但當與PET顯像融合之后則會顯著提升。PET/CT或PET/MRI通過與正常宮頸組織(背景)對18F-FDG的標準攝取值對比來評估宮頸癌原發灶、淋巴受累和遠處轉移等情況[10-11]。Xin等[12]對45例腹部或盆腔腫瘤的患者進行了全身PET/CT與腹盆腔PET/MRI檢查，共發現66處病變，其中PET/CT發現63處，PET/MRI發現59處，二者無統計學差異。但在15例宮頸癌患者中，PET/MRI檢測出的病灶較PET/CT多3例。Grueneisen等[25]對27例宮頸癌病例PET/MRI檢查與分期研究結果顯示，T分期準確率為85.2%(23/27)，區域淋巴結轉移(N1分期)診斷的敏感度為80%(8/10)、特異度為100%(5/5)。此外，PET/CT與PET/MRI能夠為宮頸癌患者診斷和預后的影響因素提供相關信息，輔助臨床決策[13]。如淋巴結是否轉移并未納入FIGO分期，但病變分期越高，淋巴結受累的可能性越大，淋巴結的轉移往往提示患者的預后較差。術中切除淋巴結并進行病理檢查是確診和治療淋巴結轉移的方法，但切除淋巴結往往帶來很多的手術并發癥如淋巴囊腫、淋巴膿腫、淋巴瘺、淋巴回流障礙等，因此評估淋巴結狀態的非侵入性的方法更適合臨床應用。Kim等[14]對79例FIGO分期為ⅠB ～ⅣA的宮頸癌患者的研究表明，其中30例患者發生淋巴結轉移，553個淋巴結中59個存在轉移，PET/CT診斷淋巴結轉移的敏感度和特異性分別為44.1%和93.9%，而PET/MRI則分別為54.2%和92.7%。

3 PET/CT與PET/MRI在宮頸癌治療決策中的應用

宮頸癌的治療方案包括手術、放療、化療以及各種治療方法的聯合，手術治療適用于早期病例，而對于大多數期別的宮頸癌患者同期化放療是主要治療方案。外照射放療(external beam radiation therapy，EBRT)的相關研究顯示PET/CT或PET/MRI能夠為放療計劃的制訂提供幫助，如勾畫治療靶區、確定治療劑量以及根據盆腔淋巴結和腹主動脈旁淋巴結受累情況設定EBRT的輻照區域上限等。Haynes-Outlaw和Grigsby[15]報道，根據PET/CT圖像設計放療靶區(采用調強放療)，可以顯著減少膀胱、直腸等臨近器官的受照射劑量，保護正常組織。三維腔內后裝放療技術既可作為EBRT治療宮頸癌的重要輔助手段，也可單獨用于局部巨塊型宮頸癌(locally advanced cervical cancer，LACC)患者的治療以縮小原發病灶體積而利于實施后續手術；與CT和MRI成像定位手段相比，PET/CT或PET/MRI的優點在于不僅依靠解剖成像，還能依據腫瘤和正常組織的代謝程度制訂計劃。Grigsby[16]報道可以將PET/CT的代謝圖直接覆蓋在腔內施源器的CT圖像上進行劑量計算，并在治療過程中根據腫瘤組織代謝情況動態調整治療方案。

4 PET/CT與PET/MRI對療效和復發的評估

宮頸癌在治療后的效果與預后相關，PET/CT與PET/MRI可以在同期化放療后3 ～ 7個月評估治療效果并確定復查隨訪的時間間隔。Kidd等[17]研究了25例ⅠA ～Ⅳ期的宮頸癌患者治療后不同時間點(每4周)的療效情況，發現SUVmax值隨著治療/預處理而逐漸降低，其中5例在3個月之內復發，他們的SUVmax值在各時間點的檢查結果較其他病例明顯偏高。宮頸癌患者初始治療結束后＞6個月再次檢查發現腫瘤組織被認為是復發，文獻報道約1/3的LACC患者在初始治療后2年內復發[18]。Wong等[19]的研究提示PET/CT對診斷宮頸癌局部復發病灶的診斷靈敏度、特異度和準確度分別為82%、97%和92%，遠處轉移灶的診斷靈敏度、特異度和準確度分別為100%、90%和94%。Brandmaier等[20]對復發宮頸癌病例PET/MRI檢查的研究進一步驗證了SUVmax、SUVmean、ADCmin等對復發病灶的診斷價值以及SUV值和ADC值之間的相關性。

5 PET/CT與PET/MRI做宮頸癌診斷準確性比較

盡管目前仍缺乏PET/MRI相關的高級別循證醫學證據，但PET/MRI顯像較PET/CT顯像具有諸多優勢。1)PET/CT顯像技術中PET成像與CT成像次序完成，由于圖像采集過程中體位變動和生理活動而導致代謝圖(PET)和解剖圖(CT)在融合后出現較多“偽影”而影響診斷效能[21]。同機融合PET/MRI(西門子公司)很大程度上克服了這一缺陷，通過將PET檢查裝置嵌入至MR儀器中，實現兩種顯像技術同步采集圖像，因而能同時獲得解剖結構和功能代謝圖像，具有更精確發現病變位置、確定性質的能力，增加了診斷的可靠性。有研究指出與PET/CT和MRI比較，PET/MRI能夠增加放射科醫師正確診斷腫瘤復發的信心[22]。2)MRI改善了軟組織圖像成像質量，較CT能更好地顯示組織器官的解剖結構。Kitajima等[23]對30例宮頸癌患者同時實施了PET/CT和PET/MRI檢查，在對宮頸癌原發病灶的評估中，PET/MRI的診斷準確率(83.3%)高于PET/CT(53.3%)，并且PET/MRI對于腫瘤體積和宮旁、陰道、膀胱、盆壁等的評估能夠提供更多、更詳細的圖像信息。有研究對比了兩種檢查對宮頸癌、內膜癌和卵巢癌復發的診斷效能，結果發現PET/MRI診斷的敏感度高于PET/CT(P=0.041)[24]。3)PET/MRI通過磁共振的波譜、功能成像等技術可以提供PET/CT無法實現的功能成像，有助于定量分析診斷。Grueneisen等[25]發現宮頸癌的病理分化程度和腫瘤體積與SUVmax和ADC(apparent diffusion coefficient)值相關；Surov等[26]研究指出SUVmax、SUVmean、ADCmin和SUVmax/ADCmin值均是影響預后的指標。4)PET/MRI還克服了PET/CT檢查過程中受檢者需接受大劑量輻射的缺點，其輻射量較PET/CT檢查減少80%，因此PET/MRI對于青年患者、懷疑腫瘤(轉移)者、多次接受檢查者是更佳選擇[27]。

6 關于PET/CT與PET/MRI應用的幾點思考

應辯證地對待宮頸癌患者的影像學檢查結果，無論是PET/MRI成像還是PET/CT成像，其診斷效能與病理學檢查的“金標準”均存在一定差距，而圖像分析中采用的SUV值等并非客觀檢查值，其結果依靠閱片人勾畫感興趣靶區并通過轉換計算得來，臨床醫生應結合病史、查體和術中情況等綜合分析，進行臨床決策[28]。建議對宮頸癌的PET/CT或PET/MRI閱片和臨床決策均應由婦科腫瘤學醫師和核醫學科醫師共同會診得出，在交叉學科知識的應用部分應充分講解溝通，遇到可疑和分歧之處應反復討論進行決策；未來婦科腫瘤學的發展趨勢必然是通過多學科的融合與協作來提高對疾病的診治水平[29]，因此臨床醫師也應不斷學習、提高，將自身鍛造成“融合型”人才。PET/MRI對于宮頸癌等腫瘤的診斷價值仍需被大量研究驗證，并不斷挖掘出更多的附加價值；同時，關于PET/MRI閱片目前仍缺乏統一、詳細的規范，診斷符合率仍有待提高[30]。