18F-PSMA-1007 PET/CT 與 18F-FDG PET/CT 對前列腺癌骨轉移的診斷價值比較

丁婷婷, 郝珊瑚, 王治國, 張文文, 張國旭

(北部戰區總醫院核醫學科, 遼寧 沈陽 110016)

前列腺癌是指發生在前列腺的上皮性惡性腫瘤。按世界衛生組織2018年統計,在世界范圍內,前列腺癌發病率在男性所有惡性腫瘤中位居第二[1]。我國前列腺癌新發病例中確診為臨床局限型患者的比例僅占30%,余者均為局部晚期或遠處轉移,這些患者無法接受根治性治療且預后較差[2]。如何在早期發現前列腺癌并判斷前列腺癌的惡性程度,尤其是在術前對前列腺癌的臨床分期、遠處轉移尤其是骨轉移進行診斷,對確定患者的個性化診療方案、改善預后、提高生存質量有重要的臨床意義。目前尚缺乏有效的評估手段。

18F-脫氧葡萄糖(FDG)是目前應用較廣泛的腫瘤正電子發射斷層顯像/計算機體層攝影(PET/CT)顯像劑,然而前列腺癌原發灶及轉移灶對前列腺特異性膜抗原(PSMA)的攝取值高于18F-FDG,靶本比值高[3]。PSMA稱為谷氨酸羧肽酶Ⅱ(GCP)[4]、N-乙酰基-L天冬酰胺-L-谷氨酸肽酶(NAALADase Ⅰ)及葉酸水解酶(FOLH1),于1987年在轉移性前列腺癌細胞系中發現[5]。PSMA在低分化、激素難治性和轉移性前列腺癌中高表達[6]。PSMA是前列腺癌的特異性靶點,對前列腺癌診斷及治療具有極高的特異性,2012年PSMA分子探針首次成功用于前列腺癌患者的PET/CT顯像[7],顯像機制主要是其在前列腺癌細胞膜表面高表達。PSMA并非局限于前列腺癌的臨床應用,研究證實PSMA在炎癥新生血管的內皮細胞廣泛表達[8],在其他腫瘤新生血管中也存在表達[9-10]。王道英等[11]研究證實,18F-PSMA-1007 PET/CT對于前列腺癌病灶及淋巴結轉移灶的檢出率均高于18F-FDG PET/CT。

本研究回顧性分析2020年12月至2022年12月北部戰區總醫院核醫學科收治的30例男性前列腺癌患者的臨床資料,比較18F-PSMA-1007 PET/CT、18F-FDG PET/CT對前列腺癌骨轉移診斷的差異。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

回顧性分析2020年12月至2022年12月北部戰區總醫院核醫學科收治的30例男性前列腺癌患者的臨床資料,年齡55～89歲,平均年齡(71.80±9.27)歲。納入標準: ① 經病理穿刺活檢確診為前列腺癌且未經任何治療者;② 患者分別完成18F-PSMA-1007 PET/CT和18F-FDG PET/CT顯像檢查,且兩項檢查間隔時間不超過2周;③ 患者狀態良好,影像資料齊全,同期收集患者Gleason評分和行PET/CT檢查前1個月內的血清前列腺特異性抗原(PSA)水平;④ 未合并其他惡性腫瘤或肝腎疾病者。本研究經醫院倫理委員會批準(倫理號YL2021-07),所有患者均簽署知情同意書。本研究符合2013年修訂的《赫爾辛基宣言》的要求。

排除標準: ① 肝腎功能不全者;② 無法獲得手術、病理結果;③ 合并骨病或其他惡性病變者;④ 患者拒絕配合檢查或檢查前已進行治療。

1.2 圖像采集

所有患者先行18F-PSMA-1007 PET/CT顯像,然后行18F-FDG PET/CT顯像。兩種顯像掃描儀均采用美國GE Discovery 710.PET/CT,18F同位素由美國GE公司醫用回旋加速器制備,PSMA-1007、FDG由德國ABX公司提供,放射化學純度均>95%。

1.2.118F-PSMA-1007 PET/CT顯像 低劑量CT掃描管電壓為120 kV,自動管電流為180～300 mA,厚度為3.75 mm,層間隔為3.27 mm,采集的矩陣為512×512,螺距為1.375。PET掃描前,按體質量靜脈注射18F-PSMA-1007 0.12～0.15 mCi/kg,藥物注射1 h后行PET/CT掃描。患者將雙手向上舉起,雙手臂貼近耳部,呼吸平穩,進行體部掃描,體部采集時間為3 min/床位;后將雙手放下貼近身體兩側,進行頭部掃描,頭部采集時間為5 min/床位,完成全身PET掃描,共8～9個床位,采用衰減校正及迭代法對PET圖像進行重建,形成冠狀、橫斷、矢狀面圖像及三維投影圖像。

1.2.218F-FDG PET/CT顯像 低劑量CT掃描管電壓為120 kV,管電流為80 mA,厚度為3.75 mm,層間隔為3.27 mm,采集的矩陣為192×192,螺距為1.375。注射顯像劑前,患者常規禁食6 h以上,血糖<6.7 mmol/L。PET掃描前,按體質量靜脈注射18F-FDG 0.12～0.15 mCi/kg,藥物注射50 min后行PET/CT掃描。患者將雙手向上舉起,雙手臂貼近耳部,呼吸平穩,進行體部掃描,體部采集時間為2 min/床位;后將雙手放下貼近身體兩側,進行頭部掃描,頭部采集時間為5 min/床位,完成全身PET掃描,共8～9個床位,采用衰減校正及迭代法對PET圖像進行重建,形成冠狀、橫斷、矢狀面圖像及三維投影圖像。

1.3 圖像分析

18F-PSMA-1007 PET/CT和18F-FDG PET/CT顯像的檢查結果均由2名經驗豐富的核醫學科醫師獨立閱片,其中1名為副高職稱以上,對圖像進行雙盲診斷,意見不統一時科室集體討論達成一致。PET圖像上前列腺內見結節狀或團塊狀放射性異常濃聚灶,CT圖像上存在形態學改變則可確定為陽性病灶;PET圖像上骨病灶尤其是中軸骨出現放射性攝取異常增高灶,可為孤立性、多發性或廣泛性分布,同機CT掃描伴成骨性或溶骨性骨質改變,則確定為陽性病灶。采用感興趣區方法對腫瘤放射性攝取進行半定量分析,結果以最大標準攝取值(SUVmax)表示。

1.4 組織學檢查

以前列腺病灶穿刺活檢或根治性前列腺癌切除術標本的病理診斷結果為金標準。病理結果由經驗豐富的病理醫師報告,按照國際泌尿病理學協會組織病理學檢查(ISUP)2014 Gleason評分指南進行。

1.5 統計學方法

應用SPSS 22.0軟件、R語言和易侕軟件進行數據分析,計數資料以例數和百分數表示,組間比較采用配對χ2檢驗。采用加權Kappa檢驗分析2名醫師診斷結果的一致性,Kappa系數>0.80為一致性好,0.61～0.80為一致性較好,0.41～0.60為一致性中等。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 患者的一般臨床特征

30例患者中經前列腺穿刺活檢病理證實22例,手術切除后病理證實8例。30例前列腺癌患者的血清PSA值變化差異較大(5.20～207.00 ng/mL),平均值為(39.56±46.42)ng/mL。Gleason評分:6分4例(13.33%),7分19例(63.33%),8分3例(10.00%),9分4例(13.33%)。前列腺癌骨轉移共計185個病灶,其中骨盆44個,脊柱41個,胸骨5個,肋骨60個,四肢骨35個。未出現排尿改變7例(23.60%),單獨出現排尿困難10例(33.33%),排尿困難、血尿同時出現2例(6.67%),排尿困難、血尿、尿失禁同時出現11例(36.70%)。前列腺癌病理類型表現為腺癌27例(90.00%),鱗狀細胞癌2例(6.70%),移行癌1例(3.30%)。

2.2 兩種顯像方法對前列腺癌原發病灶、骨轉移灶診斷效能的比較

經病理、其他檢查(包括超聲、CT、MR、全身骨掃描等)手段及后期臨床隨訪綜合評估,最終確定陽性病灶215個,其中前列腺癌原發病灶30個,骨轉移灶185個,陰性(即良性的)病灶10個。在18F-PSMA-1007 PET/CT中,30例患者共發現真陽性病灶205個(前列腺病灶29個、骨轉移病灶176個),真陰性病灶7個(前列腺病灶1個、骨轉移病灶6個);經過隨訪發現3個骨轉移病灶為假陽性,10個骨轉移病灶為假陰性。18F-FDG PET/CT中發現真陽性病灶180個(前列腺病灶26個、骨轉移病灶154個),真陰性病灶4個(骨轉移灶4個);經過隨訪發現6個病灶(前列腺病灶2個、骨轉移灶4個)為假陽性,35個病灶(前列腺病灶2個、骨轉移灶33個)為假陰性。18F-PSMA-1007 PET/CT顯像對于前列腺癌骨轉移灶的診斷效能均高于18F-FDG PET/CT顯像,在敏感度和陰性預測值方面的差異均有統計學意義(P<0.05),見表1。兩種方法檢查同一患者的典型圖像見圖1。

患者,男,64歲,Gleason評分7分,PSA為11.75 ng/mL。A:18F-PSMA-1007 PET/CT顯像提示前列腺體積增大,前列腺中央部及雙側外周帶區PSMA攝取異常濃聚,SUVmax為11.7;B:18F-FDG PET/CT顯像提示前列腺左側外周帶區FDG攝取異常濃聚,SUVmax為5.3;C:18F-PSMA-1007 PET/CT顯像提示胸椎椎體多發放射性攝取增高灶,SUVmax為9.0;D:18F-FDG PET/CT顯示胸椎椎體放射性攝取未見異常圖1 18F-PSMA-1007 PET/CT及18F-FDG PET/CT顯像

表1 兩種檢查方法對前列腺癌骨轉移灶檢出的診斷效能比較

2.3 兩種顯像方法對前列腺癌原發病灶、骨轉移灶的診斷價值比較

將18F-PSMA-1007 PET/CT前列腺癌原發病灶、骨轉移灶SUVmax值進行ROC曲線分析,曲線下面積分別為0.88、0.96,其SUVmax最佳截斷值為6.4、4.3。將18F-FDG PET/CT前列腺癌原發灶、骨轉移病灶SUVmax值進行ROC曲線分析,曲線下面積為0.81、0.93,其SUVmax最佳截斷值為5.5、4.9。見圖2。

圖2 18F-PSMA-1007 PET/CT和18F-FDG PET/CT前列腺癌原發灶(A)及骨轉移灶(B)SUVmax的ROC曲線

2.4 一致性分析

兩名醫師單獨對18F-PSMA-1007 PET/CT顯像診斷前列腺癌原發病灶Kappa系數為0.69(P<0.05),對18F-PSMA-1007 PET/CT顯像診斷骨轉移病灶Kappa系數為0.45(P<0.05)。

3 討論

本研究結果顯示18F-PSMA-1007 PET/CT顯像對于前列腺癌骨轉移灶的診斷效能均高于18F-FDG PET/CT顯像,兩者在敏感度、陰性預測值、診斷符合率的差異均有統計學意義,18F-PSMA-1007 PET/CT顯像更易發現多發骨轉移病灶。這與王道英等[11]、王淼等[12]、李曾等[13]研究結果類似。這可能由以下原因解釋:首先,PSMA是一種Ⅱ型跨膜結合的糖蛋白,天然存在于前列腺上皮細胞中,在前列腺癌細胞中高表達100～1 000倍[14]。其次,PSMA基因位于11號染色體的短臂上,這是前列腺癌中不常見的缺失區域,當前列腺癌發生惡性轉化時,PSMA表達增加[15-18]。該分子具有獨特的三部分結構,包括一個胞外區(707個氨基酸)、一個跨膜區(24個氨基酸)和一個胞內區(19個氨基酸)。由于95%的分子是胞外分子,PSMA很容易與抗體或低分子配體結合[19-20]。PSMA在前列腺癌細胞(原發性腫瘤和轉移瘤)過表達,在良性前列腺組織中低表達,因而18F-PSMA-1007 PET/CT成為檢測和定位前列腺癌的有前景的技術。

將18F-PSMA-1007 PET/CT前列腺癌原發病灶、骨轉移灶SUVmax值進行ROC曲線分析,曲線下面積分別為0.88、0.96,其SUVmax最佳截斷值為6.4、4.3。將18F-FDG PET/CT前列腺癌原發灶、骨轉移病灶SUVmax值進行ROC曲線分析,曲線下面積為0.81、0.93,其SUVmax最佳截斷值為5.5、4.9。另外,本研究中兩名醫師單獨對18F-PSMA-1007 PET/CT顯像診斷前列腺癌原發病灶Kappa系數為0.69,診斷骨轉移病灶Kappa系數為0.45(P均<0.05),結果說明兩名醫師對18F-PSMA-1007 PET/CT的診斷一致性較好。以上結果提示18F-PSMA-1007 PET/CT在前列腺癌病灶及骨轉移灶中的診斷價值優于18F-FDG PET/CT。這與王一寧等[21]研究顯示的68Ga-PSMA PET/CT在前列腺癌中的應用較18F-FDG PET/CT更有優勢的結果一致。但本研究中18F-PSMA-1007 PET/CT依然存在假陽性3例,如骨骼炎癥與退行性變等,部分前列腺癌或骨轉移病灶存在18F-PSMA-1007 PET/CT低攝取或不攝取的情況,導致結果判斷為假陰性10例,需結合MR、PET-MR或其他檢查及臨床隨訪進一步驗證。2020年歐洲泌尿外科學會(European Association of Urology,EAU)[22]指南已經推薦將PSMA-PET/CT應用于前列腺癌術后生化復發患者(強推薦)。此外也推薦對于PSA持續大于0.2 ng/mL的前列腺癌患者,需提供PSMA-PET/CT掃描以排除轉移性疾病(弱推薦)。Tsechelidis等[23]研究證實PSMA PET/CT對于遠處病變檢測以及CT或骨掃描中可疑或未確定病變的確診起著至關重要的作用。

本研究用兩種不同顯像劑對同一患者顯像進行對照研究,結果表明18F-PSMA-1007 PET/CT更具有診斷優勢。18F-PSMA-1007 PET/CT顯像很大程度上降低了漏診率,彌補了18F-FDG PET/CT診斷的假陰性缺點。研究表明PSMA-1007主要經膽道系統排泄,膀胱低攝取是其主要顯像優勢[23]。18F標記較傳統68Ga標記的PSMA顯像劑而言,具有更長的半衰期,更有利于放射性藥物的儲存、運輸且具有延遲顯像、空間分辨率高、腫瘤細胞攝取高等優點。因此,結合既往研究及本研究結果,18F-PSMA-1007 PET/CT是原發性前列腺癌骨轉移良好的診斷工具,對前列腺骨轉移診斷的特異度及準確性均高于18F-FDG PET/CT。本研究納入標準較嚴格,患者需同期行兩種檢查,兩種檢查間隔時間不能過長,而且每例患者均要求臨床資料完整,導致樣本數量較少,所得結論仍然需要進一步探索研究。