18F-FDG的放射性标记、显像原理与临床研究进展

PET/CT是当今最先进的诊断技术之一,实现了解剖学影像与功能学影像的融合。¹⁸F-FDG是最为重要的正电子药物,其使用量占全部PET/CT显像的95%以上。FDG-PET已经广泛应用于诊断肿瘤、心脏病和癫痫等多种疾病。本文回顾了¹⁸F-FDG的发展历史,介绍了¹⁸F-FDG的制备与质量控制,分析了¹⁸F-FDG显像原理,阐述了FDG-PET等临床应用研究进展。     

18F-FDG PET/CT对恶性胸膜间皮瘤诊断及预后评估的价值

回顾性分析了本院2006年10月—2010年3月间19例临床怀疑胸膜间皮瘤患者的¹⁸F-FDG PET/CT图像,探讨¹⁸F-FDG PET/CT对恶性胸膜间皮瘤诊断及预后评估的价值。通过¹⁸F-FDG PET/CT显像获得最大标准摄取值（SUVmax）、摄取类型、临床分期、病理类型及血清中癌胚抗原（CEA）水平,对恶性胸膜间皮瘤进行准确诊断、术前分期及预后评估。所有患者扫描后分别经外科手术、穿刺活检、胸腔镜、胸水细胞学检查或纵隔镜等检查,以病理结果为金标准。结果显示,19例中17例经病理证实为恶性胸膜间皮瘤(PET/CT确诊16例,漏诊1例),2例良性病变（PET/CT确诊1例,误诊1例）。¹⁸F-FDG PET/CT显像判断胸膜间皮瘤的符合率为89%（17/19）,敏感度为94%（16/17）,假阴性率为6%（1/17）,特意度为50%（1/2）。恶性胸膜间皮瘤SUVmax（11.88±5.39）与良性组SUVmax（4.10±0.85）相比,其差异具有统计学意义（P=0.005 8,P＜0.01)。恶性胸膜间皮瘤病理包括上皮型、肉瘤型、混合型及非典型4种,在各不同病理类型间,非上皮型SUVmax（15.88±3.94）较上皮型（7.40±2.82）高,其差异具有统计学意义（t=4.56,P＜0.01)。在不同临床分期中,Ⅳ级SUVmax（19.83±3.57）较Ⅱ、Ⅲ分级患者放射性摄取明显增高,其差异具有统计学意义（F=7.69,P<0.01)。胸膜间皮瘤¹⁸F-FDG PET/CT显像中,病灶摄取类型可分为结节形、线形、环形及混合形4种,其中环形放射性摄取（SUVmax=16.63±4.51）与其他三种摄取类型（SUVmax=10.61±4.85）相比,其差异具有统计学意义(t=3.64,P＜0.01)。以血清中癌胚抗原（CEA）≥5 μg/L为标准,患者SUVmax(14.19±5.15)明显高于CEA＜5 μg/L组SUVmax(8.60±4.04),其差异具有统计学意义( t=2.39,P＜0.05)。以上结果提示,¹⁸F-FDG PET/CT对于恶性胸膜间皮瘤的诊断的敏感度较高;不同组织病理学类型中,上皮型预后好于其他类型;随着临床分期的进展,SUVmax递增,提示与肿瘤恶性程度加剧相关。不同类型¹⁸F-FDG PET/CT显像中,环形摄取类型常提示肿瘤恶性程度较高。血清中CEA升高,也提示肿瘤恶性程度增加,预后不良。综上所述,¹⁸F-FDG PET/CT显像在临床分期、疗效评价、监测复发及预后评估等方面将发挥重要作用。     

高效液相色谱法测定18F-FDG注射液中氨基聚醚含量

采用高效液相色谱法测定了¹⁸F-FDG注射液中氨基聚醚（K_2.2.2）的含量,并对流动相、流速、检测波长进行了选择,确定检测条件为：V（50 mmol/L乙酸铵）∶V（乙腈）=1∶1为流动相,流速为0.5 mL/min,检测波长210 nm,进样量为10 μL。K_2.2.2在 1～50 mg/L浓度范围内线性良好,线性回归方程：y=265 939.4x+7 490.7,相关系数γ=0.999,回收率为96.0%～100.3%,精密度小于3.5%。本方法回收率较高,精密度较小,样品用量少,可用于¹⁸F-FDG注射液中微量K_2.2.2的测定。     

18F-FDG PET/CT显像对心肌“缺血记忆”的分子机制研究

建立了不同程度的犬急性心肌缺血-再灌注模型。利用¹⁸F-FDG PET/CT动态心肌显像和实时定量PCR方法探讨了缺血心肌葡萄糖代谢改变（缺血记忆）和缺血程度的关系。将8只杂种犬随机分为球囊封堵20 min组（4只）和40 min组（4只）,在空腹状态下（禁食>12 h）行基础、缺血1 h和缺血24 h的¹⁸F-FDG PET/CT动态心肌显像以及⁹⁹Tc^m-MIBI SPECT心肌灌注显像。计算缺血区和非缺血区心肌的葡萄糖摄取率比值K。所有显像完成后处死实验犬并分别取缺血区、非缺血区心肌组织。应用实时定量PCR方法,测定葡萄糖转运体蛋白1、4（GLUT-1、GLUT-4）、心脏脂肪酸结合蛋白（H-FABP）基因的mRNA表达量。两组犬三次心肌灌注显像均未见异常。基础显像时,两组预封堵心肌与非缺血区心肌¹⁸F-FDG摄取率的比值K无明显差异;缺血1 h后,两组K值均增加,且40 min组高于20 min组;缺血24 h后,40 min组的K值仍高于基础状态,而20 min组的K值与基础状态下无明显差异。PCR结果示,两组非缺血心肌的GLUT-1、GLUT-4以及H-FABP基因mRNA表达量无明显差异,而缺血心肌的GLUT-1和GLUT-4基因mRNA表达量增加,H-FABP基因的mRNA表达量减低,且40 min组的改变较20 min组更为明显。以上结果提示,心肌缺血-再灌注后,缺血心肌对葡萄糖（¹⁸F-FDG）摄取增加的程度和持续时间（缺血记忆）与缺血的程度相关。     

(N-[18F]氟甲基)胆碱的半自动合成和无菌型炎症PET显像评价

通过对现有的合成模块进行改进,实现了(N-[¹⁸F]氟甲基)胆碱（¹⁸F-FCH）的半自动合成,并用其进行了无菌型炎症PET显像。以CH₂Br₂为前体,经过氟化反应制备甲基化试剂¹⁸FCH₂Br,在柱与N, N-二甲基乙醇胺进行反应,并经过Sep Pak tC18和Sep Pak CM小柱联用纯化的方法,得到放化纯度大于95%的¹⁸F-FCH注射液,放化产率为12%±2%（n=3,按¹⁸F^-计算,未校正）,放化合成时间为35 min。PET显像表明,肌肉注射0.2 mL松节油,4天后形成的炎症模型具有¹⁸F-FDG最高摄取,而¹⁸F-FCH在炎症处具有轻度的放射性浓聚,因此在¹⁸F-FCH肿瘤显像时应考虑炎症的可能性。     

肿瘤增殖显像剂18F－FLT的合成和标记

为制备肿瘤增殖显像剂3'-脱氧-3'-氟胸腺嘧啶脱氧核苷(3'-deoxy-3'-fluorothymidine, 18F-FLT),合成了标记前体3-N-t-叔丁氧羰基-1-[5'-O-(4, 4'-二甲氧基三苯甲基)-2'-脱氧-3'-O-(4-硝基苯磺酰基-β-1)-苏戊呋喃糖]胸腺嘧啶脱氧核苷(N-BOC-FLT)并进行了标记.标记前体和各步合成中间体均经红外、核磁共振和质谱确证;于120 ℃进行亲核氟化反应,标记率为(35.2±5.8)%(经校正,n=2),用TLC和HPLC检测其放化纯度(RCP)大于95%,可满足临床研究的要求.     

取代杯[6]芳烃的制备及在18F-FET制备中的应用

本工作制备了相转移催化剂取代杯[6]芳烃：对磺酸杯[6]芳烃和对叔丁基杯[6]芳烃,并以其为催化剂进行了¹⁸F-FET的制备。结果表明,对磺酸杯[6]芳烃作催化剂不仅能够催化FET前体的¹⁹F取代反应,而且能够催化FET前体对（对甲苯磺酸酯）乙基苯甲酰（BOC）氨基酸酯的¹⁸F标记反应,放化产率为11%。而对叔丁基杯[6]芳烃对催化FET前体的¹⁹F取代反应和¹⁸F的标记反应均没有催化活性。对磺酸杯[6]芳烃的催化作用可能与它的磺酸基参与络合反应,增大了杯[6]芳烃极性等因素有关。虽然对磺酸杯[6]芳烃催化FET前体的放化产率远低于Kryptofix 2.2.2,但该研究对优化条件找出更好的取代杯[6]芳烃催化剂具有重要的指导意义。     

PET显像剂18F-FLT的合成条件优化

以MTR-Nos-Boc-LT（3-N-Boc-5-DMTr-3-Nos-2-脱氧-β-D-胸腺嘧啶核苷）为前体,利用季铵盐为相转移催化剂,采用质子溶剂,摸索更优的¹⁸FLT合成方法。并就合成的¹⁸FLT进行肿瘤鼠的MicroPET扫描。研究结果显示,季铵盐可以取代K_2.2.2/K₂CO₃体系,将QMA柱上的¹⁸F洗脱,并且是很好的相转移催化剂,氟化反应中加入质子溶剂,¹⁸FLT的放化纯度大于95%,不矫正合成效率为50%。     

级联生产稳定同位素18O的模拟优化研究

本工作利用已有的四塔级联设计方案,通过采用均匀设计方法对操作参数进行优化,并利用二项式逐步回归求取模型方程,同时利用遗传算法对模型进行了优化设计,综合分析了不同进料量及级间流量对¹⁸O产品丰度的影响,得到产品¹⁸O的丰度与进料量及级间流量和热量消耗与进料量及级间流量的数学关系式,并得出进料量与级间流量的单因素响应图。本研究采用的模拟优化方法可应用到¹⁸O的产业化生产及推广至传统精馏过程的优化设计中。     

237Np,238Pu,241Am和90Sr在中国和日本膨润土中迁移的野外试验

从1997年6月25日到2000年7月11日在中国辐射防护研究院试验场，在天然降雨和人工喷淋（15mm/d）两种条件下，在包气带黄土中进行了²³⁷Np,²³⁸Pu,²⁴¹Am和⁹⁰Sr在中国膨润土和日本膨润土中迁移的野外试验。试块由膨润土和砂子以质量比为15∶85组成，试块大小为150mm×150mm。试验结果表明，在两种条件下，核素在两种膨润土试块中分布状态和变化趋势相似，²³⁸Pu和²⁴¹Am在3a内没有明显移动，²³⁷Np和⁹⁰Sr在天然降雨条件下，分布曲线有所展宽；在人工喷淋条件下经1106d后，²³⁷Np和⁹⁰Sr在试块内分别向下迁移15mm和20mm，呈现出扩散为主的迁移。     

18F-FDG PET在肺癌诊断中的应用及相关问题的探讨

18^F-氟代脱氧葡萄糖正电子发射计算机断层显像（18^F-FDG PET）是近年发展起来的一种全身性的功能显像,在肿瘤诊断、临床分期及疗效评价等方面显示出其优势。随着显像技术的不断改进,18^F-FDG PET在现代医学实践中有广阔的应用前景。本文介绍了近年来18^F-FDG PET在肺癌诊断中的应用,如肺癌的诊断、肺癌的临床分期及转移的鉴定、疗效评价等,探讨了18^F-FDG PET的相关问题。     

气相色谱法直接测量18F-FDG 中Kryptofix 2.2.2的含量

目的对18F-脱氧葡萄糖制备中用作亲核取代反应相转移催化剂，具有强毒性的氨基聚醚Kryptofix 2.2.2的含量进行直接测量，严格控制在50?g/mL的质控范围内。方法 应用气相色谱仪，选用OV-101型毛细管作为分离柱，利用氢火焰检测器(FID)和氮磷检测器(NPD)检测Kryptofix 2.2.2。 结果 氨基聚醚Kryptofix 2.2.2 在分离柱的保留时间为2.4 min,最低检测水平为0.50 ?g/mL。30批次本中心常规制备的18F-FDG中Kryptofix 2.2.2含量检测值为1.10±0.15?g/ml；10批没有应用AG50型树脂吸附的平均含量检测值为106.0±21.0?g/ml。结论 应用气相色谱法对Kryptofix 2.2.2可以进行快速、高灵敏度检测，其检测灵敏度比TLC法高出50倍；同时可直接测量，排除其他杂质的干扰；该方法可推广应用于18F-FDG和其它18F亲核标记正电子药物的日常质量控制检测。     

~(18)F-FDG和~(18)F-NaF示踪剂在大鼠经脉的microPET显像

探讨利用微型正电子发射断层显像(micro positron emission tomography system,microPET)显示示踪剂在足三里穴位注射后沿经脉走行的循经迁移线。分别将0.03~0.1mL 200~300uCi的~(18)F-氟化钠和~(18)F-FDG注入大鼠足三里穴位,分别进行microPET图像和CT图像采集,将microPET图像和CT图像融合并重建融合后的三维图像。结果表明:~(18)F-FDG与~(18)F氟化钠均能显示循经迁移线,但~(18)F-氟化钠的骨骼摄取明显,~(18)F-FDG优于~(18)F-氟化钠在经脉中的显像,表明~(18)F-FDG更适合用于经脉显像。     

以~(18)F-FDG为辅基的~(18)F-氟标记方法研究进展

在核医学分子影像领域用于正电子示踪剂的~(18)F-氟标记方法中,基于含~(18)F-氟中间体分子(即辅基)的方法其反应条件温和、化学选择性好,产物易纯化,是进行~(18)F-氟标记的经典策略之一。2-~(18)F-氟代-2-脱氧-D-葡萄糖(2-~(18)F-fluoro-2-deoxy-D-glucose,~(18)F-FDG)是目前临床最常用的正电子示踪剂,其分子结构简单、亲水性强、易获得,是用于间接~(18)F-氟标记的理想辅基。通过比较其方法学参数,并分析标记产物性能可知,以~(18)FFDG为辅基的间接~(18)F-氟标记方法有酶法、成肟法、巯基连接法、"点击化学"法等,在小分子、肽、酶和纳米粒的~(18)F-氟标记研究中均有报道。此外,微流控芯片等新技术在上述方法中也有应用。与~(18)F-FDG连接可方便地同时实现被标记分子糖基化和~(18)F-氟标记,显著改善标记产物的体内分布和消除特性,虽存在反应步骤多、被标记分子需修饰等局限,但以~(18)F-FDG为辅基进行~(18)F-氟标记仍是一种具有较高可行性和应用价值的间接~(18)F-氟标记策略。     

~(18)F-FDG注射液细菌内毒素含量的快速检测

使用美国Endosafe-PTS细菌内毒素快速检测仪检测~(18)F-FDG注射液细菌内毒素含量,并与传统光度法检测结果进行对比。研究新制备、大剂量的~(18)F-FDG对细菌内毒素含量的影响。结果显示:PTS检测仪检测内毒素,回收率在50%~200%,小于5EU/mL,低于《中国药典》规定的~(18)F-FDG内毒素含量15EU/mL;PTS检测结果与传统光度法检测结果均符合《中国药典》要求,表明结果可信;新制备、大剂量的~(18)F-FDG的检测结果与衰变后溶液检测结果一致,表明放射性对细菌内毒素含量没有影响。PTS检测仪可以作为~(18)F-FDG细菌内毒素快速检测的有效方法。     

气相色谱法对18F-FDG中有机溶剂残留的测定

以SPB-5型毛细管柱作为分离柱,采用气相色谱法对PET示踪剂2-18F-2-脱氧-D-葡萄糖(18F-FDG )合成工艺中所使用的有机溶剂乙腈、乙醇及丙酮进行了检测.结果表明,气相色谱法在10 min内可有效分离并定量检测有机溶剂乙腈、乙醇及丙酮的残留量.采用此方法检测了5批次18F-FDG产品,检测结果显示,18F-FDG中含乙腈0.097 g/L、乙醇0.120 g/L、丙酮0.165 g/L,均低于美国药典的要求.该方法具有良好的重复性,并且分析准确、迅速,适合18F-FDG中乙腈、乙醇和丙酮残留物的快速、定量测定.     

18F-FDG PET/CT显像对结直肠癌术后复发及转移的诊断价值

探讨18F-脱氧葡萄糖(18F-FDG)PET/CT显像对结直肠癌术后复发和转移的诊断价值.对63例结直肠癌术后患者进行全身18F-FDG PET/CT显像检查.根据手术或活组织病理学检查、多种影像学检查及6个月以上的临床随访结果.63例患者中,有45例最终诊断为肿瘤复发或转移.以患者计算,18F-FDG PET/CT显像诊断的灵敏度为95.6%,特异性为83.3%,准确性为92.1%.以病灶计算,18F-FDG PET/CT显像诊断的灵敏度为96.9%,特异性为66.7%,准确性为95.7%.18F-FDG PET比同机CT平扫对病灶检出率高(x2=6.449,P=0.011).依据18F-FDG PET/CT显像结果,13例(20.6%)患者改变了临床再分期,其中12例提高了临床再分期、1例降低了临床再分期.18F-FDG PET/CT显像对结直肠癌术后复发和转移的诊断具有重要临床价值.     

18F-FDG符合线路成像在肿瘤及其转移灶探测中的临床应用

为评价^18氟-脱氧葡萄糖(^18F-FDG)符合线路成像在诊断肿瘤性质或肿瘤转移的临床应用价值，对87例临床怀疑为恶性肿瘤或肿瘤转移复发的患者，空腹肘静脉注射^18F-FDG259—298MBq后40-60min，采用GEHAWKEYE符合线路单光子发射型计算机断层(SPECT)进行卧位显像；经迭代法处理和重建，获得经X线衰减校正后的横断面、冠状面和矢状面三维断层图像；以目测双盲阅片进行诊断分析，并与手术病理或CT／MRI以及临床随访作出的最后诊断进行了对比。结果显示：87例患者中显像阳性61例，其中假阳性5例，真阳性56例；阴性26例，其中假阴性2例，真阴性24例。87例患者中共检出病灶136个，其中淋巴结和远处转移灶41个。符合线路成像对肿瘤或其转移灶诊断的灵敏度为96．6％(56／58)，特异性为82．8％(24／29)，阳性预测值91．8％(56／61)，阴性预测值92．3％(24／26)，诊断准确率92．0％(80／87)。表明 ^18F-FDG符合线路成像对于肿瘤的诊断具有较高的灵敏度和特异性；在肿瘤定性、肿瘤复发和转移灶的寻找方面有着独特的优势，是临床肿瘤诊断研究的有效手段。     

~(18)F-FDG-(OAc)_4在~(18)F-FDG中的残留及在小鼠体内的生物分布

为探讨~(18)F-FDG-(OAc)4在~(18)F-FDG中残留的原因及其与~(18)F-FDG在生物体内代谢分布的异同,本研究利用固相柱水解法制备~(18)F-FDG,研究NaOH用量、淋洗速率及淋洗液pH对~(18)F-FDG-(OAc)4残留的影响,以及~(18)F-FDG-(OAc)4在小鼠体内的代谢和分布规律。结果表明:NaOH不足是~(18)F-FDG-(OAc)4残留的主要原因,淋洗速率和淋洗液pH对其残留没有影响;注射~(18)F-FDG-(OAc)460min后,小鼠血、尿和脑代谢物中发现~(18)F-FDG-(OAc)4原形及部分水解物;小鼠体内分布结果显示,除肌肉外,~(18)F-FDG-(OAc)4和~(18)F-FDG在体内各脏器摄取值高低分布一致。