99Tcm-3PRGD2 SPECT/CT胃显像中过氯酸钾的应用

2017-09-11刘雄英

中国医学影像学杂志 2017年8期

关键词：显像剂整合素胃部

刘雄英

李健1 LI Jian

曾家欢1 ZENG Jiahuan

袁建伟1 YUAN Jianwei

游昕超2 YOU Xinchao

杨宁3 YANG Ning

99Tcm-3PRGD2 SPECT/CT胃显像中过氯酸钾的应用

刘雄英1LIU Xiongying

李健1LI Jian

曾家欢1ZENG Jiahuan

袁建伟1YUAN Jianwei

游昕超2YOU Xinchao

杨宁3YANG Ning

目的探讨99Tcm-3PRGD2 SPECT/CT胃显像前是否需要口服过氯酸钾封闭胃黏膜，为临床应用提供理论依据。材料与方法18只成年雄性Wistar大鼠随机分成3组：过氯酸钾低剂量（36 mg/kg）组、高剂量（72 mg/kg）组及生理盐水对照组，每组6只。按1 ml/100 g分别灌胃，1 h后经鼠尾静脉注射99Tcm-3PRGD2，2 h后行99Tcm-3PRGD2胃显像，图像由同一阅片者先进行视觉分析，再行胃部/同侧肺部放射性比值（T/N）分析。结果99Tcm-3PRGD2制备简单，成品放化纯度为（98.90±0.70）%；过氯酸钾高剂量组、过氯酸钾低剂量组及对照组大鼠体重分别为（479.7±21.5）g、（481.0±17.6）g、（478.5±16.5）g，差异无统计学意义（F=0.027，P＞0.05）；3 组大鼠胃部区域T/N比值分别为1.2219±0.0165、1.2204±0.0167、1.2186±0.0175，差异无统计学意义（F=0.055，P＞0.05）。结论99Tcm-3PRGD2制备简单，放化纯度高，行99Tcm-3PRGD2 SPECT/CT胃显像时有望无需口服过氯酸钾封闭胃黏膜（尤其成品放化纯度＞98%时），便于临床推广和使用。

体层摄影术，发射型计算机，单光子；体层摄影术，X线计算机；造影剂；有机锝化合物；钾化合物；胃；模型，动物；大鼠，Wistar

胃黏膜具有摄取和分泌放射性药物高锝酸盐（99TcmO4－）的功能，故使用放射性核素锝（99Tcm-）标记的放射性显像剂进行胃部显像时，大多需要在显像前1 h口服过氯酸钾（化学式KClO4）200～400 mg（或6 mg/kg）封闭胃黏膜，以避免出现假阳性显像结果[1]。然而，目前尚无医药级过氯酸钾供临床使用，可供检查使用的过氯酸钾为化学试剂，用于人体存在一定的安全隐患，限制了核医学功能显像技术在胃部疾病诊疗中的应用。

胃癌是我国最常见的消化道恶性肿瘤，居全部恶性肿瘤的第3位[2]，手术切除仍是目前根治早期胃癌的唯一方案。但多数患者确诊时已为晚期，术后5年生存率一直维持在30%左右。目前胃癌的诊断方法主要是基于解剖学改变的CT、MRI、内镜等及胃癌抗原等肿瘤标志物检测，但均有一定的局限性，不能满足早期诊断胃癌的临床需要。因此，寻找早期诊断胃癌的理想方法，提高早期胃癌的检出率具有重要临床意义。本研究拟以成年雄性Wistar大鼠为研究对象，探讨99Tcm-3PRGD2 SPECT/CT胃显像前是否需口服过氯酸钾封闭胃黏膜，为99Tcm-3PRGD2 SPECT/CT胃显像的临床应用提供指导。

1 材料与方法

1.1 实验动物成年雄性Wistar大鼠19只，购自南方医科大学动物实验中心（实验动物合格证号NO.44002100006380），体重445～504 g，平均（479.7±17.6）g。随机选取1只行99TcmO4－显像，其余18只随机分成3组：过氯酸钾低剂量（36 mg/kg）组6只、高剂量（72 mg/kg）组6只、生理盐水对照组6只。

1.2 实验试剂

1.2.1 试剂过氯酸钾购于天津欧博凯化工有限公司，分析纯AR，产品规格：500 g；CAS：7778-74-7，用无菌生理盐水配成浓度分别为3.6 mg/ml、7.2 mg/ml的工作液，大鼠灌胃用量1 ml/100 g。

1.2.299Tcm-3PRGD2制备 HYNIC-3PRGD2试剂盒由北京大学同位素中心提供。Na99TcmO4淋洗液购自广东希埃医药有限公司。具体制备过程为：①将体积不超过1.5 ml的Na99TcmO4新鲜淋洗液（1110～1850 MBq）加入HYNIC-3PRGD2药盒（10 ml西林真空瓶）中，药盒中含有5 mg三苯基膦三间磺酸钠、6.5 mg三羟甲基甘氨酸、40 mg甘露醇、20 μg HYNIC-3PRGD2及琥珀酸盐缓冲液。②充分振荡使药盒中的固体样品完全溶解至澄清。③将药盒瓶放置于100℃水浴中加热20 min。④反应完毕，从水浴中取出药盒瓶置于室温下冷却，用0.22 μm无菌滤膜过滤，制成99Tcm-HYNICPEG4-E[PEG4-c(RGDfK)]2（99Tcm-3PRGD2）。⑤用薄层纸层析法检测放化纯度。经细菌学实验、热原实验检测合格。使用时用无菌生理盐水稀释成所需剂量浓度。

1.3 仪器与方法采用GE In fi nia VC Hawkeye 4型SPECT/CT。①受检大鼠禁食6～8 h，用20%乌拉坦经腹腔静脉麻醉（0.6 ml/100 g）后，3组99Tcm-3PRGD2显像大鼠按1 ml/100 g分别灌胃口服3.6 mg/ml、7.2 mg/ml过氯酸钾溶液及生理盐水（行99TcmO4－显像的大鼠此时无需灌胃）。1 h后，将99Tcm-3PRGD2经鼠尾静脉注射，剂量111 MBq（3 mCi），体积0.1 ml（行99TcmO4－显像的大鼠经鼠尾静脉注射99TcmO4－，剂量及注射体积同上）。2 h后，所有大鼠灌胃2%碘佛醇注射液5 ml以标识胃，即刻将大鼠仰卧于检查床上，用胶布固定，行大鼠躯干部（包括胃）SPECT/CT断层显像。

1.4 图像采集使用低能通用平行孔准直器，首先进行X线扫描选择断层扫描范围，然后检查床自动对位采集CT图像，矩阵256×256，层厚5 mm。采集CT图像完成后，行SPECT断层图像采集，采集360°，步进6°，每帧30 s。SPECT图像在Xeleris 2.0工作站采用有序子集最大期望值迭代法进行图像重建，然后采用工作站融合软件自动实现SPECT图像与CT图像的同机融合。由同一名副主任医师采用盲法先进行视觉分析，再于胃部断层图像上勾画感兴趣区（ROI），获得区域内平均放射性计数，以T表示；以同样方法在同侧肺部勾画ROI，获得区域内平均放射性计数，以N表示，计算出胃部/同侧肺部放射性比值（T/N）。

1.5 统计学方法采用SPSS 13.0软件，计量资料以±s表示，3组大鼠体重、T/N比值比较首先行Bartlett方差齐性检验，然后采用方差分析，P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.199Tcm-3PRGD2产物放化纯度制备的99Tcm-3PRGD2放化纯度测定结果为（98.90±0.70）%。

2.2 各组大鼠体重比较99Tcm-3PRGD2显像示过氯酸钾高剂量组、过氯酸钾低剂量组及对照组的大鼠体重分别为（479.7±21.5）g、（481.0±17.6）g、（478.5±16.5）g，差异无统计学意义（F=0.027，P＞0.05）。

2.399Tcm-3PRGD2胃显像结果显像视野范围内3组大鼠甲状腺及胃部区域均未见明显放射性浓聚，双肾区可见明显放射性浓聚，肝区见轻度放射性浓聚（图1）；而注射99TcmO4－的大鼠可见甲状腺、胃区明显放射性浓聚，双肾区见轻度放射性浓聚（图2）。过氯酸钾高剂量组、过氯酸钾低剂量组和对照组大鼠的胃部区域T/N比值分别为 1.2219±0.0165、1.2204±0.0167、1.2186±0.0175，差异无统计学意义（F=0.055，P＞0.05）。

3 讨论

图1 3组大鼠99Tcm-3PRGD2显像。平面影像视觉分析见双肾区明显放射性浓聚（箭），肝区轻度放射性浓聚（箭头），全身其余各处包括胃区未见放射性浓聚

图299TcmO4－显像与99Tcm-3PRGD2显像。A为99TcmO4－显像CT横断面影像，B为99TcmO4－显像核医学横断面影像，C为融合影像，D为三维重建影像（左1大鼠为99TcmO4－显像，其余3只大鼠为99Tcm-3PRGD2显像）；D中箭头示99TcmO4－显像甲状腺区见明显放射性浓聚，箭示99TcmO4－显像胃肠区明显放射性浓聚

既往研究发现，胃癌等实体肿瘤必须建立新生血管网以获得生长和转移所需的营养[3]。此外，在肿瘤形成的较早阶段即有活跃的血管新生[4]。因此，检测肿瘤新生血管情况有望成为早期诊断肿瘤的有效手段。整合素ανβ3受体是整合素家族的重要成员，在新生血管内皮细胞表面和多种恶性肿瘤细胞表面均呈高表达，但在成熟血管内皮细胞和大多数正常器官中不表达或极低水平表达[5]。含有精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（RGD）的小分子多肽能够与整合素ανβ3受体特异性结合，并对其具有高度选择性与较强的亲和力[6]。因此，将RGD的多肽分子探针应用于肿瘤新生血管情况的活体检测将成为可能。99Tcm-3PRGD2是北京大学同位素中心研制的一种新型RGD二聚体[7]，与整合素ανβ3受体的亲和力更高，提高肿瘤对标记探针的摄取，并延长分子探针在肿瘤中的滞留时间[8]。99Tcm-3PRGD2作为新型整合素受体显像剂用于肺癌、乳腺癌的研究已进入III期临床研究阶段，预示在肺癌及乳腺癌的早期诊断、抗血管生成分子靶向治疗患者的选择及疗效监测等方面具有良好的临床应用价值和发展前景[9-14]。我国胃癌的发病率仅次于肺癌和乳腺癌，并高表达整合素ανβ3受体[15]，99Tcm-3PRGD2能否用于胃癌早期诊断、个体化指导抗血管生成靶向治疗？但胃黏膜具有摄取和分泌99TcmO4－的功能，是否会造成假阳性结果？国内外鲜有报道。

因此，本研究参照Nair等[16]的研究，将大鼠过氯酸钾剂量设为低剂量（36 mg/kg）和高剂量（72 mg/kg）两组，并以生理盐水为对照，以明确99Tcm-3PRGD2胃显像时是否需要先服用过氯酸钾封闭胃黏膜。研究结果表明，99Tcm-3PRGD2制备极其简单，且产物放化纯度极高，多项研究报道制备的99Tcm-3PRGD2放化纯度均高于95%[17-19]。本研究制备99Tcm-3PRGD2放化纯度均在98%以上，试剂盒说明书中成品自检放化纯度也均在99%以上。参照人体封闭胃黏膜时过氯酸钾使用剂量200～400 mg（或6 mg/kg），进行等效剂量换算后，给予36 mg/kg足以满足封闭大鼠胃黏膜需要，实验同时加设过氯酸钾高剂量（72 mg/kg）组和生理盐水对照组进行99Tcm-3PRGD2对照显像，3组大鼠的体重差异无统计学意义（P＞0.05）；影像经视觉分析和胃部T/N比值差异亦无统计学意义（P＞0.05），证实99Tcm-3PRGD2胃显像时，正常胃黏膜对显像剂的摄取极低，且与正常肺组织摄取量接近，行99Tcm-3PRGD2胃显像时可无需口服过氯酸钾封闭胃黏膜（尤其成品放化纯度在98%以上时），为后续99Tcm-3PRGD2 SPECT/CT显像在胃癌早期诊断及个体化指导抗血管生成靶向治疗（患者选择、早期靶向治疗效果评价）等的临床研究及推广应用提供了依据。

因现有实验条件限制，尽管以大鼠99TcmO4－胃显像作为阳性影像对比表明实验采用大型SPECT/CT进行大鼠胃显像，并于显像前灌胃2%碘佛醇注射液以标识胃，所获图像质量可基本满足实验需求，但无法获得更高质量的大鼠胃部影像。此外，大鼠双肾与胃解剖部位临近，为了避免大鼠小便导致体表放射性污染影响显像，注射显像剂前对大鼠进行麻醉，注射显像剂后不能常规适当饮水促排显像剂以降低血液和双肾区放射性滞留，对影像的视觉观察也造成一定的影响。因此，本研究结果尚需更多使用小动物专用SPECT/CT或猴、猩猩等大动物的类似研究进一步证实。

志谢：衷心感谢北京大学同位素中心王凡教授无私赠送3PRGD2试剂盒，衷心感谢广东希埃医药有限公司无偿标记、制备99Tcm-3PRGD2显像剂。

[1] 中华医学会. 临床诊疗指南•核医学分册. 北京: 人民卫生出版社, 2006: 347-348.

[2] Chen W, Zheng R, Zuo T, et al. National cancer incidence and mortality in China, 2012. Chin J Cancer Res, 2016, 28(1):1-11.

[3] Folkman J. Antiangiohenesis in cancer therapyendostatin and its mechanisms of action. Exp Cell Res, 2006, 312(5): 594-607.

[4] Weis SM, Cheresh DA. Tumor angiogenesis: molecular pathways and therapeutic targets. Nat Med, 2011, 17(11):1359-1370.

[5] Somanath PR, Malinin NL, Byzova TV. Cooperation between integrin alphavbeta3 and VEGFR2 in angiogenesis. Angiogenesis,2009, 12(2): 177-185.

[6] Pasqualini R, Koivunen E, Ruoslahti E. Alpha v integrins as receptors for tumor targeting by circulating ligands. Nat Biotechnol, 1997, 15(6): 542-546.

[7] 王凡, 贾兵, 史继云. 一种RGD多肽放射性药物及其制备方法. 中国, ZL200810239036.X. 2009-05-13. http://zgzl.infoeach.com/goods-689308.html.

[8] Cheng GH, Gao S, Tie J, et al. Pharmacokinetics and radiation dosimetry of Tc-99m-3PRGD (2) in healthy individuals: a pilot study. Nuclear Science and Techniques, 2012, 23(6): 349-354.

[9] Chen G, Ouyang Z, Wang F, et al. Evaluation of Tc-99m-3PRGD2 integrin receptor imaging in the differential diagnosis of breast lesions and comparison with mammography. Cancer Invest, 2017, 35(2): 108-115.

[10] Jin X, Liang N, Wang M, et al. Integrin imaging with (99m)Tc-3PRGD2 SPECT/CT shows high speci fi city in the diagnosis of lymph node metastasis from non-small cell lung cancer.Radiology, 2016, 281(3): 958-966.

[11] Zhang Z, Zhao X, Ding C, et al. (99m)Tc-3PRGD2 SPECT/CT imaging for monitoring early response of EGFR-TKIs therapy in patients with advanced-stage lung adenocarcinoma. Cancer Biother Radiopharm, 2016, 31(7): 238-245.

[12] Wu JG, Song SL, Zhou X, et al. Biometabolic distribution of 99mTc-3PRGD2 and its potential value in monitoring chemotherapeutic effects. Mol Imaging, 2015, 14(11): 11-12.

[13] Ji B, Chen B, Wang T, et al. 99mTc-3PRGD2 SPECT to monitor early response to neoadjuvant chemotherapy in stage II and III breast cancer. Eur J Nucl Med Mol Imaging, 2015,42(9): 1362-1370.

[14] Ma Q, Min K, Wang T, et al. (99m)Tc-3PRGD 2 SPECT/CT predicts the outcome of advanced nonsquamous non-small cell lung cancer receiving chemoradiotherapy plus bevacizumab.Ann Nucl Med, 2015, 29(6): 519-527.

[15] 李鑫静, 林贤东, 郑雄伟. 整合素与胃癌关系的研究进展.福建医科大学学报, 2014, 48(6): 411-414.

[16] Nair AB, Jacob S. A simple practice guide for dose conversion between animals and human. J Basic Clin Pharm, 2016, 7(2):27-31.

[17] Zhu Z, Miao W, Li Q, et al. (99)mTc-3PRGD2 for integrin receptor imaging of lung cancer: a multicenter study. J Nucl Med, 2012, 53(5): 716-722.

[18] Jia B, Liu Z, Zhu Z, et al. Blood clearance kinetics, biodistribution, and radiation dosimetry of a kit-formulated integrin αvβ3-selective radiotracer 99mTc-3PRGD 2 in non-human primates. Mol Imaging Biol, 2011, 13(4): 730-736.

[19] Miao W, Zheng S, Dai H, et al. Comparison of 99mTc-3PRGD2 integrin receptor imaging with 99mTc-MDP bone scan in diagnosis of bone metastasis in patients with lung cancer: a multicenter study. PLoS One, 2014, 9(10): e111221.

（本文编辑张春辉）

Application of Potassium Perchlorate in99Tcm-3PRGD2 SPECT/CT Gastric Image

PurposeTo explore whether potassium perchlorate shall be taken orally to occlude gastric mucosa before taking99Tcm-3PRGD2 SPECT/CT gastric image, and to provide theoretical evidence for clinical application.Material and MethodsEighteen adult male Wistar rats were divided into three groups randomly: low dose group of potassium perchlorate (36 mg/kg), high dose group (72 mg/kg) and normal saline control group, with six rats in each group. All rats were conducted with gavage of 1 ml/100 g respectively and,one hour later, injected with99Tcm-3PRGD2 intravenously to rat tail. Then99Tcm-3PRGD2 gastric image was taken two hours later. The same fi lm reader carried out audio analysis of the image and then gastric and radioactivity ratio (T/N) on the lung of the same side were analyzed.ResultsPreparation of99Tcm-3PRGD2 was simple and radiochemical purity of final products was (98.90±0.70)%. Rat weights in high dose group of potassium perchlorate, low dose group and control group were (479.7±21.5) g, (481.0±17.6) g and(478.5±16.5) g, respectively. The differences were of no statistical signi fi cance (F=0.027,P＞0.05). T/N values in rat stomach area were 1.2219±0.0165, 1.2204±0.0167 and 1.2186±0.0175, respectively. The differences were of no statistical signi fi cance (F=0.055,P＞0.05).ConclusionPreparation of99Tcm-3PRGD2 is simple and radiochemical purity is high. There is great possibility of no need to take potassium perchlorate orally to occlude gastric mucosa when taking99Tcm-3PRGD2 SPECT/CT image (especially when the radiochemical purity of final products is over 98%), making it convenient in clinical promotion and utilization.

Tomography, emission-computed, Single-photon; Tomography, X-ray computed; Contrast media; Organotechnetium compounds; Potassium compounds;Stomach; Models, animal; Rats, Wistar

1. 广东药科大学附属第一医院核医学科广东广州 510080

2. 广东药科大学附属第一医院中心实验室广东广州 510080

3. 广东药科大学附属第一医院病理科广东广州 510080

刘雄英

Department of Nuclear Medicine, the First Hospital Af fi liated to Guangdong Pharmaceutical University, Guangzhou 510080, China

Address Correspondence to:LIU Xiongying

E-mail: yingzi2515@163.com

广东省医学科研基金资助项目（A2015588）。

R-33；R445.5

2017-02-21

2017-03-22

中国医学影像学杂志