18F-FDG PET/CT 在新型冠状病毒肺炎诊断中的应用

朱子扬 兰晓莉 安锐

华中科技大学同济医学院附属协和医院核医学科，分子影像湖北省重点实验室、 湖北省核医学质控中心，武汉 430022通信作者：安锐，Email：anruiwh@163.com

新型冠状病毒肺炎（corona virus disease 2019，COVID-19）是一种新发传染病。COVID-19 患者是该疾病的主要传染源，无症状感染者、潜伏期患者和已康复患者均有可能成为潜在的传染源，其主要传播途径是飞沫传播和接触传播[1]。该病的传染性极强，WHO 官方数据显示，截至2020 年7 月14日，COVID-19 累计确诊的病例数超过1296 万，病死数超过57 万[2]。

目前，实验室检查中采用逆转录聚合酶链式反应（reverse transcription-polymerase chain reaction，RT-PCR）技术对患者鼻咽拭子或口咽拭子进行新型冠状病毒核酸检测，结果呈阳性是COVID-19 确诊的主要依据[3]。然而较低的阳性率（分别为50%～75%和30%～60%）为精确诊断带来困难[4]。肺部高分辨率CT 因其灵敏度高成为目前临床筛查COVID-19的首选影像学方法[5-7]。

18F-FDG PET/CT 在感染性疾病的诊断和评估全身累及范围中被广泛地应用，尤其在肺部感染性疾病的诊断与鉴别诊断、监测疾病发展和疗效评估等方面可以发挥重要作用[8-9]。然而一般不推荐将18F-FDG PET/CT 用于COVID-19 的常规诊断，目前报道的18F-FDG PET/CT 诊断COVID-19 的病例大多是在恶性肿瘤诊断或评估中偶然被发现。笔者就目前已报道的关于18F-FDG PET/CT 检测 COVID-19的病例进行综述，分析并讨论18F-FDG PET/CT 在COVID-19 中的诊断和鉴别诊断、纵隔淋巴结以及肺外器官和组织受累情况方面的潜在应用，提示18F-FDG PET/CT 在COVID-19 诊断中可能存在的价值。

1 18F-FDG PET/CT 在COVID-19 诊断和鉴别诊断中的作用

COVID-19 的CT 表现多种多样，典型的CT 表现为单发或双肺多发，主要分布于胸膜下，呈节段性的磨玻璃密度影（ground-glass opacities，GGO）和（或）实变影[10-12]。其中疾病早期出现的GGO 与肺部磨玻璃结节（ground-glass nodule，GGN）有相似之处，对于实性成分最大径＞8 mm 的孤立性GGN，2017 年Fleischner 学会肺小结节指南[13]中推荐进行18F-FDG PET/CT 检查评估结节的性质。Qin 等[14]报道了4 例高度怀疑为COVID-19 患者的18F-FDG PET/CT 显像结果，患者均出现发热和肺部GGO，但在前期的诊断中均未能判断出病因。18F-FDG PET/CT 的检查结果显示，所有患者都在两个以上的肺叶中出现GGO 和（或）实变影，肺部病变区域18F-FDG 摄取增高，SUVmax分别为4.6、7.9、12.2 和9.3。但是，大多数以单纯GGN 和一些实性成分较少的混合GGN 出现的肺腺癌的SUVmax通常较低[15]，而18F-FDG 高摄取的GGN 往往提示炎性或感染性病变。虽然孤立性GGN 随恶性程度增高对18F-FDG 的摄取也会有所增高，但是在高分辨率CT 上可以观察到恶性征[16]，这一特点与Qin 等[14]研究的CT 结果不符。 因此，Qin 等[14]根据国家卫生健康委员会发布的《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案（试行第五版）》中的诊断标准，结合患者临床表现（发热）、实验室检查（WBC和淋巴细胞变化）结果和影像学表现，给出了COVID-19 的临床诊断结果。Zou 和Zhu[17]报道了1 例有吸烟史的男性患者，CT 检查后怀疑为肺门恶性肿瘤，通过18F-FDG PET/CT 检查进一步评估，结果发现，右肺可见GGO 伴有18F-FDG 摄取增高，SUVmax为4.9，同时左右肺还存在局灶性实变影和阴影，提示肺部感染性病变，后经RT-PCR核酸检测确诊为COVID-19。同样，Liu 等[18]报道了1 例因眩晕住院诊治的37 岁男性患者，该患者住院后行脑部MRI 检查后未见异常，但在住院后首次行胸部CT 时发现左肺上叶的GGN 最大径为3.6 cm。为鉴别GGN 的良恶性，在住院第6 天行18F-FDG PET/CT 检查，结果显示，左肺上叶尖后段和右肺上叶尖段存在GGO 伴18F-FDG 摄取，SUVmax在2.4～12.4 之间。研究者结合该患者的流行病学史、临床表现和影像学特征，做出了COVID-19 的临床诊断。上述研究结果表明，18F-FDG PET/CT在COVID-19 早期的诊断和鉴别诊断方面可能有一定作用，尤其适用于疾病早期临床症状不典型且肺部出现GGO 或GGN 的情况。

无症状严重急性呼吸综合征冠状病毒2（severe acute respiratory syndrome coronavirus 2， SARSCoV-2）感染者是指无COVID-19 相关临床症状（如发热、咳嗽和咽痛等），但患者呼吸道SARS-CoV-2病原学或血清特异性免疫球蛋白M（IgM）抗体的检测结果为阳性者，这些患者的存在给控制感染增加了难度[19-20]。18F-FDG PET/CT 是评估肿瘤常用的影像学方法，而肿瘤患者相对普通人对SARS-CoV-2更为易感[21]。因此，在行18F-FDG PET/CT 检查的肿瘤患者中可能隐藏着无症状SARS-CoV-2 感染者，他们可以通过检查前的症状筛查，从而顺利接受18F-FDG PET/CT 检查。最近有研究者报道了一些相关病例。Albano 等[22]对65 例具有肿瘤适应证的患者进行全身18F-FDG PET/CT 检查，所有患者在检查前经过筛查均无SARS-CoV-2 感染的相关临床症状，结果显示，其中6 例患者有异常影像学表现，CT 表现为间质性肺炎征象，并伴随病灶区域18F-FDG 摄取增高。在具有异常影像学表现的6 例患者中，4 例经过RT-PCR 核酸检测确诊为COVID-19，另2 例因故未能进行RT-PCR 检测。同样，有多数研究者也相继报道了无症状且具有肿瘤适应证的患者进行常规18F-FDG PET/CT 检查，结果却意外发现感染了COVID-19[23-27]。除无症状SARS-CoV-2 感染者外，对于症状较为少见且具有肿瘤基础疾病的COVID-19 患者，往往被认为是肿瘤导致的而与COVID-19 无关。Amini 等[28]报道了1 例8 年前因结肠腺癌进行手术和化疗的患者，目前出现疲劳和肌肉疼痛10 d，实验室检查结果发现癌胚抗原水平轻度升高，结肠镜检查未见异常。疲劳和肌肉疼痛在COVID-19 患者中并非最为常见的症状[3]，患者的癌胚抗原水平轻度升高，更加倾向于结肠癌的复发，于是对患者行18F-FDG PET/CT检查进一步评估。检查结果却与预料不同，PET显示盆腹腔未见高代谢病灶，双肺显示有轻到重度18F-FDG 摄取增高病灶（SUVmax=8.6），同时CT 显示双肺病灶呈多发斑块状GGO。这一结果不仅推翻了之前的判断，而且结合COVID-19 流行病学情况，该患者经核酸检测被诊断为COVID-19 感染。综上所述，18F-FDG PET/CT 可能在合并肿瘤的无症状和少见症状而易被忽略的COVID-19 感染者中发挥早期诊断和鉴别诊断的作用。

2 18F-FDG PET/CT 评估 COVID-19 患者纵隔淋巴结的受累情况

淋巴结是T、B 淋巴细胞的居所，也是抗原侵入人体后发生适应性免疫应答的主要部位之一。当病毒侵入人体后，其内部免疫细胞大量增殖活化，组织细胞也反应性增生，大量增殖活化的免疫细胞所需的能量依赖于糖酵解，因此能够大量摄取葡萄糖和葡萄糖类似物FDG，这是通过18F-FDG PET/CT 评估感染导致淋巴结受累的分子机制。Chefer 等[29]的研究结果证实了上述观点，他们利用18F-FDG PET/CT观察恒河猴模型并模拟中东呼吸综合征冠状病毒（MERS-CoV）感染后的宿主反应，结果发现，在动物模型中可以观察到纵隔和腋窝淋巴结的18F-FDG摄取增加，摄取的变化与单核细胞百分比增加有关。分析其原因可以得出，免疫系统利用增加淋巴组织中单核细胞的数量来抵抗病毒感染，而单核细胞的聚集增加了18F-FDG 的摄取。Dyall 等[30]应用18F-FDG PET/CT 评估猴痘病毒感染非人类灵长类动物模型后淋巴结病变的情况，结果发现，18F-FDG PET/CT 可以清楚地检测到动物模型淋巴结代谢增加和淋巴结肿大的发生及肿大的程度，这表明病毒感染后，淋巴结代谢会增加，也会有形态上的肿大。这也证明淋巴结肿大是在病毒感染进一步发展的基础上，淋巴结形态发生异常，这种形态上的异常是CT 探测感染导致淋巴结受累的依据。Zhu等[31]对4121 例COVID-19 患者的CT 影像学特征进行荟萃分析，结果表明淋巴结肿大是少见的CT影像学特征，只有5.4%的患者存在淋巴结肿大。Qin 等[14]报道的4 例高度疑似COVID-19 的患者中，有3 例存在纵隔淋巴结18F-FDG 摄取。Zou 和Zhu[17]报道的1 例COVID-19 患者，右气管旁和右肺门淋巴结存在18F-FDG 摄取。在Albano 等[22]报道的6 例可疑COVID-19 的患者中，有1 例患者纵隔淋巴结存在18F-FDG 摄取。Li 等[32]报道的1 例COVID-19 患者的纵隔淋巴结18F-FDG 摄取增加，然而这些代谢增高的淋巴结均未显示出形态上的肿大。综上分析可知，当COVID-19 患者纵隔淋巴结受累以肿大的形式表现时，CT 才能够将其检出，而18F-FDG PET/CT 对于CT 图像上未表现出的肿大淋巴结，可以通过淋巴结内代谢的变化来评估其受累情况，因此18F-FDG PET/CT 图像上的代谢变化或许能够为全面评估COVID-19 患者纵隔淋巴结的受累情况提供更佳的依据。

3 COVID-19 患者肺外器官和组织受累的18F-FDG PET/CT 表现

最近的研究结果表明，SARS-CoV-2 通过病毒颗粒上的刺突蛋白受体结合结构域与靶细胞上的血管紧张素转化酶2（ACE2）受体结合，从而导致病毒在靶细胞内复制[33]。除呼吸系统外，血管紧张素转化酶2 还存在于大脑、胃肠道、肝脏和脾脏等各种人体器官和组织中[34]。因此，SARS-CoV-2 可能通过上述途径侵犯这些肺外器官和组织。下面通过已报道的病例回顾COVID-19 患者肺外器官和组织的18F-FDG PET/CT 表现。

Mao 等[35]分析了214 例COVID-19 患者出现神经系统异常症状的频率，结果发现11 例（5.1%）患者有嗅觉异常。为了揭示COVID-19 感染与嗅觉缺失症之间的关系，Karimi-Galougahi 等[36]对1 例COVID-19 患者进行了18F-FDG PET/CT 扫描，该患者为27 岁右利手女性，经RT-PCR 核酸检测确诊为COVID-19，并患有持续孤立性嗅觉缺失症。PET/CT 结果显示，患者左侧眼窝前额皮质代谢较右侧降低（SUVmax：9.5 对10.0）。而在嗅觉正常的右利手受试者的显像结果中，左侧眼窝前额皮质的代谢通常高于右侧[37]。据此作者推测，SARS-CoV-2通过位于鼻腔上部鼻黏膜内的嗅细胞侵入嗅神经，经嗅球侵入嗅觉中枢（眼窝前额皮质和边缘系统），眼眶前额叶皮质代谢降低表明该区域神经功能受损，从而引发了嗅觉缺失症。该研究结果表明，18F-FDG PET/CT 脑部扫描在揭示COVID-19 患者嗅觉缺失症的机制方面可能发挥重要作用，并为进一步研究SARS-CoV-2 的发病机制提供有效的方法。

虽然COVID-19 患者通常表现出发热和呼吸系统症状，但有些患者还会出现胃肠道症状，例如腹泻、呕吐和腹痛。一项多样本研究收集了来自中国552 家医院的1099 例COVID-19 患者的数据，其中55 例（5.0%）患者出现恶心或呕吐，42 例（3.8%）患者出现腹泻[38]。已有研究结果显示，在COVID-19患者的粪便样本中存在SARS-CoV-2 核酸[39]。Liu等[18]对1 例COVID-19 患者进行18F-FDG PET/CT 扫描，结果发现，患者存在全结肠18F-FDG 摄取，并且患者有腹泻症状。由于研究者未报道该患者粪便SARS-CoV-2 核酸检测情况，因此无法判断患者结肠内的18F-FDG 摄取是由SARS-CoV-2 累及胃肠道引起还是生理性摄取。这一结果提醒我们，通过18F-FDG PET/CT 判断COVID-19 患者胃肠道受累情况时，生理性摄取的存在可能会影响观察，同时一定要结合患者粪便SARS-CoV-2 核酸检测的结果综合判断。

Li 等[32]对1 例COVID-19 患者的肝脏和脾脏进行18F-FDG PET/MR 扫描，研究COVID-19 感染对患者肝脏和脾脏的影响，结果显示，患者肝脏和脾脏解剖未见明显异常，PET 显示患者肝脏18F-FDG摄取呈弥漫性增加，脾脏代谢未见异常。Doroudinia和Tavakoli[40]报道的1 例COVID-19 患者的18F-FDG PET/CT 结果显示，患者脾脏呈弥漫性代谢亢进。从目前已知的SARS-CoV-2 感染机制来看，肝脏和脾脏是病毒感染的靶器官，并且已有研究者从COVID-19 病死患者的肝脏和脾脏标本中检出SARS-CoV-2 的核酸[41-42]。上述2 例患者肝脏和脾脏18F-FDG 摄取分别增加，表明这些器官有炎症反应，同时也表明，18F-FDG PET/CT 和18F-FDG PET/MR 作为无创性检查方法，可用于评估COVID-19患者肝脏和脾脏的炎症反应情况。

4 小结

虽然18F-FDG PET/CT 在COVID-19 的临床诊断中并非常规使用方法，但是在疫情期间仍然有部分患者因各种原因接受18F-FDG PET/CT 检查。COVID-19 患者肺部18F-FDG PET/CT 检查比较有特征性意义的是，CT 表现为单发或双肺多发、主要分布于胸膜下、呈节段性的GGO 和（或）实变影，伴有18F-FDG 摄取（SUVmax）增高；肺门、纵隔淋巴结未显示出形态上的肿大，但对18F-FDG 的摄取增加。对于除肺部以外其他器官和组织受累时可能出现的18F-FDG PET/CT 的影像学表现，目前尚缺乏高可信度的文献资料，有待于进一步的研究。核医学工作者应当熟悉COVID-19 的影像学表现，以便在进行18F-FDG PET/CT 检查过程中及时检出缺乏临床症状或者具有少见临床症状的可疑COVID-19患者（包括无症状SARS-CoV-2 感染者），并做进一步处置，以降低病毒传播的风险。

利益冲突 本研究由署名作者按以下贡献声明独立开展，不涉及任何利益冲突。

作者贡献声明 朱子扬负责文献的收集、归纳与整理，论文的设计、起草与撰写；兰晓莉、安锐负责论文的指导、修订与审阅。