99Tcm-3PRGD2 SPECT/CT 显像在不摄碘进展性放射性碘难治性分化型甲状腺癌中的诊断价值

李宇轩 张禹 林志毅 苏耀东 石远颖 陈文新

福建医科大学省立临床医学院，福建省立医院核医学科，福州 350001

整合素αvβ3 在新生血管内皮细胞和恶性肿瘤细胞表面高表达，而在正常组织中不表达或低表达。精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（arginine-glycineaspatic acid，RGD）三肽序列是一种小分子肽，其与整合素αvβ3 受体存在配体受体关系，且有较高的选择性和亲和力[1]。Parihar 等[2]的研究结果显示，68Ga 标记的RGD PET/CT 显像对放射性碘难治性分化型甲状腺癌（radioiodine refractory DTC，RAIR-DTC）病灶的检出率为82.3%。在国内，99Tcm简单易得，性价比高，且SPECT/CT 较PET/CT 更普及，因此99Tcm标记的RGD SPECT/CT 显像有望在国内推广。Zhao 等[3]初步报道了整合素受体99Tcm-甲苯磺酸钠烟酰胺腙聚乙二醇双环RGD 肽（简称99Tcm-3PRGD2）SPECT/CT 显像用于RAIR-DTC 病灶的定位和生长评估的可行性。但目前国内关于99Tcm-3PRGD2SPECT/CT 显像在RAIR-DTC 中应用的文献较少。本研究旨在评价99Tcm-3PRGD2SPECT/CT 显像对RAIR-DTC 病灶的诊断效能，为抗血管生成酪氨酸激酶抑制剂（tyrosine kinase inhibitors，TKI）在RAIR-DTC 中的应用提供分子影像可视化依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料

前瞻性选择2019 年10 月至2022 年5 月在福建省立医院行99Tcm-3PRGD2SPECT/CT 检查的59例RAIR-DTC 患者，其中男性17 例、女性42 例，中位年龄为51（28，80）岁。纳入标准（同时满足以下所有条件）[4-5]：（1）年龄>18 岁；（2）甲状腺癌全切术后经组织病理学检查结果证实为DTC；（3）经131I 治疗后影像检查未发现明确病灶，但血清疗效不佳[在无甲状腺球蛋白抗体（TgAb）干扰的情况下，刺激性甲状腺球蛋白（stimulated thyroglobulin，sTg）水平>10 ng/ml，且在随访中sTg 的水平持续上升]或结构疗效不佳（CT、MRI、超声提示病灶进展）；（4）131I 全身显像阴性。排除标准（满足以下任意条件）：（1）怀孕或哺乳期；（2）有第2 原发肿瘤；（3）无法定期复查及随访；（4）研究者认为存在妨碍本研究的任何条件。本研究经福建省立医院伦理委员会批准[伦审科研第（K2019-09-037）号]，所有患者均于检查前签署了知情同意书。

59 例患者中，22 例在行99Tcm-3PRGD2SPECT/CT 显像后接受了TKI 治疗（安罗替尼14 例、阿帕替尼5 例、索拉非尼3 例），37 例接受了TSH 抑制治疗（13 例在2 周内接受了18F-FDG PET/CT 显像）。取每例患者最大病灶的SUVmax进行分析。

Parihar 等[2]的研究结果显示，68Ga-RGD PET/CT显像诊断RAIR-DTC 的灵敏度和特异度均为82.3%。基于此，本研究假设99Tcm-3PRGD2SPECT/CT 显像对RAIR-DTC 转移灶检出的灵敏度和特异度均>50%。采用PASS 11 样本量计算软件计算所需样本量，假设α=0.05（单侧），β=0.1，计算结果表明，本研究至少需要纳入264 个病灶。

1.2 药物制备

3PRGD2冻干试剂由北京大学医学同位素研究中心提供。取一瓶3PRGD2冻干试剂静置5 min，加入1 ml 0.9% NaCl 溶液溶解后，再加入约2 ml99TcmO4−溶液（1 110～1 850 MBq），混合均匀，置于100℃水浴中加热20 min[6]。18F-FDG 由福建省立医院核医学科采用美国GE 公司的MiniTrace 加速器和Microlab全自动合成系统自行制备。99Tcm-3PRGD2和18F-FDG的放射化学纯度均>95%。

1.3 SPECT/CT 显像

采用美国GE 公司的Discovery NM/CT 670Pro SPECT/CT 仪进行显像。静脉注射99Tcm-3PRGD2（11.1 MBq/kg）后，嘱患者多饮水，2 h 后行全身平面及断层SPECT/CT 显像，显像前排空小便。使用低能高分辨率准直器进行图像采集，采集参数：（1）全身前后位平面显像的能峰为140 keV、窗宽15%、床速为10 cm/min、矩阵为256×1 024；（2）断层SPECT/CT 显像的矩阵为128×128、放大倍数为1.0、探头旋转360°（30 s/帧，共60 帧）；同机CT 扫描的电压为130 kV、电流为60 mA。

1.4 PET/CT 显像

采用美国GE 公司的 Discovery NM/CT 710 PET/CT 仪进行显像。所有患者在接受PET/CT 显像前均需禁食6 h 以上，空腹血糖≤11.1 mmol/L。静脉注射18F-FDG 的剂量为3.70～5.55 MBq/kg，患者于安静环境中休息50～60 min。排空小便后上机进行扫描。扫描范围从颅底至股骨上段，患者取仰卧位，双上肢抱头。先行CT 扫描，扫描参数：电压140 kV、电流150 mA、矩阵512×512、螺距≥1.0、层厚7.5 mm、球管单圈旋转时间为0.5 s。采用标准重建法对CT 图像进行重建，重建层厚5 mm；采用三维模式采集PET 图像，采集床位依据CT 定位扫描而定，每床位采集2.5 min。应用三维逻辑回归（LOR）重建算法对PET 图像进行重建，重建层厚5 mm，间隔5 mm。并应用CT 数据对PET 图像进行衰减校正。将校正后的PET 图像与CT 图像进行融合，得到冠状面、矢状面和横断面的融合图像。

1.5 图像处理及分析

应用美国GE 公司的核医学显像工作站Xeleris 3.0 处理图像。由2 位工作满5 年的核医学科主治及以上职称的医师采用双盲阅片法进行视觉评估，意见不一致时由第3 位上级医师判断，并通过文献已报道的方法诊断RAIR-DTC 病灶[2]：排除生理性和炎症摄取后，当99Tcm-3PRGD2显像剂摄取高于正常区域，视为SPECT/CT 显像阳性，病灶视为阳性病灶；同机CT 表现形态异常，但相应部位未见显像剂异常摄取者，视为SPECT/CT 显像阴性，病灶视为阴性病灶。定量分析[7]：应用美国GE 公司的定量分析软件Q.Metrix 1.0 程序进行图像重建，将采集的信息（SPECT 的灵敏度、给药时间、满针和空针活度）输入系统，对99Tcm-3PRGD2浓聚区域进行定量分析，勾画感兴趣区体积（volume of interest，VOI），阈值为0.4；计算的SUV 体素体积为3.2×10−3ml，自动生成VOI 相关定量参数，取SUVmax以评价病灶摄取情况。

1.6 RAIR-DTC 病灶的判断标准和验证标准

RAIR-DTC 病灶的判断标准[2,8-9]：（1）组织病理学检查结果证实为DTC，在后续随访过程中sTg 水平持续上升或影像检查结果提示病情进展；（2）经靶向药物治疗、射频消融、125I 粒子植入治疗等干预治疗后，病灶体积缩小且sTg 水平降低；（3）在仅进行TSH 抑制治疗的情况下，病灶体积增大且sTg 水平升高。非RAIR-DTC 病灶的判断标准[2,8-9]：随访过程中，在未干预的情况下，sTg 水平自发地降低并维持在较低水平（sTg<10 ng/ml）。验证标准采用已报道的类似研究方法进行随访[10]：所有患者进行至少6 个月（或直至病死）的临床随访，每2 个月复查一次sTg。随访过程中患者根据临床需要进行相关影像检查（CT、MRI、超声、PET/CT、PET/MRI 等）。18F-FDG PET/CT 显像诊断RAIR-DTC 病灶的验证标准同99Tcm-3PRGD2SPECT/CT 显像一致。

1.7 统计学方法

应用SPSS 19.0 软件对数据进行统计学分析。符合正态分布的计量资料以±s表示；连续非正态分布的计量资料以M（Q1，Q3）表示。采用ROC 曲线评估99Tcm-3PRGD2SPECT/CT 显像、18F-FDG 显像的诊断效能，并计算99Tcm-3PRGD2SPECT/CT 显像检出RAIR-DTC 病灶的SUVmax临界值。采用Pearson 相关分析法分析TL、sTg 水平与SUVmax的相关性。采用配对t检验比较分析RAIR-DTC患者TKI 治疗前后sTg 水平、SUVmax、TL 间的关系。采用Spearman 分析法分析99Tcm-3PRGD2SPECT/CT 显像与18F-FDG PET/CT 显像在检出阳性病灶的SUVmax之间的关系。P<0.05 为差异或相关性有统计学意义。

2 结果

2.1 总体结果

在59 例患者中共检测出295 个病灶，其中能通过本研究验证标准定性且可进行SUVmax定量的病灶共276 个。这276 个病灶中有活体组织病理学检查结果的病灶共36 个，无活体组织病理学检查结果的病灶共240 个，所有病灶均结合相应的临床随访结果加以验证。

2.2 诊断效能

99Tcm-3PRGD2SPECT/CT 显像对276 个RAIR-DTC病灶诊断的灵敏度、特异度、准确率、阳性预测值、阴性预测值分别为94.9%（203/214，95%CI：90.7%～97.3%）、88.7%（55/62，95%CI：77.5%～95.0%）、93.5%（258/276，95%CI：88.5%～95.3%）、96.7%（203/210，95%CI：93.0%～98.5%）、83.3% （55/66，95%CI：71.7%～91.0%）。ROC 曲线分析结果显示，界定是否为RAIR-DTC 病灶的SUVmax的最佳临界值为2.70，AUC 为0.874，灵敏度为88.6%，特异度为81.8%，约登指数为0.704。

2.3 TL 和sTg 水平与SUVmax 的关系

Pearson 相关分析结果显示，TL 与病灶SUVmax呈正相关（r=0.635，P=0.001）；sTg 水平与SUVmax呈正相关（r=0.811，P=0.001）（图1A、1B）。

图1 RAIR-DTC 患者TL（A）、sTg 水平（B）与SUVmax 关系的散点图 RAIR-DTC 为放射性碘难治性分化型甲状腺癌；TL 为病灶长径；sTg 为刺激性甲状腺球蛋白；SUVmax 为最大标准化摄取值Figure 1 Scatter plots of the relationship between target lesion (A), stimulated thyroglobulin levels (B) and SUVmax in patients with radioiodine refractory differentiated thyroid cancer

2.4 TKI 疗效监测的影像指标

对接受TKI 治疗的22 例患者的59 个病灶进行研究的结果显示，SUVmax、TL 及sTg 水平在TKI 治疗前后的差异均有统计学意义（t=11.027、6.205、3.928，均P=0.001，表1）。TKI 治疗前后99Tcm-3PRGD2SPECT/CT 显像变化的典型病例见图2。

表1 RAIR-DTC 患者酪氨酸激酶抑制剂治疗前后99Tcm-3PRGD2 SPECT/CT 显像病灶相关参数的变化（±s）Table 1 Changes of parameters related to 99Tcm-SPECT/CT imaging in patients with radioiodine refractory differentiated thyroid cancer before and after tyrosine kinase inhibitors treatment (±s)

表1 RAIR-DTC 患者酪氨酸激酶抑制剂治疗前后99Tcm-3PRGD2 SPECT/CT 显像病灶相关参数的变化（±s）Table 1 Changes of parameters related to 99Tcm-SPECT/CT imaging in patients with radioiodine refractory differentiated thyroid cancer before and after tyrosine kinase inhibitors treatment (±s)

注：RAIR-DTC 为放射性碘难治性分化型甲状腺癌；3PRGD2为甲苯磺酸钠烟酰胺腙聚乙二醇双环精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸肽；SPECT 为单光子发射计算机体层摄影术；CT为计算机体层摄影术；SUVmax 为最大标准化摄取值；TL 为病灶长径；sTg 为刺激性甲状腺球蛋白

时间SUVmaxTL（cm）sTg水平（ng/ml）治疗前5.56±2.001.97±1.223 369.45±3 443.24治疗后3.68±1.431.12±0.57899.62±671.15 t值11.0276.2053.928 P值0.0010.0010.001

图2 索拉非尼治疗前后的RAIR-DTC 多发肺转移患者（女性，59 岁）的99Tcm-3PRGD2 SPECT/CT 显像图 A、B 分别为TKI 治疗前后全身平面显像图，示双肺 99Tcm-3PRGD2 高摄取结节（红色、绿色箭头所示）；C～E 分别为TKI 治疗前横断面99Tcm-3PRGD2 SPECT/CT 融合图、MIP 图和CT 肺窗图，示TKI 治疗前双肺99Tcm-3PRGD2 高摄取结节（红色箭头所示病灶SUVmax=9.4，绿色箭头所示病灶SUVmax=3.6）；F～H 分别为TKI 治疗后横断面99Tcm-3PRGD2 SPECT/CT 融合图、MIP 图和CT 肺窗图，示经TKI 治疗后相应结节99Tcm-3PRGD2 摄取水平降低（红色箭头所示病灶SUVmax=5.1，绿色箭头所示病灶SUVmax=1.2）。RAIR-DTC 为放射性碘难治性分化型甲状腺癌；3PRGD2 为甲苯磺酸钠烟酰胺腙聚乙二醇双环精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸肽；SPECT 为单光子发射计算机体层摄影术；CT 为计算机体层摄影术；TKI 为酪氨酸激酶抑制剂；MIP 为最大密度投影图；SUVmax 为最大标准化摄取值Figure 2 99Tcm-SPECT/CT imaging of multiple pulmonary metastases from radioiodine refractory differentiated thyroid cancer patients(female, 59 yearsold) treated with Sorafenib

2.5 99Tcm-3PRGD2 SPECT/CT 显像与18F-FDG PET/CT显像诊断效能的比较

18F-FDG PET/CT 显像和99Tcm-3PRGD2SPECT/CT 显像检测RAIR-DTC 阳性病灶的灵敏度分别为96.7%（59/61）和93.4%（57/61），特异度分别为84.6%（11/13）和92.3%（12/13）。ROC 曲线分析结果显示，18F-FDG PET/CT 显像的AUC 为86.8%（95%CI：76.1%～97.6%），99Tcm-3PRGD2SPECT/CT 显像的AUC 为89.0%（95%CI：80.4%～97.5%），2 种方法的AUC 差异无统计学意义（Z=0.312，P=0.753，图3）。Spearman 相关分析结果显示，99Tcm-3PRGD2SPECT/CT 显像与18F-FDG PET/CT 显像检出阳性病灶的SUVmax呈正相关，且差异有统计学意义（r=0.560，P=0.001，图4）。

图3 99Tcm-3PRGD2 SPECT/CT 显像与18F-FDG PET/CT 显像诊断RAIR-DTC 阳性病灶的受试者工作特征曲线 3PRGD2为甲苯磺酸钠烟酰胺腙聚乙二醇双环精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸肽；SPECT 为单光子发射计算机体层摄影术；CT 为计算机体层摄影术；FDG 为氟脱氧葡萄糖；PET 为正电子发射断层显像术；RAIR-DTC 为放射性碘难治性分化型甲状腺癌Figure 3 Receiver operating characteristic curves of 99Tcm-3PRGD2 SPECT/CT imaging and 18F-FDG PET/CT imaging in the diagnosis of radioiodine refractory differentiated thyroid cancer positive lesions

图4 99Tcm-3PRGD2 SPECT/CT 显像与18F-FDG PET/CT 显像检出阳性病灶的SUVmax 间的关系 SUVFDG 为18F-FDG PET/CT 显像检出阳性病灶的SUVmax；SUVRGD 为99Tcm-3PRGD2 SPECT/CT 显像检出阳性病灶的SUVmax；3PRGD2 为甲苯磺酸钠烟酰胺腙聚乙二醇双环精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸肽；SPECT 为单光子发射计算机体层摄影术；CT 为计算机体层摄影术；SUVmax 为最大标准化摄取值；FDG 为氟脱氧葡萄糖；PET 为正电子发射断层显像术Figure 4 Relationship between SUVmax of positive lesions detected by 99Tcm-3PRGD2 SPECT/CT imaging and 18F-FDG PET/CT imaging

3 讨论

由于RAIR-DTC 患者的预后差，特别是不摄碘进展性RAIR-DTC 患者，其10 年生存率不足10%[11-12]，故其后续的诊治成为临床工作中关注的焦点。RAIR-DTC 细胞生长缓慢，导致病灶葡萄糖代谢相对较低，因此，18F-FDG PET/CT 显像诊断RAIR-DTC 病灶有一定的局限性[13]。RAIR-DTC 的发生机制涉及多种基因突变和信号通路的异常激活，导致RAIR-DTC 病灶肿瘤新生血管增殖活跃[3]。整合素αvβ3是肿瘤血管生成的关键因子，其在调节癌细胞转移潜能、通过与纤维连接蛋白相互作用影响细胞活力、增加肿瘤细胞对分离的抵抗性等方面也具有重要作用[14]。

99Tcm-3PRGD2是一种靶向整合素αvβ3 受体的新型放射性示踪剂，能反映肿瘤新生血管的生成情况。并有临床报道表明99Tcm-3PRGD2SPECT/CT 显像结果对调整进展性RAIR-DTC 的治疗决策具有积极意义[15]。与PET/CT 显像示踪剂18F-RGD 和68Ga-RGD 相比，99Tcm-3PRGD2是一种物理性能好、经济、使用范围广、便于多次随访复查的SPECT/CT显像示踪剂。

本研究结果显示，99Tcm-3PRGD2SPECT/CT 显像对RAIR-DTC 病灶诊断的灵敏度和特异度分别为94.9%和88.7%，这与之前报道的68Ga-DOTA-RGD2PET/CT 显像对RAIR-DTC 病灶的检查效果相似，均具有较高的灵敏度和特异度[2]。RAIR-DTC 病灶丧失了钠/碘转运体的表达，但能继续产生sTg[16-17]。故sTg 是一种灵敏的血清生物标志物，能较好地描述RAIR-DTC 的特征。在本研究中，RAIR-DTC靶病灶的SUVmax与sTg 水平及TL 呈正相关。这表明RAIR-DTC 肿瘤负荷大小和靶向血管生成的放射性示踪剂99Tcm-3PRGD2的摄取呈正相关。本研究同时预测了99Tcm-3PRGD2SPECT/CT 显像诊断RAIR-DTC 病灶的最佳SUVmax的临界值为2.70。综上，靶病灶的SUVmax能够反映RAIR-DTC 肿瘤负荷，且随着SUVmax的增加，预示着肿瘤细胞具有更快的生长速度与转移潜能。当SUVmax>2.70时，99Tcm-3PRGD2SPECT/CT 显像对RAIR-DTC 病灶具有较高的诊断效能。

目前在TKI 疗效监测方面，针对不同靶点的抗血管生成靶向药物相继问世，并被证实可以延长RAIR-DTC 患者的无进展生存期 [11-12,18]。根据实体瘤疗效评价标准，临床中常用超声和CT 依据肿瘤大小的变化来评价治疗疗效[19]。然而，代谢功能的改变往往先于形态的改变。解剖变化往往不能及时评估治疗的反应，特别是TKI 治疗[20]。因此，本研究尝试探索能可视化评估肿瘤新生血管活性的分子影像指标。本研究结果显示，经靶向药物治疗后，RAIR-DTC 病灶的SUVmax明显低于治疗前，说明治疗后RAIR-DTC 病灶内整合素αvβ3 受体含量减少，即肿瘤新生血管减少，提示靶向药物可有效抑制肿瘤新生血管的形成。靶向药物治疗前后SUVmax与血清学指标（sTg）、形态学指标（肿瘤大小）变化方向一致（均减少）。故RAIR-DTC 病灶TKI 治疗前后的SUVmax的变化可作为灵敏的分子影像指标，协助早期预测TKI 治疗效果，监测药物治疗后的早期反应，以便尽早确定疗效，及时终止不必要的TKI 治疗。

与18F-FDG PET/CT 显像相比，99Tcm-3PRGD2SPECT/CT 显像检测RAIR-DTC 阳性病灶的灵敏度略低。这可能是因为18F-FDG PET/CT 是一种固有分辨率更高、信噪比优于SPECT/CT 的显像模式，具有可预见的优势。然而，99Tcm-3PRGD2SPECT/CT显像的特异度更高，原因可能是当肿瘤细胞处于新血管生成阶段时，糖代谢率相对较低[21]，此时，18F-FDG PET/CT 显像的诊断效能没有明显优于99Tcm-3PRGD2SPECT/CT。尽管2 种显像剂的摄取模式不同，但我们发现99Tcm-3PRGD2SPECT/CT 显像与18F-FDG PET/CT 显像在检出阳性病灶的SUVmax间存在显著相关性，这提示在RAIR-DTC 肿瘤细胞增殖的过程中，细胞的糖代谢与新生血管的形成可能相互重叠。

不可否认，本研究具有一定的局限性。（1）出于伦理原因，并不是所有的RAIR-DTC 病灶都能通过组织病理学检查结果证实。因此，缺乏对组织病理学相关性的研究。（2）纳入研究的RAIR-DTC患者样本量较少，本研究没有就靶向药物治疗前后RAIR-DTC 病灶在18F-FDG PET/CT 显像和99Tcm-3PRGD2SPECT/CT 显像中的表现进行对比研究。因此在下一阶段，我们计划进行更大样本量、前瞻性的纵向研究来对比18F-FDG PET/CT 显像和99Tcm-3PRGD2SPECT/CT 显像对RAIR-DTC 病灶靶向药治疗前后疗效的反应。（3）本研究的受试者范围较窄，仅限于不摄碘的进展性RAIR-DTC 患者。但作为99Tcm-3PRGD2SPECT/CT 显像在RAIR-DTC方面的探索性研究，仍具有价值。下一步我们将探讨99Tcm-3PRGD2SPECT/CT 显像对所有类型RAIR-DTC患者的诊断价值。

综上所述，99Tcm-3PRGD2SPECT/CT 显像对不摄碘进展性RAIR-DTC 转移病灶具有较高的灵敏度和特异度，与18F-FDG PET/CT 显像相似。SUVmax能反映RAIR-DTC 患者的肿瘤负荷，当SUVmax>2.70 时，99Tcm-3PRGD2SPECT/CT 显像对RAIR-DTC病灶的诊断效能较高。在治疗方面，SUVmax可作为一项灵敏的分子影像指标，能协助早期预测TKI的治疗效果。总之，99Tcm-3PRGD2SPECT/CT 显像作为一种性价比高的显像模式，在RAIR-DTC 患者诊疗管理中具有广阔的应用前景。

利益冲突所有作者声明无利益冲突

作者贡献声明李宇轩负责命题的提出、研究设计、现场实验的开展；张禹负责论文的撰写；林志毅负责研究的指导；苏耀东负责数据的统计与分析；石远颖负责数据的收集、整理与分析；陈文新负责论文的修改、经费的支持