^99m Tc-MIBI断层显像用于肺癌p-糖蛋白定性检测的临床研究

中华核医学杂志 1998年第1期第0卷 论著

作者：林保和 张梅颖 许小宝 牟阿平 杨志

单位：100036 北京医科大学临床肿瘤学院、北京肿瘤医院核医学科

　　关键词： 肺肿瘤；断层摄影术；发射型计算机；单光子；糖蛋白类

　　Clinical study of ^99m tc-MIBI SPECT imaging for detection of multidrug resistant p-glycoprotein

　　expression in lung cancer Lin Baohe, Zhang Meiying, Xu Xiaobao, et al. beijing Cancer Hospital and

　　school of Clinical Oncology of Beijing Medical University, Beijing, 100036

　　【Abstract】 purpose Multidrug resistance (MDR) of tumor to cytotoxic drugs is a common cause

　　for failure of chemotherapy in the majority of cancer patients. One of the mechanisms of MDR is due to drug

　　efflux driven by p-glycoprotein (p-GP) expressed on the membrane of tumor cells. the aim of the present

　　study was to develop a method of functional imaging with ^99m Tc-MIBI to detect the drug efflux mediated

　　by p-GP in lesions of lung cancer.Methods Before chemotherapy, ^99m tc-MIBI imaging was performed

　　on each patient with a two-phase protocol (30 and 120 minutes postinjection) in a tomographic mode.

　　retention indices (RIs) of ^99m Tc-MIBI at tumor sites were calculated from counts at the lesion sites and

　　the negative value of RI was defined as p-GP positive. According to criteria proposed by the WHO,

　　therapeutic tumor response was scored as no response (NR), partial regression(PR) or complete regression(CR) after 3 courses of chemotherapy. Then, the significance of this technique was assessed.Results In total,

　　71 original lesions of lung cancer patients (staged as Ⅲ_b～Ⅳ) were included in this study. 35 lesions were

　　p-GP(+) and 36 lesions were p-GP(-) by MIBI imaging. 29 (82.9%) lesions in the p-GP(+) group had a

　　therapeutic score of NR, while 24 lesions (66.7%) in p-GP(-) were scored as CR or PR. The accuracy of

　　this method was 74.6%(53/71).Conclusions Several invasive methods such as immunohistochemical staining

　　and PCR have been developed to detect p-GP in tissue. Compared with biopsy, which was subject to sampling

　　errors and heterogeneity of p-GP expression, the present technique was a non-invasive and independent from

　　sampling errors. Therefore, it might serve as an effective complement to the other techniques to detect p-GP

　　mediated MDR.

　　【Key words】 Lung neoplasms Tomography, emission computed, single photon Glycoproteins

　　在多种多药耐药(MDR)表型中,p-糖蛋白(p-GP)介导的MDR最为常见。其机理为p-GP以主动转运方式将进入胞内的药物排至胞外。目前,用于这类MDR的检测方法有免疫组化法^〔1〕和PCR技术^〔2〕。近来,Piwnica-Worms等^〔3〕的细胞学检测及动物实验结果证实,p-GP介导的药物外排可经^99mTc-甲氧基异丁基异腈(MIBI)显像活体探测。此后,Rao等^〔4〕采用转基因方法在细胞水平证实了Piwnica-Worms等的发现。笔者初步探讨了^99mTc-MIBI断层显像用于肺癌p-GP定性检测的可行性,现报道如下。

材料和方法

　　1. 药物和仪器。^99mTc-MIBI由中国原子能科学研究院提供;仪器采用法国Sopha dS7 SPECT仪。

　　2. 患者。经病理学检查证实的Ⅲ～Ⅳ期^〔5〕肺癌患者71例。均接受^99mTc-MIBI显像检查后开始个体化化疗,化疗三个疗程后行胸片或胸CT检查,与治疗前检查结果对比,根据病灶大小的改变,按WHO推荐的标准^〔6〕进行疗效分级。

　　3. 显像方法。静脉注射^99mTc-MIBI 1.11GBq,分别于30及120分钟后行颈-胸部断层采集,采集矩阵64×64,峰位140keV,窗宽取20%;采集时间15～20秒/帧。采集完成后采用滤波反投影法行图像重建。滤波函数选用Hamming/Hann,经衰减校正后进行两套图像的层面匹配(以首层或末层心肌影为标志)。参照胸CT片提示的病灶位置选取30分钟和120分钟两套^99mTc-MIBI断层像中相应的横断面,并分别进行层面叠加,得到两幅包含整个病灶的横断面。在30分钟图上勾划出病灶ROI,并分别提取两幅图中病灶处ROI的计数均值C₃₀、C₁₂₀,C₁₂₀经采集时间归一及衰变校正后计算病灶处^99mTc-MIBI的储留指数(RI),RI=(C₁₂₀-C₃₀)/C₃₀×100%。以RI?作为p-GP阳性的判别标准,进行p-GP定性。

　　4. 结果分析。根据RI值将受检病例分为p-GP阳性及阴性两组;化疗疗效分为完全缓解(CR)或部分缓解(PR)与无效(NR)两级,然后以疗效为标准，进行p-GP定性检测符合率的统计,结果行χ²检验。

结 果

　　考虑到p-GP表达的非均一性,本研究检测对象仅限于原发灶。30及120分钟断层图像均显示病灶放射性高于其周围正常肺组织;病灶部位与CT基本一致,范围前者略大。比较前、后两时相断层图中肺癌病灶放射性浓度变化,p-GP阴性与p-GP阳性灶的表现截然不同，随时间推移,前者放射性增强(图1),而后者放射性降低(图2),这与文献〔3〕的体外细胞学检测结果一致。部分病灶呈周边或“群岛”状放射性浓聚灶(图3),系因病灶较大,灶内有坏死所致。

　　放疗所致的放射性肺炎在^99mTc-MIBI断层图上有典型表现(图4):于三个方向断面的不同层面可见与照射野大致相同、呈前后贯通状的条带形“热区”,其范围与胸CT所见大致相同。因无法区分病灶位置,此类患者不适合接受该项检查。

　　71例患者的p-GP定性结果与疗效的对比分析:^99mTc-MIBI显像判为p-GP阳性的35例中,疗效为NR者29例,化疗无效率为82.9%,与p-GP阴性组(33.3%,12/36)相比,差异有极显著意义(χ²=17.87，P＜0.01)。^99mTc-MIBI显像判为p-GP阴性的病例共36例,疗效为CR(PR)者24例,化疗有效率为66.7%,明显高于p-GP阳性组(χ²=17.87，P＜0.01)。探测总符合率为74.6%(53/71)。

图1 右上肺小细胞肺癌Ⅳ期患者，^99mTc-MIBI断层显像(a)示病灶部位、大小与胸CT所见基本相同。比较注射后30分钟与120分钟横断面病灶处放射性，后者明显高于前者(p-GP阴性)，疗效分级PR，化疗后显像示病灶明显缩小(b，右侧)

图2 左上肺腺癌Ⅳ期患者，化疗前^99mTc-MIBI断层像横断面(a)示120分钟左肺病灶处放射性明显低于30分钟(p-GP阳性)，化疗后再次显像，病灶仍为p-GP阳性，且明显增大(b，右侧)。疗效分级为NR图3 纵隔型小细胞肺癌Ⅳ期患者化疗前^99mTc-MIBI 30分钟横断面示：病灶呈周边放射性浓聚，中心几无放射性分布图4 放射性肺炎在^99mTc-MIBI断层图冠状面的不同层面可见与照射野大致相同，呈前后贯通状的条带形“热区”

讨 论

　　本法是根据已知病灶部位放射性随时间的增减变化来间接推测其p-GP的表达情况。然而,导致这种变化的原因并非仅p-GP过量表达。本组6例假阳性病例中,4例为放疗后患者,胸CT片均显示瘤灶周围合并放射性肺炎,^99mTc-MIBI图像中瘤灶与炎症部位的放射性均高于周围正常肺组织,二者的边界无法区分。局部炎症伴有修复过程,因而代谢率增高。充血、血流速度减慢也是这一病理过程的基本表现。这两种因素均可影响显像剂的聚集量与清除速率。因此,这4例“假阳性”不能除外炎症的干扰。另外,胸廓肌肉也摄取^99mTc-MIBI,肌肉影在120分钟图像中尤为明显,应注意与胸膜或贴近胸膜的肺内病灶相鉴别。勾划肺癌病灶ROI时最好以胸CT片所提示的病灶部位为依据。

　　除了p-GP介导的药物外排,MDR还有以下类型:①因瘤细胞内DNA拓扑异构酶Ⅱ活性降低或丢失导致药物作用环节中断^〔2〕;②谷胱甘肽转硫酶活性增高,造成胞内药物降解速度增加。这两类MDR本法不能检出。在排除其他类型的MDR前,不能将本研究中的12例p-GP阴性、疗效为NR者笼统视为假阴性。其是否存在非p-GP类耐药尚待证实。

　　研究表明,在各类MDR中,以p-GP介导的MDR最为常见^〔3〕。我们的结果显示NR病例中p-GP阳性者占70.7%(29/41),而p-GP阴性者仅占29.3%(12/41),与上述结论及文献^〔7〕相符。。p-GP介导的MDR可被三苯氧胺、异搏定等药物逆转。因而，及时、准确地检出这类患者，其化疗缓解率可望进一步提高。此外,与免疫组化检查相比,此法作为一种非侵入检查方法,因不受取材的限制,也不受p-GP非均一表达的影响,故可作为p-GP定性检查的一个有效的补充手段。

　　参 考 文 献

　　1Thiebaut F, Tsurou T, Hamada H, et al. Cellular localization of the multidrug-resistance gene product p-glycoprotein in normal human tissues. Proc Natl Acad Sci USA, 1987,84:7735-7741.

　　2Ferguson PJ, Fisher MH, Stephenson J, et al. Combined modalities of resistance in etoposide-resistant human KB cell lines. Cancer Res, 1988, 48(21):5956-5964.

　　3Piwnica-Worms D, Chiu ML, Budding M, et al. Functional imaging of multidrug resistant p-glycoprotein with an organotechnetium complex. Cancer Res, 1993, 53:977-984.

　　4Rao VV, Chiu ML, Kronange JF, et al. Expression of recombinant human multidrug resistance p-glycoprotein in insect cells confers decreased accumulation of ^99m tc-sestamibi. J Nucl Med, 1994, 35:510-515.

　　5Mountain CF. A new international staging system for lung cancer. Chest, 1986,89:225-228.

　　6中华人民共和国卫生部医政司编.肿瘤诊治工作常用统计指标和统计方法. 见:中国常见恶性肿瘤诊治规范第九分册. 第2版. 北京:北京医科大学、中国协和医科大学联合出版社, 1991.13.

　　7Bom HS, Kim YC, Song HC, et al. ^99m Tc-sestamibi uptake in small cell lung cancer: a predicator of response to chemotherapy. J Nucl Med, 1996, 37 (Supple):67P.

（收稿：1997-05-31 修回：1997-07-07）