99mTc-3PRGD2在放射性肺炎早期診斷中的研究*

施 樂，張 微，高成成，郭智瑞，魏龍曉△，楊志福，王坤亮

(1.中國人民解放軍空軍軍醫大學附屬唐都醫院核醫學科，西安 710038；2.中國人民解放軍空軍軍醫大學西京醫院藥劑科，西安 710032；3.中國人民解放軍空軍軍醫大學附屬唐都醫院放療科，西安 710038)

放射性肺炎(RP)是繼發于輻射損傷的肺組織炎性反應，是胸部放療引起的嚴重的、甚至是致命的并發癥之一。RP的癥狀包括呼吸困難、干咳、呼吸急促、發熱及肺功能改變[1-2]。目前，臨床上常用放療治療腫瘤，放療的療效較為理想，但其用于治療肺癌、食管癌和乳腺癌等時，射線都會對肺造成不同程度的損傷。放療在惡性腫瘤中有明顯的劑量-效應學關系，即隨著放療劑量增加，局部區域的治療效果相應升高[3-5]。然而其劑量的增加也會造成對正常組織的毒性作用提高，放射性肺損傷則是具有代表性的一種毒性作用。研究者普遍認為，放射性肺損傷是多因素、多細胞參與的、復雜的動態反應過程，其發生與照射野、放射劑量、照射部位、治療時是否使用化療藥物等有關[6-7]。放射性肺損傷的發生勢必影響進一步治療，因此應綜合評估患者情況，制訂嚴格的放療計劃，治療過程中應嚴密觀察，預防RP發生，早診斷、早治療，遏制其向肺纖維化發展尤為重要[8-9]。已有研究證實，整合素αvβ3在放射性肺損傷肺細胞上呈明顯高表達[10]，而三肽基團(RGD)可以與整合素αvβ3進行有效結合。為此，本研究通過建立大鼠急性放射性肺損傷所導致的RP模型，應用放射性核素標記的99mTc-3PRGD2放射性分子探針示蹤大鼠大劑量照射后，評估分子影像學技術進行早期診斷的可行性，從而建立一種新的診斷結合治療RP及放射性肺纖維化(RPF)的模式，更好地造福于臨床患者。

1 材料與方法

1.1材料 選取6～8周齡健康雌性清潔大鼠20只，平均體質量(246.5±37.2)g，由西安交通大學醫學院動物中心提供；GE Discovery VCT64 PET/CT，Philips FORTE SPECT(中國人民解放軍空軍軍醫大學附屬唐都醫院核醫學科)；Varian 21 EX 6 mV直線加速器(中國人民解放軍空軍軍醫大學附屬唐都醫院放療科)。

1.2方法

1.2.1動物模型制備 將大鼠隨機分出10只作為正常對照組，其余10只大鼠置于有機玻璃盒內，以Varian 21 EX 6 mV直線加速器單次全胸照射30 Gy作為照射對照組，靶源距100 cm,劑量率400 D/R。照射完畢給予動物標準飼料，自由進食和飲水。

1.2.299mTc-HYNIC-TPPTS-Tricine-3PRGD2制備HYNIC-TPPTS-Tricine-3PRGD2前體試劑盒內含有5.0 mg trisodium Triphenylphosphine-3,3′,3′-Trisulfonate，6.5 mg tricine，40.0 mg Mannitol,35.0 mg disodium succinate hexahydrate，11.3 mg succinic acid 20.0 μg，加入新鮮淋洗的99mTcO-4，置于沸水中水浴20 min取出，冷卻待用。

1.2.399mTc-HYNIC-TPPTS-Tricine-3PRGD2的質控 將冷卻的產物點樣于whatman紙層析板以90%丙酮和10%去離子水作為展開劑展開，使用薄層色譜(TLC)測量產物放化純度。產率>90%視為合格。

1.2.4CT影像學檢查 大鼠CT檢查圖像參數設定:將大鼠腹腔麻醉后固定于紙板上，調整CT參數為I:250 mA,U:80 kV,Pitch speed=0.516∶1.000 mm/Rot,2.5 mm,DFOU:9.6 cm對其進行掃描并以2.5 mm層厚在GE AW5.1操作系統下對其進行三維重建。

1.2.5SPECT Whole-Body靜態掃描參數 矩陣128×128。掃描時間為尾靜脈注射99mTc-3PRGD2后30 min。

1.2.6SPECT Whole-Body動態掃描參數 矩陣128×128，每幀為2 min，總掃描時間為270 min(4.5 h)，尾靜脈注射99mTc-3PRGD210 min后開始進行數據采集。照射對照組選取3點同等面積(等矩陣)肺區，做出平均放射性計數曲線(MIM 6.1系統)，CURVEB(Curve of the Bilateral Pulmonary field)。

1.2.7病理組織學檢查 動脈放血處死兩組大鼠,迅速取肺投入40 g/L甲醛中固定,常規包埋,切片,進行HE染色,光學顯微鏡下觀察。

2 結 果

2.1動物一般情況 正常對照組動物無異常；照射對照組大鼠被照射后活動明顯減少，精神萎靡，進食進水量明顯減少，10 d左右恢復。15～20 d全胸照射野出現明顯脫毛，至照射30 d時仍未恢復。

2.2放射性探針99mTc-HYNIC-TPPTS-Tricine-3PRGD2的制備99mTc-HYNIC-TPPTS-Tricine-3PRGD2產物無色澄清，TLC測定標記率均>95%，溶質遷移距離與流動相遷移距離比值=0.152±0.042，12 h之內發生輻射反應比例<10%，見圖1。

圖1 99mTc-HYNIC-TPPTS-Tricine-3PRGD2測定放化純度

2.3CT影像分析 見圖2。放射對照組在照射后10 d及20 d時CT圖像相對于正常對照組未見明顯區別，正常對照組在照射后30 d時無明顯變化，照射對照組在照射后30 d時出現大面積毛玻璃影改變，邊緣模糊不清，說明大鼠RP模型建立成功。

注：BPI為放射對照組；NC為正常對照組

圖2 CT影像分析

2.4SPECT圖像分析 SPECT Whole-Body靜態掃描結果：照射10 d注射99mTc-3PRGD2后30 min Whole-Body SPECT靜態掃描圖像顯示，大鼠在照射肺野內出現明顯攝取增高,其中放射性計數(白色>紅色>黃色>綠色>藍色>黑色)相對于正常對照組肺野，在照射對照組中雙側肺均出現放射性計數增高(圖3)。10 d Post-irradiation BPIvs. 10 d Post-irradiation正常對照組(受照后10 d),照射后10 d注射99mTc-3PRGD2后30 min，Whole-Body SPECT掃描結果顯示，相對于正常對照組， 照射對照組大鼠肺部放射性計數明顯增高，差異有統計學意義(P<0.01)。

注：BPI為放射對照組；NC為正常對照組

圖3 SPECT圖像分析

2.5兩組照射不同時間肺單位矩陣平均放射性計數/肌肉范圍矩陣平均放射性計數比較 見表1。對兩組照射后0 d注射99mTc-3PRGD2后30 min Whole-Body SPECT圖形進行分析，提取矩陣放射性計數，顯示不同組間雙側肺照射對照組肺野放射性平均計數從照射后10 d開始至照射后30 d出現非常明顯的差異。

2.6SPECT Whole-Body靜態掃描結果 照射對照組和正常對照組大鼠肺部放射性計數百分比值曲線設初始掃描時肺放射初始計數為100%，照射后0 d99mTc-3PRGD2動態掃描圖像顯示，在照射對照組中，肺百分比放射性計數隨掃描時間變化其曲線差異無統計學意義(P>0.05)。但從照射后10 d開始，不同組肺部攝取代謝曲線出現非常明顯的差異，差異有統計學意義(P<0.01)。

2.7組織病理學圖片 見圖4。病理學檢查結果顯示，相對于正常對照組，照射對照組肺組織出現明顯的RP特征，照射對照組大鼠肺部肺泡腔內有大量中性粒細胞和巨噬細胞浸潤,肺泡壁局部增厚,肺間隔不等(受照30 d時)。說明大鼠RP模型建立成功。

表1 兩組照射不同天數肺單位矩陣平均放射性計數/肌肉范圍矩陣平均放射性計數比較

注：與照射對照比較，*P<0.01

圖4 組織病理學圖片

3 討 論

RP及RPF早期無損傷影像學診斷是影像學領域難點之一，但至今未找到一種廣泛被臨床接受的影像學早期診斷方法。輕度RP會自行消退，但重度RP將導致RPF。臨床上通常通過照射劑量預判給予患者糖皮質激素治療，但糖皮質激素在防治RP和RPF過程中更多扮演的是消炎藥物角色。大量文獻報道，接受糖皮質激素治療的患者會出現醫源性骨質疏松和其他癥狀，并且在治療結束停藥后，約30%以上的患者會發生繼發感染[11-12]。所以早期對RP進行診斷和分級對預后非常重要。隨著影像學的發展，醫生把更多的目光從以前的靜態看片轉移到現在的動態看片，正因為這樣，現在影像學的主流分析軟件和分析方法都得到了大規模更新，比如MIM的PET-EDGE功能，GE的AW工作站，都添加了此類新功能。

RGD被證明能夠與整合素αvβ3 結合，可以標記18F等正電子核素，以及99mTc等單光子核素，從而進行影像學檢查，RGD有巨大潛力成為一種臨床制備較簡單的常用放射性分子探針。近幾年有報道證實，99mTc-3PRGD2在肝纖維化中有潛在的早期診斷價值[13]，但其較高的放射性計數組織本底，用常規方法相對較難得到具有臨床診斷價值的數據。本研究所使用的動態曲線法有潛力成為此類診斷性高組織本底放射性探針的一種新型方法。作者將進一步使用由不同劑量照射導致的不同分級RP及肺纖維化模型進行分析，期待找到不同程度病程與放射性探針攝取之間的關系。