功能影像引导,将肿瘤放在“靶”上

【字体: 时间:2010年03月02日 来源:中国科技网

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  2009年度国家科学技术奖励大会上,山东省肿瘤防治研究院的最新研究成果“功能影像技术引导的肿瘤放射治疗研究”获得了国家科技进步二等奖。

  

 新闻缘起


  2009年度国家科学技术奖励大会上,山东省肿瘤防治研究院的最新研究成果“功能影像技术引导的肿瘤放射治疗研究”获得了国家科技进步二等奖。

  这是一项什么样的医疗技术呢?它和普通的放射治疗有什么区别?为何能获得国家科技大奖呢?带着疑问,本报采访了研究的参与人员于金明教授。

  放射治疗、化学治疗和手术治疗是治疗恶性肿瘤的三大重要手段,在谈肿瘤治疗5年存活率的今天,为何说有着40年发展的放射治疗技术却并未带来患者生存率的明显提高呢?功能影像技术引导能否解决肿瘤放疗的瓶颈呢?

  ——研究背景——

  瓶颈未打破,放射治疗生存率不高

  恶性肿瘤发病率和死亡率成逐年上升趋势,全球恶性肿瘤的死亡率在过去的50年里约增加了50%,恶性肿瘤的危害性日趋严峻。

  放射治疗是治疗恶性肿瘤的三大重要手段之一,60%—70%的恶性肿瘤患者接受放射治疗,在55%可以治愈的恶性肿瘤患者中,放疗的贡献率是40%。

  由常规放疗发展到今天的图像引导放疗,放射治疗技术经过近40年的发展,目前主流技术是三维适形放疗,精确度也已达到了较高的水平,但是这并未带来患者生存率的明显提高。以非小细胞肺癌为例,据统计,从1965年至2004年,全球64个肿瘤中心的15000例非小细胞肺癌患者中,手术联合化疗5年生存率仅仅提高了4%,而放疗联合化疗5年生存率也仅提高了2.2%。

  这是什么原因造成的?

  山东省肿瘤防治研究院放射肿瘤学专家于金明教授说:“肿瘤放疗存在两个瓶颈:照射的物理准确性和生物准确性。前者目前已基本解决,后者就成了问题的关键。通常肿瘤靶区是不均质的,组织内各部分因为血液供应、代谢、增殖活性、基因表达等不同对放射线的敏感性也不同,CT等解剖影像不能反映这种差异,基于CT影像的放疗技术给不均质的肿瘤靶区以均匀剂量的照射,势必造成某些区域照射剂量不足,残留的肿瘤细胞成为复发的种子。”

  ——治疗思路——

  功能影像引导,对肿瘤进行差别照射

  而功能(分子)影像技术,是用影像的手段非侵入性地对活体内的参与生理和病理过程的分子进行定性或定量可视化观察,通过对与放射敏感性有密切关系的靶分子的显像,可以获得反映肿瘤靶区的生物学特征和放射敏感性分布的图像,基于功能影像的放疗技术可以做到对敏感性不同的靶区差别照射,最大限度杀伤肿瘤细胞和保护正常组织。

  据于金明介绍,“功能影像技术引导的肿瘤放射治疗研究”通过建立新型显像技术、生物靶区勾画标准和技术,经过临床进一步验证和应用,最终创立了功能影像技术引导的肿瘤放射治疗技术,实现三维适形放疗向三维生物适形放疗技术的转变。自2003年至今,已在解放军总医院、第四军医大学第一附属医院等16家三级甲等医院临床应用,治疗肿瘤患者6700余例。

  在了解“功能影像技术引导的肿瘤放射治疗研究”之前,我们首先要了解几个关键词。

  PET技术是一种先进的医学影像技术,全称为正电子发射计算机断层扫描。PET是目前主要的功能、代谢和受体显像的技术,是目前用来诊断和指导治疗肿瘤最佳手段之一。

  PET—CT将CT与PET融为一体,由CT(计算机体层显像)提供病灶的精确解剖定位,而PET提供病灶详尽的功能与代谢等分子信息,具有灵敏、准确、特异及定位精确等特点,一次显像可获得全身各方位的断层图像,可以同时反映病灶的病理生理变化和形态结构,明显提高诊断的准确性。

  FDG是指18F—脱氧葡萄糖,这是PET检查最常用的一种放射性药物,如果具备FDG聚集,说明局部代谢比较旺盛,通常局部坏死组织是没有FDG代谢的,因此局部代谢旺盛,往往说明有问题,因为肿瘤组织特别是恶性的肿瘤组织一般就比正常旺盛。

  EGFR是表皮生长因子受体的缩写,EGFR在许多恶性肿瘤发生突变或表达增加,与肿瘤细胞的放射敏感性关系密切,也是这些肿瘤治疗的重要靶分子,EGFR显像可以反映肿瘤细胞放射敏感性的差异和筛选适合靶向治疗的患者。

  ——技术创新——

  突破难点,让生物靶区勾画更清晰

  确定治疗的靶区,即靶区勾画,是实施放疗的第一步,也是最关键的一步。“在该项目研究之初,功能影像技术用于引导放疗尚无先例。”于金明说,“功能影像技术引导的肿瘤放射治疗研究建立了基于功能影像的生物靶区勾画技术。”

  拿非小细胞肺癌来说,非小细胞肺癌靶区勾画的难点之一是解剖影像不能准确勾画大体靶区。研究发现,基于FDG PET—CT勾画肺癌大体靶区准确性优于解剖影像。PET—CT确定的肿瘤体系最接近于病理体系,对转移淋巴结的设野更为准确。

  非小细胞肺癌靶区勾画的难点之二是尚无功能影像确定临床靶区的标准。研究发现肿瘤对FDG的标准摄取值靶与非靶比值等参数可用于个体化确定肿瘤的亚临床浸润范围,并确定了原发灶和转移淋巴结临床靶区的设定标准。

  该研究还建立了食管癌生物靶区勾画的标准和技术。确定食管癌病灶的长度是临床上的一个基础问题,因为食管癌经常沿纵轴跨越式转移。该技术用PET图像确定食管癌纵轴长度可以达到与实际长度最佳吻合,并可确定食管癌纵隔淋巴结转移。研究证实PET—CT诊断纵隔淋巴结优于CT,准确性可达92.4%。

  延伸阅读

  三种技术,推广治疗6700例

  “我们的研究创立了FDG PET图像(代谢显像)、FETNIM PET图像(乏氧显像)和PD153035 PET图像(EGFR显像)三种功能影像技术引导的肿瘤放射技术。”于金明说。

  其中,FDG PET—CT影像引导的放射治疗技术用于治疗肺癌、食管癌、乳腺癌等,推广应用治疗患者6700余例。

  研究首先提出,不能手术的Ⅲ期非小细胞肺癌患者,放射治疗靶区由预防性淋巴结照射改为累及野照射更为合理。

  该研究结果一经发表,即被美国国家癌症综合治疗网修订2007版《肿瘤治疗临床指南》采用。将非小细胞肺癌放射性治疗靶区的定义由预防性淋巴结照射改为累及野照射,还被美国RTOG临床实验研究采用。

  该研究在国际上率先将酪氨酸激酶抑制小分子PD153035进行11C标记作为新型EGFR显像剂,进而实现动物和人体肿瘤组织显像。乏氧和EGFR PET显像在非小细胞肺癌临床应用的研究在2008年ASCO年会的大会主会场报告引起关注。这是国际首次报道乏氧和EGFR在人体的显像。

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