综述:超越氟脱氧葡萄糖:精准医学中的癌症分子成像

【字体: 时间:2025年04月07日 来源:CA: A Cancer Journal for Clinicians 521.6

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  本文聚焦癌症分子成像,介绍多种核医学探针(如 PSMA、SSTR 配体等),阐述其在多种癌症(前列腺癌、神经内分泌肿瘤等)诊疗中的应用,探讨新兴靶点成像的潜力,为精准医学中癌症评估和治疗提供重要参考。

  

引言


分子成像能在细胞和分子层面,对生物过程进行体内可视化、特征描述和定量分析。癌症分子成像则是对肿瘤特有的或改变的过程,像细胞增殖、葡萄糖代谢、受体表达,以及肿瘤细胞与微环境的相互作用,进行无创可视化研究。

目前的分子成像方式有磁共振成像(MRI)或磁共振波谱、光学成像和正电子发射断层扫描(PET)等。PET 及其与 CT 或 MRI 融合的成像技术(PET/CT、PET/MRI),在癌症分子成像临床应用中较为广泛。本综述重点关注除氟脱氧葡萄糖(FDG)PET 之外的诊断性 PET 分子成像方法,以及在癌症分子成像中具有前景的新型分子探针。

基于生物靶点的非 FDG 癌症 PET 分子成像方法:已确立的探针


多年来,众多非 FDG 的核分子成像方法用于癌症成像,每种方法都有独特的生物靶点和临床应用场景。

  1. 基于受体或抗原表达的成像
    • 生长抑素受体(SSTR)成像:SSTR 在神经内分泌细胞中调节增殖和分泌功能,在多种神经内分泌肿瘤及其他肿瘤(如脑膜瘤、淋巴瘤)中高表达。以68Ga 和64Cu 标记的 SSTR 配体是主要的 PET 示踪剂,SSTR 拮抗剂在诊断性能上优于激动剂。SSTR PET 在神经内分泌肿瘤的诊断、分期、治疗后随访、评估治疗 eligibility 等方面有重要作用,在脑膜瘤、头颈部副神经节瘤、嗜铬细胞瘤、髓样甲状腺癌等疾病中也发挥着关键作用。
    • 前列腺特异性膜抗原(PSMA)成像:PSMA 是前列腺癌的优良生物靶点,相关 PET 示踪剂已被批准用于临床。PSMA PET/CT 用于前列腺癌的初始分期、生化复发评估、治疗前 eligibility 评估等,在其他肿瘤(如胶质瘤、唾液腺肿瘤等)的诊断和预后评估中也有潜在价值。
    • 去甲肾上腺素转运体(NAT)成像:NAT 是神经元和肾上腺嗜铬细胞中负责转运内源性去甲肾上腺素的跨膜蛋白,123I-MIBG 等是常用的成像示踪剂。123I-MIBG SPECT 是神经母细胞瘤分期和随访的一线成像剂,但对非散发性嗜铬细胞瘤和副神经节瘤的诊断性能欠佳。
    • 雌激素受体(ER)成像:ER 在常见的乳腺癌中高表达,18F-FES 是用于乳腺癌分子成像的 PET 示踪剂。它可评估 ER 状态、指导抗雌激素治疗、解决其他成像方式的诊断困境,在转移性浸润性小叶乳腺癌、ER 阳性脑转移等评估中具有重要价值,在子宫内膜癌、卵巢癌等疾病中也有潜在应用。

  2. 基于增殖的分子成像:细胞增殖是癌症的特征之一,18F - 氟胸苷(FLT)是研究最多的增殖示踪剂,主要用于治疗反应评估。FLT PET 在多种癌症(如 B 细胞淋巴瘤、肺癌、乳腺癌等)的治疗反应评估和脑肿瘤评价中具有潜在作用,但由于其可用性有限且未获 FDA 批准,尚未常规使用。
  3. 基于细胞膜合成的分子成像:肿瘤细胞膜合成增加,以11C 或18F 标记胆碱可进行分子成像,18F - 氟胆碱更具优势。11C - 胆碱和18F - 氟胆碱在前列腺癌生化复发评估中有一定作用,但因其对小区域淋巴结检测灵敏度低,且在 PSA 值较低时应用存在争议,逐渐被 PSMA PET 取代。18F - 氟胆碱 PET 在肝内高分化肝细胞癌的治疗前后评估中有潜在应用。
  4. 基于氨基酸的分子成像:多种氨基酸被放射性标记用于癌症分子成像,如11C - 蛋氨酸(11C-MET)、18F - 氟代乙基酪氨酸(18F-FET)、18F - 氟代二羟基苯丙氨酸(18F-FDOPA)和18F - 氟环丁烷羧酸(18F-FACBC)等。这些示踪剂在脑肿瘤、嗜铬细胞瘤、副神经节瘤、髓样甲状腺癌、前列腺癌等疾病的诊断、分期、治疗反应评估等方面有特定应用。

新兴的分子成像生物靶点


多种新兴生物靶点在癌症分子成像中展现出前景。

  1. 成纤维细胞激活蛋白(FAP)成像:FAP 抑制剂(如 FAPI-04、FAPI-46)标记的 PET 成像,在多种癌症(如肉瘤、胃肠道癌、胰腺癌等)评估中,可作为 FDG PET 的替代方法,用于分期、再分期和治疗反应评估,但还需大规模随机临床试验确定其确切作用和对患者预后的影响。
  2. C-X-C 基序趋化因子受体 4(CXCR4)成像68Ga、64Cu、18F 标记的 CXCR4 配体,在非霍奇金淋巴瘤、肺癌、乳腺癌等疾病中可能有用。虽支持其临床应用的证据不如 FAP 成像多,但在某些肿瘤(如套细胞淋巴瘤)的治疗前评估中表现较好,还需更多研究明确其临床价值。
  3. 其他新兴靶点成像:包括胰高血糖素样肽 - 1 受体(GLP-1R)、胃泌素释放肽受体(GRPR)、受体酪氨酸激酶(RTKs)、免疫检查点、免疫细胞受体等靶点的成像,以及针对肿瘤缺氧的成像。这些新兴靶点成像在不同癌症的诊断、治疗反应预测、放疗计划制定等方面具有潜在应用,部分已在临床试验中进行研究。

结论与展望


分子成像通过放射性标记合适的探针,为癌症评估提供了无创方法,在精准医学中意义重大。多种非 FDG 核探针已用于临床,针对肿瘤微环境的探针正在研究中。未来,有望发现更多不同靶点的配体,结合先进技术开发更特异的成像探针,双模态分子成像探针也具有广阔前景。癌症分子成像还能加深对肿瘤生长和治疗反应的理解,推动精准肿瘤学发展。

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