健康人脑组织中氨基酸转运示踪剂18F-FET动力学特征的定量研究及其在肿瘤诊断中的应用价值

本研究针对颅内肿瘤诊断中氨基酸转运示踪剂O-(2-[18F]氟乙基)-L-酪氨酸(18F-FET)的生理性摄取机制不明确问题，通过长轴视野PET技术对28例术后患者进行动态成像分析，首次建立了健康脑组织的18F-FET动力学参数基准值（K1 0.00825-0.0244 ml g-1 min-1，VT 0.126-0.495 ml g-1），证实单帧显像定量方法的可行性（误差<10%），为肿瘤异常摄取的鉴别提供了重要参照标准。

　　

在神经肿瘤学领域，氨基酸转运显像已成为诊断颅内肿瘤的重要工具。其中，O-(2-[¹⁸F]氟乙基)-L-酪氨酸(¹⁸F-FET)因其不被代谢为蛋白质的特性，能够特异性反映L型氨基酸转运体1(LAT1)的活性。然而长期以来，研究者们面临一个关键瓶颈——健康脑组织中¹⁸F-FET的生理性动力学参数缺乏系统研究，这严重制约了对肿瘤异常摄取的准确解读。由于伦理限制难以获取健康志愿者数据，加上传统方法需要动脉采血获取输入函数，使得这一基础问题迟迟未能解决。

瑞士伯尔尼大学医院核医学科的Korbinian Krieger团队创新性地利用长轴视野PET(LAFOV PET)技术，对28例术后颅内肿瘤患者进行40分钟动态¹⁸F-FET PET/CT扫描。研究团队通过主动脉图像衍生输入函数(IDIF)替代传统动脉采血，采用三指数模型解析示踪剂血液动力学特征，发现终末血药浓度与曲线下面积(AUC)高度相关(r=0.90-0.92)。这一突破使得仅需单帧显像即可准确估算全动态参数成为可能。

关键技术方法包括：1)使用西门子Biograph Quadra系统进行40分钟动态PET采集；2)主动脉IDIF提取与三指数模型拟合；3)一室模型(1TCM)计算K₁、k₂参数；4)Gjedde-Patlak线性图示分析获取K_in；5)Logan法计算分布容积V_T；6)基于28例患者数据构建平均参数图谱。

主要研究结果

生理参数基准建立
研究首次系统报道了健康脑组织的¹⁸F-FET动力学参数：白质的K₁最低(0.00825 ml g^-1 min^-1)，小脑灰质最高(0.0244 ml g^-1 min^-1)；分布容积V_T呈现四倍跨度(白质0.126 ml g^-1 vs 小脑0.495 ml g^-1)。参数间存在显著协方差，特别是K_in与V_T在壳核(r=0.83)和小脑(r=0.85)高度相关。

单帧定量验证
基于AUC与终末血药浓度的强相关性，研究证实5分钟单帧显像估算K₁的误差仅5%，40分钟单帧估算K_in误差9%。这一发现极大简化了临床定量分析流程。

空间分布特征
平均参数图谱显示基底节和小脑皮层摄取显著高于其他灰质区域，而白质始终最低。尽管左颞叶/额叶因病例集中出现局部偏差，但整体成功还原了生理性分布模式。

讨论与意义
该研究首次建立了¹⁸F-FET在相对健康脑组织中的动力学参数数据库，解决了肿瘤诊断中缺乏参照基准的关键问题。研究发现V_T参数具有最大动态范围，提示其可能成为鉴别肿瘤与背景的最佳指标。技术层面证实IDIF可完美替代侵入性动脉采样，且单帧显像定量法的验证为临床普及扫清了技术障碍。

值得注意的是，¹⁸F-FET的BBB透过率(K₁)显著低于其他LAT1底物（如¹⁸F-FDOPA），提示氟乙氧基可能产生空间位阻效应。研究也存在一定局限：40分钟采集时间可能不足以完全区分可逆与不可逆模型；病例中左半球优势分布可能影响参数准确性。这些发现为后续肿瘤特异性研究奠定了坚实基础，相关成果已发表于《EJNMMI Research》。