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小動(dòng)物PET/CT在腫瘤模型及療效評(píng)價(jià)方面的應(yīng)用

瀏覽次數(shù):5465 發(fā)布日期:2018-12-27  來源:本站 僅供參考,謝絕轉(zhuǎn)載,否則責(zé)任自負(fù)
腫瘤學(xué)研究是小動(dòng)物PET/CT分子影像技術(shù)的應(yīng)用熱點(diǎn)之一,包含以下重要方面:建立對(duì)腫瘤生物模型的監(jiān)測(cè),進(jìn)行腫瘤模型的篩選,以及新的藥物或治療方法的療效評(píng)價(jià)。
①腫瘤模型監(jiān)測(cè)
藥物開發(fā)過程中的體內(nèi)抗腫瘤試驗(yàn),通常需要用到動(dòng)物腫瘤移植模型。腫瘤移植成功代表著腫瘤模型的成功建立。因?yàn)镻ET顯像不僅僅能顯示腫瘤所在位置,同時(shí)能顯示腫瘤特異性分子的表現(xiàn)和活性以及生物學(xué)過程,同時(shí)是一種無創(chuàng)可連續(xù)觀察的方法,因此小動(dòng)物PET/CT是評(píng)估腫瘤模型是否已建立成功的一個(gè)重要的影像學(xué)手段。
下圖展示的,就是在腫瘤模型建立過程中使用Super Nova ®PET/CT(平生醫(yī)療)來跟蹤、觀測(cè)腫瘤模型的大小和生長(zhǎng)情況的一個(gè)案例。
 
大鼠肝臟原位種植瘤模型建立
(三維關(guān)聯(lián)顯示腫瘤位置;注射0.4mCi FDG1h后掃描10min)
 
球形ROI勾畫獲取腫瘤
 
閾值提取高攝取FDG區(qū)域獲取腫瘤的體積
 
② 腫瘤模型篩選
由于PET/CT的無創(chuàng)成像特點(diǎn),還可以用于腫瘤模型的制備的篩選。以下是某研究者在建立肺小細(xì)胞癌裸鼠模型時(shí),使用Super Nova® PET/CT(平生醫(yī)療)進(jìn)行高通量的模型篩選,觀察造模的效果,評(píng)價(jià)腫瘤模型。
 
非小細(xì)胞肺癌Zr89  PET/CT顯像
 
③ 療效評(píng)價(jià)
在腫瘤的分子生物學(xué)模型應(yīng)用中,通常要根據(jù)腫瘤細(xì)胞的特點(diǎn),選擇新的分子靶點(diǎn)建立相應(yīng)的治療方法,或合成相應(yīng)的靶向藥物進(jìn)行治療。新的藥物或治療方法的療效評(píng)價(jià),是建立在腫瘤模型的基礎(chǔ)上來觀察的,小動(dòng)物PET/CT為療效評(píng)價(jià)和腫瘤監(jiān)測(cè)提供了有效觀察方法。
  • 例舉1:
發(fā)表論文:
131I -Labeled Copper Sulfide-Loaded Microspheres to Treat Hepatic Tumors via Hepatic Artery Embolization
接受雜志:Theranostics
影響因子:8.766
在該文獻(xiàn)中[1],采用小動(dòng)物PET/CT的影像學(xué)手段進(jìn)行分析,評(píng)價(jià)了新的腫瘤治療方法的療效。該研究制備了一種多功能診療一體化微球131I-HCuSNPs-MS-PTX,用于肝臟腫瘤的經(jīng)導(dǎo)管肝動(dòng)脈栓塞微創(chuàng)治療,這種化合物結(jié)合了化學(xué)療法,放射療法和光熱療法的多重特性。Super Nova® PET/CT(平生醫(yī)療)圖像的分析結(jié)果,即是該化合物微療效法的療效評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)之一。
  • 腫瘤模型建立
在研究過程中,研究者使用皮下接種的方式在供體鼠上種植Walker-256腫瘤,并通過Super Nova® PET/CT(平生醫(yī)療)的掃描觀察,監(jiān)測(cè)腫瘤的成長(zhǎng)大小。在腫瘤達(dá)到6-8mm后,將供體鼠的腫瘤切碎成1mm3的小塊移植到受體鼠的肝臟右葉。
  • 實(shí)驗(yàn)方法和過程
在受體鼠接受腫瘤移植10天后,用Super Nova® PET/CT(平生醫(yī)療)監(jiān)測(cè)腫瘤大小,當(dāng)腫瘤再次長(zhǎng)到6-8mm,通過注射微球進(jìn)行治療,并在治療前及治療后1-7天,用該小動(dòng)物PET/CT進(jìn)行腫瘤體積的掃描觀察和SUV值分析,獲取腫瘤微創(chuàng)治療方法的療效:實(shí)驗(yàn)組131I-HCuSNPs-MS-PTX加上激光治療在第一天后腫瘤對(duì)FDG的吸收就顯著下降,7天后無FDG吸收;對(duì)照組I-HCuSNPs-MS-PTX加上激光治療在1天后腫瘤對(duì)FDG的吸收下降,但是2天后迅速上升;其他不治療、或僅使用1種或2種治療特性的化合物的對(duì)照組均顯示出腫瘤的生長(zhǎng)。
  • 實(shí)驗(yàn)結(jié)論
研究者認(rèn)為,經(jīng)此療效評(píng)價(jià),多功能診療一體化微球131I-HCuSNPs-MS-PTX,+Laser用于肝臟腫瘤的經(jīng)導(dǎo)管肝動(dòng)脈栓塞微創(chuàng)治療,是有臨床應(yīng)用前景的。
 
大鼠肝臟腫瘤不同治療手段的小動(dòng)物PET/CT影響圖
  • 例舉2:
發(fā)表論文:The combined therapeutic effects of 131iodine-labeled multifunctional copper sulfide-loaded microspheres in treating breast cancer
接受雜志:Acta Pharmaceutica Sinica B
同年,研究者又使用Super Nova® PET/CT(平生醫(yī)療)觀察了此藥物和治療手段在乳腺腫瘤治療中的療效并發(fā)表了新論文[2]。研究者將乳腺腫瘤細(xì)胞種植到大鼠(母)的第二乳房脂肪墊中,并持續(xù)觀察直到腫瘤長(zhǎng)到5-6mm,隨后注射微球進(jìn)行治療,同時(shí)與其他治療方式進(jìn)行對(duì)照。在此療效評(píng)估過程中,始終使用Super Nova® PET/CT來跟進(jìn)治療效果,結(jié)果顯示,131I-HCuSNPs-MS-PTX+Laser的方式對(duì)乳腺腫瘤的治療也十分有效。
 
大鼠乳腺腫瘤脂肪墊下種植,不同治療手段的PET/CT影響圖
(三維關(guān)聯(lián)顯示腫瘤位置;注射0.8mCi FDG1h后掃描10min)
 
綜述:小動(dòng)物PET/CT在腫瘤學(xué)研究中已日益發(fā)揮出其重要的作用,是預(yù)臨床醫(yī)學(xué)研究的一把銳器。
 
 
小動(dòng)物PET/CT設(shè)備——Super Nova® PET/CT(平生醫(yī)療)
 
附錄:
在PET/CT腫瘤學(xué)研究中,常用放射性核素標(biāo)記參與生物體生理代謝的藥物或物質(zhì),如18F 標(biāo)記的18F-FDG,在葡萄糖代謝率高的腫瘤組織攝取18F-FDG后局部放射性濃度倍增,在PET影像上形成很強(qiáng)的對(duì)比度,這種對(duì)比度隨腫瘤惡性程度的提高而增強(qiáng),在生物體活體狀態(tài)下即可對(duì)腫瘤進(jìn)行監(jiān)測(cè)、分析,獲得診斷數(shù)據(jù)。以下是用于PET腫瘤研究的其他常用藥物:
藥物 生物學(xué)過程
18F-FDG 葡萄糖代謝
11C-乙酸鹽 細(xì)胞增殖
11C-蛋氨酸等 氨基酸代謝
18F-膽堿、11C-膽堿 細(xì)胞膜形成
18FLT 核酸代謝
18F-DOPA 腫瘤受體
18F-FES 雌激素
69Ga-DOTA-TOC 生長(zhǎng)抑素受體
18F-FMISO、HX-4等 乏氧代謝
 
 
注釋:
[1]. Qiufang Liu, Yuyi Qian, Panli Li, Shaoli Song, et al. 131I-Labeled Copper Sulfide-Loaded Microspheres to Treat Hepatic Tumors via Hepatic Artery Embolization[J]. Theranostics, 2018, 8(3): 785-799; (IF=8.776)
[2]. Qiufang Liu, Yuyi Qian, Panli Li, Shaoli Song, et al. The combined therapeutic effects of iodine-labeled multifunctional copper sulfide-loaded microspheres in treating breast cancer[J]. Acta Pharmaceutica Sinica B 2018;8(3):371–380
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