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为解决当前评估子宫内膜癌化疗反应时间滞后、无法早期调整治疗的问题,研究人员开展了利用静态和动态 [18F] 氟脱氧葡萄糖([18F] FDG)正电子发射断层扫描(PET)与扩散加权磁共振成像(DW-MRI)评估两种皮下子宫内膜癌小鼠模型化疗早期反应的研究,发现多模态成像可行,MRFDG最有潜力,为早期诊疗提供依据。
在女性健康领域,子宫内膜癌是高收入国家最常见的妇科癌症,且发病率呈上升趋势。手术是早期低风险患者的主要治疗手段,但约 15% 的患者术后会复发,预后较差。对于高危组织学、晚期疾病和复发的患者,推荐使用紫杉醇和卡铂的辅助化疗。然而,化疗存在毒副作用,且对晚期子宫内膜癌患者生存率的改善有限。目前,常规使用腹部计算机断层扫描(CT)或盆腔磁共振成像(MRI)评估化疗反应,需在治疗开始数月后进行,依据实体瘤疗效评价标准(RECIST),通过观察肿瘤大小变化或新转移灶出现来判断,这种方式无法及时发现治疗反应,不利于早期调整治疗方案,减少患者不必要的副作用。
为解决这些问题,来自挪威卑尔根大学、豪克兰大学医院等机构的研究人员开展了相关研究。他们利用基于患者来源类器官构建的皮下子宫内膜癌小鼠模型,结合静态和动态 [18F] 氟脱氧葡萄糖([18F] FDG)正电子发射断层扫描(PET)与扩散加权磁共振成像(DW-MRI)技术,评估化疗早期反应。该研究成果发表在《EJNMMI Research》上,为子宫内膜癌的早期治疗评估提供了新的思路和方法,具有重要的临床意义。
研究人员用到的主要关键技术方法包括:首先构建两种不同分期的子宫内膜癌类器官小鼠模型(Model A 为国际妇产科联盟(FIGO)分期 3C1,Model B 为 1B);使用 7 特斯拉的小动物 PET-MRI 扫描仪,在小鼠肿瘤生长过程中的基线(Day 0)、早期(Day 3)和终点(Day 10)进行 T2 加权(T2w)MRI、DW-MRI 和动态 [18F] FDG-PET 成像;对获取的图像进行分析,包括手动分割肿瘤计算肿瘤体积(vMRI)、生成表观扩散系数(ADC)参数图测量平均肿瘤 ADC(ADCmean ),以及通过设定感兴趣区域计算静态 [18F] FDG 摄取(SUV10)和肿瘤葡萄糖代谢率(MRFDG);最后进行组织学分析和统计分析。
研究结果
- 纵向肿瘤成像特征:通过 T2w-MRI、ADC 图和静态 [18F] FDG-PET 肿瘤图像,观察到肿瘤在 T2w 图像上呈高信号,与周围正常组织界限清晰;在 ADC 图上相对周围组织呈低信号;在静态 PET 图像上 [18F] FDG 摄取增加。且 Model A 肿瘤在 PET 图像上常呈现周边环形摄取增加模式,Model B 则较少见。
- 化疗对肿瘤 vMRI 的影响:在两种模型中,化疗均导致终点时肿瘤 vMRI 降低。Model A 中,基线时治疗组和对照组肿瘤 vMRI 相似,早期治疗组 vMRI 有降低趋势,终点时治疗组 vMRI 显著低于对照组;Model B 中,基线和早期两组 vMRI 相似,终点时治疗组 vMRI 显著低于对照组。
- 化疗对肿瘤扩散的影响:化疗后,两种模型在终点时肿瘤扩散增加。Model A 中,基线和早期治疗组与对照组的肿瘤 ADCmean相似,终点时治疗组 ADCmean显著高于对照组;Model B 中,基线和早期两组 ADCmean相似,终点时治疗组 ADCmean显著增加。
- 化疗对静态 PET 参数 SUV10的影响:在两种模型中,化疗均使终点时由静态 [18F] FDG-PET 得出的 SUV10降低。Model A 中,基线时两组 SUV10相似,早期治疗组有降低趋势,终点时治疗组显著低于对照组;Model B 中,基线和早期两组 SUV10相似,终点时治疗组显著降低。
- 动态 PET 参数 MRFDG对早期治疗反应的检测:在 Model A 中,动态 PET 测量的 MRFDG能检测到早期治疗反应(Day 3),早期和终点时治疗组 MRFDG均显著低于对照组;Model B 中,基线和早期两组 MRFDG相似,终点时治疗组有降低趋势,但差异不显著。
- 组织学分析结果:终点时的 H&E 肿瘤组织切片在细胞水平证实了治疗效果。Model A 中,治疗组细胞密度显著低于对照组;Model B 中,治疗组细胞密度有降低趋势,但差异不显著。
研究结论与讨论
该研究表明,MR 和 PET 序贯成像在评估皮下临床前子宫内膜癌模型的早期治疗反应方面具有可行性。其中,由动态 [18F] FDG-PET 得出的葡萄糖代谢率 MRFDG是检测化疗后早期(Day 3)治疗反应最有前景的标志物。
研究发现,两种模型对化疗的反应存在差异,Model A 对化疗的反应更有效,而 Model B 表现为混合反应或耐药,这与之前的体外实验结果一致,也反映出子宫内膜癌的高度异质性,说明这些临床前类器官模型在捕捉化疗反应差异方面具有重要意义,可能为临床治疗提供参考。
与其他研究类似,本研究结果进一步证实动态肿瘤 PET 标记物在检测治疗反应方面可能比静态 PET 标记物更敏感。随着临床 PET/CT 扫描仪硬件和软件的改进,动态 PET 成像的应用前景更加广阔。尽管本研究存在一定局限性,如动态 PET 分析技术上具有挑战性、信号噪声比低等,但总体而言,该研究为子宫内膜癌的早期治疗评估提供了重要依据,有助于推动临床实践中对子宫内膜癌治疗方案的优化和个性化制定。