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近几十年来，随着腹部成像技术（如超声、CT和MRI）的广泛应用，肾肿瘤的检出率得到显著提高[1]。对于不同病理类型的肾肿瘤，其治疗方式和预后各有不同，术前行影像学检查以定性诊断对于指导临床决策具有重要意义[2]。对于恶性肿瘤患者，早期确诊并实施合理的治疗方案可提高其生存率和生活质量；而对于良性肿瘤患者，则可以避免不必要的手术创伤并减轻其经济负担。由于部分良恶性肾肿瘤在常规影像学检查中的成像特征存在一定的重叠，所以术前的鉴别诊断存在困难，特别是肾嗜酸细胞腺瘤和乏脂型肾血管平滑肌脂肪瘤与肾癌的鉴别[3]。
与常规影像学检查技术相比，放射性核素显像是基于活体组织代谢或分子过程的成像方法，其使用小分子和抗体等具有特异性的探针来表征体内的分子过程，从而能够在常规影像学检查发现解剖结构变化之前，在分子水平上评估肿瘤的代谢过程[4]。显像探针上标记有放射性核素，并通过SPECT或PET进行检测。近年来，成像设备和新型放射性药物的进一步发展使放射性核素显像在肿瘤的早期诊断、分期和再分期方面显示出独特的优势，其为肾肿瘤患者临床决策的制定提供了进一步的帮助。我们就放射性核素显像在肾肿瘤诊断中的临床应用现状和研究进展进行综述。
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18F-FDG是肿瘤放射性核素显像中最常用的示踪剂[5]。18F-FDG通过膜葡萄糖转运蛋白进入细胞内，且通常在恶性肿瘤细胞中过表达[6-7]。由于膜葡萄糖转运蛋白的过表达和细胞内活跃进行的糖酵解，恶性肿瘤细胞表现出过多的18F-FDG积累，其积累越多代表肿瘤的恶性程度越高，患者的预后越差[6-8]。因此，18F-FDG可用于大多数肿瘤的良恶性诊断、术前分期、疗效评估以及术后复发和转移检测等方面[9]。然而，由于18F-FDG主要通过肾排泄，肾肿瘤与正常肾实质的对比度较低，这使得其对肾肿瘤病灶的检测灵敏度较低[9]。许多早期的临床研究结果显示，18F-FDG PET/CT在原发性肾癌的检出和定性诊断中的效果不佳，其诊断的灵敏度仅为50%~60%[10]。
虽然18F-FDG PET/CT在评估可疑的原发肾肿瘤方面的价值有限，但其在评估肾癌的转移、复发和疗效等方面有重要的临床意义，特别是对于出现骨或肺转移的患者[11-13]。Nakajima等[12]的研究结果表明，在肾透明细胞癌和乳头状肾癌患者中，肿瘤摄取18F-FDG的SUVmax与肿瘤的细胞核病理分级存在相关性，故18F-FDG PET/CT可用于预测肾癌患者的预后。朱艳芳等[13]的研究结果表明，以5.0为SUVmax临界值，18F-FDG PET/CT对高级别肾透明细胞癌的诊断灵敏度和特异度分别为94%和84%，这说明其具有较高的诊断效能。相关荟萃分析结果表明，18F-FDG PET或PET/CT对肾癌患者术后再分期诊断的汇总灵敏度和特异度分别为86%和88%[14]。Nakaigawa等[15]的研究结果表明，18F-FDG PET/CT的SUVmax可用于评估肾癌患者接受分子靶向治疗后的总体生存率。综上，18F-FDG PET/CT在肾癌的术前分期和术后检测方面具有较高的临床价值和较大的优势。
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11C-乙酸盐作为肿瘤PET/CT显像的放射性示踪剂亦被广泛研究[16]。11C-乙酸盐经静脉注射后，可从血液中扩散到细胞内，并被乙酰辅酶A合成酶转化为11C-乙酰辅酶A，后者主要被用来合成胆固醇和脂肪酸，它们是细胞膜的重要组成部分[17]。恶性肿瘤细胞对11C-乙酸盐的高摄取主要与其活跃的脂质合成过程有关。与18F-FDG不同，11C-乙酸盐主要通过消化系统排泄，其在肾、输尿管和膀胱正常组织中的滞留较少，这使11C-乙酸盐PET/CT在泌尿系统肿瘤的诊断中具有优势[18]。目前，其主要应用于肾癌、前列腺癌和膀胱癌等的影像学检查[19]。
Oyama等[20]通过研究20例肾癌患者的11C-乙酸盐PET/CT图像发现，大多数肾癌病灶有明显的放射性摄取，其诊断肾癌的灵敏度为70%。在后续一项更大样本量的研究中，Oyama等[21]探索了11C-乙酸盐 PET/CT和18F-FDG PET/CT对肾癌和复杂性肾囊肿的诊断价值，结果显示，11C-乙酸盐PET/CT诊断肾癌的灵敏度为72%，而18F-FDG PET/CT仅为22%。Ho等[22]对11C-乙酸盐 PET/CT和18F-FDG PET/CT在肾肿瘤显像中的应用研究是目前纳入肾肿瘤病理类型最多的一项研究（共纳入6例血管平滑肌脂肪瘤、38例肾透明细胞癌、7例肾嫌色细胞癌、4例乳头状肾癌和1例肾集合管癌患者），结果显示，在50例肾癌患者中，11C-乙酸盐PET/CT显像阳性者有37例，18F-FDG PET/CT显像阳性者仅有17例，11C-乙酸盐PET/CT的病灶检出率明显高于18F-FDG PET/CT。Hu等[23]报道了1例行双核素显像的肾盂浆细胞瘤患者，对其行18F-FDG PET/CT时，由于尿液中放射性示踪剂的干扰，右肾盂病变的代谢活动被掩盖；与之相反，11C-乙酸盐PET/CT图像清楚地显示了肾盂占位的放射性摄取较周围组织升高。以上研究结果表明，11C-乙酸盐PET/CT对肾癌的诊断灵敏度比18F-FDG PET/CT高，可弥补18F-FDG PET/CT在肾癌诊断中的不足。当然，未来还需纳入更多样本来进一步研究其在鉴别肾肿瘤良恶性方面的效能。
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碳酸酐酶Ⅸ是一种由酸性氨基酸构成的跨膜蛋白，其可调节细胞内外的pH值，参与维持机体的酸碱平衡，从而在调控细胞增殖和转化等方面发挥重要作用[24]。碳酸酐酶Ⅸ在肾透明细胞癌中随着希佩尔-林道（von Hippel-Lindau，VHL）抑癌基因的丢失而过表达[25]。许多针对碳酸酐酶Ⅸ的分子探针已被开发，目前，124I-girentuximab最具临床应用价值。
Divgi等[26]的一项大型多中心临床研究对195例肾肿瘤患者进行了术前124I-girentuximab PET/CT和增强CT检查，研究结果显示，124I-girentuximab PET/CT对肾透明细胞癌的诊断灵敏度为86.2%，特异度为85.9%；增强CT的诊断灵敏度为75.5%，特异度为46.8%，增强CT在灵敏度和特异度方面的表现均不及124I-girentuximab PET/CT。
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PSMA是一种高度表达于前列腺癌上皮细胞膜表面的跨膜糖蛋白，且其表达水平随肿瘤分级和分期的进展而升高[27]。最初，PSMA被认为具有前列腺特异性，后经研究发现其也存在于人体许多其他的正常组织和病理组织中，特别是在肾癌、膀胱癌和肺癌等肿瘤组织的新生血管内皮细胞膜表面也有PSMA的高度表达[28-29]。
Demirci等[30]对1例应用68Ga-PSMA PET/CT成功显像的转移性肾透明细胞癌患者进行了报道，该患者同时进行了68Ga-PSMA PET/CT和18F-FDG PET/CT，结果显示，68Ga-PSMA PET/CT可检出更多的骨转移灶。Sasikumar等[31]报道了1例同样进行了上述影像学检查的转移性肾透明细胞癌患者，通过对比显像结果发现，68Ga-PSMA PET/CT检出的骨和淋巴结转移灶同样多于18F-FDG PET/CT。此外，Sawicki等[32]通过研究6例肾癌患者术前的68Ga-PSMA PET/CT图像发现，由于正常的肾组织具有较高的放射性摄取，68Ga-PSMA PET/CT在原发性肾癌的诊断和分期中的临床应用价值不高，但其在肾癌转移灶的检测方面具有重要作用。目前，临床上关于68Ga-PSMA PET/CT的研究数据有限，因此，需要更多研究来验证其在肾肿瘤显像中的应用价值。
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目前，文献报道了应用于肾肿瘤显像的其他几种新型PET/CT放射性示踪剂，包括11C-胆碱[33]、89Zr-贝伐单抗[34]和68Ga-1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7,10-四羧酸-Tyr-奥曲肽（DOTATOC）[35]等，这些放射性示踪剂仅在少数的肾肿瘤患者或转移性肾癌患者中进行过显像评估，故对于局灶性肾肿瘤的诊断效能尚不明确。
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99Tcm-甲氧基异丁基异腈（MIBI）是一种正一价的亲脂性阳离子化合物，能够被有丝分裂活跃的肿瘤细胞摄取，其性质比较稳定，主要经肝和肾排泄[36]。在临床中，99Tcm-MIBI常用作心肌灌注显像的示踪剂，也可以用于乳腺癌和甲状腺癌等的诊断[37-39]。细胞内99Tcm-MIBI的聚集过程类似于继发性主动转运，其利用跨膜电位差经细胞膜进入细胞内[40]。此外，99Tcm-MIBI在肿瘤组织中的摄取还与肿瘤组织的血流量、肿瘤细胞的代谢活跃程度、组织学形态及恶性程度有关[37-40]。
Gormley等[41]于1996年首次应用99Tcm-MIBI SPECT/CT进行了肾肿瘤的平面显像（该研究纳入的6例肾病变在平面显像前经组织学或常规影像学检查分别诊断为1例肾嗜酸细胞腺瘤、1例血管平滑肌脂肪瘤、1例肾囊肿和3例肾癌），结果显示，肾嗜酸细胞腺瘤的放射性摄取明显高于正常肾实质，血管平滑肌脂肪瘤的放射性摄取与正常肾实质接近，而其余4例的病变则没有明显的放射性摄取。Rowe等[42]进一步研究了3例肾嗜酸细胞腺瘤和3例肾癌患者的99Tcm-MIBI SPECT/CT图像，结果显示，肾嗜酸细胞腺瘤均具有较高的放射性摄取，而肾癌均未表现出较高的放射性摄取。以上研究结果均提示，99Tcm-MIBI SPECT/CT或可作为一种鉴别肾嗜酸细胞腺瘤和肾癌有效的放射性核素显像技术。Gorin等[43]对50例临床T1期的肾肿瘤患者进行了研究，结果显示，99Tcm-MIBI SPECT/CT对肾嗜酸细胞腺瘤的诊断灵敏度为87.5%。Rowe等[40]在此项研究的基础上，进一步探索了肾肿瘤对99Tcm-MIBI的摄取与其线粒体含量的相关性，他们对上述50例肾肿瘤患者中的48例患者的术后组织标本进行了线粒体和多药耐药相关蛋白的免疫组织化学染色，结果显示，放射性摄取较高的肾良性或惰性肿瘤具有相对较高的线粒体含量和较低的多药耐药相关蛋白含量，而放射性摄取较低的肾癌则完全相反。此外，Sheikhbahaei等[44]进一步明确了99Tcm-MIBI SPECT/CT对于常规CT或MRI检查诊断肾肿瘤良恶性的增益价值，99Tcm-MIBI SPECT/CT与两者联合的诊断效能显著高于单独应用常规影像学检查，术前联合99Tcm-MIBI SPECT/CT检查可提高常规断层显像的诊断准确率和医师的诊断信心。Tzortzakakis等[45]研究了99Tcm-MIBI SPECT/CT在肾肿瘤显像中的表现，在研究纳入的12例肾嗜酸细胞腺瘤患者中，有11例为显像阳性，1例为假阴性；在恶性肿瘤中，除1例乳头状肾癌呈假阳性外，其余11例肾癌均为阴性。该研究未对肿瘤的放射性摄取进行量化，仅通过视觉分析将病灶定性为阳性或阴性，这会导致结果有一定的误差。
上述关于99Tcm-MIBI SPECT/CT肾肿瘤显像的研究结果显示，其可应用于肾肿瘤良恶性的鉴别，从而更好地指导临床实践。同时，既往的研究也存在一些局限性，主要在于纳入的样本量相对较小且尚未详尽评估所有肾肿瘤组织学亚型的显像表现，因此，仍需更多的探索性研究来评估其在肾肿瘤诊断方面的临床应用价值。
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肾肿瘤包括多种病理类型，不同病理类型的肾肿瘤的临床处理方法和预后各不相同。目前，CT和MRI等常规影像学检查技术在肾肿瘤术前的鉴别诊断方面仍存在难点和不足。在常规影像学检查的基础上，PET/CT和SPECT/CT的应用可以为肾肿瘤的诊断提供更多的信息：PET/CT在肾肿瘤的分期、再分期和疗效评估方面具有重要价值；而SPECT/CT在鉴别肾肿瘤的良恶性方面具有较高的诊断价值。PET/MRI成像结合了PET的高灵敏度和特异度以及MRI的高分辨率和多参数成像的优势，其在肾肿瘤诊断方面的价值虽尚未有正式的文献报道，但其研究前景值得期待[46]。近年来，多种新型显像剂的开发和应用为肾肿瘤的诊断提供了更多的可能性，但仍需进行更多的临床研究以进一步明确放射性核素显像在肾肿瘤诊断中的应用价值，从而更好地服务于临床。
利益冲突 本研究由署名作者按以下贡献声明独立开展，不涉及任何利益冲突。
作者贡献声明 朱虹静负责文献的收集与整理、综述的撰写；董爱生负责综述的审阅；左长京负责综述的修改与审阅。
放射性核素显像在肾肿瘤诊断中的应用
Application of radionuclide imaging in the diagnosis of kidney neoplasms
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摘要: 肾肿瘤的病理类型多样且分类复杂，准确的定性诊断和分期对于肾肿瘤治疗方案的制定具有重要价值。放射性核素显像可以在分子或细胞水平上进行肿瘤的活体成像，从而在肿瘤的诊断、分期、再分期和疗效评估方面提供重要的信息。笔者就放射性核素显像在肾肿瘤诊断中的临床应用现状和研究进展进行综述。
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关键词:
- 肾肿瘤 /
- 放射性同位素 /
- 体层摄影术，发射型计算机，单光子 /
- 正电子发射断层显像术 /
- 体层摄影术，X线计算机
Abstract: Accurate qualitative diagnosis and staging are of great value for the formulation of treatment plans for kidney neoplasms with diverse pathological types and complex classification. Radionuclide imaging can perform in vivo imaging of tumors at the molecular or cellular level, thereby providing important information in the diagnosis, staging, restaging and efficacy evaluation of tumors. In this paper, the current clinical application and research progress of radionuclide imaging in the diagnosis of kidney neoplasms are reviewed. -
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