核医学显像在肿瘤心脏病学中的研究进展

王观筠 陈佳欣 王涛 徐白萱

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核医学显像在肿瘤心脏病学中的研究进展

    通讯作者: 徐白萱, xbx301@163.com

Research progress of nuclear medicine imaging in cardio-oncology

    Corresponding author: Baixuan Xu, xbx301@163.com
  • 摘要: 近年来,肿瘤心脏病学成为识别、预防和治疗肿瘤本身及肿瘤治疗引发的心血管并发症的一个新兴领域,并随着患者例数的增加逐渐受到人们的关注。核医学显像在肿瘤心脏病学的研究中发挥了重要作用,其可以帮助早期准确地诊断及监测肿瘤治疗引发的心脏毒性,有效改善肿瘤患者的预后。基于此,笔者对核医学显像在肿瘤心脏病学中的研究进展进行综述。
  • 表 1  肿瘤治疗引发的心脏毒性相关的放射性显像剂概览

    Table 1.  Overview of radioactive imaging agents related to cardiotoxicity caused by tumor treatment

    显像剂靶点或摄取机制心血管显像应用显像方式
    99Tcm-MIBI 线粒体 心肌灌注 SPECT
    99Tcm-膜联蛋白V 磷脂酰丝氨酸 细胞凋亡 SPECT
    99Tcm-替曲膦 线粒体 心肌灌注 SPECT
    111In-抗肌球蛋白抗体 肌球蛋白 细胞坏死 SPECT
    111In-曲妥珠单抗 人类表皮生长
    因子受体2
    细胞凋亡 SPECT
    123I-间碘苄胍 去甲肾上腺素
    转运蛋白
    交感神经完
    整性
    SPECT
    201TlCl Na+/K+-ATP酶 心肌灌注 SPECT
    13NH3 谷氨酰胺合成酶 心肌灌注 PET
    H215O 间质或细胞内 心肌灌注 PET
    18F-Mitophos 线粒体 心肌灌注 PET
    82RbCl Na+/K+-ATP酶 心肌灌注 PET
    11C-羟基麻黄碱 去甲肾上腺素
    转运蛋白
    交感神经完
    整性
    PET
    11C-乙酸盐 克雷伯氏循环 氧化代谢 PET
    18F-FDG 葡萄糖转运体 葡萄糖代谢 PET
    18F-二氢乙锭 活性氧 细胞毒性 PET
    注:MIBI为甲氧基异丁基异腈;FDG为氟脱氧葡萄糖;SPECT为单光子发射计算机体层摄影术;PET为正电子发射断层显像术
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  • [1] Wei WQ, Zeng HM, Zheng RS, et al. Cancer registration in China and its role in cancer prevention and control[J]. Lancet Oncol, 2020, 21(7): e342−e349. DOI: 10.1016/S1470-2045(20)30073-5.
    [2] Cao W, Chen HD, Yu YW, et al. Changing profiles of cancer burden worldwide and in China: a secondary analysis of the global cancer statistics 2020[J]. Chin Med J (Engl), 2021, 134(7): 783−791. DOI: 10.1097/CM9.0000000000001474.
    [3] Zamorano JL, Lancellotti P, Rodriguez Muñoz D, et al. 2016 ESC position paper on cancer treatments and cardiovascular toxicity developed under the auspices of the ESC committee for practice guidelines: the task force for cancer treatments and cardiovascular toxicity of the European Society of Cardiology (ESC)[J]. Eur Heart J, 2016, 37(36): 2768−2801. DOI: 10.1093/eurheartj/ehw211.
    [4] Armenian SH, Xu LF, Ky B, et al. Cardiovascular disease among survivors of adult-onset cancer: a community-based retrospective cohort study[J]. J Clin Oncol, 2016, 34(10): 1122−1130. DOI: 10.1200/JCO.2015.64.0409.
    [5] Alexandre J, Cautela J, Ederhy S, et al. Cardiovascular toxicity related to cancer treatment: a pragmatic approach to the American and European cardio-oncology guidelines[J/OL]. J Am Heart Assoc, 2020, 9(18): e018403[2022-01-12]. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7727003. DOI: 10.1161/JAHA.120.018403.
    [6] Totzeck M, Schuler M, Stuschke M, et al. Cardio-oncology-strategies for management of cancer-therapy related cardiovascular disease[J]. Int J Cardiol, 2019, 280: 163−175. DOI: 10.1016/j.ijcard.2019.01.038.
    [7] 王跃涛. 重视核素心脏显像在监测肿瘤放化疗所致心脏毒性中的应用[J]. 中华核医学与分子影像杂志, 2019, 39(10): 577−580. DOI: 10.3760/cma.j.issn.2095-2848.2019.10.001.
    Wang YT. Emphasis on the application of radionuclide cardiac imaging in monitoring cardiotoxicity induced by radiotherapy and chemotherapy[J]. Chin J Nucl Med Mol Imaging, 2019, 39(10): 577−580. DOI: 10.3760/cma.j.issn.2095-2848.2019.10.001.
    [8] Plana JC, Galderisi M, Barac A, et al. Expert consensus for multimodality imaging evaluation of adult patients during and after cancer therapy: a report from the American Society of Echocardiography and the European Association of Cardiovascular Imaging[J]. J Am Soc Echocardiogr, 2014, 27(9): 911−939. DOI: 10.1016/j.echo.2014.07.012.
    [9] Dreyfuss AD, Bravo PE, Koumenis C, et al. Precision cardio-oncology[J]. J Nucl Med, 2019, 60(4): 443−450. DOI: 10.2967/jnumed.118.220137.
    [10] Mahabadi AA, Rischpler C. Cardiovascular imaging in cardio-oncology[J]. J Thorac Dis, 2018, 10(Suppl 35): S4351−4366. DOI: 10.21037/jtd.2018.10.92.
    [11] Čelutkienė J, Pudil R, López-Fernández T, et al. Role of cardiovascular imaging in cancer patients receiving cardiotoxic therapies: a position statement on behalf of the Heart Failure Association (HFA), the European Association of Cardiovascular Imaging (EACVI) and the Cardio-Oncology Council of the European Society of Cardiology (ESC)[J]. Eur J Heart Fail, 2020, 22(9): 1504−1524. DOI: 10.1002/ejhf.1957.
    [12] Kahanda MG, Hanson CA, Patterson B, et al. Nuclear cardio-oncology: from its foundation to its future[J]. J Nucl Cardiol, 2020, 27(2): 511−518. DOI: 10.1007/s12350-019-01655-6.
    [13] Schwartz RG, Mckenzie WB, Alexander J, et al. Congestive heart failure and left ventricular dysfunction complicating doxorubicin therapy. Seven-year experience using serial radionuclide angiocardiography[J]. Am J Med, 1987, 82(6): 1109−1118. DOI: 10.1016/0002-9343(87)90212-9.
    [14] Fatima N, Zaman MU, Hashmi A, et al. Assessing adriamycin-induced early cardiotoxicity by estimating left ventricular ejection fraction using technetium-99m multiple-gated acquisition scan and echocardiography[J]. Nucl Med Commun, 2011, 32(5): 381−385. DOI: 10.1097/MNM.0b013e328343ceb9.
    [15] Rischpler C, Nekolla SG, Dregely I, et al. Hybrid PET/MR imaging of the heart: potential, initial experiences, and future prospects[J]. J Nucl Med, 2013, 54(3): 402−415. DOI: 10.2967/jnumed.112.105353.
    [16] 中华医学会核医学分会, 中华医学会心血管病学分会. 核素心肌显像临床应用指南(2018)[J]. 中华心血管病杂志, 2019, 47(7): 519−527. DOI: 10.3760/cma.j.issn.0253-3758.2019.07.003.
    Society of Nuclear Medicine of Chinese Medical Association, Society of Cardiology of Chinese Medical Association. Guideline for the clinical use of myocardial radionuclide imaging (2018)[J]. Chin J Cardiol, 2019, 47(7): 519−527. DOI: 10.3760/cma.j.issn.0253-3758.2019.07.003.
    [17] Alvarez JA, Russell RR. Cardio-oncology: the nuclear option[J]. Curr Cardiol Rep, 2017, 19(4): 31. DOI: 10.1007/s11886-017-0844-z.
    [18] Jaworski C, Mariani JA, Wheeler G, et al. Cardiac complications of thoracic irradiation[J]. J Am Coll Cardiol, 2013, 61(23): 2319−2328. DOI: 10.1016/j.jacc.2013.01.090.
    [19] Koene RJ, Prizment AE, Blaes A, et al. Shared risk factors in cardiovascular disease and cancer[J]. Circulation, 2016, 133(11): 1104−1114. DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.115.020406.
    [20] Klein R, Celiker-Guler E, Rotstein BH, et al. PET and SPECT tracers for myocardial perfusion imaging[J]. Semin Nucl Med, 2020, 50(3): 208−218. DOI: 10.1053/j.semnuclmed.2020.02.016.
    [21] Lind PA, Pagnanelli R, Marks LB, et al. Myocardial perfusion changes in patients irradiated for left-sided breast cancer and correlation with coronary artery distribution[J]. Int J Radiat Oncol Biol Phys, 2003, 55(4): 914−920. DOI: 10.1016/s0360-3016(02)04156-1.
    [22] Gayed IW, Liu HH, Yusuf SW, et al. The prevalence of myocardial ischemia after concurrent chemoradiation therapy as detected by gated myocardial perfusion imaging in patients with esophageal cancer[J]. J Nucl Med, 2006, 47(11): 1756−1762.
    [23] Gould KL, Johnson NP, Bateman TM, et al. Anatomic versus physiologic assessment of coronary artery disease. Role of coronary flow reserve, fractional flow reserve, and positron emission tomography imaging in revascularization decision-making[J]. J Am Coll Cardiol, 2013, 62(18): 1639−1653. DOI: 10.1016/j.jacc.2013.07.076.
    [24] Löffler AI, Bourque JM. Coronary microvascular dysfunction, microvascular angina, and management[J]. Curr Cardiol Rep, 2016, 18(1): 1. DOI: 10.1007/s11886-015-0682-9.
    [25] Katoh M, Takeda N, Arimoto T, et al. Bevacizumab-related microvascular angina and its management with nicorandil[J]. Int Heart J, 2017, 58(5): 803−805. DOI: 10.1536/ihj.16-537.
    [26] Song JB, Yan R, Wu ZF, et al. 13N-ammonia PET/CT detection of myocardial perfusion abnormalities in beagle dogs after local heart irradiation[J]. J Nucl Med, 2017, 58(4): 605−610. DOI: 10.2967/jnumed.116.179697.
    [27] Żyromska A, Małkowski B, Wiśniewski T, et al. 15O-H2O PET/CT as a tool for the quantitative assessment of early post-radiotherapy changes of heart perfusion in breast carcinoma patients[J]. Br J Radiol, 2018, 91(1088): 20170653. DOI: 10.1259/bjr.20170653.
    [28] McCluskey SP, Haslop A, Coello C, et al. Imaging of chemotherapy-induced acute cardiotoxicity with 18F-labeled lipophilic cations[J]. J Nucl Med, 2019, 60(12): 1750−1756. DOI: 10.2967/jnumed.119.226787.
    [29] Sen F, Yildiz I, Basaran M, et al. Impaired coronary flow reserve in metastatic cancer patients treated with sunitinib[J]. J BUON, 2013, 18(3): 775−781.
    [30] Soufer A, Liu C, Henry ML, et al. Nuclear cardiology in the context of multimodality imaging to detect cardiac toxicity from cancer therapeutics: established and emerging methods[J]. J Nucl Cardiol, 2020, 27(4): 1210−1224. DOI: 10.1007/s12350-019-01671-6.
    [31] Ghzally Y, Imanli H, Smith M, et al. Metabolic scar assessment with 18F-FDG PET: correlation to ischemic ventricular tachycardia substrate and successful ablation sites[J]. J Nucl Med, 2021, 62(11): 1591−1598. DOI: 10.2967/jnumed.120.246413.
    [32] Yan R, Song JB, Wu ZF, et al. Detection of myocardial metabolic abnormalities by 18F-FDG PET/CT and corresponding pathological changes in beagles with local heart irradiation[J]. Korean J Radiol, 2015, 16(4): 919−928. DOI: 10.3348/kjr.2015.16.4.919.
    [33] O'farrell AC, Evans R, Silvola JMU, et al. A novel positron emission tomography (PET) approach to monitor cardiac metabolic pathway remodeling in response to sunitinib malate[J/OL]. PLoS One, 2017, 12(1): e0169964[2022-01-12]. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5271313. DOI: 10.1371/journal.pone.0169964.
    [34] Sourdon J, Lager F, Viel T, et al. Cardiac metabolic deregulation induced by the tyrosine kinase receptor inhibitor sunitinib is rescued by endothelin receptor antagonism[J/OL]. Theranostics, 2017, 7(11): 2757−2774[2022-01-12]. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5562214. DOI: 10.7150/thno.19551.
    [35] Gorla AKR, Sood A, Prakash G, et al. Substantial increase in myocardial FDG uptake on interim PET/CT may be an early sign of adriamycin-induced cardiotoxicity[J]. Clin Nucl Med, 2016, 41(6): 462−463. DOI: 10.1097/RLU.0000000000001194.
    [36] Bauckneht M, Morbelli S, Fiz F, et al. A score-based approach to 18F-FDG PET images as a tool to describe metabolic predictors of myocardial doxorubicin susceptibility[J/OL]. Diagnostics (Basel), 2017, 7(4): 57[2022-01-12]. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5745393. DOI: 10.3390/diagnostics7040057.
    [37] Kim J, Cho SG, Kang SR, et al. Association between FDG uptake in the right ventricular myocardium and cancer therapy-induced cardiotoxicity[J]. J Nucl Cardiol, 2020, 27(6): 2154−2163. DOI: 10.1007/s12350-019-01617-y.
    [38] Bauckneht M, Ferrarazzo G, Fiz F, et al. Doxorubicin effect on myocardial metabolism as a prerequisite for subsequent development of cardiac toxicity: a translational 18F-FDG PET/CT observation[J]. J Nucl Med, 2017, 58(10): 1638−1645. DOI: 10.2967/jnumed.117.191122.
    [39] Werner RA, Wakabayashi H, Bauer J, et al. Longitudinal 18F-FDG PET imaging in a rat model of autoimmune myocarditis[J]. Eur Heart J Cardiovasc Imaging, 2019, 20(4): 467−474. DOI: 10.1093/ehjci/jey119.
    [40] Estorch M, Carrió I, Berná L, et al. Indium-111-antimyosin scintigraphy after doxorubicin therapy in patients with advanced breast cancer[J]. J Nucl Med, 1990, 31(12): 1965−1969.
    [41] Guimarães SL, Brandão SC, Andrade LR, et al. Cardiac sympathetic hyperactivity after chemotherapy: early sign of cardiotoxicity?[J]. Arq Bras Cardiol, 2015, 105(3): 228−234. DOI: 10.5935/abc.20150075.
    [42] Carrió I, Cowie MR, Yamazaki J, et al. Cardiac sympathetic imaging with mIBG in heart failure[J]. JACC Cardiovasc Imaging, 2010, 3(1): 92−100. DOI: 10.1016/j.jcmg.2009.07.014.
    [43] Dos Santos MJ, Da Rocha ET, Verberne HJ, et al. Assessment of late anthracycline-induced cardiotoxicity by 123I-mIBG cardiac scintigraphy in patients treated during childhood and adolescence[J]. J Nucl Cardiol, 2017, 24(1): 256−264. DOI: 10.1007/s12350-015-0309-y.
    [44] Gabrielson KL, Mok GSP, Nimmagadda S, et al. Detection of dose response in chronic doxorubicin-mediated cell death with cardiac technetium 99m annexin V single-photon emission computed tomography[J]. Mol Imaging, 2008, 7(3): 132−138. DOI: 10.2310/7290.2008.00015.
    [45] Boutagy NE, Wu J, Cai ZX, et al. In vivo reactive oxygen species detection with a novel positron emission tomography tracer, 18F-DHMT, allows for early detection of anthracycline-induced cardiotoxicity in rodents[J/OL]. JACC Basic Transl Sci, 2018, 3(3): 378−390[2022-01-12]. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6058999. DOI: 10.1016/j.jacbts.2018.02.003.
  • [1] 王璐霞郝新忠王若楠李思进 . 早期检测蒽环类药物心脏毒性的影像学研究进展. 国际放射医学核医学杂志, 2022, 46(5): 298-303. doi: 10.3760/cma.j.cn121381-202201006-00176
    [2] 袁志斌周志俊 . 核医学从业人员的职业暴露与放射防护. 国际放射医学核医学杂志, 2011, 35(1): 49-53. doi: 10.3760/cma.j.issn.1673-4114.2011.01.014
    [3] 徐宇平杨敏曹国宪 . σ受体及其在肿瘤核医学中的应用. 国际放射医学核医学杂志, 2006, 30(3): 136-138.
    [4] 诸洪达陆梅张景源 . IAEA1997年度报告中有关放射医学与核医学工作进展. 国际放射医学核医学杂志, 1998, 22(6): 287-289.
    [5] 张露马利军苏宁刘晓林柴圣婷 . 颈动脉粥样硬化斑块内血管化和出血的影像学研究进展. 国际放射医学核医学杂志, 2022, 46(10): 635-639. doi: 10.3760/cma.j.cn121381-202112019-00230
    [6] 赵倩李娟 . 糖尿病冠状动脉粥样硬化性心脏病的发病机制及核素心肌灌注显像的研究进展. 国际放射医学核医学杂志, 2007, 31(3): 132-135.
    [7] 朱灿胜 . 放射性核素显像在糖尿病足诊治中的应用. 国际放射医学核医学杂志, 2000, 24(4): 145-147.
    [8] 邓玮玮张春银 . 放射性核素显像在帕金森病鉴别诊断中的应用. 国际放射医学核医学杂志, 2017, 41(2): 132-136. doi: 10.3760/cma.j.issn.1673-4114.2017.02.010
    [9] 高建青魏玲格傅鹏黄建敏景建敏张芳 . 放射性核素骨显像对骨肿瘤样病变的影像学研究价值. 国际放射医学核医学杂志, 2014, 38(4): 266-270. doi: 10.3760/cma.j.issn.1673-4114.2014.04.014
    [10] 刘晓梅魏玲格张芳 . 以血管生成为分子靶点的放射性核素显像分子探针在肿瘤个体化用药中的应用. 国际放射医学核医学杂志, 2017, 41(5): 363-369. doi: 10.3760/cma.j.issn.1673-4114.2017.05.011
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-01-13
  • 网络出版日期:  2022-11-19
  • 刊出日期:  2022-10-25

核医学显像在肿瘤心脏病学中的研究进展

    通讯作者: 徐白萱, xbx301@163.com
  • 1. 解放军总医院第一医学中心核医学科,北京 100853
  • 2. 解放军医学院研究生院,北京 100853
  • 3. 解放军总医院肿瘤医学部,北京 100853

摘要: 近年来,肿瘤心脏病学成为识别、预防和治疗肿瘤本身及肿瘤治疗引发的心血管并发症的一个新兴领域,并随着患者例数的增加逐渐受到人们的关注。核医学显像在肿瘤心脏病学的研究中发挥了重要作用,其可以帮助早期准确地诊断及监测肿瘤治疗引发的心脏毒性,有效改善肿瘤患者的预后。基于此,笔者对核医学显像在肿瘤心脏病学中的研究进展进行综述。

English Abstract

  • 肿瘤是导致中国人群死亡的首要原因[1]。2020年,全球24%的新发恶性肿瘤患者和30%的恶性肿瘤死亡患者来自中国[2]。随着现代医学和肿瘤治疗技术的不断发展,越来越多的肿瘤患者的生存期得到延长,然而肿瘤患者合并心血管疾病的概率却在不断升高[3]。研究结果显示,相较于不合并心血管疾病的肿瘤患者,合并心血管疾病的患者的全因死亡风险增高3.78倍,并且在长期生存的肿瘤患者中,有8.8%的患者死于心血管疾病[4]。这可能影响肿瘤患者的短期及长期临床获益[5]。基于此,肿瘤心脏病学作为针对肿瘤患者心血管疾病的诊断、防治及预后问题研究的一个领域,正在逐渐兴起并发展[6]

    近年来,核医学在各类疾病诊疗中发挥的作用越来越受到人们的关注,核医学显像在肿瘤治疗引发的心脏毒性的早期诊断、监测及评估方面占据重要地位[7]。虽然心脏MRI以及经胸壁心脏超声(transthoracic echocardiography,TTE)的出现为临床提供了更多的选择,但核医学显像仍然在肿瘤治疗引发的心脏毒性的评估和管理中具有一定的临床价值。

    本文将对目前核医学显像在肿瘤心脏病学中的研究进展进行综述,为肿瘤治疗引发的心脏毒性的评估和管理提供核医学层面的指导和总结。

    • 左心室射血分数(left ventricular ejection fraction,LVEF)是诊断肿瘤治疗引发的心脏毒性最常用的心脏影像学指标。由于引发心脏毒性的化疗药物诱发左心室功能障碍的时间无法确定,且主要取决于用药剂量、用药时间以及损伤机制等因素,因此应在用药前后及时评估可能因肿瘤治疗引发心脏毒性的患者的LVEF[8]。TTE作为临床中最常用于LVEF评估的影像学手段,可以动态评估LVEF的变化,并且具备价格便宜、应用广泛、无辐射影响和心脏结构的可视化程度高等优点[9]。然而,TTE也存在缺乏可重复性、缺乏可靠的定量方法和图像质量不佳等缺点[10]。心脏MRI在测定LVEF方面的准确率高,且具有可重复性[11];但其价格相对更高,且对体内有金属装置(如心脏起搏器、心脏除颤器及乳房切除术后植入的临时金属扩张器)和肾功能不全的患者不适用[10, 12]。采用核医学技术测定LVEF早在 1987 年就已有研究,Schwartz等[13]采用放射性核素心血管造影,即MUGA对接受阿霉素治疗患者心脏的微小功能变化情况进行监测,以期预防严重心肌病的发生。由于心脏功能的微小变化会对后续治疗产生较大影响,因此评估LVEF时所选择的方法必须既准确又具有可重复性[12]。相关研究结果显示,采用MUGA测定LVEF的可重复性及评估心脏毒性发生概率的准确性均优于TTE[14]。虽然MUGA具备一定的优势,但由于存在辐射影响且图像在提供心脏结构和功能信息方面较为局限等缺点,使得MUGA已经不在临床中广泛应用,不过对于需要精确量化LVEF的患者而言,MUGA仍具有一定的应用价值[3]。MUGA的应用为后续核医学技术及显像剂在肿瘤心脏病学中的发展奠定了一定的基础。

    • MPI是评估心肌灌注最常用的方法,特别是在冠状动脉疾病的血流动力学监测、疾病诊断、治疗指导以及心血管危险分层等方面[15]。MPI的基本原理是心肌灌注显像剂的摄取和分布与静脉注射显像剂时的心肌血流量成正比,并与心肌细胞的活性密切相关;当心肌缺血、损伤或坏死时,显像剂摄取减少甚至缺失[16]。研究结果显示,心肌灌注损伤的产生与多种肿瘤治疗有关,如白细胞介素2治疗引起的血流动力学应激,曲妥珠单抗、舒尼替尼或贝伐单抗治疗引起的血管生成抑制,以及铂类药物(如顺铂、卡铂)和抗代谢物(如5-氟尿嘧啶和卡培他滨)通过内皮功能障碍、血管痉挛和一氧化氮耗尽等机制引起的心肌缺血[17];另外,胸部放疗也会刺激活性氧的生成,导致心血管系统炎症、内皮功能障碍和损伤,从而导致心血管损伤的发生[18]。由于肿瘤和冠状动脉疾病的产生具有部分相同的危险因素,并且肿瘤相关治疗可能引发如活性氧生成的炎症过程,这可能诱发和加剧恶性肿瘤和心血管疾病的发展[12, 19]。基于此,PET MPI和SPECT MPI在评估肿瘤治疗引发的心脏毒性中的临床价值也逐渐受到人们的重视。

      SPECT MPI是评估肿瘤患者治疗引发的心肌损伤的理想方法[12],主要显像剂为201TlCl、99Tcm-替曲膦、99Tcm-MIBI[20]。SPECT MPI可以在放疗及手术后立即进行,也可用于肿瘤患者的术前检查[12]。有研究结果显示,与放疗前SPECT MPI相比,左乳和(或)胸壁放疗的患者在接受治疗后6个月的SPECT MPI结果中发现静息心肌灌注异常的概率更高[21]。在Gayed等[22]的一项研究中,51例食管癌患者中26例接受了胸部放疗,其中14例(14/26,54%)患者出现心肌灌注缺损,较未接受放疗的患者(4/25,16%)明显增多;并且14例异常患者中有11例出现下壁心肌缺血;该研究结果还显示,5-氟尿嘧啶诱导的心脏毒性通常与心肌灌注异常无关,但与冠状血管痉挛存在一定关系。

      PET MPI通常被认为优于SPECT MPI,因为它具有更高的衰减校正精确性、更高的空间分辨率、更低的辐射剂量以及更快的显像时间,能够进行心肌血流量动态显像[20],量化心肌灌注和冠状动脉血流储备[23]。应用较多的PET MPI显像剂包括:82RbCl、 13NH3和H215O[20]。PET MPI能够通过测量心肌灌注储备来评估心外膜冠状动脉以外的缺血[24];如果患者没有发现心肌灌注储备异常,那么心外膜冠状动脉狭窄可能归因于冠状动脉微血管功能障碍[24]。由于肿瘤治疗引发的心脏毒性可能诱发冠状动脉微血管功能障碍,因此对可能因肿瘤治疗引发心脏毒性的人群来说,评估冠状动脉微血管功能障碍是特别重要的[25]。目前,PET MPI在肿瘤治疗引发的心脏毒性中的研究仍然较少。相关动物实验结果显示,在接受局部心脏照射的犬中,13NH3 PET/CT可以清晰地显示心肌灌注缺损部位[26]。Zyromska等[27]的研究结果显示,在15例接受局部放疗的乳腺癌患者中,H215O PET/CT可以定量分析患者接受放疗后心肌灌注的亚临床变化。有研究者采用亲脂性显像剂18F-Mitophos对由阿霉素引发的急性心脏毒性的患者进行PET MPI,结果显示18F-Mitophos PET MPI在化疗诱发的心脏毒性的诊断中具备一定的价值[28]。还有研究者发现舒尼替尼治疗的肾癌及胃肠道间质瘤晚期患者冠状动脉血流储备降低[29],其原因可能是血管生成抑制剂导致微血管流动障碍,引发细胞损伤和高血压,进而对患者的心肌血流量产生影响所致[30]

      虽然针对SPECT MPI和PET MPI的相关研究结果具有一定的临床价值,并且有望用于肿瘤患者的心血管危险分层,但仍存在一些问题需要解决:首先,区分病理性与正常心肌的心肌血流量阈值仍不明确,可能因放射性显像剂和软件的不同而产生差异;其次,仍需要进行更多的临床试验来评估MPI的相关参数在肿瘤治疗引发的心脏毒性的诊断和预后评估中的价值[9]。但不可否认的是,SPECT MPI和PET MPI的应用为肿瘤治疗引发的心脏毒性的诊断和管理提供了更多的选择。

    • 心肌能量的主要来源为游离脂肪酸和葡萄糖,当心肌缺血时,主要依靠葡萄糖的无氧糖酵解提供能量,因此,葡萄糖代谢增加是心肌缺血但存活的重要标志[16]18F-FDG是最常用的心肌代谢显像剂,作为一种葡萄糖类似物,18F-FDG可以通过葡萄糖转运体进入细胞,而组织损伤、炎症、缺氧或缺血等可以有效刺激葡萄糖转运体的表达[31-32],因此,18F-FDG可能成为肿瘤治疗引发的心脏毒性研究中的一种灵敏的分子探针。有实验结果显示,在舒尼替尼治疗48~72 h及5 d的小鼠中均发现了心脏18F-FDG摄取的增加[33-34];临床研究结果也显示,肿瘤治疗后心脏18F-FDG摄取的增加可能有助于肿瘤治疗引发的心脏毒性的早期诊断[35-36]。Kim等[37]发现,在应用蒽环类或曲妥珠单抗治疗的乳腺癌患者中,右心室壁摄取情况以及治疗后右心室壁代谢增加均与肿瘤治疗引发的心脏毒性相关。Bauckneht等[38]发现,霍奇金病患者在应用阿霉素治疗后,药物剂量累积引起的心脏损伤会增加左心室葡萄糖消耗,特别是在基线18F-FDG PET/CT显像时心肌摄取较低的患者中。一项对犬进行的辐射引发的心脏毒性的研究结果显示,18F-FDG在照射野内的积累可能是通过炎症以外的机制介导的,包括微血管损伤引起的组织缺氧或缺血以及线粒体损伤引起的代谢变化[32]。目前,随着免疫检查点抑制剂在临床中的不断应用,其引发的不良反应也成为了研究者关注的焦点,18F-FDG PET对于免疫检查点抑制剂引发的心肌炎具有一定的检测价值[39]18F-FDG PET可能成为检测肿瘤治疗引发的心脏毒性的有效工具,并且由于其常用于肿瘤患者疾病进展的监测,如若可以进一步证实其在肿瘤治疗引发的心脏毒性中的作用,必将对肿瘤患者的预后评估提供更多的支持。

    • 有研究者发现,许多能够靶向心脏毒性早期标志物(如交感神经末梢、血管生成、活性氧和细胞凋亡)的显像剂,可以作为除18F-FDG外,为肿瘤治疗引发的心脏毒性的诊断及预后评估提供帮助的新型分子显像剂[9]111In-抗肌球蛋白抗体可以在心肌细胞坏死时与暴露的心肌肌球蛋白结合[40],相关研究结果显示,应用阿霉素治疗后LVEF降低≥5%的患者,其心肌对111In-抗肌球蛋白抗体有较高的摄取,而未用药且未出现心肌病的患者的显像结果为阴性[40]123I-间碘苄胍是心肌交感神经摄取的一种肾上腺素类似物,因此能够进行心肌交感神经显像。虽已有研究结果证实123I-间碘苄胍显像可以反映应用蒽环类和曲妥珠单抗治疗对乳腺癌患者心脏损伤的影响[41],且可以成功预测心衰患者不良结局的风险[42],但对于123I-间碘苄胍显像的诊断效能仍存在争议[43]99Tcm-膜联蛋白V 是一种与细胞凋亡相关的分子,动物实验结果显示,阿霉素的使用剂量与心肌对99Tcm-膜联蛋白V 的摄取呈正相关[44],但仍缺乏相关的临床研究结果支持。18F-二氢乙锭是一类反映活性氧水平的标志物,有研究结果显示,在接受蒽环类药物治疗后4周的大鼠模型中,18F-二氢乙锭可以显示其心脏超氧化物含量的增加,而TTE则是在治疗后6周才检测到LVEF的下降[45],该结果提示18F-二氢乙锭相较于TTE可以更早地发现心脏毒性的发生。

      综上,不同分子显像技术在肿瘤治疗引发的心脏毒性中的研究逐渐受到人们的关注(表1),但由于临床研究相对较少,分子显像技术的临床价值有待商榷。现有研究结果提示分子显像技术仍有潜力成为肿瘤治疗引发的心脏毒性研究的重要工具,需要对潜在显像剂和分子显像技术进行更全面且深入的开发和研究。

      显像剂靶点或摄取机制心血管显像应用显像方式
      99Tcm-MIBI 线粒体 心肌灌注 SPECT
      99Tcm-膜联蛋白V 磷脂酰丝氨酸 细胞凋亡 SPECT
      99Tcm-替曲膦 线粒体 心肌灌注 SPECT
      111In-抗肌球蛋白抗体 肌球蛋白 细胞坏死 SPECT
      111In-曲妥珠单抗 人类表皮生长
      因子受体2
      细胞凋亡 SPECT
      123I-间碘苄胍 去甲肾上腺素
      转运蛋白
      交感神经完
      整性
      SPECT
      201TlCl Na+/K+-ATP酶 心肌灌注 SPECT
      13NH3 谷氨酰胺合成酶 心肌灌注 PET
      H215O 间质或细胞内 心肌灌注 PET
      18F-Mitophos 线粒体 心肌灌注 PET
      82RbCl Na+/K+-ATP酶 心肌灌注 PET
      11C-羟基麻黄碱 去甲肾上腺素
      转运蛋白
      交感神经完
      整性
      PET
      11C-乙酸盐 克雷伯氏循环 氧化代谢 PET
      18F-FDG 葡萄糖转运体 葡萄糖代谢 PET
      18F-二氢乙锭 活性氧 细胞毒性 PET
      注:MIBI为甲氧基异丁基异腈;FDG为氟脱氧葡萄糖;SPECT为单光子发射计算机体层摄影术;PET为正电子发射断层显像术

      表 1  肿瘤治疗引发的心脏毒性相关的放射性显像剂概览

      Table 1.  Overview of radioactive imaging agents related to cardiotoxicity caused by tumor treatment

    • 随着肿瘤治疗方法的不断进步,肿瘤心脏病学作为一个不断发展的新兴交叉学科,越来越受到人们的关注。肿瘤治疗引发的心脏毒性在临床中具有多种表现,早期诊断和识别高危患者是治疗的关键[12],核医学显像恰好能够解决这一关键问题。虽然核医学显像仍存在一定的问题(如空间分辨率低、存在辐射影响、价格昂贵等),但其也拥有着其他影像学检查无法取代的优势(如灵敏度高,能更早地诊断心肌损伤,对心肌缺血的诊断准确率较高,可以评估微血管功能和心肌代谢等),在肿瘤治疗引发的心脏毒性的研究中具有很高的价值。

      未来核医学显像将会为肿瘤心脏病学提供更多影像学方面的支持,把以患者为主体的“个体化”和“精准性”作为主要目标,将核医学与其他检查相结合,为患者选择合适的治疗方案及预后预测等提供更准确的判断和指导,避免患者接受更多不必要的检查和不适合的治疗,从而影响患者预后及生活质量。相信随着核医学显像技术的不断发展,核医学显像在肿瘤心脏病学中的应用将越来越广泛。

      利益冲突 所有作者声明无利益冲突

      作者贡献声明 王观筠、陈佳欣负责综述的撰写;王涛、徐白萱负责综述撰写的指导及修改

参考文献 (45)

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