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心脏是系统性淀粉样变性最常累及的器官，心脏淀粉样变性（cardiac amyloidosis，CA）是由于错误折叠的纤维淀粉样前体蛋白沉积于心脏组织所致，是淀粉样变性患者发病与死亡的主要原因[1-2]，其临床表现为心肌舒张功能受损导致的限制性心肌病。CA预后差，早期诊疗是延长患者生存期的关键。
CA按病因可分为多种类型，其中免疫球蛋白轻链淀粉样变性（light chain amyloidosis，AL）型和转甲状腺素蛋白淀粉样变性（transthyretin amyloidosis，ATTR）型约占95%以上[3]。AL型CA与克隆性浆细胞的异常增殖有关，其一线治疗方法为化学治疗。ATTR型CA包括获得野生型（ATTRwt）和遗传突变型（ATTRm），ATTR型CA由肝脏内的转甲状腺素蛋白（transthyretin，TTR）错误折叠并沉积导致，其主要治疗方法为药物治疗。自然病程下，AL型CA的中位生存期<6个月，ATTR型CA为3~5年[4]。
目前，CA的影像诊断方法包括超声、心脏磁共振（cardiac magnetic resonance，CMR）及核医学显像。临床上诊断CA的“金标准”为心肌活检，但由于其为有创性检查，因此可能发生穿孔、心包填塞、心律失常和三尖瓣损伤等并发症[5]；另一方面，由于淀粉样蛋白沉积可能不是弥漫性的，因此使用活检样本的淀粉样蛋白含量代替心脏的淀粉样蛋白含量可能不准确，特别是在CA早期[6]，这些因素都会影响心肌活检结果的准确性及其应用。相比之下，核医学显像不仅可以对CA进行无创性诊断及分型，还可以进行全心显像以评估心脏的淀粉样蛋白负荷，其在CA的疗效评价及预后评估方面也发挥着重要作用。本文就核医学显像在CA中的最新研究进展作一综述。
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超声心动图通常是CA患者出现临床症状时的首选检查方法，CA患者超声心动图的典型表现为心室肥厚、双心房肥大及“心尖保留”。Cyrille等[7]研究结果显示，肢体导联低电压与心室壁肥厚是CA的特异性表现，使用超声心动图联合心电图诊断CA的准确率仅为60%[8]。心肌通常在其受累的中晚期才会出现典型的心室肥厚征象，因此超声心动图无法对CA进行早期诊断。
CMR的延迟钆增强（late gadolinium enhancement，LGE）成像对于CA的诊断有较高的准确率。CA常见的LGE征象为弥漫性心内膜下延迟强化[9]。一项纳入1 490例CA患者的Meta分析结果显示，CMR-LGE阳性可作为预测CA患者预后的独立危险因素[10]。然而，早期CA患者的LGE成像多为阴性，且CMR无法对CA进行准确分型。此外，CA患者多合并严重的肾功能不全，这进一步限制了外源性钆对比剂的使用，使CMR-LGE的临床应用受限。
综上所述，超声心动图及CMR显像在CA患者的早期诊断及诊断特异度方面均存在一定的局限性，且无法区分不同类型的CA。
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自1952年首例ATTR型CA患者被报道以来，欧美国家的研究人员便开始对其进行研究，目前其诊疗技术日益成熟。99Tcm-双羧双磷酸盐（dicarboxypropane diphosphonate，DPD）、99Tcm-亚甲基羟基二膦酸盐（hydroxymethylene diphosphonate，HMDP）、99Tcm-焦磷酸（pyrophosphate，PYP）SPECT/CT显像已成功地应用于ATTR型CA的评估。2021年4月，欧洲心脏病学会发布了最新的CA诊断和治疗立场声明[4]，指出患者的超声心动图或CMR显像图像具有典型CA表现，伴2~3级99Tcm-DPD或99Tcm-HMDP或99Tcm-PYP心肌摄取，并且排除单克隆浆细胞增殖性疾病时，即可诊断为ATTR型CA。我国临床医师自2019年起开始使用99Tcm-PYP SPECT/CT显像对CA进行诊断，2021年中华医学会发布了《转甲状腺素蛋白心脏淀粉样变诊断与治疗专家共识》[11]，将99Tcm-PYP SPECT/CT显像作为诊断ATTR型CA的辅助检查手段，并于2022年3月发布了该检查的技术操作规范[12]。目前，全国已有近70家医院开展99Tcm-PYP SPECT/CT显像。
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最初用于骨显像的99Tcm磷酸盐衍生物（99Tcm-DPD、99Tcm-HMDP、99Tcm-PYP）可与心脏组织中的TTR紧密结合，这可能与TTR纤维中的钙含量较高有关。多项研究结果表明，99Tcm磷酸盐衍生物（99Tcm-DPD、99Tcm-HMDP、99Tcm-PYP）SPECT/CT显像对早期诊断ATTR型CA具有较高的灵敏度[13-15]。为了方便评估SPECT骨显像剂对CA的诊断效能，Perugini等[16]于2005年建立了骨显像剂的视觉评分系统——Perugini评分。2016年，一项纳入1 217例疑似CA患者的多中心研究使用Perugini评分评估了3种显像剂诊断CA的准确率，结果显示，心肌对放射性显像剂摄取升高（即Perugini评分1~3级）对诊断ATTR型CA的灵敏度>99%，特异度>86%；心肌对放射性显像剂的摄取程度为Perugini评分2~3级且患者体内检测不到单克隆蛋白的情况下，Perugini评分对ATTR型CA的阳性预测值为100%，表明骨显像剂对ATTR型CA具有较高的诊断灵敏度[17]，与之前的研究结果相似[6, 13-15]。由于视觉评分受到某些的主观因素的影响，因此可对CA患者的SPECT/CT显像结果进行半定量分析，常用的半定量指标主要是心脏与相应ROI的放射性计数比值，如心脏与对侧肺的放射性计数比值（heart to contralateral lung，H/CL）和心脏与全身特定区域的放射性计数比值（heart to whole-body，H/WB）。Gallini等[18]对76例疑似CA患者行99Tcm-HMDP SPECT/CT显像，评价指标包含H/CL和H/WB在内的6个半定量指标，结果显示，与视觉评分系统相比，半定量指标诊断ATTR型CA的灵敏度略高，在6个半定量指标中，H/WB的诊断准确率最高。为了研究H/CL在CA患者分型中的价值，Bokhari等[19]对确诊CA的45例患者行99Tcm-PYP SPECT/CT显像，结果显示以H/CL=1.5为临界值可用于区分ATTR型CA与AL型CA，其灵敏度为97%，特异度为100%，H/CL在CA的准确分型方面显示出一定的应用前景。为了进一步准确诊断CA，Caobelli等[20]对13例疑似CA患者行99Tcm-DPD SPECT/CT显像并采用SUVmax和标准化摄取值峰值（SUVpeak）进行定量分析，结果显示SUVmax和 SUVpeak与视觉评分系统之间具有良好的相关性。Kessler等[21]对136例疑似CA患者行99Tcm-DPD SPECT/CT显像，并采用SUVmax进行定量分析，结果显示SUVmax和Perugini评分之间具有很强的相关性，在患者体内检测不到单克隆蛋白的情况下，SUVmax>6.1的诊断特异度可达99%，说明使用SUVmax进行定量分析可以用于监测和评估ATTR型CA患者的治疗反应。为了比较不同骨显像剂对CA的诊断效能，Wu和Yu[22]对纳入的31篇文献进行Meta分析，结果显示99Tcm-HMDP SPECT对CA的诊断灵敏度最高 （99%），99Tcm-PYP SPECT的特异度最高 （95%）， 99Tcm-DPD、99Tcm-PYP、99Tcm-HMDP的AUC分别为0.89、0.99和0.99。99Tcm-PYP SPECT显像还可对CA患者进行预后评估。Castano等[23]对229例疑似CA患者行99Tcm-PYP SPECT显像，结果表明，以H/CL=1.6为临界值，与H/CL<1.6的患者相比，H/CL≥1.6的患者的全因病死率明显升高。血池的高信号和肋骨骨折等可能会导致CA患者的99Tcm-PYP SPECT平面显像产生假阳性或假阴性结果[24]，如出现此种情况需行SPECT/CT断层融合显像。任超等[25]对31例疑似CA患者行99Tcm-PYP 延迟和断层显像研究，结果显示，早期平面显像对CA的分型易发生误诊，延迟期平面显像及断层显像的一致性较好，诊断ATTR型CA的准确率较高。
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2016年，Van Der Gucht等[26]首次对2例CA患者行18F-NaF PET显像，结果显示，ATTR型CA患者的心肌弥漫性摄取18F-NaF，但AL型CA患者的心肌对18F-NaF无摄取，说明不同类型的CA对18F-NaF的亲和力不同。之后越来越多的研究结果表明，18F-NaF具有与SPECT骨显像剂相似的钙结合机制[27-29]。一项纳入90例患者，14篇文献的Meta分析结果显示，18F-NaF PET/CT诊断CA的总灵敏度为63%，总特异度为100%[31]。Morgenstern等[27]对7例CA患者行18F-NaF PET显像，使用SUVmax对CA患者进行半定量分析，发现ATTR型CA患者的SUVmax高于AL型CA患者，但差异无统计学意义。Abulizi等[29]对27例疑似CA患者行18F-NaF PET/MRI显像， 通过计算心肌与血池的放射性计数比值（myocardium-to-blood pool，M/B），发现ATTR型CA患者的M/B高于AL型CA患者，且差异有统计学意义，二者M/B的诊断临界值为0.90。但此项研究的样本数较少，且由于18F-NaF对比度低的限制，18F-NaF PET显像可能无法准确区分ATTR型CA与AL型CA患者[27, 29-31]。与“金标准”99Tcm-PYP SPECT/CT相比，18F-NaF PET/CT检测ATTR型CA的灵敏度较低[31]，这可能会限制其在临床实践中的应用。
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PET淀粉样蛋白类显像剂[11C-匹兹堡化合物 B（Pittsburgh compound B，11C-PIB）、18F-florbetapir、18F-florbetaben和18F-flutemetamol]最初用于阿尔茨海默病的β-淀粉样蛋白显像，但多项研究结果证明了其在CA诊断中的价值[32-34]。相比于骨显像剂，淀粉样蛋白类显像剂对CA具有较高的诊断特异度和灵敏度，并可对CA患者进行定量分析。
Dorbala等[35]对14例疑似CA患者行18F-florbetapir PET显像的初步研究结果显示，与对照组相比，CA患者的左心室潴留指数（retention index，RI）、靶区本底比值（target to background ratio，TBR）、左心室心肌与肝脏SUV比值均更高。Park等[36]对30例疑似CA患者行18F-florbetapir PET显像和Osborne等[37]对22例疑似CA患者行18F-Florbetapir PET/CT显像的研究均得到了相同的结果。除定性诊断外，18F-florbetapir PET显像还可用于评估AL型CA患者其他器官的受累情况。Khor等[38]对67名受试者（AL型CA患者58例，健康受试者9名为对照组）行18F-florbetapir PET显像，通过视觉评估及半定量分析方法对患者的肺部受累情况进行评估，结果显示，与对照组相比，AL型CA患者肺部对显像剂的摄取更高，半定量指标SUVmax、TBR和RI可用于AL型CA患者肺部受累的评估。
与18F-florbetapir PET显像相同，18F-florbetaben PET显像也被证明可特异性地诊断CA[33]，但二者均不能准确区分AL型CA和ATTR型CA。2021年，Genovesi等[39]的研究对纳入的60例疑似CA患者行18F-florbetaben PET/CT显像，发现延迟18F-florbetaben PET/CT显像或可准确区分AL型CA与ATTR型CA。研究结果表明，AL型CA患者行18F-florbetaben PET/CT早期扫描（5 min后）对18F-florbetaben的摄取较高且持续时间长，但ATTR型CA和非心脏淀粉样变性的患者（NCA）的摄取持续下降，该结果与使用SUVmean的半定量分析结果相似。此外，在行18F-florbetaben PET/CT延迟扫描（60 min内）对心脏保留指数进行定量评估时，AL型CA患者的心脏保留指数明显高于ATTR型CA和NCA患者。上述研究结果表明，18F-florbetaben可作为区分CA亚型的诊断方法，应进行进一步研究。
目前，18F-flutemetamol PET/CT显像在CA中应用的研究相对较少。Dietemann和Nkoulou等[34]对纳入研究的12名受试者（CA患者9例，健康受试者3名为对照组）行18F-flutemetamol PET/CT显像，并对TBR（心肌平均SUV与血池平均SUV的比值）进行分析，结果显示，与对照组相比，CA患者的TBR明显升高，且AL型CA患者的TBR高于ATTR型CA患者，由于该研究受试者的数量较少，因此未对18F-flutemetamol PET/CT显像对CA的诊断灵敏度、特异度和准确率进行分析。Papathanasiou等[40]对12例CA患者行18F-flutemetamol PET/MRI或PET/CT显像发现，只有2例患者的PET/CT显像为阳性，表明PET显像对CA患者诊断的灵敏度较低，这可能与患者的扫描与显像剂注射的时间间隔较长有关。
11C-PIB是最先用于CA诊断的淀粉样蛋白类显像剂，其用于PET/CT显像诊断CA的灵敏度和特异度均≥95%[41]。Takasone等[42]对47例CA患者行11C-PIB PET/CT显像和99Tcm-PYP PET/CT显像，结果表明，11C-PIB PET/CT可在心脏受累前检测到淀粉样蛋白负荷，可用于CA的早期诊断，他们还发现AL型CA患者摄取11C-PIB、不摄取99Tcm-PYP，ATTRwt型CA患者摄取99Tcm-PYP、不摄取11C-PIB。Takasone等[42]认为，结合99Tcm-PYP SPECT、11C-PIB PET 2种显像方法和TTR基因检测，可以无创地诊断3种主要类型的CA。除CA的定性诊断外，11C-PIB PET在AL型CA患者的预后评价方面也发挥着巨大作用。Lee等[43]对41例AL型CA患者行11C-PIB PET显像，根据患者对11C-PIB的摄取将其分为3组，结果表明，11C-PIB摄取较高组比摄取较低组更易发生心力衰竭和死亡。Choi等[44]对58例AL型CA患者行11C-PIB PET/CT显像，通过视觉评估的方法得到了与Lee等[43]同样的结论，结果显示，心肌对11C-PIB高摄取是CA患者1年生存率的独立预测因子。与传统的生物标志物相比，11C-PIB PET/CT为预测CA患者1年生存率提供了独立的预后信息。因此，11C-PIB PET/CT显像不仅可以早期无创诊断CA，还可以对淀粉样蛋白负荷进行评估，在CA的预后评估方面也发挥着重要作用。但由于11C-PIB半衰期短，需由回旋加速器生产，且价格昂贵，因此其临床应用受到了限制。
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CA是一种严重的疾病，其病死率高，由于该病的临床表现不具有特异性，因此临床医师对其认知不足，早期诊断较困难。近十年，核医学显像快速发展，使CA的无创性诊断取得了重大进展。核医学显像方法可以为CA提供精准的诊断方法并进行精确分型，在评估患者脏器受累、危险度分层、预后评估与疗效评价方面也发挥着重要作用。SPECT骨显像剂在ATTR型CA患者中的应用日益广泛。以淀粉样蛋白为靶点的PET显像也成为用于CA诊断和预后预测的一种很有前途的显像工具，但其尚需要进行进一步的研究，使其可以尽快应用于临床。
利益冲突 所有作者声明无利益冲突
作者贡献声明 张元丽负责综述的撰写与修改；李慧敏负责文献的收集、综述的修订；郭小闪负责综述命题的提出与设计、综述的审阅及最终版本的修订
核医学显像在心脏淀粉样变性中的应用进展
Application progress of nuclear medicine imaging in cardiac amyloidosis
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摘要: 淀粉样变性是由多种原因造成的淀粉样物质在体内各脏器细胞间的沉积，其可使受累脏器的功能逐渐衰竭。淀粉样物质累及心脏时即导致心脏淀粉样变性（CA），其预后最差。CA中以转甲状腺素蛋白淀粉样变性型及免疫球蛋白轻链型最常见，二者的中位生存期及治疗方法存在巨大差异，因此，早期诊断及准确分型对于患者的治疗至关重要。核医学显像可以对CA患者进行无创性诊断及准确分型，在临床上逐渐得到了广泛应用。笔者就核医学显像在CA中的最新研究进展作一综述，以提高临床医师对于CA的认识，便于早期诊断CA。
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关键词:
- 淀粉样变性 /
- 前白蛋白 /
- 免疫球蛋白轻链 /
- 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: Amyloidosis is the accumulation of amyloid in the cells of various organs in the body caused by various reasons, resulting in the gradual failure of the affected organs. When amyloid affects the heart, known as cardiac amyloidosis (CA), the prognosis is the worst. In CA, transthyretin amyloidosis and immunoglobulin light chain amyloidosis are the most common, and there are huge differences in the median survival time and treatment methods of the two. Therefore, early diagnosis and accurate classification are crucial for the treatment of such patients. Nuclear medicine imaging can non-invasively diagnose and accurately classify CA, and has been widely used in clinical practice. This article reviews the recent progress of nuclear medicine imaging in CA to improve clinicians' understanding of CA and facilitate early diagnosis of CA. -
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