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结直肠癌是消化道常见的恶性肿瘤, 虽然近年来在结直肠癌的诊断和治疗方面取得了一些进展, 在一定程度上提高了患者生存率, 但总体预后仍不满意。肝转移是结直肠癌患者死亡的主要原因, 40%~50%的结直肠癌患者最终会发生肝转移[1-2]。随着检查手段的进步、手术及围手术期处理水平的提高, 结直肠癌肝转移患者若得到合适的手术治疗, 生存率将明显提高; 患者是否适合手术, 首先依赖于影像学检查提供的准确信息[3-4]。对于结直肠癌肝转移患者, 以往多采用癌胚抗原水平、超声、CT、MRI和结直肠镜等进行术前检测和术后随访, 尽管已采取这些措施, 但由于结直肠癌肝转移灶的隐匿性和常规影像学检查的局限性, 许多患者失去了手术切除和长期生存的机会, 甚至在术中意外发现转移灶而不得不改变治疗方案, 导致不少患者接受了无意义的手术治疗。PET-CT能够发现全身转移灶, 是一种近年来逐渐广泛应用于临床和科研的新型影像学技术, 本文就18F-FDGPET-CT在结直肠癌肝转移诊治中应用的最新进展作一综述。
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PET是一种功能性显像诊断技术, 能够识别肿瘤细胞的生理、生化变化。异常分裂和增殖的肿瘤细胞因局部缺氧和生物学行为的改变而导致葡萄糖过度利用, 使葡萄糖类似物18F-FDG在肿瘤细胞中经葡萄糖转运子1作用转运增加、磷酸化增强, 但其代谢产物6-磷酸- 18F-FDG不能继续参与生化反应而大量滞留于细胞内, 导致肿瘤细胞摄取18FFDG量远高于正常细胞。结直肠癌转移灶通常有18F-FDG高浓聚, 因而18F-FDGPET常被用来检测结直肠癌转移灶、预测疗效和预后[5-6]。标准化摄取值(standardized uptake value, SUV)是PET最常用的半定量指标之一, 它反映病变组织相对于全身组织的放射性物质摄取能力, 是一种简便而有效的非侵袭性诊断性生物学标志[7]。除SUV外, 肿瘤活性指数也被用来非侵袭性定量评价结直肠癌肝转移, 有报道称肿瘤活性指数在评价肿瘤生长活性方面优于SUV, 尤其是多发的小病灶[8]。
PET-CT不仅可以准确地提供活体组织的代谢情况、非常敏感地显示转移性病灶以及发现隐匿性病灶, 而且能较准确地显示病灶的解剖位置, 已被公认为在肿瘤分期、良恶性鉴别、复发灶及转移灶的早期诊断以及疗效评价等方面具有重要价值[9-10]。尽管PET-CT的成本较高, 但因其具有无创性以及高度敏感性和特异性, 因此在结直肠癌转移性病灶的定位诊断以及各种治疗方法的疗效评价中有重要作用[11-13]。
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肝脏的恶性肿瘤转移最常见的来源是胃肠道, 孤立性肝转移灶的成功手术切除可明显延长患者生存期和改善预后。Grassetto等[14]报道, 43例已知孤立性肝转移灶的患者(31例患者经手术证实、5例患者经细针穿刺活检获得病理, 7例患者经长期临床、生化和影像随访确诊)进行PET-CT检查, 使12例(28%)患者改变了治疗方案。
最优化的术前评估是选择合适手术患者的先决条件, 因此在确诊结直肠癌后的分期是非常重要的, 这将决定手术及其他治疗方法的选择。研究证明, 术前进行PET-CT对于结直肠癌的早期诊断、分期和再分期具有指导意义[15]。Harada等[16]报道, PET-CT可以准确发现直径2 cm以下的病灶, 这对于结直肠癌肝转移的早期诊断有非常重要的价值。Floriani等[4]通过meta分析评估了数种影像学方法在诊断结直肠癌肝转移中的作用, 结果: CT的灵敏度与特异度分别为74.8%和95.6%、MRI为81.1%和97.2%、18F-FDGPET为93.8%和98.7%。尽管CT、MRI等也可作为协助临床分期的手段, 但许多检查结果被证实与手术的最终结果并不一致, 即使那些经手术得到的病理标本, 其病理学检测也只能鉴别标本中的转移灶, 对于不在标本中的远处转移灶也无能为力, 许多患者因此接受了过多无价值的检查和治疗, 那些不可能依靠手术治愈疾病的患者也被做了手术。更糟糕的是, 有些患者遭受了额外有伤害性的治疗[17]。Pawlik等[18]回顾性研究了530例行根治性手术治疗的结直肠癌肝转移患者的手术情况发现, 其中有49例患者行非治疗性开腹手术; 而术前行PET的患者, 非治疗性开腹手术的发生率较低。因此, PET对肝转移手术方式的合理选择有重要意义。
D'souza等[19]对比分析了PET-CT和增强CT在检测肝转移病灶中的作用: 对45例有肝外恶性肿瘤原发灶并被怀疑有肝转移灶者在72 h内行腹部增强CT和PET-CT, 结果: 增强CT检测肝转移的灵敏度与特异度分别为87.9%和16.7%, 而PET-CT为97%和75%, 表明PET-CT在检测肝转移病灶方面优于增强CT。这主要是增强CT无法辨别出小于15 mm的小病灶的良恶性。尽管PET-CT有许多优越性, 但还不能完全代替增强CT的作用, 因为PET-CT在检测结直肠癌肝转移上也会有假阳性表现, 如肝脏硬化结节有时会异常摄取显像剂等。因此, 将增强CT与PET-CT整合, 可以达到更好的诊断效果。
Cantwell等[20]回顾性对比分析了非增强PET-CT和增强PET-CT以及增强MRI在检测结直肠癌患者肝脏病变中的作用: 33例可疑结直肠癌肝转移患者共发现110处肝脏病灶(最终诊断依靠病理学检查或至少6个月的影像学随访), 结果显示非增强PET-CT、增强PET-CT、MRI的病灶检出率分别为73.6%、90.9%、95.4%, MRI和增强PET-CT的检出率明显高于非增强PET-CT, 而MRI与增强PET-CT之间无明显差别。Badiee等[21]回顾性分析了39例可疑结直肠癌肝转移患者的增强PET-CT和非增强PET-CT, 结果共发现了178处肝脏病灶, 包括137处转移性病变和41处良性病变, 其中172/178 (97%)处由增强PET-CT发现; 135/178(76%)处由非增强PET-CT发现。特别要指出的是, 137处肝转移性病变中有114处(83%)是由增强PET-CT发现的, 而仅有92处(67%)由非增强PET-CT发现; 178处病灶中的131处(73%)病灶的性质被增强PET-CT准确地辨别, 而非增强PET-CT仅辨别出101处(57%)。因此, 增强PET-CT可提高肝转移病灶的检出, 有助于病灶性质的甄别。
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PET-CT不仅在结直肠癌术前准确分期中有重要意义, 而且有助于术后随访再分期, 进而干预结直肠癌肝转移患者治疗策略的选择。
Liu等[22]报道, 15例怀疑有结直肠癌术后转移的患者均接受增强CT和PET-CT, 病变的性质最终经由病理学检查或影像学检查定期随访确定, 结果: 15例中发现5例患者有肝转移, 共9处病灶; PET-CT和增强CT的特异度均为100%, 灵敏度分别为100%和80%;PET-CT检查使6例患者(40%)最终改变了治疗策略。因此, PET-CT在检测结直肠癌术后肝转移上优于增强CT, 并且对于确定进一步治疗计划颇有价值。
增强PET-CT可以作为结直肠癌患者的第一线临床再分期诊断工具。Soyka等[23]对比分析了54例需要临床再分期的结直肠癌患者行增强CT、非增强PET-CT、增强PET-CT对病灶数目、定位及定性的评价: 与增强CT的结果相比, 非增强PET-CT准确地增加了27例(50%)患者的附加信息, 5例患者的治疗方案得到修改; 而与非增强PET-CT相比较, 增强PET-CT则可以显示39例患者的附加信息(72%), 其中23例与治疗密切相关, 提供关于肝转移灶的准确定位信息, 这正是选择合适外科治疗方法的关键。
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双时相显像法能更好地检测肝转移病灶。Dirisamer等[24]在注射18F-FDG后平均69 min时行第一次全身显像并进行图像采集, 平均间隔100 min后行延迟显像, 结果: 在34例患者的90处肝转移病灶中, 第一次显像准确发现了53处(59%)肝脏病灶, 延迟显像准确发现了多达81处病灶(90%)。
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PET-CT可用于结直肠癌肝转移的疗效评价, 判断哪些患者可以从手术和化疗中获益。以前依靠临床危险因素评分来预测结直肠癌肝转移患者的手术预后, 而在新辅助化疗时代, PET-CT有助于发现新的预后指标。Small等[25]对54例经基于奥沙利铂或伊立替康的新辅助化疗及行根治性手术切除的结直肠癌肝转移患者在化疗前、化疗中及化疗后的随访过程中行PET-CT, 多因素综合分析结果显示总的1、2、3年生存率分别为88%、70%、39%, PET-CT评价化疗反应程度可以用来预测行新辅助化疗的结直肠癌肝转移患者的预后, 而传统的临床评分系统则不行。也有人认为, PET-CT可能无助于评价已行术前化疗的结直肠癌肝转移患者, Adie等[26]将结直肠癌肝转移手术患者分为术前化疗组(21例)和未化疗组(53例), 结果发现术前化疗组有11处病灶(52%)被漏诊, 而对照组有18处病灶(34%)漏诊, 这可能是由于术前化疗会对肝脏产生生物理化效应, 造成对病灶的低估。
Goshen等[27]报道, 7例结直肠癌肝转移患者(共计20处肝脏病灶)于手术治疗前先用贝伐单抗联合伊立替康进行新辅助治疗, 在新辅助治疗之前以及经4个周期的治疗后(手术前)分别行PET-CT以评价肝转移的治疗反应, 结果6例患者有良好的治疗反应, 只有1例患者疾病有进展; 20处肝脏病灶中的17处得到了病理确认, 其中10处经PET-CT显示完全反应, 因此PET-CT可成为预测新辅助治疗病理学反应的工具。
肿瘤体积和糖酵解活性的变化与肿瘤组织病理学反应可能相关, Melton等[28]评价了21例行新辅助治疗的直肠癌患者的疗效反应, 这些患者在治疗前和治疗4至6周后行18F-FDGPET-CT, 结果显示, 包括SUV、病灶糖酵解总量、肿瘤体积及其变化在内的各种影像学参数均与肿瘤组织病理学相关, 这对于评估直肠癌辅助治疗后的再分期、残余瘤百分比有极其重要的意义, 有助于确定进一步治疗方案。
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局灶性肝转移可经射频消融治疗, PET-CT有助于评价射频消融治疗疗效和射频消融治疗后肝转移灶局部复发的早期诊断。Travaini等[29]报道, 9例乳腺癌和结直肠癌患者的12处肝转移灶于射频消融治疗后1、3、6、9个月分别行PET-CT和多排螺旋CT, 结果有7例PET-CT早于多排螺旋CT发现局部复发, 有1例在射频消融术后1周就发现术区放射性摄取。另有研究发现, PET-CT可评估肝转移灶选择性内放疗后放射性粒子的分布[30]。
肝转移射频消融后会因为受到病灶边缘强化的妨碍, 使形态学显像监测肿瘤局部复发变得困难。Kuehl等[31]比较了16例结直肠癌肝转移患者PET-CT与PET在射频消融后随访中的作用, 结果: 单独行PET发现肿瘤局部复发的准确度和灵敏度分别为86%和76%, 而PET-CT为91%和83%, 可见PET-CT在射频消融后探测肿瘤局部复发中的优势更加明显。
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综上所述, PET-CT既可以显示病灶的解剖结构, 又能显示病灶的代谢情况, 可对病灶进行定位定性诊断, 对于检测结直肠癌肝转移较常规影像学检查更有价值, 并有助于指导手术和评估治疗效果, 这对于提高患者生存率具有重要的意义。但是PET-CT并非完美, 例如: 它要求患者在PET和CT检查中保持相同定位, 控制呼吸; 仍存在假阳性表现的可能; 增强PET-CT的安全性问题; 图像融合技术在某些方面还不成熟等。随着分子影像学研究的深入, 相信PET-CT将有助于结直肠癌肝转移分子机制的研究, 并将使结直肠癌肝转移患者得到更好的诊断和治疗。
PET-CT在结直肠癌肝转移诊治中的应用进展
Progress in application of PET-CT in diagnosis and therapy of liver metastasis from colorectal cancer
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摘要: 用葡萄糖类似物18F-FDG作为显像剂的PET-CT是一种无创性显像方法，它在肿瘤尤其是转移性结直肠癌的诊断、分期、再分期、疗效监测和随访中有非常重要的作用。PET-CT融合显像将功能显像和解剖显像结合在一起，提高了全身肿瘤显像的敏感性和特异性，明显优于单独PET或CT。目前，PET-CT在结直肠癌肝转移中的应用主要是检测和甄别肝脏转移性病灶、制定治疗方案和进行疗效评价。
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关键词:
- 结直肠肿瘤 /
- 正电子发射断层显像术 /
- 体层摄影术, X线计算机 /
- 肝转移
Abstract: PET-CT using 18F-FDG is a non-invasive imaging modality which has been recognized as the most important imaging modality in diagnosing, staging, restaging, therapy monitoring and follow-up of cancer patients, especially in metastatic colorectal cancer.PET-CT combines functional and anatomical imaging to improve sensitivity and specificity of whole-body imaging and provides incremental diagnostic value over PET or CT alone.Nowadays, applications of PET-CT imaging in liver metastasis from colorectal cancer mainly included detection and differentiation of malignant and benign liver lesions, determination of appropriate therapeutic strategies and evaluation of treatments. -
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