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        18F-FES在乳腺癌患者體內(nèi)攝取與病理免疫組化的關(guān)系

        2014-02-27 11:55:23孫藝斐楊忠毅張勇平王明偉姚之豐薛靜
        中國癌癥雜志 2014年2期
        關(guān)鍵詞:復(fù)旦大學(xué)陽性細(xì)胞免疫組化

        孫藝斐 楊忠毅 張勇平 王明偉 姚之豐 薛靜

        鮑曉1 楊文濤2 沈鎮(zhèn)宙3 邵志敏3 章英劍1

        1.復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科,復(fù)旦大學(xué)上海醫(yī)學(xué)院腫瘤學(xué)系,上海 200032;2.復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院病理科,復(fù)旦大學(xué)上海醫(yī)學(xué)院腫瘤學(xué)系,上海 200032;3.復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院乳腺外科,復(fù)旦大學(xué)上海醫(yī)學(xué)院腫瘤學(xué)系,上海 200032

        18F-FES在乳腺癌患者體內(nèi)攝取與病理免疫組化的關(guān)系

        孫藝斐1 楊忠毅1 張勇平1 王明偉1 姚之豐1 薛靜1

        鮑曉1 楊文濤2 沈鎮(zhèn)宙3 邵志敏3 章英劍1

        1.復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科,復(fù)旦大學(xué)上海醫(yī)學(xué)院腫瘤學(xué)系,上海 200032;2.復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院病理科,復(fù)旦大學(xué)上海醫(yī)學(xué)院腫瘤學(xué)系,上海 200032;3.復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院乳腺外科,復(fù)旦大學(xué)上海醫(yī)學(xué)院腫瘤學(xué)系,上海 200032

        背景與目的:16α-18F-17β-雌二醇(18F-FES)作為雌激素受體(estrogen receptor, ER)特異性顯像劑,可在活體內(nèi)反映ER的表達(dá)狀況。本研究主要探討乳腺癌患者體內(nèi)18F-FES攝取結(jié)果與病理免疫組化的相關(guān)性。方法:自行制備18F-FES,入組26例乳腺癌患者(17例原發(fā)性乳腺癌,9例復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移性乳腺癌),分別進(jìn)行18F-FES及18F-FDG PET/CT顯像,對每例患者進(jìn)行空心針穿刺或手術(shù)治療,對比相應(yīng)病灶的免疫組化和18F-FES、18F-FDG攝取結(jié)果。結(jié)果:96.15%(25/26)的患者18F-FES結(jié)果與ER病理免疫組化一致,以18F-FES SUVmax≥1.5為ER陽性,18F-FES PET/CT顯像診斷乳腺癌病灶ER陽性的靈敏度為93.33%,特異度為100%。ER、PR的免疫組化結(jié)果與18F-FES的SUVmax呈明顯的正相關(guān);HER-2/Neu的免疫組化結(jié)果與18F-FES的SUVmax呈負(fù)相關(guān)。結(jié)論:18F-FES有望用于全面反映乳腺癌患者全身病灶的ER表達(dá)情況,為臨床個體化治療方案的制定提供幫助。

        雌激素受體;免疫組化;18F-FES;18F-FDG;ER亞型

        乳腺癌是女性最常見的惡性腫瘤之一,發(fā)病率呈不斷上升趨勢。臨床通常采用手術(shù)、放化療和內(nèi)分泌等綜合治療。內(nèi)分泌治療是否有效很大程度取決于乳腺癌病灶雌激素受體(estrogen receptor,ER)、孕激素受體(progesterone receptor,PR)的表達(dá)情況[1-2]。目前臨床及科研檢測ER和PR最常用的方法為免疫組化法。但該種檢測方法為有創(chuàng)、離體測定,無法反映全身所有病灶的ER表達(dá)情況。隨著分子影像技術(shù)的不斷發(fā)展,PET/CT顯像在乳腺癌中的應(yīng)用日益增多,16α-18F-17β-雌二醇(18F-FES)作為ER特異性顯像劑,可在活體內(nèi)反映ER的表達(dá)狀況,從而指導(dǎo)臨床選擇個體化的治療方案[3]。本研究主要探討乳腺癌病灶攝取18F-FES程度與病理免疫組化的相關(guān)性,為進(jìn)一步開展臨床研究提供客觀指標(biāo)。

        1 資料和方法

        1.1 研究對象

        入組2010年8月—2012年9月于復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院就診的乳腺癌患者26例。入組標(biāo)準(zhǔn):①近2個月未行放療或化療;②如服用ER拮抗劑類內(nèi)分泌藥物者須停用5周,芳香化酶抑制劑類藥物可以正常使用;③患者病灶最長徑≥0.8 cm。對每例患者都進(jìn)行空心針穿刺或手術(shù)切除,了解相應(yīng)病灶的PR、HER-2、ER及Ki-67的表達(dá)情況。入組患者都分別簽署了18F-FES和18F-FDG PET/CT顯像的知情同意書。

        1.2 顯像藥物和設(shè)備

        18F-FES和18F-FDG均由本院核醫(yī)學(xué)科自行制備,放射化學(xué)純度>95%。其中18F由Siemens Eclips ST回旋加速器制備;18F-FES使用Siemens Explora GN多功能合成模塊和Explora LC液相色譜分離模塊,同時結(jié)合自制的固相萃取裝置,采用“一鍋法”完成合成和分離[4];18F-FDG由Explora FDG4合成模塊生產(chǎn)。顯像儀器為Siemens biograph 16HR。

        1.3 PET/CT顯像

        患者在1周內(nèi)分別進(jìn)行18F-FES和18F-FDG PET/CT顯像,以18F-FDG PET/CT的顯像結(jié)果確定病灶的部位及大小。

        18F-FES PET/CT顯像前靜脈注射6 mCi(222 MBq)的18F-FES,2 min內(nèi)緩慢推注,1 h后上機(jī)檢查。

        18F-FDG PET/CT顯像前禁食4 h以上,血糖必須控制在10 mmol/L以下。按7.4 MBq/kg(0.2 mCi/kg)靜脈注射后安靜休息45~60 min,顯像前排空膀胱,再飲水600~1 000 mL以充盈胃。

        PET/CT顯像時,先采集CT圖像,掃描范圍從顱底至股骨中段,掃描參數(shù):電壓120 kV,電流80~250 mA,螺距3.6。在同一范圍用三維模式采集PET圖像,每床位2~3 min,然后自動利用CT數(shù)據(jù)對PET圖像進(jìn)行衰減校正,進(jìn)行圖像重建和融合。圖像采用有序子集最大期望值法(OSEM)迭代重建。

        1.4 圖像分析

        重建圖像以冠狀、水平、矢狀三方向斷層像和三維容積像電影方式顯示,由2位核醫(yī)學(xué)科醫(yī)師獨立視覺判斷,并對病灶行最大標(biāo)準(zhǔn)攝取值(SUVmax)半定量分析。參考國外一些18F-FES PET/CT的研究[5-6],本研究以1.5為閾值,SUVmax≥1.5的病灶定為ER陽性,反之為ER陰性。

        1.5 免疫組化ER分析方法

        本院病理科對ER/PR的判斷標(biāo)準(zhǔn)采用Allred score方法,根據(jù)染色陽性細(xì)胞的比例和染色強(qiáng)度,陽性細(xì)胞比例<1%為(-);1%≤陽性細(xì)胞比例<10%為(+);10%≤陽性細(xì)胞比例<50%為(++);陽性細(xì)胞比例≥50%為(+++);染色強(qiáng)度分為弱、中、強(qiáng),若染色強(qiáng)度弱,則陽性級別下降一級。如:陽性細(xì)胞比例為40%判定為(++),但染色強(qiáng)度為弱,則判定為(+)。

        1.6 統(tǒng)計學(xué)處理

        采用SPSS 16.0進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,采用Spearman做相關(guān)分析,P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

        2 結(jié) 果

        2.1 患者的基本情況

        26例患者皆為女性,平均年齡(55.6±9.3)歲(2 8~6 5歲),絕經(jīng)后患者1 5例,病理類型皆為浸潤性導(dǎo)管癌,腫塊平均為(2.8±2.0)cm(0.8~10.2 cm),病理免疫組化顯示ER陽性共15例。26例患者中,17例為原發(fā)性乳腺癌,5例胸壁復(fù)發(fā),4例淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。

        2.2 18F-FES顯像表現(xiàn)

        靜脈注射18F-FES,1 h后顯像,正常器官組織中,膽囊處可見最高的生理性放射性分布(SUVmax:55.8~98.5)。除膽囊外,放射性分布較高的臟器組織依次為:膽管(SUVmax:26.0~37.5)、膀胱(SUVmax:17.0~24.3)、回腸(SUVmax:13.4~22.3)、肝臟(SUVmax:14.2~19.4)、子宮(SUVmax:5.6~9.9)、腎盂(SUVmax:4.6~8.5)、空腸(SUVmax:4.0~8.3)、腎實質(zhì)(SUVmax:2.8~3.3)、胰腺(SUVmax:1.8~3.6)、心肌(SUVmax:1.9~2.3)。骨骼、肌肉、肺、乳腺等處均未見明顯放射性分布(SUVmax:0.5~1.1)。ER陽性的患者圖像中,除了上述所見外,在病灶部位可見均勻分布的放射性攝取,而非局灶性的放射性攝取。

        2.3 18F-FES顯像診斷ER表達(dá)價值

        26例患者中,25例18F-FES結(jié)果與ER病理免疫組化一致,符合率達(dá)96.15%(表1)。以免疫組化結(jié)果為ER診斷金標(biāo)準(zhǔn),以FES SUVmax≥1.3為ER陽性,假陽性1/16,假陰性0/10,靈敏度為100%,特異度為90.91%,陽性預(yù)測值為93.75%,陰性預(yù)測值為100%,ROC曲線下面積為0.955;以FES SUVmax≥1.5為ER陽性,則假陽性0/14,假陰性1/12,靈敏度為93.33%,特異性為100%,陽性預(yù)測值為100%,陰性預(yù)測值為91.67%,ROC曲線下面積為0.967。免疫組化ER陽性、18F-FES PET/CT顯像亦陽性患者見圖1,兩者均為陰性的患者見圖2,18F-FES SUVmax處于1.3這一臨界值、免疫組化分別為陽性和陰性的2例患者PET/CT圖像見圖3。

        表1 病灶PET/CT顯像結(jié)果與免疫組化結(jié)果Tab. 1 Lesions on PET/CT and ER assays

        圖1 免疫組化ER陽性(+++,編號25)患者18F-FES PET/CT顯像Fig. 1 Patient No.25 with ER positive (+++) detected by18F-FES PET/CT

        圖2 免疫組化ER陰性(編號1)患者18F-FES PET/CT顯像Fig. 2 Patient No.1 with ER negative (-) detected by18F-FES PET/CT

        圖3 18F-FES PET/CT顯像結(jié)果不確定患者(SUVmax均處臨界值1.3)Fig. 3 The controversial results of18F-FES PET/CT imaging (SUVmaxwas 1.3)

        2.4 18F-FES與病理免疫組化關(guān)系

        通過分析26例患者的數(shù)據(jù),本研究發(fā)現(xiàn)ER、PR的免疫組化結(jié)果與18F-FES的SUVmax呈明顯的正相關(guān)(相關(guān)系數(shù)分別為r=0.724,P<0.001及r=0.776,P<0.001);HER-2/Neu的免疫組化結(jié)果與18F-FES的SUVmax呈負(fù)相關(guān)(相關(guān)系數(shù)r=-0.587,P=0.002);Ki-67指標(biāo)與18F-FDG的SUVmax呈正相關(guān)(相關(guān)系數(shù)r=0.578,P=0.004);腫塊的大小與18F-FDG SUVmax呈明顯正相關(guān)(相關(guān)系數(shù)r=0.564,P=0.003,表2)。

        表2 PET/CT顯像結(jié)果與免疫組化關(guān)系Tab. 2 The concordance between PET/CT imaging and immunohistochemical assays.

        3 討 論

        FES是一種雌激素類似物,與雌激素有相似的結(jié)合特性,能夠特異地與ER結(jié)合。FES與其他類固醇激素類似,靜脈注入后很快被肝臟攝取代謝,并通過消化道排泄,膽汁中的代謝產(chǎn)物又經(jīng)過小腸重吸收,所以FES在肝臟、小腸等處有很高的生理性攝取。由于注射FES后肝內(nèi)快速聚集,所以血中清除很快,在注射后20 min,僅20%非代謝狀態(tài)的FES存在于血液循環(huán)中,血液濃度在注射后20~30 min達(dá)到峰值。本研究結(jié)果與文獻(xiàn)一致[7-8]。個別患者見注射側(cè)血管有條索狀放射性分布,這可能與2 min的緩慢靜脈推注有關(guān),兩者之間的關(guān)系還有待進(jìn)一步研究。

        FES與ER特異性結(jié)合,其攝取客觀反映了患者體內(nèi)ER的分布及其生物活性,故可以被用來預(yù)測乳腺腫瘤ER的表達(dá)。Dehdashti等[9]對21例轉(zhuǎn)移性乳腺癌患者進(jìn)行研究,對比了粗針活檢測定ER與18F-FES PET結(jié)果,符合率為88%,低于本研究結(jié)果。原因可能與該研究所使用的儀器為不帶CT的早期PET有關(guān),不能進(jìn)行厚度衰減校正與定位,而且以SUVmax≥1.0來判定病灶ER陽性。

        進(jìn)一步分析本次入組的26例患者顯像結(jié)果,可以發(fā)現(xiàn)編號為12、15的患者,病理免疫組化證實其病灶ER表達(dá)為陽性(++)及強(qiáng)陽性(+++),而18F-FES的SUVmax僅為1.3及1.5;出現(xiàn)此結(jié)果的原因可能是部分容積效應(yīng)所致,因為這2例患者病灶最長徑僅為1.0 cm及0.8 cm,可使SUVmax低于真實值。

        ER有兩種亞型:一種為傳統(tǒng)的ERα,另一種為新近研究發(fā)現(xiàn)的ERβ,兩者的配體結(jié)合區(qū)60%同源,這就意味著兩者對雌激素的親和力是不同的。不同病灶中由于兩種受體亞型的組成比例不同,就會導(dǎo)致病灶對雌激素的結(jié)合能力不盡相同[10-11]。18F-FES作為一種雌激素類似物,與雌激素有相似的結(jié)構(gòu)性,所以其對ER的兩種亞型也應(yīng)具有不同的親和力。Tsujikawa等[12]的研究結(jié)果提示,在子宮內(nèi)膜癌患者中,F(xiàn)ES的攝取與ERα亞型呈明顯的正相關(guān),ERα比例越高,F(xiàn)ES的攝取程度越高。同時本院病理免疫組化檢測的ER也是ERα,可以推論FES攝取程度與免疫組化的陽性程度應(yīng)有良好的相關(guān)性。本研究發(fā)現(xiàn),編號17患者的病理免疫組化結(jié)果為強(qiáng)陽性(+++),18F-FES的SUVmax為2.9,編號26患者病理免疫組化結(jié)果為陽性(++),18F-FES的SUVmax卻為9.0,而兩者腫塊均超過2.0 cm。出現(xiàn)這種FES攝取程度與免疫組化陽性程度不一致的原因,從病理免疫組化的角度來分析,可能與活檢時取材有限有關(guān)。由于活檢取材的局限性,未能完全反應(yīng)整個腫塊的ER受體情況。

        在乳腺癌的發(fā)展進(jìn)程中,ERα與ERβ究竟扮演何種角色尚無定論。多數(shù)研究表明,ERβ對正常乳腺組織具有保護(hù)作用,可對抗ERα的促腫瘤生長作用,誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡,抑制腫瘤細(xì)胞增殖,其表達(dá)缺失可能對乳腺癌的發(fā)生、發(fā)展具有極其重要的意義[13-16]。然而,也有研究發(fā)現(xiàn),ERβ過度表達(dá)對乳腺癌細(xì)胞增殖具有促進(jìn)作用[17-18]。因此,ERα和ERβ各自的表達(dá)狀態(tài)及兩者的相互作用對腫瘤細(xì)胞生物學(xué)特性的影響值得進(jìn)一步探討。這也許可以成為核醫(yī)學(xué)今后在乳腺癌顯像方面的發(fā)展方向。

        在復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移的乳腺癌患者中,復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移灶的ER表達(dá)與原發(fā)灶不完全一致。Mortimer等[19]發(fā)現(xiàn)24%(4/17)的轉(zhuǎn)移性乳腺癌患者在不同部位病灶之間FES攝取存在差異性;Amir等[20]報道約12.6%的ER陽性的原發(fā)乳腺癌患者,其復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移病灶與原發(fā)病灶的ER表達(dá)不同;此外,Simmons等[21]發(fā)現(xiàn)40%的乳腺癌患者轉(zhuǎn)移灶的ER/PR表達(dá)與原發(fā)灶不一致。綜上所述,由于18F-FES與病理免疫組化結(jié)果有良好的一致性,其在腫瘤組織中的分布與E R有關(guān),有望用于全面反映乳腺癌腫瘤患者全身病灶的E R表達(dá)情況,為臨床個體化治療方案的制定提供幫助。

        本科自行制備的FES與免疫組化ER的符合率達(dá)96.15%,能很好顯示ER陽性病灶,有望進(jìn)一步用于臨床應(yīng)用。

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        The correlation of18F-fluoroestradiol uptake in patients with breast cancer to in vitro immunohistochemical assay of ER status

        SUN Yi-fei1, YANG Zhong-yi1, ZHANG Yong-ping1, WANG Ming-wei1, YAO Zhi-feng1, XUE Jing1, BAO Xiao1, YANG Wen-tao2, SHEN Zhen-zhou3, SHAO Zhimin3, ZHANG Ying-jian1(1.Department of Nuclear Medicine, Fudan University Shanghai Cancer Center; Department of Oncology, Shanghai Medical College, Fudan University, Shanghai 200032, China; 2. Department of Pathology, Fudan University Shanghai Cancer Center; Department of Oncology, Shanghai Medical College, Fudan University, Shanghai 200032, China; 3. Department of Breast Surgery, Fudan University Shanghai Cancer Center; Department of Oncology, Shanghai Medical College, Fudan University, Shanghai 200032, China)

        ZHANG Ying-jian E-mail: yjzhang111@aliyun.com

        Background and purpose:16α-[18F] fl uoroestradiol (18F-FES) is an in vivo speci fi c imaging agent for estrogen receptor (ER). We investigated the concordance between tumor ER status as determined by FES-PET and in vitro immunohistochemical assays.Methods:18F-FES was prepared by ourselves. Twenty-six patients were enrolled (17 primary and 9 metastatic/recurrent). Patients underwent both18F-FES and18F-FDG PET/CT.Results:We found good overall agreement (96.15%) between in vitro ER assays and FES-PET. The ER status diagnosis sensitivity of18F-FES was 93.33% and the speci fi city was 100% when using cut-off value of SUVmax≥1.5. There was a positive correlation between in vitro ER, PR assays and the SUVmaxof18F-FES while in vitro HER-2/neu assays correlatived negatively with18F-FES SUVmax.Conclusion:These results suggested18F-FES may be useful for studying the ER expression of all malignant lesions in patients with breast cancer and guiding individual therapy.

        Estrogen receptor; Immunohistochemistry;18F-FES;18F-FDG; ER subtype

        10.3969/j.issn.1007-3969.2014.02.008

        R737.9

        A

        1007-3639(2014)02-0128-07

        2013-10-17

        2014-01-23)

        章英劍 E-mail:yjzhang111@aliyun.com

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