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小动物PET/CT在肿瘤模型及疗效评价方面的应用
点击次数:2557 发布日期:2018-12-27  来源:本站 仅供参考,谢绝转载,否则责任自负
肿瘤学研究是小动物PET/CT分子影像技术的应用热点之一,包含以下重要方面:建立对肿瘤生物模型的监测,进行肿瘤模型的筛选,以及新的药物或治疗方法的疗效评价。
①肿瘤模型监测
药物开发过程中的体内抗肿瘤试验,通常需要用到动物肿瘤移植模型。肿瘤移植成功代表着肿瘤模型的成功建立。因为PET显像不仅仅能显示肿瘤所在位置,同时能显示肿瘤特异性分子的表现和活性以及生物学过程,同时是一种无创可连续观察的方法,因此小动物PET/CT是评估肿瘤模型是否已建立成功的一个重要的影像学手段。
下图展示的,就是在肿瘤模型建立过程中使用Super Nova ®PET/CT(平生医疗)来跟踪、观测肿瘤模型的大小和生长情况的一个案例。
 
大鼠肝脏原位种植瘤模型建立
(三维关联显示肿瘤位置;注射0.4mCi FDG1h后扫描10min)
 
球形ROI勾画获取肿瘤
 
阈值提取高摄取FDG区域获取肿瘤的体积
 
② 肿瘤模型筛选
由于PET/CT的无创成像特点,还可以用于肿瘤模型的制备的筛选。以下是某研究者在建立肺小细胞癌裸鼠模型时,使用Super Nova® PET/CT(平生医疗)进行高通量的模型筛选,观察造模的效果,评价肿瘤模型。
 
非小细胞肺癌Zr89  PET/CT显像
 
③ 疗效评价
在肿瘤的分子生物学模型应用中,通常要根据肿瘤细胞的特点,选择新的分子靶点建立相应的治疗方法,或合成相应的靶向药物进行治疗。新的药物或治疗方法的疗效评价,是建立在肿瘤模型的基础上来观察的,小动物PET/CT为疗效评价和肿瘤监测提供了有效观察方法。
  • 例举1:
发表论文:
131I -Labeled Copper Sulfide-Loaded Microspheres to Treat Hepatic Tumors via Hepatic Artery Embolization
接受杂志:Theranostics
影响因子:8.766
在该文献中[1],采用小动物PET/CT的影像学手段进行分析,评价了新的肿瘤治疗方法的疗效。该研究制备了一种多功能诊疗一体化微球131I-HCuSNPs-MS-PTX,用于肝脏肿瘤的经导管肝动脉栓塞微创治疗,这种化合物结合了化学疗法,放射疗法和光热疗法的多重特性。Super Nova® PET/CT(平生医疗)图像的分析结果,即是该化合物微疗效法的疗效评价的重要指标之一。
  • 肿瘤模型建立
在研究过程中,研究者使用皮下接种的方式在供体鼠上种植Walker-256肿瘤,并通过Super Nova® PET/CT(平生医疗)的扫描观察,监测肿瘤的成长大小。在肿瘤达到6-8mm后,将供体鼠的肿瘤切碎成1mm3的小块移植到受体鼠的肝脏右叶。
  • 实验方法和过程
在受体鼠接受肿瘤移植10天后,用Super Nova® PET/CT(平生医疗)监测肿瘤大小,当肿瘤再次长到6-8mm,通过注射微球进行治疗,并在治疗前及治疗后1-7天,用该小动物PET/CT进行肿瘤体积的扫描观察和SUV值分析,获取肿瘤微创治疗方法的疗效:实验组131I-HCuSNPs-MS-PTX加上激光治疗在第一天后肿瘤对FDG的吸收就显著下降,7天后无FDG吸收;对照组I-HCuSNPs-MS-PTX加上激光治疗在1天后肿瘤对FDG的吸收下降,但是2天后迅速上升;其他不治疗、或仅使用1种或2种治疗特性的化合物的对照组均显示出肿瘤的生长。
  • 实验结论
研究者认为,经此疗效评价,多功能诊疗一体化微球131I-HCuSNPs-MS-PTX,+Laser用于肝脏肿瘤的经导管肝动脉栓塞微创治疗,是有临床应用前景的。
 
大鼠肝脏肿瘤不同治疗手段的小动物PET/CT影响图
  • 例举2:
发表论文:The www.tuyilvxing.combined therapeutic effects of 131iodine-labeled multifunctional copper sulfide-loaded microspheres in treating breast cancer
接受杂志:Acta Pharmaceutica Sinica B
同年,研究者又使用Super Nova® PET/CT(平生医疗)观察了此药物和治疗手段在乳腺肿瘤治疗中的疗效并发表了新论文[2]。研究者将乳腺肿瘤细胞种植到大鼠(母)的第二乳房脂肪垫中,并持续观察直到肿瘤长到5-6mm,随后注射微球进行治疗,同时与其他治疗方式进行对照。在此疗效评估过程中,始终使用Super Nova® PET/CT来跟进治疗效果,结果显示,131I-HCuSNPs-MS-PTX+Laser的方式对乳腺肿瘤的治疗也十分有效。
 
大鼠乳腺肿瘤脂肪垫下种植,不同治疗手段的PET/CT影响图
(三维关联显示肿瘤位置;注射0.8mCi FDG1h后扫描10min)
 
综述:小动物PET/CT在肿瘤学研究中已日益发挥出其重要的作用,是预临床医学研究的一把锐器。
 
 
小动物PET/CT设备——Super Nova® PET/CT(平生医疗)
 
附录:
在PET/CT肿瘤学研究中,常用放射性核素标记参与生物体生理代谢的药物或物质,如18F 标记的18F-FDG,在葡萄糖代谢率高的肿瘤组织摄取18F-FDG后局部放射性浓度倍增,在PET影像上形成很强的对比度,这种对比度随肿瘤恶性程度的提高而增强,在生物体活体状态下即可对肿瘤进行监测、分析,获得诊断数据。以下是用于PET肿瘤研究的其他常用药物:
药物 生物学过程
18F-FDG 葡萄糖代谢
11C-乙酸盐 细胞增殖
11C-蛋氨酸等 氨基酸代谢
18F-胆碱、11C-胆碱 细胞膜形成
18FLT 核酸代谢
18F-DOPA 肿瘤受体
18F-FES 雌激素
69Ga-DOTA-TOC 生长抑素受体
18F-FMISO、HX-4等 乏氧代谢
 
 
注释:
[1]. Qiufang Liu, Yuyi Qian, Panli Li, Shaoli Song, et al. 131I-Labeled Copper Sulfide-Loaded Microspheres to Treat Hepatic Tumors via Hepatic Artery Embolization[J]. Theranostics, 2018, 8(3): 785-799; (IF=8.776)
[2]. Qiufang Liu, Yuyi Qian, Panli Li, Shaoli Song, et al. The www.tuyilvxing.combined therapeutic effects of iodine-labeled multifunctional copper sulfide-loaded microspheres in treating breast cancer[J]. Acta Pharmaceutica Sinica B 2018;8(3):371–380
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