PET/CT是一种目前最先进的核医学显像技术,不仅可以直观的显示病灶位置和大小,更能够在分子层面上反映代谢、血供等深层次信息。相对于超声、X线等其他传统影像学检查,PET/CT能够更高分辨率的显示人体各部分的组织结构状况以对病变进行诊断,尤其是在肿瘤的诊断上,可以有效提示是否发生肿瘤及是否出现转移等情况。18F-FDG是目前PET/CT最常用也是最成熟的显像剂,然而其并不是肿瘤特异性显像剂。由于炎症以及某些良性肿瘤等疾病在一定程度上也可以呈现18F-FDG高代谢,从而在诊断时出现假阳性结果,并且肥胖、血糖水平和外源性胰岛素的应用也能严重影响FDG在体内的分布状况,从而影响显像的准确性,干扰临床诊断甚至带来其他严重后果。每种示踪剂都有其体内组织分布、代谢过程、显像原理的不同,造成了各个示踪剂的显像特点差异及优缺点。因此探索和研发不同的显像剂已成放射影像领域研究者和临床工作者的研究热点。目前18F-FDG虽然是最成熟的示踪剂,但随着国内外许多各类型的新型示踪剂的研制和应用,PET/CT单一示踪剂的局面已被逐渐打破,各类示踪剂研究和技术也在迅速进步和发展。肿瘤内新生血管形成能够促进肿瘤发展和向远端迁移,是肿瘤的主要特征之一。肿瘤生长及癌细胞转移的过程离不开血供,因此往往伴随着新生血管的生成,整合素αvβ3在这一过程中发挥重要作用。通过整合素αvβ3与特异性配体RGD肽的结合,通过PET可以无创地显示高表达整合素αvβ3的肿瘤组织,这种显像技术有望为肿瘤的诊断和治疗提供新线索。18F-AL-NOTA-PRGD2(简写为18F-Alfatide)是一种可以特异地识别、结合αvβ3新型的示踪剂,可以作为PET/CT检查的新的示踪剂。前期研究已证实了 18F-Alfatide在人体中的安全性及对肺良恶性病变的诊断价值,对于准确的无创肺癌的分期及预后评估有较好意义,并在食管癌患者PET/CT检查中成功显像。本实验旨在探索18F-Alfatide PET/CT对食管癌患者的诊断意义和临床应用价值,并探讨采用18F-Alfatide显像剂获取的PET/CT纹理参数对食管癌分期及分化程度等的预测价值。第一部分18F-Alfatide PET/CT在食管癌显像及其与αvβ3、VEGF表达研究目的本研究旨在探讨18F-Alfatide PET/CT对食管癌及区域淋巴结显像的诊断价值,通过免疫组化方法研究食管癌肿瘤组织的整合素αvβ3、血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)和微血管密度(MVD)的表达,探讨并分析整合素αvβ3、VEGF表达水平与MVD表达的关系并分析是否存相关,另外分析αvβ3、VEGF、MVD表达与18F-Alfatide PET/CT摄取值的相关关系。从组织学与功能影像相结合的角度来探讨它们在食管癌侵袭转移中的作用,研究18F-Alfatide PET/CT参数与反映肿瘤新生血管和肿瘤浸润转移指标的关系。方法自2015年9月至2018年7月在山东省肿瘤医院就诊且病理诊断的49名胸段食管癌患者,经医院伦理委员会批准,自愿入组并签署知情同意书。在确认患者无远处转移或明确的临近组织器官侵犯后,最终32人行18F-Alfatide PET/CT检查并行食管癌切除及系统的淋巴结清扫术,分别记录每名患者的肿瘤及各组淋巴结标准摄取值(standardized uptake value,SUV)和血液、肌肉摄取值计算比率(Tumour-to-blood/muscle ratio)。收集患者完整的临床资料,将其切除肿瘤和癌旁组织进行石蜡包埋。参考病理诊断结果并进行对比研究。采用免疫组织化学法检测石蜡组织连续切片中avβ3、VEGF和MVD的表达,将免疫组化结果同18F-Alfatide PET/CT病灶的摄取值(SUVmax、SUVavg)对照分析明确其关联关系。结果1.49人完成18F-Alfatide PET/CT,行根治性手术治疗32人,通过组织病理诊断3 1例鳞状细胞癌,1例肉瘤样癌。所有接受检查的患者均未出现示踪剂药物相关反应或检查不良反应。2.18F-Alfatide PET/CT对食管癌原发灶可以清晰显像,周围正常组织有较低的放射性摄取。探测入组患者食管癌原发灶的敏感性、特异性和准确性均为100%。食管原发灶最大摄取值SUVmax、平均摄取值SUVavg及靶比本值SUVPT/Bl、SUVPT/MU在性别和肿瘤TNM分期及分化程度上差异均无统计学意义(P≥0.05)。3.18F-Alfatide PET/CT显示食管癌转移淋巴结的18F-Alfatide摄取值高于周围正常组织。食管癌淋巴结最大摄取值SU Vmax-LN、平均摄取值SUVavg-LN在性别分布上,差异未见统计学意义(P≥0.05),淋巴结最大摄取值SUVmax-LN、平均摄取值SUVavg-LN在淋巴结转移组和非转移组差异具有统计学意义(P≤0.01)。4.30例食管鳞癌患者术后标本经免疫组织化学染色,αvβ3主要表达于细胞胞浆及胞膜,其中肿瘤组织阳性22例(73.3%),阴性表达8例,正常食管组织阳性1例(10.0%),阴性表达9例,差异具有统计学意义(P<0.01),VEGF主要表达于细胞胞浆,其中肿瘤组织阳性26例(86.67%),阴性表达4例,正常食管组织阳性2例(20.0%),阴性表达8例,差异具有统计学意义(P<0.01);MVD采用CD34计数,组织学见食管癌中MVD明显增多,阳性主要表达于小血管上皮细胞,且微血管管壁基底膜发生破坏,致使分布不均,以间质分布多,癌巢内分布少,平均值为21.07±6.432。5.分析食管癌组织中VEGF与αvβ3相关性,其结果显示,两者之间存在显著正相关性(r=0.681,P<0.01);组间比较显示,VEGF 阳性组MVD的平均值为21.77±6.22,而在阴性组为16.50±6.76,MVD值差异无统计学意义(P>0.05);αvβ3阳性组MVD(21.75±6.06)显著高于阴性组(11.5±3.54),差异具有统计学意义(P<0.05)。6.αvβ3、VEGF表达在不同T分期、N分期间有明显差异(P<0.05),随着T分期增高,αvβ3、VEGF表达水平升高,而淋巴结转移组的αvβ3、VEGF表达水平均明显高于无淋巴结转移组(P<0.05)。αvβ3表达水平与分化程度显著相关(P<0.05),肿瘤组织分化程度越低αvβ3表达越高,反之分化程度越高αvβ3表达则越低。αvβ3随临床分期增加其表达水平显著升高(P<0.05),MVD在不同N分期差异具有统计学意义(P<0.05)。比较其他临床资料间各指标的表达差异均无发现显著相关性(P>0.05)。7.αvβ3阳性患者组SUVmax显著高于阴性组(P=0.005),两者呈显著正相关(r=0.545,P=0.002);VEGF 阳性患者组 SUVmax 高于阴性组(P=0.033),两者未见明显关联关系(r=0.128,P=0.499),而MVD与SUVmax两者呈明显正相关(r=0.680,P=0.001)。结论18F-Alfatide PET/CT在食管癌能够清晰显像,对于食管癌诊断具有一定价值,可用于评价食管癌肿瘤血供、血管生成及其分布特征,在一定程度上反映食管癌的浸润情况,有助于判断食管癌生物学行为和预后。第二部分18F-Alfatide PET/CT与18F-FGD PET/CT在食管癌应用的对比研究目的研究18F-Alfatide PET/CT与18F-FGD PET/CT两种示踪剂在食管癌显像差异。方法61名胸段食管癌患者,术前1周内行18F-Alfatide PET/CT检查(n=29)和18F-FDG PET/CT检查(n=32)。检测肿瘤及淋巴结摄取值,根据术后病理分析确定TNM分期。记录清除淋巴结及阳性淋巴结数,并有病理验证,分别测量记录18F-Alfatide PET/CT and 18F-FDG PET/CT病变显影位置及相应摄取值。结果1.18F-FDG PET/CT或18F-Alfatide PET/CT检查在相同食管癌患者、同一病灶相同层面的影像征象,18F-FDG PET/CT摄取值高于18F-Alfatide PET/CT,但不同检测方法的差异无统计学意义。2.PET/CT摄取值(SUVs)的差异在18F-Alfatide PET/CT检查病例组,食管癌原发灶SUV值在性别(P=0.40)、病理分期(P=0.374)、T分期(P=0.205)、淋巴结状态(P=0.744)和分化程度(P=0.484)均无差异,而行18F-FDG PET/CT检查组也得出同样的结论,未见统计学差异(P值分别为0.575、0.81、0.134、0.511 和0.71)。18F-Alfatide PET/CT和 18F-FDG PET/CT两组患者淋巴结SUV值在病理分期、淋巴结状态均有统计学意义(P值分别为0.03和0.001;0.002和<0.001),但是在性别(P=0.128,0.129),T期(P=0.791,0.727),肿瘤分化程度(P=0.049,0.053)无统计学差异。3.PET/CT摄取值与临床病理参数的相关性在18F-Alfatide PET/CT和18F-FDG PET/CT两组,食管癌原发灶摄取值与淋巴结摄取值、肿瘤长度、年龄、性别、病理分期、T分期、淋巴结状态、分化程度等无统计学差异,同样淋巴结摄取值与肿瘤长度、年龄、性别和T分期无统计学差异(P>0.05)。18F--Alfatide PET/CT检查组淋巴结摄取值和病理分期(r=0.52,P=0.016)、淋巴结是否转移(r=0.73,P<0.001)和分化程度(r=0.509,P<0.019)呈明显正相关,而18F-FDG PET/CT检查组也呈正相关,分别为r=0.503,P=0.01;r=0.649,P<0.001;r=0.459,P=0.021。4.PET/CT两种示踪剂对食管癌区域淋巴结诊断效能比较术前行18F-Alfatide PET/CT检查组食管癌患者术中共清扫419枚/95组淋巴结,其中49枚/28组经组织病理证实为转移淋巴结;术前行18F-FGD PET/CT检查组食管癌患者术中共清扫520枚/106组淋巴结,其中42枚/23组经组织病理证实为转移淋巴结。研究发现18F-Alfatide PET/CT、18F-FDG PET/CT食管癌区域淋巴结诊断的敏感性、特异性、准确度、阳性预测值和阴性预测值分别为67.9%VS 82.6%、95.5%VS 85.5%、87.4%VS 84.9%、86.4%VS 61.3%、87.7%VS 94.7%,P 值分别为:0.229、0.043、0.786、0.046、0.747,18F-Alfatide PET/CT 特异性、阳性预测值高于18F-FDG PET/CT,有统计学差异(P<0.05),而二者的敏感性、准确度和阴性预测值差异无统计学意义(P>0.05)。结论转移淋巴结摄取值SUV-LN与病理分期、淋巴结状态及分化程度有关,也许可以成为食管癌患者预后风险分级的新参数。18F-Alfatide评估食管癌区域淋巴结较高的特异性及阳性预测值,具有积极诊断意义,为18F-Alfatide PET/CT替代18F-FDG PET/CT行食管癌检查提供参考。第三部分18F-Alfatide PET/CT纹理参数对食管癌分期及分化程度预测价值研究目的探讨18F-Alfatide PET/CT食管癌显像相关纹理参数与食管癌分期和分化程度的相关性及其预测价值。方法以食管癌患者的病理检查结果为金标准,对18F-Alfatide PET/CT显像获得的72个纹理参数进行ROC分析,筛选出曲线下面积(AUC)大于0.6的参数。分析剩余参数之间的相关性,筛选出与其他参数相关系数大于0.8的参数。分析残留参数与TNM分期的相关性。比较早期组(Ⅰ期-ⅡA期)与中晚期组(ⅡB期-Ⅳ期)各参数的差异,并进行Logistic回归分析,分析参数与分期的相关性。根据T分期、N分期和分化程度与帅选出参数进行ROC分析,选出AUC在0.6以上的参数,计算分类截止值。结果1.通过相关分析从纹理参数中经统计筛选出有预测价值的参数。研究发现纹理参数肿瘤体积(Tumor volume,TV),最大标准化摄取值(Maximum SUV,SUVMa)和低强度区域调强(Low-intensity zone emphasis,LIZE)与 TNM 分期相关;最大标准化摄取值(Maximum SUV,SUVMa)、对比度(Con_C),低强度区域调强(Low-intensity zone emphasis,LIZE)和高强度大区域调强(High-intensity large-zone emphasis,HILZE)与早期或中晚期相关,其中SUVMa和Con_C是独立的相关因子;2.肿瘤体积(Tumor volume,TV)、最大标准化摄取值(Maximum SUV,SUVMa)、平均 SUV(Mean SUV,SUVMe)、SUV 偏斜(SUV Skewness,SUVSk)、对比度(Con_C)等与T分期相关,3.肿瘤体积(Tumor volume,TV)、最大标准化摄取值(Maximum SUV,SUVMa)、平均 SUV(Mean SUV,SUVMe)、SUV 偏斜(SUV Skewness,SUVSk)、对比度(Con_C)和同质性(Homogeneity,Hom_C)与N分期相关。4.标准化摄取值峰度SUVKu、共生矩阵相关性Cor_C与分化程度相关。结论18F-Alfatide PET/CT食管癌显像所获得的部分纹理参数对食管癌的分期和分化程度有一定的预测价值。