论文部分内容阅读
第一章FDG和FAPI PET/CT在间质性肺疾病中的应用背景:间质性肺疾病（Interstitial Lung Disease,ILD）是一组以肺泡炎症和间质纤维化为主要病理变化的疾病总称,包括200多种具体病种,根据美国胸科协会与欧洲呼吸协会（the American Thoracic Society,European Respiratory Society,ATS/ERS）提出的框架可将之分为4大类,特发性间质性肺疾病（Interstitial Pulmonary Fibrosis,IPF）是最常见的ILD之一,属于4大类中的特发性间质性肺炎（Idiopathic Interstitial Pneumonia,IIP）,致死率较高,其中位生存期仅3~5年。部分ILD经常规治疗后,仍呈现为进行性纤维化,这些ILD也被称为进展性纤维化性ILD（Progressive Fibrosing ILD,PF-ILD）。近来,国内外研究提示,成纤维细胞活化蛋白（Fibroblast Activation Protein,FAP）可成为肺间质纤维化的诊疗新靶点。目前已有将FAP抑制剂（FAP Inhibitor,FAPI）PET/CT应用于ILD的研究,但患者样本数量较少,ILD具体类型较为单一,且尚未见FAPI与FDG PET/CT在ILD中的头对头对比研究。本研究拟头对头地进一步探究FDG与FAPI PET/CT在ILD的应用,分析比较2种显像的PET/CT参数及其与临床指标的相关性,寻求更能适合探索ILD病变活跃程度的PET/CT显像,并同时探究哪种显像方式有助于ILD的亚型的进一步诊断及PF-ILD诊断。目的:（1）头对头比较ILD患者FDG及FAPI PET/CT结果,对ILD患者的FDG及FAPI PET/CT参数进行比较和相关性分析;（2）对2种显像剂的PET/CT参数与实验室检查指标、肺功能指标进行相关性分析比较;（3）探究不同亚型ILD组间的PET/CT参数有无差异性。综合分析比较哪种PET/CT在ILD中,能更好地探索ILD病变活跃程度、辅助ILD的亚型诊断和PF-ILD诊断。方法:动物实验中,通过肺纤维化小鼠FAPI PET/CT、肺组织切片HE染色、Masson染色以及FAP IHC染色结果验证FAPI摄取可反应体内肺纤维化病灶FAP的特异性表达;临床研究中,从2020年4月至2021年12月共入组97例于广州医科大学附属第一医院呼吸内科就诊的ILD患者,患者在1周时间内行FDG及FAPI PET/CT检查,在PET/CT检查一月时间内,95例患者行涎液化糖链抗原-6（KL-6）检测,81例患者行肺通气功能检查,77例患者行肺弥散功能检查。测量多项FDG及FAPI PET/CT参数,包括双肺最大标准摄取值（SUVmax）、病灶高代谢体积（MAV）及其平均标准摄取值（SUVmean）,对应的病灶总摄取（TU）,双肺SUVmean（WL-SUVmean）和双肺总摄取（WL-TU）,并用采用配对Wilcoxon检验和Spearman相关对两种显像中相应的PET/CT参数进行比较和相关性分析。采用Spearman相关分析2种显像剂的PET/CT参数分别与临床指标KL-6、FVC%、DLCOc%的相关性。同时采用K-W检验比较不同病因分类的ILD组间PET/CT参数有无差异性;并使用Wilcoxon检验分析IPF或非IPF组组间PET/CT参数否有差异性。通过CT、肺功能及临床症状变化,判断患者是否为PF-ILD,用Wilcoxon检验分析PF-ILD组与非PF-ILD组的PET/CT参数是否有差异性,并通过绘制受试者工作特征曲线（ROC曲线）,计算曲线下面积（AUC）以评估PF-ILD的诊断效能。复查ILD患者FAPI PET/CT以及其临床指标,观察是否FAPI PET/CT变化与临床指标变化是否有一致性。结果:（1）动物实验中,正常小鼠肺的FAPI生物分布不高,而肺纤维化小鼠FAPI PET/CT显示,ILD病变区域放射性摄取增高,并且通过免疫组化染色证实病变区域的FAP特异性表达。（2）共97例ILD患者在1周时间内均行FDG及FAPI PET/CT检查,男性60例,女性37例,年龄范围33~80岁,其中根据病因分类,特发性间质性肺疾病（IIP）38例,结缔组织疾病相关性ILD（CTD-ILD）30例,具有自身免疫特性的间质性肺炎（IPAF）23例,过敏性肺炎（HP）6例;97例患者中,有IPF16例,非IPF 81例。（3）FDG、FAPI摄取主要见于CT片状实性密度影及磨玻璃密度斑片影,网格样、蜂窝样等间质性肺疾病征象区域,共85例ILD患者FDG、FAPI均有摄取,8例仅FAPI有摄取,2例仅FDG有摄取,2例FDG、FAPI均无摄取。（4）FAPI显像PET/CT各项参数均高于FDG显像对应的参数,且相应的参数存在统计学意义正相关。（5）KL-6与FDG显像的4项PET/CT参数（SUVmax、MAV、TU、WL-SUVmean）存在统计学意义正相关;与FAPI显像5项PET/CT参数（SUVmax、MAV、TU、WL-SUVmean、WL-TU）存在统计学意义正相关。（6）肺通气功能指标FVC%与FDG显像的1项PET/CT参数（WL-SUVmean）存在统计学意义的负相关;与FAPI显像的5项PET/CT参数（SUVmax、MAV、SUVmean、TU、WL-SUVmean）存在统计学意义的负相关。肺弥散功能指标DLCOc%与FDG显像的2项PET/CT参数（WL-SUVmean、WL-TU）存在统计学意义负相关;与FAPI显像的4项PET/CT参数（MAV、TU、WL-SUVmean、WL-TU）存在统计学意义负相关。（7）按IIP、CTD-ILD、IPAF、HP病因分组,仅FAPI显像的SUVmean、WL-TU存在组间差异;按是否IPF分组,仅FAPI显像的WL-TU存在组间差异。（8）根据临床资料及随访,有40例患者可诊断为PF-ILD（n=26）和非PF-ILD（n=14）2组,FDG显像中,PF-ILD与非PF-ILD的各参数组间无差异性,PET/CT参数行ROC分析无统计学意义;FAPI显像中,MAV、SUVmean、TU、WL-SUVmean、WL-TU均有组间差异性,行ROC分析,AUC分别为0.80**、0.69**、0.80**、0.82**、0.70**,截断值分别为257.5、2.44、716.2、0.91、3171.350。（9）4例患者1年后行FAPI PET/CT复查,PET/CT提示的病情加重,与KL-6、FVC%变化提示的病情加重相一致。结论:（1）肺纤维化动物模型研究显示:肺纤维化病灶的FAPI摄取异常增高,并通过免疫组化染色证实了FAP的特异性高表达,二者相一致。（2）临床研究显示:通过PET/CT定量参数分析显示,在ILD患者中,FAPI摄取高于FDG。（3）与FDG显像相比,更多的FAPI PET/CT定量参数与临床指标参数（KL-6,FVC%,DLCOc%）有相关性。（4）FAPI PET/CT定量参数分析显示,PF-ILD组代谢高于非PF-ILD组。（5）治疗前后FAPI PET/CT显像分析显示,FAPI PET/CT定量参数变化敏感,且与临床指标参数一致,所以可作为ILD的定期随访观察方法之一。综上,FAPI PET/CT是一种有前景的ILD成像方式,且优于FDG。第二章基于MPDA的靶向FAP载药纳米治疗肺纤维化的研究肺纤维化是间质性肺疾病的终末期,致残与致死率极高,例如特发性肺纤维化,就是一种常见的持续肺纤维化疾病,其中位生存期仅为3~5年,给家庭和社会带来极大的负担。目前肺纤维化治疗的关键是使用抗纤维药物如吡非尼酮等（Pirfenidone,PFD）,但其存在口服给药方式易引起胃肠副反应,药物半衰期较短,药物价格贵,利用率较低等短板。近年来,成纤维细胞活化蛋白（Fibroblast Activation Protein,FAP）成为近来备受关注的间质肺诊疗新靶点,同时利用纳米技术实现靶向给药及药物持续释放也引起了人们的关注,但目前并无关于靶向FAP的纳米载药治疗肺纤维化的研究。考虑到介孔聚多巴胺（MPDA）具有良好的生物相容性,高比表面积及表面有多种易于修饰的功能团等特点,已成为了近来备受青睐的纳米材料,本研究设计并合成了一种基于MPDA结构并靶向FAP的纳米药物（PFD@MPDA-FAPI）,PFD为其负载的抗纤维化药物。通过透射电镜（Transition Emission Microscope,TEM）,动态光散射（Dynamic Lighting Scatter,DLS）法,紫外-可见光光谱（Ultraviolet-Visible Spectroscopy,UV-Vis）和傅里叶红外转换光谱（Fourier Transform Infrared Reflectance Spectroscopy,FTIR）等方法对纳米材料的理化性质进行一系列表征;通过细胞实验验证其生物相容性、血液相容性,FAP的靶向能力以及抗纤维化效能;通过NIR显像验证纳米药物对纤维化病变的靶向能力;并通过动物实验验证其体内抗纤维化效能。本研究成功构建了PFD@MPDA-FAPI这一靶向FAP运输的抗纤维化纳米药物,有进一步进行临床转化的潜在价值,为肺纤维化的治疗提供了一种新思路。