Transcript 肿瘤乏氧 - 中华医学会核医学分会

肿瘤乏氧显像概述1
山东省肿瘤医院
杨国仁
肿瘤治疗总体概况
化疗
5%
放疗
18%
未控
55%
手术
22%
乏氧的基本概念



乏氧细胞（hypoxic cell）是指那些含氧量非常低的细胞。
1955年Thomlinson RH和Gray LH对支气管癌的标本做了大量的切片，观察到肿
瘤细胞是以血管为中心呈环状排列。在靠近血管的那些细胞，由于氧物质和营养
物质供应较充分，细胞增值迅速；在离血管半径超过200μm区域，细胞大量坏死；
而介于这两者之间，有一层厚度为10－20μm的细胞层，由于距离血管有一定距离，
使氧扩散的速率逐渐减慢，氧张力下降，导致这部分细胞氧供不足，称为乏氧细
胞。1963年Powers和Jolmach等首次应用放射生物学方法证明移植性小鼠淋巴肉
瘤中存在乏氧细胞。
研究表明几乎所有的实体瘤中均有乏氧细胞存在，一般在10％－20％左右，与肿
瘤的组织学类型及增长速度有关，通常其比例随着肿瘤体积增大而增加。
肿瘤乏氧

乏氧是大多数动物及人体实体肿瘤的普遍现
象

乏氧增加肿瘤的侵袭性和转移性

乏氧增加肿瘤对放射线和一些化疗药物的抵
抗性
肿瘤乏氧机制
肿瘤乏氧细胞的生物学特征

乏氧细胞的增殖:趋于不增殖，或仅有缓慢的增殖。

乏氧细胞的抗放射性:乏氧细胞具有明显的抗放射性，缺氧
可保护细胞免遭照射的细胞毒杀伤作用。

乏氧细胞对化疗药物的抗拒性:来自血管的抗癌药物存在
浓度差，故离血管越远药物浓度越低。

肿瘤细胞的生长、侵袭与转移:乏氧可诱导肿瘤细胞产生
血管内皮生长因子（VEGF），导致肿瘤新生血管形成，促进肿
瘤生长。
肿瘤乏氧与放射抵抗

准确测定肿瘤内乏氧情况，不仅能为肿瘤乏
氧的基础研究创造条件，而且为临床判断肿
瘤预后和采用干预措施提供依据。

乏氧状态是呈动态变化的，在放疗过程中肿
瘤细胞发生再氧合现象。测定肿瘤乏氧状态
的动态变化，不但是肿瘤学研究的基本要求，
也是个体化治疗的依据。
肿瘤乏氧检测的主要方法

放射反应：生存分析、存活曲线
肿瘤血供
血氧饱和度
肿瘤代谢
DNA损伤：彗星分析
组织内氧分压：Po2(氧电极法)
乏氧反应蛋白（HIF-1）
波谱分析
免疫组化分析(MISO 衍生物单抗)

核医学显像（SPECT,PET）








乏氧检测：氧电极法（金标准）
乏氧检测：氧电极法
乏氧检测：氧电极法
由肿瘤外部至肿瘤内部，氧分压变化图
2.adicht
2006-4-14 2:12:47.367 下午
PO2 (mmHg)
30
20
10
0
5:45
5:50
5:55
6:00
6:05
6:10
6:15
6:20
乏氧检测：氧电极法
同一肿瘤内部氧分压分布图
2.adicht
30
2006-4-14 2:59:31.108 下午
PO2 (mmHg)
25
20
15
10
10
20
30
40
50
1:00
1:10
1:20
1:30
放疗后氧分压变化图
10Gy10至14点.adicht
2006-4-19 10:46:19.466 上午
6
通道1 (mmHg)
5
4
3
2
1
9:10
10:00
10:50
11:40
12:30
13:20
DNA损伤：彗星分析法
（COMET ASSAY）



原理：在一个已知的放射剂量照射后，有氧细胞的
DNA断裂比放射抵抗的乏氧细胞多，甚至可多达3倍。
利用单细胞电泳法，检测肿瘤受照射后DNA的断裂
情况，从中估计出乏氧程度。
优点：可以恰当地反映肿瘤在放疗即时的氧供情况，
所需细胞数量少。
缺点：要求照射后快速取材，否则单链断裂修复会
影响测量结果，不能反映整个肿瘤中的氧供情况。
体外（IN VITRO）检测技术的不足



部分取材难以反映肿瘤整体乏氧状态
实验条件的差异造成比较的困难
实验重复性差
乏氧显像
乏氧显像是利用放射性标记的乏氧显像剂
进入 肿瘤组织后，因乏氧而导致显像剂滞留，
于体外通过SPECT或PET对乏氧显像剂的探测
实现对乏氧组织的显像，或利用特殊的MRI技
术，依据组织中不同的氧水平造成的不同的磁
信号的改变对乏氧组织进行显影。



非侵入性测定肿瘤细胞的乏氧程度对临床治
疗方案的确定和治疗效果的评价具有重要的
意义。
利用放射性核素标记的乏氧组织显影剂进行
SPET或PET显像，对乏氧进行定性和定量检
测，是目前乏氧检测研究最为集中的技术之
一。
乏氧显像的研究工作在国内开展的比较晚,我
国研究较多的是以99mTc标记的乏氧显像剂
的SPECT显像。
乏氧显像剂
常用乏氧显像剂主要特性
Marker
MISO
FMISO
IAZA
IAZAP
IAZG
Isotope
P
C-14
0.43
F-18
0.4
I-125 4.9
I-125 1.3
I-125 0.63
BMS181321 Tc-99m 40
BMS194796 Tc-99m 12
HL-91
Tc-99m ~0.8
HSF
Tumor/host
Optimal time(h)
~40 EMT-6/BALB/c
~10
13-27 KHT/C3H
18
20-40 EMT-6/BALB/c
>8
40
EMT-6/CB17/Icr scid >6
~35 EMT-6/CB17/Icr scid >4
9.4 KHT/C3H
4-8
3.6 KHT/C3H
4
3-15 EMT-6/BALB/c
4
CaNT/CBA
4
T/B
T/M
~8
2-3
7.1
10.6
~10
0.3
1.6
1.6
-
~8
4.6
6.8
17.3
~20
3.8
3.5
~13