~(18)F-ML-10 PET/CT评价胰腺癌放化疗后细胞凋亡的实验研究

【摘要】第一部分18F-ML-10的放射化学合成目的：建立18F-ML-10放射化学合成方法并实现其自动化合成。材料和方法：利用改进的基于ExploraFDG4合成模块,采用“两步一锅”法放射化学反应处理过程和HPLC方式分离纯化,成功制备并发展了快速、可靠的18F-ML-10自动化合成方法。第一步是ML-10前体化合物与活化的18F离子亲核取代放射氟化反应,130℃加热回流反应15min,生成标记中间体。第二步是标记中间体的碱性水解反应,120℃加热反应10min,生成目标产物18F-ML-10,使用HPLC方式分离、纯化所得的18F-ML-10。结果：18F-ML-10总合成时间约70min,放射化学产率为15%—20%(非衰减校正),放射化学纯度>95%。结论：利用改进的合成模块成功地进行18F-ML-10的自动化合成,18F-ML-10质控结果符合放射性药物的使用标准。第二部分18F-ML-10体外检测化疗后胰腺癌细胞凋亡的实验研究目的：从细胞学水平评价8F-ML-10对化疗后胰腺癌凋亡细胞的检测效果。材料与方法：利用胰腺癌SW1990细胞进行以下三个内容的研究：(1)固定浓度吉西他滨化疗作用不同时间后细胞对18F-ML-10的摄取率及流式细胞仪凋亡细胞检测；(2)不同浓度吉西他滨化疗后细胞对18F-ML-10的摄取率及流式细胞仪凋亡细胞检测；(3)固定浓度吉西他滨化疗24h后’8F-ML-10不同结合时间细胞摄取率测定。采用SPSS17.0统计软件进行方差分析和相关性研究。结果：(1)对照组和吉西他滨处理后2、4、24和48h后细胞取率分别为(0.08±0.01)%、(0.43±0.06)%、(0.59±0.08)%、(0.97±0.10)%和(0.86±0.06)%,相应组细胞凋亡率分别为(5.65±0.62)%、(7.93±0.73)%、(11.58±0.90)%、(18.10±1.40)%和(13.48±0.51)%,统计学分析各组细胞之间18F-ML-10的摄取率和凋亡率均存在显著的差异(F值分别为105.4和118.6,P值均<0.001),在24h内,各组细胞对18F-ML-10的摄取率和凋亡率均随化疗时间延长逐渐升高,24h后摄取率和凋亡率开始下降。(2)吉西他滨处理浓度0、1、10、100和1000肛g/m1各组细胞摄取率分别为(0.09±0.02)%、(0.31±0.07)%、(0.63±0.08)%、(0.94±0.07)%和(0.51±0.06)%,相应组细胞凋亡率分别为(5.38±0.51)%、(6.65±0.39)%、(11.58±0.67)%(18.05±1.13)%和(9.95±0.81)%,各组细胞18F-ML-10的摄取率及凋亡率均存在显著差异(F值分别为98.2和179.1,P值均<0.001)。在0-100μg/ml处理范围内细胞对18F-ML-10的摄取率和凋亡率随吉西他滨浓度增高而逐渐升高,吉西他滨浓度超过100μg/m1时,摄取率及凋亡率开始下降。(3)18F-ML-10的摄取率与细胞凋亡率呈明显正相关,凋亡率=13.99×摄取率+3.31,r=0.97,P<0.001。(4)细胞对18F-ML-10的摄取率随18F-ML-10与细胞结合时间延长而逐渐增加,结合时间为15、30、60、90、120min各组细胞摄取率分别为(0.30±0.05)%、(0.45±0.05)%、(0.97±0.08)%、(0.93±0.09)%、(0.78±0.10)%和(0.75±0.09)%,60min时放射性摄取率达到峰值,此后摄取率缓慢下降。结论：体外细胞水平研究表明,对18F-ML-10摄取的多少能反映胰腺癌SW1990细胞化疗后的凋亡率,18F-ML-10与凋亡细胞结合后最佳检测时间为60min左右。第三部分18F-ML-10正常鼠体内分布研究目的：研究18F-ML-10在正常鼠体内的生物分布,以明确18F-ML-10体内代谢及清除特征。材料与方法：分两部分进行。第一部分：昆明小鼠25只,随机分成五组,经尾静脉注射18F-ML-10,分别于注射后15、30、60、120和180min将小鼠处死,取各主要脏器称重、测定放射性计数,并计算每克组织注射百分率(%ID/g)。第二部分：昆明小鼠和SD大鼠各2只,经尾静脉注射18F-ML-10后1小时和2小时分别进行microPET/CT显像,观察显像剂在大小鼠体内分布及排泄情况。结果：正常昆明小鼠体内分布结果显示,各时相肾脏放射性分布均为最高,放射性分布分别为(2.855±0.250)%ID/g、(1.412±0.274)%ID/g、(0.733±0.074)%ID/g、(0.422±0.059)%ID/g和(0.314±0.043)%ID/g,其次为血液放射性分布较高,各时相血池放射性分布分别为(1.214-0.048)%ID/g、(1.156±0.086)%ID/g、(0.504±0.063)%ID/g、(0.361±0.049)%ID/g和(0.243±0.028)%ID/g,肺、肝、脾及心肌放射性分布较低,脑组织内放射性分布最低。正常大、小鼠PET/CT显像结果显示,显像剂大部分通过泌尿系统排泄,少部分经过肝脏代谢排泄到胆囊,60min时除肾脏、膀胱、胆囊及心腔可见较多放射性分布外,其余各脏器放射性分布降至较低的本底水平。结论：18F-ML-10的血液清除较为缓慢,大部分通过泌尿系统快速排出体外,少部分经肝脏代谢排泄致显像时间范围内胆囊内明显放射性贮存。第四部分18F-ML-10PET/CT检测荷胰腺癌裸鼠化疗后肿瘤凋亡目的：从动物学水平评价18F-ML-10PET/CT显像活体内早期检测胰腺癌小鼠化疗后肿瘤细胞凋亡的效果,为进-步临床应用奠定实验基础。材料与方法：建立荷胰腺癌SW1990裸鼠皮下肿瘤模型,共25只,随机分成5组,分别为对照组(显像前24h注射等量生理盐水)和吉西他滨单次腹腔注射后6h组、24h组、48h组、72h组,对照组和实验组荷瘤裸鼠在各相应时间点尾静脉注射18F-ML-I0后1小时进行microPET/CT显像,采用感兴趣区(ROI)技术在图像上勾划肿瘤RO1,测量最大%ID/g,显像结束后取放射性浓聚部位肿瘤组织包埋、切片,用原位缺口末端标记(TUNEL)染色法检测肿瘤细胞凋亡指数(AI)。统计学分析采用SSPS17.0软件,进行单因素方差分析和直线相关分析。结果：对照组和6h组肿瘤未见明显放射性摄取增高,放射性分布与肌肉本底相仿；化疗后24h组和48h组肿瘤局部小范围放射性摄取增高；化疗后72h组小鼠肿瘤局部放射性显著性浓聚,肿瘤显像最为清晰。半定量分析结果显示,对照组、6h组、24h组、48h组和72h组肿瘤摄取18F-ML-10的最大%ID/g值分别为0.30±0.03、0.33±0.03、0.65±0.07、0.67±0.07和0.87±0.08,TUNEL测定的相应肿瘤的凋亡指数分别为1.40±0.55、1.60±0.55、5.00±1.22、5.20±1.30和7.80±1.30,方差分析组间具有显著性差异(F值分别为88.97和33.18,P值均<0.001)。化疗后肿瘤摄取18F-ML-10的%ID/g和凋亡指数呈明显正相关(r=0.89,P<0.001)。结论：18F-ML-10microPET/CT能反映胰腺癌荷瘤鼠化疗后的细胞凋亡程度,单次化疗后72小时显像效果最佳。第五部分18F-ML-10PET/CT检测荷胰腺癌裸鼠放疗后肿瘤凋亡目的：从动物学水平评价18F-ML-10PET/CT显像活体内早期检测胰腺癌放疗后肿瘤凋亡的可行性。材料与方法：建立荷胰腺癌SW1990裸鼠两侧肩背部皮下肿瘤模型,共10只,随机分成2组,分别为放疗剂量5Gy组和10Gy组,每组5只,每组小鼠对右侧肩背部肿瘤用直线加速器产生的X线照射相应剂量,左侧肩背部肿瘤位于照射野外作为对照。放疗后24h进行18F-ML-10microPET/CT显像,采用感兴趣区(ROI)技术在图像上勾划肿瘤ROI,测量最大%ID/g。显像结束后取放射性浓聚部位肿瘤组织用原位缺口末端标记(TUNEL)染色法检测肿瘤细胞凋亡指数(AI)。统计学分析采用SSPS17.0软件,进行方差分析和相关性分析。结果：5Gy放疗组小鼠两侧肿瘤均未见明显18F-ML-10放射性摄取增高,肿瘤放射性分布与肌肉相仿；lOGy放疗组小鼠两侧肿瘤均见局部放射性浓聚,但右侧放疗瘤较左侧对照瘤放射性浓聚更高。半定量分析,10Gy放疗组右侧放疗瘤%ID/g值明显高于其左侧对照瘤,分别为0.85±0.07VS0.72±0.04(t=3.39,P<0.02),而凋亡指数无明显差别(7.60±1.34VS6.40±1.14,t=1.52,P>0.05),5Gy放疗组右侧放疗瘤%ID/g值和凋亡指数与其左侧对照瘤无明显差别,分别为0.40±0.06VS0.38±0.05和1.40±0.55VS1.20±0.45(t值分别为0.33和0.63,P值均>0.05),10Gy放疗组两侧肿瘤平均%ID/g值和凋亡指数均明显高于5Gy放疗组两侧肿瘤相应的均值,分别为0.78±0.09VS0.39±0.05和7.00±0.94VS1.30±0.48(t值分别为12.36和12.71,P值均<0.001)。放疗后肿瘤摄取18F-ML-10的%ID/g和凋亡指数呈明显正相关(r=0.92,P<0.001)。结论：18F-ML-10micrOPET/CT能反映胰腺癌荷瘤鼠放疗后的细胞凋亡程度。
【作者】胡四龙；
【导师】周正荣；
【作者基本信息】复旦大学，影像医学与核医学，2013，博士
【关键词】18F-ML-10；化学合成；自动化；胰腺癌；化学治疗；凋亡；生物分布；代谢；PET/CT；放射治疗；

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