腫瘤學研究是小動物PET/CT分子影像技術的應用熱點之一,包含以下重要方面:建立對腫瘤生物模型的監測,進行腫瘤模型的篩選,以及新的藥物或治療方法的療效評價。
- 腫瘤模型監測
藥物開發過程中的體內抗腫瘤試驗,通常需要用到動物腫瘤移植模型。腫瘤移植成功代表著腫瘤模型的成功建立。因為PET顯像不僅僅能顯示腫瘤所在位置,同時能顯示腫瘤特異性分子的表現和活性以及生物學過程,同時是一種無創可連續觀察的方法,因此小動物PET/CT是評估腫瘤模型是否已建立成功的一個重要的影像學手段。
下圖展示的,就是在腫瘤模型建立過程中使用Super Nova ®PET/CT(平生醫療)來跟蹤、觀測腫瘤模型的大小和生長情況的一個案例。
- 腫瘤模型篩選
由于PET/CT的無創成像特點,還可以用于腫瘤模型的制備的篩選。以下是某研究者在建立肺小細胞癌裸鼠模型時,使用Super Nova® PET/CT(平生醫療)進行高通量的模型篩選,觀察造模的效果,評價腫瘤模型。
- 療效評價
在腫瘤的分子生物學模型應用中,通常要根據腫瘤細胞的特點,選擇新的分子靶點建立相應的治療方法,或合成相應的靶向藥物進行治療。新的藥物或治療方法的療效評價,是建立在腫瘤模型的基礎上來觀察的,小動物PET/CT為療效評價和腫瘤監測提供了有效觀察方法。
- 例舉1:
發表論文:
- I -Labeled Copper Sulfide-Loaded Microspheres to Treat Hepatic Tumors via Hepatic Artery Embolization
接受雜志:Theranostics
影像因子:8.766
在該文獻中[1],采用小動物PET/CT的影像學手段進行分析,評價了新的腫瘤治療方法的療效。該研究制備了一種多功能診療一體化微球131I-HCuSNPs-MS-PTX,用于肝臟腫瘤的經導管肝動脈栓塞微創治療,這種化合物結合了化學療法,放射療法和光熱療法的多重特性。Super Nova® PET/CT(平生醫療)圖像的分析結果,即是該化合物微療效法的療效評價的重要指標之一。
- 腫瘤模型建立
在研究過程中,研究者使用皮下接種的方式在供體鼠上種植Walker-256腫瘤,并通過Super Nova® PET/CT(平生醫療)的掃描觀察,監測腫瘤的成長大小。在腫瘤達到6-8mm后,將供體鼠的腫瘤切碎成1mm3的小塊移植到受體鼠的肝臟右葉。
- 實驗方法和過程
在受體鼠接受腫瘤移植10天后,用Super Nova® PET/CT(平生醫療)監測腫瘤大小,當腫瘤再次長到6-8mm,通過注射微球進行治療,并在治療前及治療后1-7天,用該小動物PET/CT進行腫瘤體積的掃描觀察和SUV值分析,獲取腫瘤微創治療方法的療效:實驗組131I-HCuSNPs-MS-PTX加上激光治療在一天后腫瘤對FDG的吸收就顯著下降,7天后無FDG吸收;對照組I-HCuSNPs-MS-PTX加上激光治療在1天后腫瘤對FDG的吸收下降,但是2天后迅速上升;其他不治療、或僅使用1種或2種治療特性的化合物的對照組均顯示出腫瘤的生長。
- 實驗結論
研究者認為,經此療效評價,多功能診療一體化微球131I-HCuSNPs-MS-PTX,+Laser用于肝臟腫瘤的經導管肝動脈栓塞微創治療,是有臨床應用前景的。
- 例舉2:
發表論文:The combined therapeutic effects of 131iodine-labeled multifunctional copper sulfide-loaded microspheres in treating breast cancer
接受雜志:ActaPharmaceuticaSinica B
同年,研究者又使用Super Nova® PET/CT(平生醫療)觀察了此藥物和治療手段在乳腺腫瘤治療中的療效并發表了新論文[2]。研究者將乳腺腫瘤細胞種植到大鼠(母)的第二乳房脂肪墊中,并持續觀察直到腫瘤長到5-6mm,隨后注射微球進行治療,同時與其他治療方式進行對照。在此療效評估過程中,始終使用Super Nova® PET/CT來跟進治療效果,結果顯示,131I-HCuSNPs-MS-PTX+Laser的方式對乳腺腫瘤的治療也十分有效。
綜述:小動物PET/CT在腫瘤學研究中已日益發揮出其重要的作用,是預臨床醫學研究的一把銳器。
附錄:
在PET/CT腫瘤學研究中,常用放射性核素標記參與生物體生理代謝的藥物或物質,如18F標記的18F-FDG,在葡萄糖代謝率高的腫瘤組織攝取18F-FDG后局部放射性濃度倍增,在PET影像上形成很強的對比度,這種對比度隨腫瘤惡性程度的提高而增強,在生物體活體狀態下即可對腫瘤進行監測、分析,獲得診斷數據。以下是用于PET腫瘤研究的其他常用藥物:
藥物 | 生物學過程 |
18F-FDG | 葡萄糖代謝 |
11C-乙酸鹽 | 細胞增殖 |
11C-蛋氨酸等 | 氨基酸代謝 |
18F-膽堿、11C-膽堿 | 細胞膜形成 |
18FLT | 核酸代謝 |
18F-DOPA | 腫瘤受體 |
18F-FES | 雌激素 |
69Ga-DOTA-TOC | 生長抑素受體 |
18F-FMISO、HX-4等 | 乏氧代謝 |
注釋:
- Qiufang Liu, YuyiQian, 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)
- Qiufang Liu, YuyiQian, Panli Li, Shaoli Song, et al. The combined therapeutic effects of iodine-labeled multifunctional copper sulfide-loaded microspheres in treating breast cancer[J]. ActaPharmaceuticaSinicaB2018;8(3):371–380
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