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编号:10267174
放射性药物99mTc-HL91在实验性小鼠G422移植性脑胶质瘤模型的研究
http://www.100md.com 《中华放射医学与防护杂志》 1999年第3期
     作者:周颖 屈婉莹 姚稚明 陈方 朱明 朱霖

    单位:周颖、屈婉莹、姚稚明、朱明 北京,北京医院核医学科 100730;陈方 北京 协和医院核医学科;朱霖 国家标准物质研究中心

    关键词:99mTc-HL91;小鼠;脑胶质瘤

    放射性药物99mTc 【摘要】 目的 利用实验性小鼠G422移植性脑胶质瘤模 型,进行99mTc-HL91体内分布和乏氧显像研究,以探讨其在脑肿瘤诊断中应用的可 能性。方法 6只模型小鼠分别于注射99mTc-HL91后即刻、1、2、3 、4、6、7、8小时行全身静态后位平面显像。于注射后4、8小时各处死3只。取血,并剥离 脏器及肿瘤组织,称重,测量放射性计数,计算不同时相肿瘤与血液和各脏器的单位重量放 射性比值。在全身静态平面显像图上,利用感兴趣区技术,分别计算不同时相肿瘤与头部(T /H)、对侧相应部位(T/A)、胸部(T/C)放射性比值。结果 注射99mT c-HL91后自1小时起,肿瘤部位放射性增高,显影清晰;2小时更为明显,3小时后较2小时 变化不大。2小时T/H、T/A、T/C放射性比值分别是2.93±0.51、4.86±0.79、2.00±0 .35,与即刻及1小时比较差异均有显著性(P<0.05~P<0.01)。体外测量肿瘤/血液 、肌肉、脑及胸部脏器单位重量放射性比值较高,肿瘤/腹部脏器单位重量放射性比值较低 。结论 99mTc-HL91在移植性小鼠脑胶质瘤瘤组织中滞留增加 ,清除延缓。进行乏氧显像以注射后2小时为宜。且仅适用于头颈部、胸部、骨骼及软组织 肿瘤,而不能用于腹部肿瘤。
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    Experimental study of hypoxia-imaging agent 99mTc- HL91 in mice bearing glioblastoma G422

    ZHOU Ying, QU Wanying, YAO Zhiming , et al.Department of Nuclear Medicine,Beijing Hospital,Beijing 100730,China.

    【Abstract】 Objective To evaluate the ability of detecting cerebr al tumor by 99mTc-HL91 in mice bearing glioblastoma G422. Metho ds Six model mice underwent static whole body planar imagings at once an d at 1,2,3,4,6,7,8h postinjection of 99mTc-HL91.Three mice each were ki lled at 4h and 8h,respectively.The tumor,blood and organs were removed,weighted and the radioactivity was measured.ROIs were drawn around tumor,head,contralater al axilla and chest in whole body planar images,and the radioactivity ratios of t umor to head (T/H),contralateral axilla (T/A) and chest (T/C) were calculated. Results Increased tumor activity was indentified in static whole body planar images since 1h postinjection.At 2h postinjection,T/H,T/A and T/C were 2 .93±0.51,4.86±0.79 and 2.00±0.35 respectively,which were significantly higher than those at once and at 1h postinjection (P<0.05,P<0.01).The radioactivity ratios in per unit weight of tumor to blood,muscles,brain,heart an d lungs at 4h postinjection were much higher than those of tumor to liver,spleen ,stomach,intestines and kidneys. Conclusion Retention ratio of 99mTc-HL91 in tumor tissue of mice bearing glioblastoma G422 is increased and clearance rate is decreased.99mTc-HL91 imaging is suitable for gl iblastoma at 2h postinjection.It is appropriate to image tumors in head,neck,th orax,bone and soft tissues,but not in abdominal area.
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    【Key words】 Technetium-HL91 Mice Glioblastoma

    恶性肿瘤细胞生长迅速,使得肿瘤组织血流灌注不均匀,造成肿瘤内局部组 织的急、慢性缺氧[1]。在临床上肿瘤乏氧可以增加其对放射治疗和多种形式化学 治疗的耐受性,并伴随着不良的预后[2]。肿瘤细胞的乏氧程度与其恶性度、局部 复发等也密切相关。因此了解肿瘤组织的乏氧状态非常重要。近年来在啮齿类动物和人的研 究表明,放射性核素标记的硝基咪唑类化合物可以选择性地结合于实体肿瘤的局部乏氧组织 ,为体外进行乏氧显像提供可能[3-4]

    本研究目的是在已经进行的99mTc-HL91一般性质及动物体内生物分布的实验结果基 础上,利用G422胶质母细胞瘤瘤株右腋部皮下注射建立的移植性小鼠脑胶质瘤模型,进行乏 氧显像研究,以探讨99mTc-HL91在脑胶质瘤应用中的可能性。
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    材料和方法

    1.实验动物

    实验性小鼠G422移植性脑胶质瘤模型由北京市神经外科研究所购得。按陈炳桓等[5] 所述方法,取6只健康昆明种雄性小鼠,体重20~22 g,将G422胶质母细胞瘤瘤细胞悬液(每克 肿瘤组织加3 ml生理盐水,研磨,过筛,细胞浓度为每毫升6.5×106~7.5×106之间 ),经小型注射器注射0.1 ml于右侧腋部皮下,继续饲养2周。

    2.主要试剂及用品

    HL91(4,9-二氮-3,3,10,10-四甲基十二烷-2,11-二酮肟)、DTPA(二乙三胺五乙酸)冻干药盒由国家标准物质研究中心耐思达新技术发展公司提供。一支HL91冻干品含HL911mg, 一支DTPA冻干品含DTPA 20 mg、SnCl2.2H2O 1 mg。99mTcO-4淋洗液由中国原子能科学研究院同位素所提供。镇静催眠药10%水合氯醛为本院药剂科配制。按5 ml/ kg给小鼠腹腔注射,5~10分钟后起效,维持2~3小时。
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    3.主要仪器

    美国GE STARCAM 4000XC SPECT,配置针孔准直器。北京综合仪器厂F-1901井型γ闪烁计数 器。日本Topcon OMS600手术显微镜。

    4.标记方法

    取HL91冻干品一支,加入185~2035 MBq(5~55 mCi)/2 ml新淋洗的Na99mTcO4注射液,使之全部溶解。另取一支DTPA药盒(每支含1 mg SnCl2.2H2O),用4 ml生理盐水溶解,然后迅速取出40 μl(含10 μg SnCl2.2H2O)注入上述标记药盒中,摇匀后室温下放置10分钟即可。
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    5.标记率或放化纯度测定:采用双体系检测。纸层析法:新华1号层析纸支持,甲醇展开。 硅胶薄层层析法:ITLC-SG层析板(Gelman公司生产)支持,生理盐水展开。

    6.实验性小鼠G422移植性脑胶质瘤模型摄取99mTc-HL91的研究

    腹腔注射10%水合氯醛5 ml/kg,使模型小鼠昏睡,俯卧固定,经尾静脉注射99mTc-H L91 37 MBq(1 mCi),分别于注射示踪剂后即刻、1、2、3、4、6、7、8小时不同时相在配 置 针孔准直器的SPECT仪下行全身静态后位平面显像。采集矩阵256×256,放大倍数1.0,采 集时间10分钟。3只模型小鼠于注射放射性药物后4小时处死,3只于注射放射性药物后8小时 处死。处死后即刻取血50 μl,并剥离心、肺、肝、脾、肾、胃、肠、肌肉、脑等脏器及肿 瘤组织,称重,测量放射性计数,计算不同时相肿瘤与血液和各脏器的单位重量放射性比值 。将不同时相针孔准直器下采集的全身静态平面显像图,利用感兴趣区(ROI)技术,分别计 算不同时相肿瘤与头部(T/H)、对侧相应部位(T/A)、胸部(T/C)放射性计数比值。
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    7.统计学处理

    所有计量资料结果以均数±标准差表示,两样本均数比较行非配对t检验。

    结 果

    1.移植性小鼠脑胶质瘤模型注射99mTc-HL91后自1小时起肿瘤部位放射性增高,显影开始清晰,于2小时更为明显,与周围组织有较高的对比度;3小时后较2小时变化不明显 。体积较大的肿瘤在相同的时间点较体积小的肿瘤显影更明显。

    2.在不同时相全身平面静态显像图上,在肿瘤、头部、对侧相应部位、胸部分别勾划感兴 趣区,计算T/H、T/A、T/C放射性计数比值,结果见表1。这些比值在1、2小时上升较快,T/ C在1小时及T/H、T/A、T/C在2小时与前一时间点比较均有显著差异(P<0.05~P<0.0 1)。2小时后不再增高,甚至逐渐下降,所有比值与前一时间点比较,差异均无显著性(P >0.05)。
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    3.体外测量肿瘤与血液及肌肉、脑、心、肺等脏器在4、8小时单位重量放射性比值较高; 肿瘤与肝、脾、胃、肠、肾等腹部脏器单位重量放射性比值低,见表2。

    表1 全身显像不同时相肿瘤与其他部位放射性比值分布表(Image144.gif (855 字节)±s)

    时相 (h)

    放射性比值

    T/H

    T/A

    T/C

    即刻
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    1.94±0.31

    2.65±0.59

    0.94±0.22

    1

    2.16±0.48

    2.69±0.41

    1.41±0.37*

    2

    2.93±0.51*

    4.86±0.79**

    2.00±0.35*
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    3

    2.45±1.09

    4.49±1.51

    1.89±0.75

    4

    2.14±0.57

    4.39±0.96

    1.80±0.61

    6

    2.05±0.48

    4.99±0.94

    1.70±0.45
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    7

    1.96±0.73

    4.95±1.26

    1.66±0.54

    8

    1.95±0.63

    4.52±1.14

    1.64±0.40

    注:即刻~4小时的n均为6,6~8小时的n为3;与前一时间点比较,P<0.0 5;**与前一时间点比较,P<0.01

    表2 体外测量不同时相肿瘤与血液和各脏器放射性比值分布表(Image144.gif (855 字节)±s)
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    脏器

    放射性比值

    注药后4h

    注药 后8h

    肿瘤/血液

    41.29±37.54

    44.50±10.18

    肿瘤/肌肉

    29.90±13.77

    21.94±11.31

    肿瘤/脑

    58.57±14.98
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    59.81±1.89

    肿瘤/心脏

    15.62±10.98

    15.94±0.95

    肿瘤/肺

    5.09±4.12

    6.15±5.38

    肿瘤/肝

    0.03±0.02

    0.06±0.02

    肿瘤/脾

    1.54±1.02
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    2.37±0.73

    肿瘤/肾

    0.25±0.08

    0.55±0.22

    肿瘤/胃

    0.24±0.06

    0.65±0.29

    肿瘤/肠

    0.02±0.02

    0.90±1.37

    注:所有样本均n=3

    讨 论
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    目前核医学领域发现并应用于实际的肿瘤阳性显像剂有很多,使核医学技术在肿瘤的诊断、 治疗和研究中发挥着较大的作用[6]。其中加速器类药物67Ga, 201 T1,18F-FDG,111In-Octretide等,由于价格较贵,生产繁琐,而限制了广 泛的应用;放射免疫显像、受体显像、反义显像、基因表达显像和肽类显像虽然近年来发展迅速,但在临床应用方面仍 需进一步的研究;99mTc-MIBI,99mTc-tetrofosmine(TF)及99mTc-M DP等药物在一些肿瘤诊断的灵敏度和特异性上尚需提高。本研究所应用的乏氧显像剂99 mTc-HL91,制备简便,适合普通SPECT显像,能够非创伤性地了解肿瘤组织的氧水平,是 一种预示着有较好应用前景的肿瘤阳性显像剂。

    本研究结果 显示实验性小鼠G422移植性脑胶质瘤模型注射99mTc-HL91后自1小时起,全身平面静 态显像肿瘤组织摄取示踪剂增多,与周围组织对比度高,2小时更为明显;利用感兴趣区技 术测得的T/H、T/A、T/C放射性比值在2小时分别为2.93±0.51、4.86±0.79、2.00±0 .35,与即刻及1小时比较均有显著差异(P<0.05~P<0.01)。4小时体外测量肿瘤/ 血液、肌肉、脑、心、肺等脏器单位重量的放射性比值分别是41.29±37.54、29.90±13 .77、58.57±14.98、15.62±10.98、5.09±4.12。这说明乏氧组织显像剂99m Tc-HL91在肿瘤组织中有一定的滞留量和滞留时间,且肿瘤与周围组织(血液、肌肉、头 颈部和胸部器官)放射性比值高,能够满足SPECT显像的要求。
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    本研究通过全身平面显像定性观察、定量计算以及通过体外测量,结果都显示肿瘤与软组织 、头颈部和胸部器官的放射性比值较高,肿瘤与腹部的胃肠道及泌尿系器官放射性比值始终 较低。因而预示着对原发性脑肿瘤、脑转移瘤、胸部的乳腺癌及腋窝转移结节、肺癌、颈部的肿瘤、肌肉软组织和骨骼及关节周围的肿瘤可能会有较高的价值,而不能应用于腹部的肿瘤。这与文献中所述的乏氧显像剂适用于诊断小细胞肺癌及其脑转移灶、头颈部鳞癌、软组织肉瘤、鼻咽癌相符合。

    本实验结果表明G422多形性脑胶质母细胞瘤对99mTc-HL91有 一定的摄取和滞留量,较正常组织清除延缓,注射放射性药物后2小时即可清晰显像。由于G422多形性脑胶质母细胞瘤是一种用甲基胆蒽植入小鼠脑内诱发,经连续传代而得到的鼠诱 发性脑胶质瘤[6],在病理生理及代谢上与人脑胶质瘤可能有所不同。因而对于 99mTc-HL91进行肿瘤显像的原理以及人脑胶质瘤是否能够相似地摄取并滞留99m Tc-HL91在SPECT上成像等,有待于在以后的研究中进一步探讨和临床验证。
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    综上所述,99mTc-HL91在肿瘤组织中滞留增加,清除延缓,结合99mTc-HL91 在正常机体内的分布特点,进行头颈部、胸部、骨骼及软组织肿瘤等乏氧显像更为适宜,而 不能用于腹部肿瘤。

    本课题受国家攀登计划B项目资助(项目号85-45-05-3)

    参考文献

    1 Gatenby RA,Coia LR,Richter MP,et al.Oxygen tension in human tumours:in vivo mapping using CT-guided probes.Radiology,1985,156:211-214.

    2 Moulder JE,Rockwell S.Tumor hypoxia:its impact on cancer therapy.Cancer Metas tasis Rev,1987,5:313-341.
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    3 Urtasun RC,Band P,Chapman JD,et al.Radiation and high dose metroindazole in s upratentorial glioblastoma.N Engl J Med,1976,294:1364-1367.

    4 Chapman JD,Franko AJ,Sharplin J.A marker for hypoxic cells in tumors with pot ential clinical applicability.Br J Cancer,1981,43:546-550.

    5 陈炳桓,邵文钊,徐庆中,等.实验性小鼠胶质瘤的诱发和G422胶质母细胞瘤瘤株的建 立.北京医学,1981,3:15-19.

    6 朱承谟.加快我国肿瘤核医学的发展.中华核医学杂志,1999,19:1-2.

    (收稿:1999-03-01 修回:1999-04-26), http://www.100md.com