近年来,研究发现成纤维细胞激活蛋白(FAP)在肿瘤微环境中的肿瘤相关成纤维细胞(CAF)中过度表达,尤其是乳腺癌、胰腺癌、胆管癌、食管癌等伴有强烈促结缔组织增生性反应的肿瘤,而正常组织中的成纤维细胞中无FAP表达或低表达。因此,FAP可被特异性地用于识别肿瘤相关成纤维细胞。自2019年下半年起,本科室在国内率先开展了基于成纤维激活蛋白分子影像的临床研究,通过放射性核素68Ga标记成纤维激活蛋白抑制剂(FAPI)而构建出新型靶向肿瘤间质的PET显像剂68Ga-FAPI,实现了肿瘤微环境相关的成纤维激活蛋白分子显像(图1)。目前科室研究团队在FAPI PET成像领域以第一或通讯作者已发表研究论文20余篇,且所有研究论文均发表在国际一流影像学刊物(Radiology,Eur J Nucl Med Mol Imaging,Clin Nucl Med),其中最高IF =22.67(European Heart Journal)。研究成果处于国内一流、国际领先水平。
新技术创新点:1)在全球范围内率先开展了68Ga-FAPI与常规PET显像剂18F-FDG的头对头比较研究(NCT04416165),比较了2种显像剂在多种恶性肿瘤中的诊断效能[15]。目前已完成500多例患者的PET显像,涵盖了20多种不同类型的恶性肿瘤。结果显示:68Ga-FAPI在肿瘤中的滞留时间持久且在正常脏器(肝、肾、脾)中的摄取程度低,故68Ga-FAPI在大部分肿瘤中表现出较常规PET示踪剂18F-FDG更高的肿瘤摄取率及更清晰的靶/本底比(Eur J Nucl Med Mol Imaging.2020;47(8):1820-1832);2)系统性评价对比了68Ga-FAPI与18F-FDG在多种恶性肿瘤中的诊断分期效能,包括我国地区高发的肝癌(Eur J Nucl Med Mol Imaging.2020)、食管癌(Radiotherapy and Oncology. 2021)、胃癌、结直肠癌(Radiology. 2021;298(2):393-402)等。结果显示:68Ga-FAPI在多种肿瘤中的诊断灵敏度优于18F-FDG,甚至发现更多病灶,有助于精准评估肿瘤TNM分期以指导后续临床治疗决策,尤其对淋巴结转移、肝转移、腹膜转移、脑转移的探查方面具有明显优势(Eur J Nucl Med Mol Imaging.2021);3)探索了68Ga-FAPI PET/CT显像对于非确定性表现18F-FDG PET/CT的增益价值(Eur J Nucl Med Mol Imaging.2021;48(1):73-86)。结果显示:在一些18F-FDG PET/CT成像上由于器官本底高或肿瘤生物学特性所致FDG摄取不高的临床情况下,68Ga-FAPI PET/CT具有显著优势,如肝细胞肝癌、胃癌、腹膜转移癌、心脏肿瘤等,表明在18F-FDG诊断存疑的情况下,68Ga-FAPI可进行有效补充。
新技术科学意义:68Ga-FAPI是一种有广阔临床应用前景的新型广谱肿瘤显像剂,在大部分肿瘤中表现出较之18F-FDG更高的肿瘤/本底比,图像对比度更好,甚至显示出更多病灶。因此,在大多数肿瘤中68Ga-FAPI较18F-FDG具有更加的敏感度,其诊断分期效能优于18F-FDG PET/CT,且在18F-FDG诊断不明的情况下可进行有效补充。另一方面,与18F-FDG PET检查相比,68Ga-FAPI检查前无需禁食准备,成像不受血糖影像,且注射放射性药物后可在较短时间扫描,简化了成像流程,改善受检者体验(尤其对于重症患者),也避免了高血糖对于PET图像质量的干扰。此外,由于68Ga-FAPI示踪剂含有通用的DOTA螯合剂,提供了用治疗性放射性核素对其进行标记进行诊疗一体化研究应用的可能性,未来发展潜力巨大。
图.构建了靶向肿瘤微环境相关的成纤维激活蛋白(FAPI)分子影像,实现了在多种恶性肿瘤中的临床转化,发表高水平论文20余篇