分子影像信号早于肿瘤缩小，PET/CT助力识别颈部鳞癌放疗抵抗病灶

2026-09-09 14:06

摘要

头颈部鳞癌放疗后存在一定比例的局部抵抗与复发，亟需可在疗程早期评估治疗响应的无创生物标志物。英国伦敦国王学院（King’s College London）生物医学工程与影像科学学院团队，利用靶向系统 xₑ⁻的 ¹⁸F-FSPG PET 分子影像，在 FaDU 头颈部鳞癌细胞及荷瘤小鼠模型中，探究该探针用于放疗早期疗效评估的可行性。研究开展体外细胞放疗实验，检测凋亡、活性氧与探针滞留变化；构建 FaDU 异种移植荷瘤小鼠，实施分割放疗，于治疗第 0 天、第 7 天开展 ¹⁸F-FSPG PET/CT 分子影像扫描，结合离体组织增殖、凋亡与谷胱甘肽水平检测。结果显示放疗后细胞¹⁸F-FSPG 摄取下降早于肿瘤体积缩小；动物实验中放疗第 7 天肿瘤探针滞留量减半，可提前预判后续放疗应答，证明 ¹⁸F-FSPG-PET 分子影像是头颈部鳞癌放疗早期响应的潜在成像标志物。

图 1：论文封面概要

方法

体外对 FaDU 头颈部鳞癌细胞给予不同剂量射线照射，检测 caspase-3 凋亡活性、ROS、GSH 以及 ¹⁸F-FSPG 细胞滞留；构建 FaDU 荷瘤裸鼠模型，分为对照组与分割放疗组；分别在治疗前、放疗第 7 天开展 ¹⁸F-FSPG 小动物 PET-CT 分子影像扫描；记录肿瘤体积变化；实验终点取肿瘤组织，进行 Ki-67、CC3 免疫组化与组织 GSH 含量检测，对比组间差异。

分子影像设备应用

采用美迪索 nanoScan 小动物 PET/CT 分子影像一体化成像平台；异氟烷维持小鼠麻醉，尾静脉注射¹⁸F-FSPG 示踪剂，注射后 40 min 采集 20 min 静态 PET；CT 用于解剖定位与衰减校正；Tera-Tomo 3D 迭代算法重建图像；VivoQuant 软件基于 CT 勾画肿瘤感兴趣容积，计算 % ID/g，完成肿瘤探针摄取定量分析。

分子影像设备实验结果

PET-CT 分子影像融合图像显示，放疗第 7 天放疗组肿瘤 ¹⁸F-FSPG 放射性滞留显著下降，未治疗对照组肿瘤探针信号无明显改变，该变化发生在肿瘤出现体积退缩之前（图 2）。

图 2（原文 Fig.2B）：对照组与放疗组荷瘤小鼠第 0、7 天 ¹⁸F-FSPG PET-CT 代表图像。

研究结果

体外 10 Gy 照射可诱导细胞凋亡与 ROS 升高，伴随细胞内 ¹⁸F-FSPG 滞留显著降低；体内实验放疗第 7 天放疗组肿瘤探针滞留降至治疗前一半，而此时肿瘤体积尚未发生明显缩小；离体检测证实放疗后肿瘤 Ki-67 增殖指数下降、凋亡水平上升，组织 GSH 抗氧化物质含量降低（图 3）。

图 3（原文 Fig.3A）：实验终点肿瘤 Ki-67、CC3 免疫组化染色代表图。

研究结论

¹⁸F-FSPG PET 分子影像可以在肿瘤发生体积缩小之前，捕捉到头颈部鳞癌放疗带来的肿瘤氧化还原状态改变。相较于 FDG 易受放疗后炎症干扰的局限，¹⁸F-FSPG 具备成为放疗早期疗效预判标志物的潜力；由于该探针已有人体临床成像经验，有希望快速向头颈部肿瘤放疗的适应性个体化治疗转化（图 4）。