第二军医大学学报  2021, Vol. 42 Issue (4): 366-370   PDF    
68Ga-PSMA-11 PET-CT与全身磁共振成像诊断前列腺癌远处转移的效能比较
吴涵潇1Δ, 宋子健1Δ, 程超2, 阳青松3, 陈锐1, 高旭1     
1. 海军军医大学(第二军医大学)长海医院泌尿外科, 上海 200433;
2. 海军军医大学(第二军医大学)长海医院核医学科, 上海 200433;
3. 海军军医大学(第二军医大学)长海医院影像医学科, 上海 200433
摘要: 目的 对比分析以68镓(68Ga)标记的靶向前列腺特异性膜抗原(PSMA)分子探针PSMA-11为示踪剂的PET-CT(68Ga-PSMA-11 PET-CT)与全身磁共振成像(WB-MRI)诊断前列腺癌远处转移的效能。方法 回顾性分析2019年1月至12月我院收治的行68Ga-PSMA-11 PET-CT及WB-MRI的52例前列腺癌患者的临床资料。由核医学科及影像医学科主治医师各2名分别对患者的68Ga-PSMA-11 PET-CT和WB-MRI检查结果进行盲法分析,并以最佳比较标准(BVC)为金标准对患者进行分组。根据结果绘制ROC曲线并计算AUC,对2种检查方法的灵敏度、特异度等进行统计分析。结果 入组的52例前列腺癌患者中20例无远处转移、32例发生远处转移。WB-MRI检测远处转移的AUC为0.844(95% CI 0.719~0.968),灵敏度为93.75%(30/32)、特异度为75.00%(15/20);68Ga-PSMA-11 PET-CT检测远处转移的AUC为0.959(95% CI 0.893~1.000),灵敏度为96.88%(31/32)、特异度为95.00%(19/20),2种方法的灵敏度及特异度差异均无统计学意义(P均>0.05)。远处转移患者中有25例发生骨转移、29例发生淋巴结转移。68Ga-PSMA-11 PET-CT检测前列腺癌骨转移灶的灵敏度为92.00%(23/25)、特异度为100.00%(27/27),WB-MRI检测灵敏度为60.00%(15/25)、特异度为88.89%(24/27),2种方法灵敏度差异有统计学意义(P=0.04);2种方法对淋巴结转移检测的灵敏度[89.66%(26/29)vs 86.21%(25/29)]及特异度[95.65%(22/23)vs 91.30%(21/23)]差异均无统计学意义(P均>0.05)。结论 68Ga-PSMA-11 PET-CT与WB-MRI检测前列腺癌远处转移均具有较高的诊断效能。在骨转移的诊断方面,68Ga-PSMA-11 PET-CT的诊断效能优于WB-MRI。
关键词: 前列腺肿瘤    前列腺特异性膜抗原    正电子发射断层显像计算机体层摄影术    磁共振成像    肿瘤转移    
68Ga-PSMA-11 PET-CT in comparison with whole-body magnetic resonance imaging for dignosis of distant metastasis in prostate cancer patients
WU Han-xiao1Δ, SONG Zi-jian1Δ, CHENG Chao2, YANG Qing-song3, CHEN Rui1, GAO Xu1     
1. Department of Urology, Changhai Hospital, Naval Medical University(Second Military Medical University), Shanghai 200433, China;
2. Department of Nuclear Medicine, Changhai Hospital, Naval Medical University(Second Military Medical University), Shanghai 200433, China;
3. Department of Radiology, Changhai Hospital, Naval Medical University(Second Military Medical University), Shanghai 200433, China
Abstract: Objective To compare the diagnostic efficacies of 68gallium-labelled prostate-specific membrane antigen (PSMA) ligand PSMA-11 (68Ga-PSMA-11) positron emission tomography-computed tomography (PET-CT) and whole-body magnetic resonance imaging (WB-MRI) for detecting distant metastasis in prostate cancer patients. Methods The clinical data of 52 patients with prostate cancer who underwent 68Ga-PSMA-11 PET-CT and WB-MRI in our hospital from Jan. to Dec. 2019 were retrospectively analyzed. The images of 68Ga-PSMA-11 PET-CT and WB-MRI were reviewed with blinding by professional nuclear medicine physicians and radiologists, respectively, and then the patients were grouped according to the best valuable comparator (BVC). The receiver operator characteristic (ROC) curve was drawn according to the result, and the area under the curve (AUC) was calculated. The sensitivity and specificity of the two tests were statistically analyzed. Results Of the 52 patients, 20 were diagnosed without distant metastasis, 32 with distant metastasis. The AUC of WB-MRI and 68Ga-PSMA-11 PET-CT in detecting distant metastasis were 0.844 (95% CI 0.719-0.968) and 0.959 (95% CI 0.719-0.968), respectively; the sensitivity and specificity were WB-MRI (93.75%[30/32], 75.00%[15/20]) and 68Ga-PSMA-11 PET-CT (96.88%[31/32], 95.00%[19/20]), showing no significant differences (all P>0.05). There were 25 cases of bone metastasis and 29 cases of lymph node metastasis in patients with distant metastasis. The sensitivity and specificity in detecting bone metastasis were 68Ga-PSMA-11 PET-CT (92.00%[23/25], 100.00%[27/27]) and WB-MRI (60.00%[15/25], 88.89%[24/27]), showing significant difference in sensitivity (P=0.04). The sensitivity and specificity of the two tests in detecting lymph node metastasis were (89.66%[26/29] vs 86.21%[25/29]) and (95.65%[22/23] vs 91.30%[21/23]), showing no significant differences (both P>0.05). Conclusion Both 68Ga-PSMA-11 PET-CT and WB-MRI have high diagnostic efficacy for the detection of distant metastasis. 68Ga-PSMA-11PET-CT is significantly more advantageous compared to WB-MRI for the detection of bone metastasis.
Key words: prostatic neoplasms    prostate-specific membrane antigen    positron emission tomography-computed tomography    magnetic resonance imaging    neoplasm metastasis    

前列腺癌是男性最常见的恶性肿瘤之一,据统计2020年美国前列腺癌在男性恶性肿瘤中发病率居第1位,病死率居第2位[1]。中国前列腺癌发病率也在逐年上升,这一疾病正严重威胁着我国老年男性的健康[2]。前列腺癌晚期常会发生局部浸润与远处转移,转移患者生存情况不佳,对不同转移情况的患者治疗策略也大不相同,因此,全面、准确地评估前列腺癌是否发生远处转移十分重要。目前临床上用于评估前列腺癌转移的手段主要有PET-CT、MRI等。

前列腺特异性膜抗原(prostate-specific membrane antigen,PSMA)是一种高表达于前列腺上皮细胞膜的Ⅱ型跨膜蛋白,在癌细胞中的表达水平为正常细胞的100~1 000倍[3]。目前,以68镓(68Ga)等标记的靶向PSMA分子探针PSMA-11为示踪剂的PET-CT(68Ga-PSMA-11 PET-CT)越来越多地被应用于前列腺癌的诊断、分期和肿瘤根治性切除术治疗或放射治疗后的生化复发评估。本研究回顾性分析我院52例行68Ga-PSMA-11 PET-CT及全身磁共振成像(whole-body magnetic resonance imaging,WB-MRI)检查的前列腺癌患者临床资料,评估这2种方法对前列腺癌远处转移的诊断效能。

1 资料和方法 1.1 临床资料

回顾性纳入2019年1月至12月海军军医大学(第二军医大学)长海医院泌尿外科收治的52例行68Ga-PSMA-11 PET-CT及WB-MRI检查的前列腺癌患者,包括初诊患者26例和治疗后病情发生变化的患者26例。所有患者的前列腺癌病灶均通过病理检查确诊。临床TNM分期按照2017年第8版美国癌症联合委员会(American Joint Committee on Cancer,AJCC)标准[4]执行。按最佳比较标准(best valuable comparator,BVC)[5]将患者分为有远处转移组和无远处转移组[1]。BVC结果由泌尿外科、影像科及核医学科主治医师对患者在影像学检查及6个月随访时的综合情况进行讨论后决定。本研究经海军军医大学(第二军医大学)长海医院伦理委员会审批(CHEC 2019-090)。

1.2 68Ga-PSMA-11PET-CT检查

68Ga-PSMA-11 PET-CT检查仪(Biograph 64型)购自德国西门子公司,放射性核素68Ga来自德国ITG公司的锗镓发生器,PSMA-11前体购自德国ABX公司,化学合成模块购自德国ITG公司。将制备的68Ga-PSMA-11显像剂经静脉注入(剂量根据患者体重确定:<50 kg 1.11×108 Bq,50~<60 kg 1.30 ×108 Bq,60~<70 kg 1.48×108 Bq,70~<80 kg 1.67×108 Bq,≥80 kg 1.85×108 Bq),50 min后行PET-CT扫描,扫描范围为头颅至股骨上段。扫描参数:管电压120 kV,管电流170 mA,每个床位2 min,共6~7个床位;PET矩阵168×168,CT矩阵512×512;TrueX重建,迭代3次,子集数21;高斯滤波,空间分辨率4.0 mm。

1.3 WB-MRI检查

WB-MRI检查仪为3.0T磁共振成像仪,购自德国西门子公司,扫描序列为全身冠状面T1加权成像、读出方向分段采样扩散加权成像(diffusion-weighted imaging,DWI)(b值为0和800 s/mm2)、盆腔冠状面T1加权成像、脂肪抑制T2加权成像和前列腺DWI(b值为1 500 s/mm2)。T1加权成像扫描参数:重复时间709 ms,回波时间10 ms,视野500 mm×343.8 mm,层厚7.0 mm,体素大小2.2 mm×2.2 mm×7.0 mm;短时反转恢复序列成像扫描参数:重复时间14 790 ms,回波时间97 ms,反转时间130 ms,视野300 mm×300 mm,层厚7.0 mm,体素大小1.9 mm×1.3 mm×7.0 mm;DWI扫描参数:重复时间6 300 ms,回波时间80 ms,频率衰减反转恢复脂肪抑制,视野430 mm×346.9 mm,层厚5.0 mm,体素大小2.6 mm×2.6 mm×5.0 mm,b值为0和800 s/mm2

1.4 图像分析

由2位核医学科主治医师及2位影像医学科主治医师分别对所有患者的68Ga-PSMA-11 PET-CT和WB-MRI检查结果进行盲法分析。68Ga-PSMA-11 PET-CT检查中,阳性病灶定义为除泪腺、腮腺、颌下腺、肾脏、脾脏、肠管等部位轻度PSMA生理性摄取外的其他部位异常PSMA浓聚灶。WB-MRI检查中,医师在影像归档和通信系统工作站(Carestream Vue,美国Carestream Health公司)上进行图像分析,阳性病灶定义为在T1加权成像上为局灶或扩散的低信号,同时在短时反转恢复序列成像上表现为对应区域的高信号或在DWI上表现为弥散受限的病灶。

1.5 统计学处理

应用SPSS 21.0软件进行统计学分析。呈正态分布的计量资料以x±s表示,组间比较采用独立样本t检验。非正态分布的计量资料以中位数(下四分位数,上四分位数)表示。计数资料以例数和百分数表示,组间比较采用χ2检验。以BVC为金标准进行分组,计算68Ga-PSMA-11 PET-CT和WB-MRI诊断前列腺癌远处转移的灵敏度、特异度、阳性预测值、阴性预测值、一致率和约登指数,使用Fisher确切概率法比较2种方法的灵敏度和特异度;绘制ROC曲线并计算AUC。检验水准(α)为0.05。

2 结果 2.1 患者一般临床特征

52例患者的确诊年龄为55~85(68.00±7.32)岁,前列腺特导性抗原(prostate-specific antigen,PSA)水平为39.24(14.76,95.45)ng/mL。按BVC结果,20例无远处转移、32例发生远处转移。无远处转移组与远处转移组患者的确诊年龄、PSA水平差异均无统计学意义(P均>0.05),而Gleason评分、临床T分期及临床N分期分布情况的差异均有统计学意义(P<0.05或P<0.01),见表 1

表 1 52例前列腺癌患者基本情况 Tab 1 General characteristics of 52 patients with prostate cancer

2.2 WB-MRI和68Ga-PSMA-11

PET-CT对前列腺癌远处转移的诊断效能比较WB-MRI诊断前列腺癌远处转移的灵敏度为93.75%(30/32),特异度为75.00%(15/20),阳性预测值为85.71%(30/35),阴性预测值为88.24%(15/17),一致率为86.54%(45/52),约登指数为68.75%,AUC为0.844(95% CI 0.719~0.968);测得的转移灶长径为1.70(1.57,2.10)cm。68Ga-PSMA-11 PET-CT诊断前列腺癌远处转移的灵敏度为96.88%(31/32),特异度为95.00%(19/20),阳性预测值为96.88%(31/32),阴性预测值为95.00%(19/20),一致率为96.15%(50/52),约登指数为91.88%,AUC为0.959(95% CI 0.893~1.000);测得的转移灶长径为1.50(1.00,1.98)cm。2种方法的灵敏度和特异度差异均无统计学意义(P>0.05)。

2.3 WB-MRI和68Ga-PSMA-11 PET-CT对前列腺癌不同转移灶的诊断效能比较

在转移灶的诊断效能方面,按BVC结果,25例被诊断为骨转移,68Ga-PSMA-11 PET-CT对前列腺癌骨转移灶检出灵敏度为92.00%(23/25)、特异度为100.00%(27/27),WB-MRI检出灵敏度为60.00%(15/25)、特异度为88.89%(24/27),2种检查方法的灵敏度差异有统计学意义(P=0.04),特异度差异无统计学意义(P>0.05)。按BVC结果,29例被诊断为淋巴结转移,68Ga-PSMA-11 PET-CT对前列腺癌淋巴结转移灶检出灵敏度为89.66%(26/29)、特异度为95.65%(22/23),WB-MRI检出灵敏度为86.21%(25/29)、特异度为91.30%(21/23),2种检查方法的灵敏度和特异度差异均无统计学意义(P>0.05)。

3 讨论

在前列腺癌的诊疗过程中,准确判断并评估患者的转移情况非常重要。按照前列腺癌诊断治疗指南,无转移的局限性前列腺癌患者可采用根治性手术或根治性放射治疗对病灶进行处理,而转移性前列腺癌患者则主要依靠内分泌治疗控制病情[6]。诊断出远处转移前后前列腺癌患者的治疗策略及治疗目标有很大差别,若出现对转移情况的错误评估,轻则治疗效果不理想、延误患者病情,重则使患者失去根治性治疗的机会。目前临床常用检查手段中盆腔MRI对肿瘤周边组织分辨情况好[7],但检查范围较为局限,评估远处转移的能力不足;骨扫描可较准确地评估骨转移情况,但对淋巴结转移不灵敏。

近年来WB-MRI检查被越来越多地应用于易发生骨转移的肿瘤疾病(如前列腺癌等)的诊疗[8-9]。最近的指南也提高了对WB-MRI检查的重视程度[10]。WB-MRI检查可以在骨重塑发生前就侦测到恶性细胞对骨髓的浸润,进而可以比骨扫描等常规检查更早地检测到骨转移的发生[11]。目前已有多项研究报道了WB-MRI检查在前列腺癌转移时的诊断效能[12-14]。一项50例高转移风险前列腺癌患者参与的同样以BVC为金标准的研究显示,WB-MRI检查对骨转移的检出灵敏度和特异度均为100%[15],这与本组观察到的WB-MRI检查的灵敏度60.00%(15/25)有较大差异,这可能与本组患者并非全部为初诊患者有关。

近年的欧洲泌尿外科学会指南也提高了对68Ga-PSMA PET-CT检查的重视程度。一项以淋巴结转移为关注点的诊断试验中,68Ga-PSMA PET-CT表现出的灵敏度为75%,特异度为99%[16];一项meta分析显示68Ga-PSMA-11 PET-CT检查应用于评估生化复发患者病情时的灵敏度为80%、特异度为97%[17]。这与本组中68Ga-PSMA-11 PET-CT检查淋巴结转移时的灵敏度89.66%(26/29)和特异度95.65%(22/23)相近。另有研究显示68Ga-PSMA PET-CT检查较传统影像学手段更能精准定位复发灶,同时可检测出更多的转移灶,使27%的患者诊疗计划发生改变[18]

目前,比较68Ga-PSMA PET-CT与WB-MRI检查对前列腺癌远处转移的诊断效能的研究比较少。本研究结果显示,68Ga-PSMA-11 PET-CT与WB-MRI 2种方法在检测前列腺癌远处转移的灵敏度[96.88%(31/32)vs 93.75%(30/32)]及特异度[95.00%(19/20)vs 75.00%(15/20)]差异均无统计学意义(P均>0.05)。但这2种方法各有利弊,如有的特殊病理类型的前列腺癌(如神经内分泌前列腺癌等)病灶中无PSMA的浓聚,不适合采用68Ga-PSMA-11 PET-CT检查,而WB-MRI检查则不能用于评估体内有金属植入物(如心脏起搏器、金属关节等)的患者。在比较68Ga-PSMA-11 PET-CT与WB-MRI评估前列腺癌骨或淋巴结转移灶的诊断效能时,本研究结果显示68Ga-PSMA-11 PET-CT检测骨转移灶的灵敏度[92.00%(23/25)]优于WB-MRI[60.00%(15/25)],差异有统计学意义(P=0.04)。

综上所述,68Ga-PSMA-11 PET-CT和WB-MRI对前列腺癌远处转移的检测均具有较高的诊断效能,但在对骨转移灶的评估上,68Ga-PSMA-11 PET-CT优于WB-MRI。本研究存在的主要不足是缺乏判断远处转移的金标准,目前这一类型研究的金标准常使用BVC,但以6个月的随访情况来判断BVC可能不够充分。其次,本研究样本量小,临床同时完成2项检查的患者人数有限。此外,入组患者包括初诊患者和治疗后复查的患者,导致患者的均质性不高,可能影响研究结果。

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