【学术】推进核医学在心肌纤维化和炎性反应中的应用

健康   2024-11-25 20:01   北京  

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诊断/评估心肌纤维化和炎性反应——核医学分子影像大有作为

如何用无创性检查精准又早期诊断心肌炎性反应和纤维化,在近些年引起了持续的关注。心脏磁共振和PET是用于心肌炎性反应和纤维化诊断/评估的2个主力军。本期述评何作祥教授着眼于心血管纤维化和炎性反应放射性核素显像,总结了核医学方法在该领域的进展、优势和相对不足,并突出了我国核医学工作者的成绩,号召大家积极推动核医学影像在心肌炎性反应和纤维化中的应用。


引用本文: 何作祥.推进核医学在心肌纤维化和炎性反应中的应用[J] . 中华核医学与分子影像杂志, 2024, 44(11) : 641-643. DOI:10.3760/cma.j.cn321828-20240923-00331.

通信作者:何作祥, Email:zuoxianghe@hotmail.com






前    言



炎性反应和纤维化广泛存在于心血管疾病进程中,二者可互为因果,又常相伴发生。因此,精准评估和(或)干预炎性反应和纤维化,对心血管疾病的诊治具有重要的意义。然而,无论是炎性反应还是纤维化,其精准诊断都面临巨大的挑战。理论上,二者都需要活组织检查(简称活检)病理确诊,但活检有创,不宜反复实施,而局部组织无法反映组织或器官的全局。血液学检测则因机体整体和局部病变的不一致而应用价值有限。近年来,无创影像学技术在该领域有了长足的进步,特别是以心脏磁共振多参数成像为代表的影像学方法,已在很大程度上满足了心血管疾病诊断的临床需求[1-3]。但本质上,目前的磁共振成像序列还是间接显示炎性反应和纤维化,缺乏足够的特异性。因此,靶向炎性反应和纤维化关键病理进程的特异性成像技术仍是临床所期盼。
以巨噬细胞和成纤维细胞为代表的多种免疫相关细胞在炎性反应和纤维化的演进中发挥核心作用。利用放射性核素标记靶向上述细胞关键靶标而形成的系列探针已经或有望将炎性反应和纤维化的精准无创成像有力向前推进。

一、心血管纤维化放射性核素显像进展



成纤维细胞活化是纤维化进程的核心环节,提示了纤维化的早期性、活动性和可逆性。近年来,靶向成纤维细胞激活蛋白(fibroblast activating protein,FAP)的放射性核素标记探针在心血管疾病研究领域颇为活跃,其中以FAP抑制剂(FAP inhibitor,FAPI)类探针的研究居多。Varasteh等[4]首先报道了68Ga-FAPI-04用于急性心肌梗死(acute myocardial infarction, AMI)动物模型的心肌梗死后成纤维细胞活化的体内成像。该研究显示活化成纤维细胞的无创影像学检查可能具有重要的诊断和预后价值,有助于心肌梗死后患者的临床管理。此外,国内外的一些研究也报道了FAPI显像在免疫检查点抑制剂相关心肌炎、结节病等疾病中的应用[5-6]。


我国学者在心血管FAPI显像领域的研究工作处于国际前沿,发表了较多的研究报道[7-13]。北京朝阳医院团队在国际上较早开展了AMI后FAPI显像研究,发现FAPI显像较心脏磁共振多序列成像检测的心肌损伤范围大,并且梗死急性期心肌FAPI摄取的强度能够预测左心室不良重塑[7]。之后,该团队又陆续报道了FAPI显像在多种心血管疾病中的原创性研究工作,包括肥厚型心肌病[9]、高血压[10]、慢性血栓栓塞性肺动脉高压[11]和心房颤动[12]等。这些研究进一步拓展了FAPI显像的应用范围,并且一致表明FAPI显像可以较现有影像技术更早检测心肌异常。该团队最新的一项研究创新性地将99Tcm标记FAPI应用于AMI患者,为FAPI显像在心血管疾病的拓展应用提供了一种更加经济且容易推广的方式[13],研究成果以封面论文的形式发表在Journal of Nuclear Cardiology,杂志主编和特邀专家分别为该文配发了述评[14-15]。
本期《中华核医学与分子影像杂志》发表了3篇我国学者关于FAPI PET/CT在心血管病中应用的研究论文[16-18]。陈碧希等[16]回顾性分析51例临床诊断为肺动脉高压的患者及10名健康志愿者的Al18F-1,4,7-三氮杂环壬烷-1,4,7-三乙酸(1,4,7-triazacyclononane-1,4,7-triacetic acid, NOTA)-FAPI图像,他们发现在肺动脉高压患者中有19例出现左心室游离壁异常FAPI摄取,其摄取程度与左心室舒张功能受损有关。该研究提示了不同类型肺高压左心室受累的不同机制。俞小凤等[17]回顾性分析了行68Ga-FAPI PET/CT显像评估恶性肿瘤药物疗效的164例患者的资料,结果示左心室心肌68Ga-FAPI摄取阳性组中50例(79.4%,50/63)表现出左心室心肌FAPI局灶性摄取,大多数摄取部位在室间隔(48/127,37.8%);年龄、既往冠状动脉粥样硬化性心脏病(简称冠心病)史、体质指数、左心室射血分数和免疫检查点抑制剂治疗史是左心室心肌68Ga-FAPI 摄取阳性的独立预测因素[比值比(odds ratio, OR):0.87~10.43,均P<0.05]。该研究提示,68Ga-FAPI PET/CT是一种潜在的诊断恶性肿瘤药物治疗患者心肌损伤的新型显像方式。王国坤等[18]通过腹主动脉缩窄术构建压力负荷心力衰竭大鼠模型,对腹主动脉缩窄组、7 d腹主动脉去缩窄组和假手术组大鼠进行68Ga-FAPI-04 PET/CT、心脏超声、病理和免疫组织化学检查,发现68Ga-FAPI-04 PET/CT可以显示心力衰竭超负荷压力卸载后的心-肝纤维化改善过程,心肌FAPI摄取程度和心力衰竭改善程度密切相关。该研究表明FAPI显像可以动态监测心力衰竭的病理演进。

二、心血管炎性反应放射性核素显像进展


靶向心血管炎性反应的放射性核素显像探针的研发与转化由来已久。据不完全统计,目前已经有靶向细胞增殖、乏氧、趋化因子、整合素、生长抑素、线粒体、甘露醇、巨噬细胞、中性粒细胞等近10个靶点的几十种放射性探针应用于心血管疾病的基础和临床转化研究[19],但是,取得比较坚实的循证医学证据并被纳入临床诊疗的只有18F-FDG。炎性反应细胞活化后,其葡萄糖转运蛋白合成及在细胞膜的表达增加,因此摄取18F-FDG增加。在进食后或禁食时间较短的情况下,正常心肌也会不同程度地摄取18F-FDG,从而干扰对炎性反应的观察,因此利用18F-FDG进行心脏及邻近血管的炎性反应显像时,应采取额外措施抑制正常心肌的摄取。通过进食高脂+低(或无)碳水化合物、延迟禁食时间和静脉注射普通肝素等措施,可以在绝大多数受检者实现心肌生理性摄取的充分抑制。18F-FDG心血管炎性反应显像已经被广泛应用于心脏结节病、感染性心内膜炎等领域[20]。
本期杂志发表了1篇关于18F-FDG PET/CT评价AMI后心肌炎性反应的论文。张飞飞等[21]使用球囊封堵巴马小型猪冠状动脉左前降支,建立AMI模型,分别于建模前及AMI后1、5、8、14 d行18F-FDG PET/CT显像。该研究表明,18F-FDG心肌PET/CT显像可评价AMI后梗死区炎性反应及其动态演变,AMI后1 d时梗死区炎性反应程度重,随后逐渐减低;AMI后1 d时18F-FDG心肌PET/CT显像反映的梗死区炎性反应程度及范围与AMI后左心室重构进展密切相关,提示18F-FDG显像在AMI的心脏炎性反应动态评估中具有应用潜力。
鉴于目前FAPI显像在心血管疾病研究结果主要来自动物实验与小样本、单中心的临床研究,后期需要开展多中心、前瞻性临床试验来证实该方法在心血管病的诊断、预后判断和疗效评估中的价值。同时,需要不断探索18F-FDG心脏炎性反应显像的新的适用疾病和临床场景。但是,已有的研究结果已显示心血管炎性反应和纤维化放射性核素显像的巨大临床应用价值和潜力,需要我们携起手来共同推动其临床应用。

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2024年第248期|总第1503


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