前列腺癌发病率的急剧上升已成为关注焦点。在影像学检查中，多参数 MRI（mpMRI）空间分辨力优异，广泛用于前列腺癌诊断及术前定位，但对于远处转移且具有异质性的病灶诊断效能有限。18F-FDG PET/CT可探测全身肿瘤病灶分布，但难以鉴别前列腺炎等良性病变。新型放射性药物18F-PSMA-1007可特异性诊断前列腺癌，且由肝胆通道排泄，对前列腺和输尿管区域以及盆腔转移淋巴结的显示更有优势。姜一逸等比较了上述3种影像学检查方法在前列腺癌患者诊断和分期中的价值，发现3种检查方法对前列腺癌原发灶的检出率相似，但18F-PSMA-1007 PET/CT较18F-FDG PET/CT、mpMRI能检出更多的转移灶，诊断效能更高，分期更准确。
引用本文: 姜一逸, 刘芙岑, 李波良, 等. 18F-PSMA-1007与18F-FDG PET/CT及多参数MRI在前列腺癌诊断中的对比研究 [J] . 中华核医学与分子影像杂志, 2024, 44(3) : 147-152. DOI: 10.3760/cma.j.cn321828-20230320-00069.
通信作者：张俊， Email：dr.junzhang@njmu.edu.cn；戴慧， Email：huizi198208@126.com
研究背景
前列腺癌在男性泌尿生殖系统恶性肿瘤中发病率居首位［1］。早期诊断并准确分期对前列腺癌后续治疗方案的制订尤为重要。多参数MRI(multi-parameter MRI, mpMRI)作为前列腺癌诊断的常规手段，广泛应用于诊断及术前定位［2］，而18F-FDG PET/CT在探测全身肿瘤病灶分布方面则具有一定优势，但这2种检查方法的灵敏度、特异性有限［3］。前列腺特异膜抗原(prostate specific membrane antigen, PSMA)是一种跨膜糖蛋白，在几乎所有类型的前列腺癌及转移灶中高表达［4］。18F-PSMA-1007是一种PSMA小分子抑制剂，可用于观察前列腺癌细胞PSMA的表达情况［5］。本研究拟比较18F-PSMA-1007 PET/CT、18F-FDG PET/CT及mpMRI 3种检查方法在前列腺癌患者诊断和分期中的价值。
资料与方法
1.研究对象。回顾性分析2021年4月至2022年9月在南京医科大学附属泰州人民医院经直肠前列腺活组织检查(简称活检)病理确诊为前列腺癌、30 d内完成18F-PSMA-1007 PET/CT、18F-FDG PET/CT和mpMRI检查患者的临床资料，包括影像数据、Gleason评分(Gleason scores， GS)、国际泌尿病理协会(International Society of Urological Pathology, ISUP)分级、血清总前列腺特异抗原(total prostate specific antigen, TPSA)等，排除信息不全或已行治疗的患者，最终纳入22例。22例患者年龄64~88(72.6±6.2)岁，TPSA 190.96(40.77，726.86) μg/L，GS 8(7，9)分，ISUP分级2级2例、3级4例、4级8例、5级8例。本研究通过泰州市人民医院临床研究伦理委员会审核(批号：KY2021-017-01)，患者均签署知情同意书。
2. PET/CT显像。18F-FDG购自江苏华益科技有限公司，18F-PSMA-1007通过自动合成模块(Neptis RS，比利时)合成。患者按照试验方案完成2次检查前准备。经肘静脉注入显像剂，剂量为3.70~5.55 MBq/kg(按患者体质量)，90~120 min后行PET/CT(Biograph mCTs，德国Siemens公司)扫描，范围为颅顶至大腿上段，必要时增加四肢扫描。对采集图像进行常规衰减校正、图像重建和后期处理，后处理软件系统为Syngo 2019。
3. mpMRI检查。使用德国Siemens公司Verio 3.0T MRI，采用腹部相控阵圈。MRI扫描包括T1加权成像(weighted imaging， WI)、T2WI 2种常规成像序列，弥散WI(diffusion WI， DWI)和动态对比增强(dynamic contrast enhancement， DCE)-MRI。扫描范围将前列腺及精囊腺全部包括在内，所有序列的角度、位置、层厚保持一致。
4.图像分析。由2名高年资核医学科医师分析18F-PSMA-1007及18F-FDGPET/CT图像，使用ROI分析肿瘤原发灶及转移灶的显像剂摄取，用SUV表示［6］；mpMRI的图像分析由2名高年资MRI医师进行，参照文献［7］，将MRI图像上有异常信号的原发病灶区域定义为ROI，测量ROI内的表观弥散系数(apparent diffusion coefficient, ADC)［包括最小ADC(minimum ADC, ADCmin)及平均ADC(mean ADC, ADCmean)］［8］。诊断意见不一致时，共同讨论达成一致。原发灶使用病理“金标准”进行评估；淋巴结及骨转移病灶的评估使用最有价值对照组进行最终诊断［9］。
5.统计学处理。采用IBM SPSS 22.0软件对数据进行统计学分析。符合正态分布的定量资料用x±s表示，不符合正态分布的定量资料用M(Q1,Q3)表示，采用两独立样本t检验或Mann-Whitney U检验分析数据；定性资料以频数(百分比)表示，采用χ2检验及Fisher确切概率法分析数据。绘制ROC曲线，分析PSMA-SUVmax/ADCmin、PSMA-SUVmax/ADCmean、PSMA-SUVmax、FDG-SUVmax/ADCmin、FDG-SUVmax/ADCmean、FDG-SUVmax、ADCmin、ADCmean等指标对不同级别前列腺癌的诊断价值，不同AUC间的比较采用Delong检验。P<0.05为差异有统计学意义。
结 果
1.不同组别患者原发灶参数的比较(表1)。以ISUP≤3和ISUP>3分组，2组患者间PSMA-SUVmax/ADCmin、PSMA-SUVmax/ADCmean、PSMA-SUVmax、ADCmin的差异均有统计学意义(z值：-2.65~-2.36，t=3.60，均P<0.05)，余指标组间差异均无统计学意义(z值：-1.62和-1.44， t值：-1.92和1.72，均P>0.05)。以TPSA≤20 μg/L和TPSA＞20 μg/L分组，2组患者各影像学参数指标差异均无统计学意义(z值：-1.76~-1.45，t值：-1.19和1.28，均P>0.05)。
2.原发灶各参数对前列腺癌分级诊断的价值。以ISUP≤3和>3分组，对FDG-SUVmax/ADCmin、FDG-SUVmax/ADCmean、FDG-SUVmax、PSMA-SUVmax/ADCmin、PSMA-SUVmax/ADCmean、PSMA-SUVmax、ADCmin、ADCmean进行ROC曲线分析，AUC分别为0.781、0.729、0.703、0.875、0.844、0.833、0.089、0.313。FDG-SUVmax相关指标中，FDG-SUVmax/ADCmin对高低级别前列腺癌鉴别诊断价值最高，以7.841×103为阈值时，灵敏度为14/16、特异性为4/6。PSMA-SUVmax相关指标中，PSMA-SUVmax/ADCmin鉴别诊断价值最高，以22.628×103为阈值时，灵敏度为15/16、特异性为5/6，均高于FDG-SUVmax/ADCmin。
3.不同方法对患者和病灶的检出结果。(1)基于患者(表2)。18F-PSMA-1007 PET/CT、18F-FDG PET/CT、mpMRI对22例前列腺癌患者原发灶的检出率差异无统计学意义(χ2=1.91，P=0.767),对淋巴结、骨转移的检出率差异有统计学意义(χ2值：6.03和6.29，P值：0.049和0.043)。另外,18F-PSMA-1007 PET/CT发现脑转移1例。不同前列腺癌患者同一层面转移灶的3种检查对比图见图1。
(2)基于病灶(表3)。22例患者有淋巴结转移灶291处、骨转移灶31处(有7例全身多发骨转移的患者因骨转移病灶数量过多未纳入计算)。在mpMRI检查视野内，18F-PSMA-1007 PET/CT、18F-FDG PET/CT、mpMRI对淋巴结转移灶的检出率差异有统计学意义(χ2=200.50，P<0.001)，但对骨转移的检出率差异无统计学意义(P=0.321)；在mpMRI检查视野外，18F-PSMA-1007 PET/CT和18F-FDG PET/CT的淋巴结、骨转移灶检出率差异均有统计学意义(χ2值:47.92和21.00,均P<0.001)。
(3)三者对淋巴结和骨转移的诊断效能(表4)。ROC曲线分析结果示，在mpMRI视野内诊断淋巴结转移时，18F-PSMA-1007 PET/CT与18F-FDG PET/CT(z=7.84，P<0.001)、18F-PSMA-1007 PET/CT与mpMRI(z=11.92，P<0.001)、18F-FDG PET/CT与mpMRI(z=3.19，P=0.001) AUC比较差异均有统计学意义；三者诊断骨转移时，18F-PSMA-1007 PET/CT、18F-FDG PET/CT的AUC均高于mpMRI(z值:5.37和2.42，P值：<0.001和0.015)，但这两者比较差异无统计学意义(z=1.64，P=0.101)。在全身视野内，18F-PSMA-1007 PET/CT、18F-FDG PET/CT诊断淋巴结转移与骨转移的AUC差异均有统计学意义(z值：8.53和5.74，均P<0.001)。
(4)三者对患者NM分期的比较。18F-PSMA-1007 PET/CT较mpMRI上调了约36.36%(8/22)的N分期、40.91%(9/22)的M分期；18F-FDG PET/CT较mpMRI上调了22.73%(5/22)的N分期、18.18%(4/22)的M分期；18F-PSMA PET/CT较18F-FDG PET/CT上调了约13.64%(3/22)的N分期、27.27%(6/22)的M分期。
讨 论
在影像学检查中，mpMRI空间分辨力优异，对于探测前列腺癌局部病灶及局部转移具有较高价值，但对于远处转移且具有异质性的病灶诊断效能有限［10］。18F-FDG PET/CT可以探测全身肿瘤病灶分布，但难以鉴别前列腺炎、结核、脓肿等良性病变。新型放射性药物18F-PSMA-1007可特异性诊断前列腺癌，较68Ga-PSMA半衰期更长、图像分辨率更高、膀胱放射性活度更低［11］。与PSMA-11、PSMA-617等药物主要从肾脏排泄不同，PSMA-1007由肝胆通道排泄，对前列腺和输尿管区域以及盆腔转移淋巴结的显示更有优势［5］。基于既往研究，一些mpMRI图像上呈现假阴性的病灶，PSMA PET/CT可探测为阳性，反之亦然，提示这2种检查可能存在优势互补［12-13］。本研究比较了18F-PSMA-1007 PET/CT、18F-FDG PET/CT及mpMRI 3种检查方法在前列腺癌诊断中的价值。
在PET/CT和mpMRI检查中，SUVmax及ADC是重要的半定量参数。典型的前列腺癌病灶在18F-PSMA PET/CT、18F-FDG PET/CT显像中表现为浓聚灶，而在mpMRI检查ADC图上呈现出低信号影。李孝媛等［14］的研究显示，对于相同的前列腺癌病灶，SUVmax与前列腺特异抗原呈正相关，ADC与前列腺特异抗原呈负相关。赵强等［15］的研究显示，PSMA-SUVmax与ISUP分级呈正相关；王淼等［16］的研究显示，ADC与ISUP分级呈负相关。本研究显示，以ISUP≤3和>3分组时，PSMA-SUVmax/ADCmin、PSMA-SUVmax/ADCmean、PSMA-SUVmax、ADCmin组间差异均有统计学意义(z值：-2.65~-2.36，t=3.60，P值：0.002～0.018)，提示上述参数对病理分级具有一定的预测价值。
本研究以ISUP 3级为界，将患者分为高、低级别组，PSMA-SUVmax/ADCmin鉴别诊断高低级别前列腺癌的最佳阈值为22.628×103，灵敏度为15/16、特异性为5/6，较FDG-SUVmax/ADCmin更佳。可能是由于部分早期前列腺癌糖代谢有限，18F-FDG摄取不高所致。
本研究发现，18F-PSMA-1007 PET/CT、18F-FDG PET/CT、mpMRI对前列腺癌原发灶的检出率相似，但对淋巴结转移和骨转移的检出率差异有统计学意义(χ2值：6.03和6.29，P值：0.049和0.043)。在基于病灶的研究中，18F-PSMA-1007 PET/CT对淋巴结转移、骨转移的诊断效能均高于18F-FDG PET/CT和mpMRI(z值：5.37~11.92，均P<0.05)，与既往研究相似［17-18］。在与mpMRI相同视野内，基于患者与病灶分析，PET/CT均较mpMRI发现了更多淋巴结和骨转移病灶。在淋巴结转移及骨转移诊断方面，18F-PSMA-1007较18F-FDG诊断效能更高。总体来讲，18F-PSMA PET/CT、18F-FDG PET/CT、mpMRI对淋巴结转移和骨转移的诊断效能依次递减，ROC曲线分析亦证实了这一点。此外，本研究18F-PSMA-1007 PET/CT检出1例患者有脑转移灶，而18F-FDG PET/CT未发现，这可能是由于18F-FDG在颅内葡萄糖代谢高，颅内病灶容易被掩盖，而18F-PSMA-1007在颅内几乎无生理性摄取，更易于发现颅内病灶［19］。
对前列腺癌患者进行准确分期，有助于临床制定治疗决策、判断预后，而传统mpMRI并不能满足临床对前列腺癌分期的需求。Malaspina等［6］认为，18F-PSMA-1007 PET/CT在分期方面明显优于mpMRI。本研究显示，18F-PSMA-1007 PET/CT在分期方面的优势明显高于18F-FDG PET/CT及mpMRI，较mpMRI上调了约36.36%(8/22)的N分期、40.91%(9/22)的M分期，可能会改变近一半前列腺癌患者的管理策略。
本研究有一定局限性：穿刺获得的病理分级可能与实际分级存在偏倚；对于MRI视野以外的转移灶，只对比了18F-PSMA-1007及18F-FDG PET/CT，后期可纳入MRI类PET显像(MR全身DWI)，对远处淋巴结及骨转移灶进行更详细的分析对比；尽管进行了基于病灶的研究，但病例数仍较小，结论还需更大样本量的研究来验证。总之，18F-PSMA-1007 PET/CT、18F-FDG PET/CT及mpMRI在前列腺癌诊断中均具有一定的价值。PSMA-SUVmax/ADCmin在鉴别诊断高低级别前列腺癌方面是有价值的参数。18F-PSMA-1007 PET/CT较18F-FDG PET/CT、mpMRI能检出更多的转移灶，诊断效能更高，分期更准确。
