成纤维细胞激活蛋白抑制剂PET/CT在结直肠癌根治术后复发及转移中的应用进展
发布时间:2026-04-20   |   来源:国际医学放射学杂志
关键词: 结直肠癌 正电子发射体层成像 影像科

作者:张斯强,叶芊芃,李光明,广州医科大学附属清远医院(清远市人民医院)影像中心

 

结直肠癌(colorectal cancer,CRC)是一种常见的恶性肿瘤。近20 年来,其在西方发达国家中的发病率明显下降,但在我国却有升高趋势。目前CRC的主要治疗方式是根治性手术和术后化疗。有研究显示,CRC 所有阶段的5 年累积生存率为69.9%,Ⅰ-Ⅱ期为85.2%~88.4%。Kobayashi 等对5 230 例CRC 术后随访发现,有17.3%的手术病人出现复发,大多数病例在根治性手术后3 年内复发,因此早期识别复发和转移是提高CRC 病人生存率的关键。复发性病变的监测手段通常包括血清肿瘤标志物水平测量、超声、CT、MRI 和正电子发射体层成像(PET)/CT。

 

目前临床上PET/CT 检查中较为常用的显像剂是氟18 - 氟脱氧葡萄糖(18F -flurodeoxyglucose,18F-FDG),但对于过小病灶及部分非18F-FDG 亲和性肿瘤的诊断仍存在不足。成纤维细胞活化蛋白抑制剂(fibroblast activation protein inhibitor,FAPI) 作为新兴的核素显像剂,在肿瘤成像方面具有较高价值。本文就实验室检查、传统影像诊断、FDG 与FAPI 用于CRC 根治术后随访中的优势与局限性进行综述,以提高对FAPIPET/CT 的认识。

 

1. 肿瘤标志物

 

临床上较为常用的肿瘤标志物包括癌胚抗原(CEA)、糖类抗原19-9(carbohydrate antigen 19-9,CA19-9)等,CEA 在CRC 术后随访中的应用最为普遍,也是被纳入CRC 术后随访指南/诊疗规范中的指标。CRC 根治术后或辅助放化疗后,CEA 及CA-199 升高提示肿瘤复发、转移,且升高的水平与肿瘤复发进展的程度密切相关。

 

有研究显示CEA 水平升高诊断CRC 术后复发的敏感度为50%~90%,特异度为80%~90%。Shen 等对484 例CRC 根治术后病人进行随访,将术前CEA 作为基线,>5.0 ng/mL为基线升高组,<5.0 ng/mL 作为基线正常组,结果发现99 例基线CEA 升高的病人CEA 检测对于复发的敏感度为62.6%,其余基线CEA 正常病人敏感度为41.3%;该研究还发现,CRC 在CEA 生物标志物的表达方面存在异质性,约70%的CRC 缺乏或没有CEA 分泌的细胞系,因此仅将CEA 标志物作为监测CRC 根治术后复发的依据是不足的。

 

Wang 等报道CA-199 与肿瘤诱导的血小板聚集有关,能够提示肿瘤的复发与转移,其诊断敏感度为34%~40%。另外临床上也在寻找更多有效的实验室指标,如血浆mSEPT9、血清suPAR 等,联合CEA 或CA-199 提高监测肿瘤复发的敏感度。

 

2. FDG 与FAPI

 

18F-FDG PET/CT 是目前临床上最常用的分子影像检查方法,已广泛用于CRC 根治术后的复发监测。对于疑似肿瘤复发的病灶,18F-FDG PET/CT 的诊断效能较CT 提高56%,较CT 联合超声提高20%。研究显示,18F-FDG PET/CT 检测CRC 复发的敏感度为89%~95%,特异度为83%~92%。然而,18F-FDG PET/CT 存在一定的局限性,包括特异度降低和对转移性病变的检查有限,特别是肝脏的病变。

 

18F-FDG PET/CT 假阴性的原因主要是病灶过小和生理性摄取的掩盖,以及部分非18F-FDG 亲和性肿瘤。非18F-FDG 亲和性肿瘤,包括印戒细胞癌和黏液腺癌等,这些病理类型的复发病灶及转移灶检出效果不佳。FAPI 作为新兴的核素显像剂,一定程度弥补了18F-FDG 的不足。成纤维细胞活化蛋白(fibroblast activationprotein,FAP)是一种来自二肽基肽酶Ⅳ 蛋白家族的Ⅱ型膜结合糖蛋白,在多种上皮癌的相关成纤维细胞中高度表达。

 

研究表明,FAP 作为上皮癌的相关成纤维细胞的一种标志物,能促进肿瘤细胞增殖、迁移和侵袭,诱导肿瘤新生血管生成,是肿瘤生长和进展中不可或缺的因素,但在正常组织中很少表达,对于多种类型恶性肿瘤的检查具有较高价值。Kalluri 等发现结直肠肿瘤组织中FAP 表达显著增加。68Ga-FAPI PET/CT 在肝脏及胃或肠黏膜都不会表现出生理性摄取,可以更好地观察胃肠道系统癌症的原发灶和腹膜转移。

 

3. FAPI 在CRC 根治术后复发检查中的优势

 

3.1 吻合口复发

 

在CRC 根治性手术后,最常见的局部复发部位是吻合口。传统的影像学检查(如CT 和MRI)主要通过观察吻合口局部不均匀增厚、明显强化、管壁硬化、管腔狭窄以及周围脂肪间隙模糊等征象来监测复发,但这些表现常常因为手术后解剖结构的改变而增加了诊断的难度。18FFDG能够替代葡萄糖而被摄取,从而反映病变功能代谢情况,结合CT 显示解剖结构的能力,两者的有机融合,加大鉴别肿瘤复发的能力。然而,18F-FDGPET/CT 作为一种功能影像学检查方法,其成像结果可能受炎症和生理性摄取的影响产生假阳性,从而影响诊断的准确度。

 

68Ga-FAPI 是一种新型的放射性药物,其摄取不受糖代谢的影响,也不会受到肠道生理性摄取的干扰,因此能够更好地弥补18FFDG的不足。Liu 等在68Ga-FAPI PET/CT 和18FFDGPET/CT 检测到17 例阳性病人中经病理确诊6例为复发,68Ga-FAPI PET/CT 和18F-FDG PET/CT 的真阳性率分别是100%(6/6)和67%(4/6),真阴性率分别是36%(4/11)和9%(1/11)。

 

Pang 等在检测到复发的16 例病人中,68Ga-FAPI PET/CT 和18F-FDGPET/CT 的真阳性率分别为100%(16/16)和44%(7/16);另外发现68Ga-FAPI 和18F-FDG 在新诊断和复发的CRC 病人中对原发病灶的检查相似,但68Ga-FAPI 的最大标准化摄取值(SUVmax)明显更高(FDG中位SUVmax:7.9,FAPI:15.9)。

 

18F-FDG PET/CT 的假阳性主要是生理性摄取及炎性组织。Komek 等在11 例直肠肿瘤病人中观察到肛管肿瘤远端区域具有高18F-FDG 摄取,但表现出非常低的68Ga-FAPI摄取,经结肠镜检查痔疮组织;生理性肠道18FFDG摄取,在结肠环处摄取尤为明显,在68Ga-FAPI显像中则呈极低摄取。18F-FDG PET/CT 的假阴性主要是非18F-FDG 亲和性肿瘤。

 

Selcuk 等研究发现结直肠黏液腺癌对18F-FDG 呈低摄取,而对68Ga-FAPI 呈高摄取,68Ga-FAPI 和18F-FDG 对病灶的敏感度分别为100%和30.2%。68Ga-FAPI 的摄取不受糖代谢的影响,能够更好地鉴别炎性增生,对于非18F-FDG 亲和性肿瘤是一种很好的补充检查。

 

3.2 淋巴结转移

 

FAPI PET/CT 能发现更小以及更多的淋巴结转移病灶。淋巴结转移是结肠癌最常见的转移方式,CT 和MRI 主要是通过观察淋巴结的形态、大小来判断淋巴结受累情况,通常认定长径>1 cm 的淋巴结为阳性转移灶,≤1 cm 为阴性。也有研究将18F-FDG PET/CT 上显示的长径>1 cm和/或SUVmax>2.25 的淋巴结认定为阳性转移灶,诊断最佳阈值为2.25(受试者操作特征曲线下面积为0.748)。

 

相比传统影像学,18F-FDG PET/CT 能够更好地鉴别目标淋巴结是反应性增生还是转移灶,但两者都容易忽略一些已有转移的小淋巴结。FAPI避免了由器官组织糖代谢引起的摄取干扰,从而提供了一种更为清晰的背景对比,这种优化的对比度显著提高了肿瘤背景比(target to background ratio,TBR)和SUVmax,进而提升了对1 cm 以下淋巴结的检测能力。

 

Chen 等对转移性淋巴结的评估发现,68Ga-FAPI 较18F-FDG 有更高的诊断效能,两者敏感度、特异度、阳性预测值(PPV)、阴性预测值(NPV)和准确度依次为97.59%∶4.72%、66.67%∶33.33% 、99.73% ∶99.37% 、18.18% ∶1.72% 、97.34% ∶84.31%。Pang 等研究发现68Ga-FAPI 检查转移性淋巴结的敏感度高于18F-FDG[100%(92/92)和34%(31/92)],且68Ga-FAPI 的SUVmax 高于18F-FDG(8.3±3.8 和6.5±3.6)。

 

Selcuk 等研究发现68Ga-FAPI 对结直肠黏液癌淋巴结转移的检出率明显优于18FFDG(92%和30%),且68Ga-FAPI 摄取明显高于18FFDG。但也有研究发现,在对具有脂肪组织背景的淋巴结转移检查中,68Ga-FAPI 的TBR(17.4) 低于18F-FDG PET/CT(24.8)。

 

3.3 远处转移

 

FAPI 能获得更高的TBR,从而更容易发现复发病灶。肝脏、肺、腹膜以及骨骼是CRC远处转移的常见靶器官。Chen 等发现68Ga-FAPIPET/CT 对多种原发性及转移性病灶的诊断效能(尤其是肝转移、腹膜转移和大脑转移) 优于18F-FDGPET/CT。

 

Pang 等研究发现,与18F-FDG PET/CT 相比,68Ga-FAPI PET/CT 能够显示出更多的转移性病灶,尤其是腹膜、肝脏和骨骼转移,对其进行半定量分析发现,在大部分阳性病灶中68Ga-FAPI 组的SUVmax 高于18F-FDG 组(SUVmax 值分别为骨转移:4.3 和2.2;肝转移:9.7 和5.2;腹膜转移:8.4 和3.6;肺转移:4.4 和1.9)。Liu 等研究显示,68Ga-FAPIPET/CT 较18F-FDG PET/CT 发现更多的转移性病灶,且遗漏更少,但并无证据表明68Ga-FAPI PET/CT的SUVmax 高于18F-FDG PET/CT (9.1±5.1 和9.8±5.0)。

 

Komek 等研究发现,46 个肝脏转移灶在18FFDGPET/CT 上的SUVmax 和TBR 值均显著高于68Ga -FAPI PET/CT;26 个骨转移灶的68Ga -FAPIPET/CT 诊断敏感度为100%,18F-FDG PET/CT 为92%,并且26 个骨转移灶的68Ga-FAPI PET/CT 的SUVmax 和TBR 值明显高于18F-FDG PET/CT;18 个腹膜转移灶的68Ga-FAPI PET/CT 的诊断敏感度、特异度、准确度均为100%,而18F-FDG PET/CT 敏感度为55%,并且18 个腹膜转移灶的68Ga-FAPI PET/CT 的SUVmax 和TBR 值明显高于18F-FDG PET/CT;两者对肺转移灶的诊断效能相当。

 

FAPI PET/CT 能减少器官功能代谢的影响而获得更高的TBR,故比18F-FDG 更容易发现复发病灶。FAPI PET/CT 相比传统CT 及18F-FDG PET/CT在发现腹膜转移病灶方面有较大优势,特别是微小的结节型病灶。CT 对直径<1 cm 的病灶诊断敏感度为50%,对直径<0.5 cm 的病灶诊断敏感度仅为11%。

 

18F-FDG PET/CT 难以判断直径<1.0 cm 的病灶,而直径<0.5 cm 的微小病灶则较难检出。由于结节型腹膜转移癌的病灶小、代谢较低,故传统影像难以发现,在FDG PET/CT 上多呈假阴性。18FFDG在肠道内具有生理性摄取,且具有较高SUV,使得该区域的病灶难以清晰显示,而68Ga-FAPI 没有生理性肠道摄取,因此,即使腹腔内非常小的转移性病灶也可被显示。

 

Calais 等研究发现,68Ga-FAPIPET/CT 对结节型腹膜癌的诊断敏感度优于18FFDGPET/CT,特别对于非常小的腹膜结节(82.74%和39.52%)。该研究认为大小超过1 mm 的肿瘤病灶,其周围的支持性基质体积可以大于肿瘤体积,因此FAPI 在检测结节型病灶方面比18F-FDG 更加敏感,可以显示具有足够FAP 表达基质的小腹膜病变。Zhao 等研究显示68Ga-DOTA-FAPI-04 PET/CT 检测结节型腹膜转移癌病灶的敏感度明显高于18F-FDG PET/CT(92.74%和39.52%)。Prashanth 等在28 个腹膜转移病灶中,FAPI PET/CT 检出率为96%,FDG PET/CT 的检出率为66%。

 

综上,与18F-FDGPET/CT 相比,68Ga-FAPI PET/CT 对腹膜转移诊断具有较高的敏感度,且不受糖代谢的影响,在预测病人预后及指导放化疗方面有极大的优势。

 

4. FAPI PET/CT 的局限性

 

尽管FAPI 在恶性肿瘤显像中有较大优势,但其也会在炎症、瘢痕修复、多种良性病变及部分正常组织中有摄取,从而影响了诊断准确度。正常组织包括胆道、子宫、泌尿道、部分腺体及肠道,以及一些炎症、纤维化组织中活化的成纤维细胞也可出现FAP 高表达,同时间质纤维化对腹膜转移的诊断也有极大的影响,如腹膜长期的炎症反应所引起的腹膜纤维化会出现极高的68Ga-FAPI 摄取。

 

王艺蓉等对胃肠道重建吻合口18F-FDG 和68Ga-FAPI的研究显示,18F-FDG 摄取在术后半年内能够逐渐降至较低水平后将趋向稳定,而68Ga-FAPI 摄取则在术后1.5 年内仍处于相对较高水平,因此1.5 年内其纤维细胞修复的反应同样会给其阳性的判断造成影响。所以针对于不同的术后阶段选择合适的显像剂尤为重要。

 

综上所述,68Ga-FAPI 避免了由器官组织糖代谢引起的摄取干扰,能够获得更高的TBR,更容易发现复发病灶,对于非FDG 亲和型肿瘤、腹膜转移以及小病灶的检出有极大的优势,是18F-FDG 的一个很好的补充,两者的结合可使PET/CT 的随访方案更加完善,能够更早、更灵敏、更准确地发现CRC术后复发或转移。

 

来源:张斯强,叶芊芃,李光明.成纤维细胞激活蛋白抑制剂PET/CT在结直肠癌根治术后复发及转移中的应用进展[J].国际医学放射学杂志,2025,48(02):218-222.DOI:10.19300/j.2025.Z21830.


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