国际医学放射学杂志InternationalJournalofMedicalRadiology2021May鸦44穴3雪:259-263
论著视觉分析18F-Florbetaben在认知功能正常中国人群
脑内的分布特征
常燕关志伟姚树林徐白萱张锦明
【摘要】目的探讨视觉分析β淀粉样蛋白(Aβ)示踪剂氟18-氟比他班(18F-FBB)在认知功能正常中国人群脑内的分布特征及安全性评价。方法前瞻性纳入经确诊的认知功能正常受试者31例,其中男14例,女17例,平
均(65.0±7.69)岁,均进行18F-FBB PET/CT脑部显像。从31例中随机选取6例作为对照[男2例,女4例,平均(66.0±
7.19)岁]于1周后再进行碳11-匹兹堡化合物(11C-PIB)PET/CT脑部显像。视觉定性评估18F-FBB和11C-PIB在脑内
的分布特征,并观察所有受试者注射18F-FBB后的不良事件。结果18F-FBB在脑内正常分布特征为白质明显非特
异性摄取,其余脑区均未见放射性摄取。31例18F-FBB受试者中30例(96.8%)为PET阴性显像,1例(3.2%)PET阳
性显像,示踪剂主要浓聚于眶上额叶及外侧颞叶;6例11C-PIB对照受试者中5例(83%)为PET阴性显像,1例11C-
PIB及18F-FBB PET均为阳性显像;18F-FBB的白质放射性摄取明显高于11C-PIB。注射18F-FBB后受试者中未见明
确与药物相关的严重不良反应。结论在认知功能正常中国人群中18F-FBB的分布特征与11C-PIB相同;18F-FBB
药物使用安全,可用于无创性评估脑内Aβ沉积。
【关键词】氟比他班;认知功能正常;β-淀粉样蛋白;正电子发射体层成像;体层摄影术,X线计算机
中图分类号:R742;R445.6文献标志码:A
. All Rights Rerved.
Visual analysis of the distribution of18F-Florbetaben in the brain of Chine with normal cognitive function CHANG Yan,GUAN Zhiwei,YAO Shulin,XU Baixuan,ZHANG Jinming.Department of Nuclear Medicine,First Medical
Centre,PLA General Hospital,Beijing100853,China.Corresponding author:ZHANG Jinming,E-mail:******************【Abstract】Objective To investigate the distribution of amyloid-βimaging agent18F-Florbetaben(18F-FBB)in the brain of Chine with normal cognitive function,and to evaluate the safety of18F-FBB.Methods Thirty-one subjects with
normal cognitive(14males,17females,with an average age of65.0±7.69years)were prospectively enrolled in this study.
All subjects underwent PET/CT brain imaging after18F-FBB injection.Randomly lected6subjects from the31subjects,
including2males and4females,with an average age of66.0±7.19years,underwent11C-Pittsburgh compound(11C-PIB)
PET/CT brain imaging one week later.Visual qualitative asssment method was ud to analyze the distribution
关于医生的诗句characteristics of18F-FBB and11C-PIB in the brain.Adver events after injection of18F-FBB were monitored.Results The
distribution of the18F-FBB was characterized by obvious non-specific uptake in the white matter,and no radioactive uptake
was en in the remaining brain areas.After18F-FBB injection,30of31(96.8%)had PET negative imaging,and1(3.2%)had
PET positive imaging.The18F-FBB was mainly concentrated in the orbitofrontal cortex and lateral temporal lobe.Among the
宁波石浦6cas injected11C-PIB,5cas(83%)had PET negative imaging,and1ca showed positive in both11C-PIB and18F-FBB
PET imaging.The18F-FBB uptake was significantly higher than11C-PIB uptake in white matter.No clear drug-related幼儿小游戏
adver reaction was obrved after18F-FBB injection.Conclusion The distribution characteristics of18F-FBB in Chine
with normal cognitive function are same as tho of11C-PIB.18F-FBB is safe to u and can be ud for noninvasive
asssment of Aβprotein deposition in brain.
【Keywords】Florbetaben;Normal cognitive function;Amyloid beta;Positron emission tomography;Tomography,X-ray computed
IntJMedRadiol,2021,44(3):259-263
作者单位:解放军总医院第一医学中心核医学科,北京100853
通信作者:张锦明,E-mail:******************
基金项目:国家自然科学基金(11975249);国家重大新药创制项目(2014ZX09507007)
DOI:10.19300/j.2021.L18423
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神经元细胞外β淀粉样蛋白(amyloidβ-protein,Aβ)沉积是阿尔茨海默病(Alzheimer’s dia,AD)最主要的脑内神经病理学特征之一,Aβ对AD的发病起着重要作用;但有研究[1-2]发现在认知功能正常人群脑内也可以出现Aβ沉积。正电子发射体层成像(PET)能够在活体内进行早期特异性神经显像以及无创性可视化定量检测脑内Aβ[3]。碳11-匹兹堡化合物(11C-Pittsburgh compound B,11C-PIB)是最早广泛应用的淀粉样蛋白示踪剂,2004年首次用于AD脑显像研究,11C-PIB能够迅速进入AD病人脑组织与Aβ特异性结合;而正常人脑皮质内无Aβ沉积,11C-PIB进入脑血流后很快地从正常脑组织中清除,从而形成较高的显像对比度;但由于11C的物理半衰期较短,限制了11C-PIB的临床应用[4]。美国食品和药物管理局(FDA)和欧洲药品管理局(EMA)批准了3种氟-18标记的Aβ示踪剂,包括18F-Florbetapir(AV-45)、氟18-氟比他班(FBB;AV-1)和18F-Flutemetamol,其中18F-FBB具有良好的脑部动力学特征,与Aβ具有较高的特异性结合力,而且不与脑组织中的tau蛋白或α-突触核蛋白结合[5]。因此,可以采用18F-FBB作为示踪剂来检测和评估脑内Aβ斑块。国外对Aβ示踪剂18F-FBB 已进行多期、多次临床试验研究[6-8],而目前国内尚未见有关18F-FBB显像研究的相关报道,尤其是与常用Aβ斑块示踪剂(11C-PIB)的对照研究,因此本研究探讨Aβ示踪剂18F-FBB在认知功能正常中国人群脑内的分布特征及安全性,以评估其在中国人群的适用性。
1资料与方法
1.1研究对象前瞻性纳入2019年1—10月间在解放军总医院第一医学中心诊断为认知功能正常受试者31
例,其中男14例,女17例,年龄55~85岁,平均(65.0±7.69)岁。其简易精神状态检查量表(mini mental state examination,MMSE)评分为(29.1±0.76)分,受教育程度均为初中毕业及以上。全部受试者均行18F-FBB PET/CT脑部显像。从中随机选取6例作为对照[男2例,女4例,年龄57~76岁,平均(66.0±7.19)岁],于1周后再进行11C-PIB PET/CT脑部显像。纳入标准:①愿意配合神经心理检查;②临床痴呆量表(clinical dementia rating,CDR)评分为0分;③认知功能正常,MMSE评分>27分。排除标准:①对实验药物或其任何成分过敏和/或对药物或过敏原有严重过敏反应史;②服用过影响认知功能药
物者;③有酒精或药物滥用/依赖史;④有影响认知功能的神经系统疾病、严重的内科疾病及脑部外伤史。本研究经医院伦理审查委员会批准(S2018-166-01),PET/CT检查前受试者或家属签署知情同意书。
1.2设备与方法采用北京瑞达福明科技有限公司提供的11C-PIB药物前体及北京先通国际医药科技股份有限公司提供(为德国ABX公司生产)的18F-FBB药物前体,依据文献[9]中合成示踪剂的方法由本科室自行合成11C-PIB及18F-FBB。其中,18F-FBB合成时先用18F-淋洗液将18F-离子淋洗至国产氟多功能自动化模块反应瓶中,经除水-亲核-水解-中和反应后,放入高效液相色谱仪(HPLC)半制备柱分离,收集产品峰,整个过程大约需要36min,放射化学纯度>95%,平均比活度为337.5GBq/μmol (222~453GBq/μmol)。18F-FBB以3.7~5.5MBq/kg 体质量经肘静脉注射,于90min、110min行
PET/CT扫描。11C-PIB以3.7~7.4MBq/kg体质量经肘静脉注射,于40min、55min行PET/CT扫描。采用德国Siemens Biograph Truepoint64PET/CT设备进行扫描,取仰卧位,扫描范围自颅顶至颅底,定位线平行于颅脑听眦线。先行CT扫描,扫描参数:管电压120kV,管电流110mA,层厚5mm,层间距5mm,FOV50cm×50cm,螺距0.65,旋转时间0.5s/r;然后采集PET图像,扫描参数:3D模式采集15min,采用TrueX重建,矩阵336×336,FOV21.6cm×21.6cm,15min/床位,共采集1个床位,层厚5mm。采用迭代算法重建图像,获得冠状面、横断面及矢状面CT、PET及PET/CT融合图像,将所有数据传至MedEx工作站进行处理。
1.3影像分析及显像标准由核医学科2名主治医师分别独立分析18F-FBB及11C-PIB PET影像,意见不一致时由第3位副主任医师判读作为最终结果。视觉定性评估18F-FBB及11C-PIB2种示踪剂的分布特征,观察分布脑区、脑内灰质是否有明确的放射性摄取,根据PET伪彩图中色带的不同颜色区分放射性摄取的高低,并依据显像标准确定PET 显像呈阳性或阴性,从而反映脑内是否有Aβ沉积。18F-FBB PET影像观察分析双侧的外侧颞叶、额叶、后扣带回/楔前叶和顶叶[10],11C-PIB PET影像观察分析双侧额叶、顶叶、枕叶、颞叶、皮质下结构及小脑半球皮质等脑区。阴性显像标准:18F-FBB PET影像中上述观察脑区的灰质内示踪剂摄取均低于相邻
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图1受试者女,65岁。18F-FBB 及11C-PIB PET 正常(阴性)影像。A 、高考满分作文
C 、E 图和B 、
D 、F 图分别为18F-FBB 和11C-PIB 的横断面、冠状面、矢状面影像。
沿途的风景
18
F-FBB 和11C-PIB PET 影像显示白质明显非特异性摄取,其余皮质各叶均未见放射性摄取。图中色带红色代表放射性摄取最高,紫色代表放射性摄取最低,由红色、橙色、黄色、绿色、蓝色至紫色,放射性摄取依次降低(图2同)。
图2受试者男,70岁。18F-FBB 及11C-PIB PET 异常(阳性)影像。
A 、C 、E 图和
B 、D 、F 图分别为18F-FBB 和11C-PIB 的横断面、冠状面、矢状面影像。
18
F-FBB 及11C-PIB PET 影像均显示眶上额叶及外侧颞叶见放射性摄取。18F-FBB 的白质放射性摄取明显高于11C-PIB 。
白质,灰质与脑白质分界清晰;11
C-PIB PET 影像上大脑皮质及皮质下结构、小脑均未见放射性摄取,
仅在脑白质见少量放射性摄取。阳性显像标准:18
F-FBB 及11C-PIB 相应观察脑区存在放射性摄取,且
较白质为著。1.4不良事件
观察并记录所有受试者注射18F-
FBB 后出现的不良事件,包括自觉症状和体征,以及症状的发生时间、严重程度、治疗措施、转归、结束时间等。本研究采用通用不良事件术语标准
(CTCAE ,5.0版)
[11]
对不良事件的严重程度进行分级:
1级为轻度,无症状或症状轻微,仅为临床或诊断所见,无需治疗;2级为中度,需要较小、局部或无创性的治疗,与年龄相当的工具性日常生活活动受
限;
3级为严重或具有重要医学意义而不会立即危及生命,导致住院或者延长住院时间,致残,日常生
活活动受限:
4级为危及生命,需要紧急治疗;5级为与不良事件相关的死亡。
2结果
2.1
2种放射性示踪剂的正常分布特征18F-FBB
扫描初期(注射后90min )
PET 影像显示大脑皮质区域清晰,左右对称;皮质下各神经核团清晰对称,放射性摄取较皮质高;双侧小脑对称显影;白质显影。扫描后期(注射后110min ),当18F-FBB 结合达到明显稳定状态时,小脑皮质放射性摄取在所有受试者中未见显著差异,大脑皮质及皮质下核团、小脑的放射性摄取均已基本清除,脑结构分辨不清;双侧腮腺腺体可见18F-FBB 浓聚,头皮及颅骨显像。
11
C-PIB 扫描初期(注射后40min )PET 影像显示大脑皮质及两侧海马区域显影清晰;皮质下各神经核团结构完整、清晰对称,放射性摄取较皮质及海马
区高;双侧小脑对称显影;白质显像欠清晰。扫描后期(注射后55min )后皮质及皮质下神经核团、脑桥和小脑放射性摄取均已基本清除,脑结构分辨不清。详见图1。
2.22种放射性示踪剂PET 显像结果30例
(30/31例,96.8%)
受试者18F-FBB PET/CT 呈阴性显像,1例(3.2%)呈阳性显像,示踪剂18F-FBB 主要浓聚
于眶上额叶及外侧颞叶。5例(5/6例,83.3%)受试者
11
C-PIB PET/CT 呈阴性显像,1例(16.7%)呈阳性显像。2种检查呈阳性显像者为同一受试者。18F-FBB 的白质放射性摄取明显高于11C-PIB (图2)。
2.3不良事件31例受试者中有10例
(32.3%)出现至少一种不良事件。包括:①血常规检查:
轻度贫261
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血1例,轻度炎性细胞升高3例,轻度血小板异常1例。②尿常规检查:红细胞阳性2例,白细胞阳性1例,尿蛋白阳性5例。③血生化检查:肌酸激酶升高1例,总胆固醇升高1例,三酰甘油升高2例,低密度脂蛋白胆固醇升高2例。此外,有5例受试者出现非药物相关不良反应(收缩压轻度升高2例,窦性心动过缓1例,窦性心动过缓、左心室高电压1例,房颤1例),严重程度均为轻度(1级),未采取任何治疗措施。无因不良事件导致暂停试验或退出试验,无死亡事件。
3讨论
18F-FBB是一种新型的Aβ显像剂,2014年经美国FDA认证上市,对沉积的Aβ斑块有很高的特异性亲和力。采用放射自显影法并经免疫组化染色和Bielschowsky染色技术验证,表明18F-FBB与脑内的Aβ斑块具有较高的结合能力;其不与脑组织中的tau蛋白或α突触核蛋白结合,但与Aβ特异性结合,可在活体内直接反映脑内淀粉样蛋白沉积的部位,能无创性地观察脑内Aβ沉积的变化,从而做出定性判断[5]。11C-PIB是较早应用于Aβ斑块PET/CT成像的放射性示踪剂,典型AD病人11C-PIB沉积于额前叶、内侧顶叶、外侧顶叶、部分外侧颞叶,而丘脑、初级视觉皮质、感觉/运动区域、小脑无放射性分布[12-13]。
3.118F-FBB和11C-PIB的正常分布特征18F-FBB 脑内分布特征为注射药物后通过血脑屏障,与白质的非特异性结合度较高,于注射药物后110min皮质放射性已基本清除。注射11C-PIB后40min大脑皮质
及双侧海马区域显影清晰,而白质显像欠清晰,55min后被清除。在认知功能正常的受试者中,2种示踪剂洗脱表明大脑皮质中无淀粉样蛋白物质沉积,示踪剂注射后即可进入大脑呈血流相,由于不存在淀粉样蛋白的特异性结合位点,2种示踪剂可以被清除出大脑内结构。18F-FBB是目前最理想的正电子显像核素之一,相比11C-PIB具有以下优势:①具有合适的半衰期(110min)[14],克服了11C-PIB半衰期短(20.4min)的劣势[4],便于药物制备,有利于开展淀粉样蛋白显像剂的PET研究;②具有适中的能量;③与Aβ具有很高的蛋白亲和力[15],可以通过淀粉样蛋白在脑内的沉积评价病情的严重程度。此外,本研究中部分受试者双侧腮腺腺体可见示踪剂18F-FBB浓聚,考虑为18F-FBB非特异性摄取;头皮及颅骨显像,笔者推测可能与体内分解氟
离子有关,国外既往相关研究尚未见报道。
3.218F-FBB和11C-PIB的PET显像结果在18F-FBB 定性影像分析中,31例受试者中有30例(96.8%)为PET阴性显像。一项对白种人进行的18F-FBBⅡ期临床试验结果显示,68名健康受试者中有62名(91.2%)为PET阴性显像;采用18F-FBB的全球Ⅲ期临床试验研究[16]显示,27例脑部组织病理性检测无Aβ沉积的受试者中有24例(88.9%)为PET阴性显像。本研究结果与上述研究结果相似,表明对于认知功能正常的不同人种,18F-FBB对脑内部Aβ沉积的示踪效果一致。本研究在使用11C-PIB的对照研究中,6例受试者中5例为PET阴性显像,而且与11C-PIB相比,18F-FBB在脑白质区域有较高的非特异性摄取,这使得核医学科医生阅片时具有一定困难,但目前国际上已经规范了18F-FBB影像评
阅方法[10],在一定程度上提高了诊断的准确性。
本研究31例受试者中有1例(3.2%)表现为2种示踪剂PET影像均呈阳性显像,示踪剂主要浓聚于眶上额叶及外侧颞叶。这例受试者为75岁男性,无痴呆家族病史,无认知功能障碍病史,无主、客观记忆减退,这也证实了淀粉样蛋白沉积确实存在于认知功能正常的人群中,但本研究中这例出现的比例(3.2%)明显低于既往国外的研究结果(16%~ 30%)[7,17],可能与本研究执行较为严格的纳入及排除标准有关。
3.3不良事件本研究中不良事件的严重程度均为轻度(1级),在研究期间均未采取任何治疗措施。这些使用18F-FBB的安全性结果与国外临床试验的研究[6]结果基本一致,注射18F-FBB的受试者中观察到的最常见的药物不良反应为注射部位水肿、刺激、疼痛;所有不良反应均为轻至中度,且持续时间短,未出现与本品给药直接相关的严重不良事件。一项国外Ⅱ期临床试验研究[5]报道了29例因注射18F-FBB药物进行PET成像引起的不良事件(14例受试者认知功能正常),结果显示最常见的不良反应是与给药途径有关的注射部位及首次注射失败而改变部位引起的疼痛;疲劳、热感、血压升高、血肿和双手颤抖5个不良事件均与示踪剂有关。在本研究中2例受试者出现收缩压轻度升高,于扫描完成半小时后血压恢复正常。本研究的安全性数据进一步验证了18F-FBB是一种安全和耐受性良好的放射性示踪剂。
美国传统节日综上所述,本研究结果表明在认知功能正常的
262穴位注射
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中国人群中,18F-FBB的分布特征为白质显著非特异性摄取。在受试者中注射18F-FBB未见明确与药物相关的严重不良反应,提示18F-FBB是一种安全性良好的药物,可以无创性地评估脑内Aβ的沉积,有重要临床应用价值。但是,本研究尚存在一定局限性,分析方法仅采用视觉分析法,未能采用自动脑区分割后获得以小脑为参考区的标准化摄取值比率,后续将对数据进行深入分析或加大样本量获得更多的数据进行研究。
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