以18F-NaF为正电子显像剂的PET/CT功能成像技术在易损斑块早期诊断中的应用基础研究

Vulnerable plaque is the primary cause of acute cardiovascular events. Imaging techniques are generally limited to quantify degrees of calcification from plaques morphology to evaluate the risk of plaque rupture, which is lack of accuracy. Studies demonstrate that the calcification in atherosclerotic plaque exhibits remarkable similarities to the formation of new bone, and therefore we used 18F-NaF PET/CT, a functional imaging technique, to detect atherosclerotic plaques of cardio-cerebral vascular disease patients by targeting osteoblast. The clinical trial showed that before CT is able to measure calcification spots, the 18F-NaF uptake by vulnerable plaques could be detected. Moreover, 18F-NaF PET/CT could distinguish vulnerable plaques from mixed atherosclerotic plaques. Thus, it showed the immense potential in the early diagnosis of vulnerable plaque. On this basis, this project is to build rabbit atherosclerotic model, and in the process continuously tracking osteoblast activity by 18F-NaF PET uptake, inflammation by 18F-FDG PET uptake and blood biochemical examination, calcifications by CT and histological subtypes and cell component of plaques by histological and immunohistochemical staining. By research, discusses the characteristic of 18F-NaF PET/CT imaging, expatiate the mechanism, establish evaluation system, and recognize its significance in the application of early diagnosis of vulnerable plaque.

易损斑块是造成急性心脑血管事件的主要原因，影像学普遍局限于从形态上量化钙化程度来判断斑块易损性，缺乏准确性。近年来研究发现斑块钙化的发生和新骨的形成有相似的机制，因此我们用分子影像学方法使用18F-NaF，以成骨细胞为靶点，用PET/CT功能成像技术无创检测心脑血管患者的动脉粥样硬化斑块，临床试验的结果表明其早在CT能检测到钙化点前就能检测到易损斑块的摄取，并能从混合斑块中区分易损斑，即其对易损斑块早期诊断存在巨大的潜力。本课题拟建立兔动脉粥样硬化模型，并在此过程中用18F-NaF PET摄取评价斑块成骨细胞活性，18F-FDG PET摄取和血液生化检查评价斑块炎症；CT成像评价斑块钙化；以及病理和免疫组化方法分析斑块病理分型和细胞成分。通过上述研究，探讨在动脉粥样硬化动态演变过程中18F-NaF PET/CT的显像特点，阐述作用机制，建立评价体系，明确其在易损斑块早期诊断中的应用价值。

易损斑块是造成急性心脑血管事件的主要原因，影像学普遍局限于从形态上量化钙化程度来判断斑块易损性，缺乏准确性。近年来研究发现斑块钙化的发生和新骨的形成有相似的机制，因此我们用分子影像学方法使用18F-NaF，以成骨细胞为靶点，用 PET/CT技术研究动脉粥样硬化斑块。本项目首先收集了8例计划进行血管剥脱术的病人，在术前对病人进行了18F-NaF PET/CT扫描，分析手术侧颈动脉和非手术侧颈动脉18F-NaF摄取的SUVmax和TRB值，以及CT的HU值。然后将手术切除的斑块进行HE染色，茜素红染色，和免疫组化分析（α-SMA染色，CD68染色）。分析后发现18F-NaF的摄取与钙化（茜素红染色）有显著正相关（P<0.05）；与平滑肌细胞（α-SMA染色）呈负相关（P<0.05）；与血管狭窄程度、HU值和炎症没有明显的相关性（P>0.05）。此项实验证明了18F-NaF可以用来评估血管钙化的情况，但是与炎症没有显著相关性。为了进一步研究斑块钙化和炎症之间的关系，实验使用了19只ApoE大鼠，跟踪大鼠在12周、27周、46周时血清指标（总胆固醇、甘油三酯、高密度胆固醇、低密度胆固醇），并进行18F-FDG和18F-NaF小动物PET/CT扫描。18F-FDG和18F-NaF的摄取并未像预想中先后出现在同一血管上，而是分别出现在不同的血管上。18F-FDG主要在主动脉弓上摄取，而18F-NaF主要在肺主动脉上摄取，解剖后，取主动脉弓、肺主动脉进行HE染色，茜素红染色和CD68染色，肺主动脉的炎性和钙化程度都要高于主动脉弓（P<0.05）。该研究说明血管钙化并不以炎症为前提，而可能是内皮损伤后的免疫反应。本课题的研究不仅证明了18F-NaF PET/CT检测在动脉粥样硬化斑块中的重要作用，并且揭示了血管钙化和炎症的关系，支持了血管钙化可能是内皮损伤后的免疫反应这一观点。