神经胶质瘤是成人中最常见的原发性脑肿瘤。低度胶质瘤患者的5年总生存率约为85％，而胶质母细胞瘤的患者的5年总生存率不到5％。缺氧是神经胶质瘤中的常见现象，也是最重要的生物学特征之一，归因于肿瘤血管生成不足，营养物质的快速消耗和异常生长。通常使用活检或开放性切除术获得的组织样本来测量神经胶质瘤的肿瘤缺氧，由于其侵入性，不能重复进行。因此，重要的是建立一种准确识别胶质瘤患者肿瘤缺氧及其与恶性进展关系的非侵入性方法。最近，与缺氧示踪剂集成的正电子发射断层扫描可以作为一种无创技术，通过个体化和定量检测肿瘤缺氧。在所有缺氧示踪物，限于PET/CT剂已被报道用于胶质瘤患者。最常见的是氟米索硝唑。18F-FMISO的缺点，包括其亲脂性和低目标背景比，限制其临床应用。开发使用1-甲基-2-硝基咪唑试剂进行PET成像，以检测8例神经胶质瘤患者缺氧的情况。仅在一例病例报告中，氟阿霉素阿糖苷仅用于检测高级别胶质瘤中的缺氧，还需要进一步证实RP170和FAZA在脑肿瘤缺氧临床检测中的潜在用途。
　　 Fluoroerythronitroimidazole是硝基咪唑的衍生物，是更亲水的导致较低的和更有利的背景信号比FMISO。出国看病网先前发布的数据表明18F标记的FETNIMPET/CT是在临床环境中检测肿瘤缺氧一种大有希望的方法。更重要的是，一项临床前生物分布研究表明，小脑中18F-FETNIM的水平远低于其他器官。基于这些发现，假设18F-FETNIMPET/CT可用于评估神经胶质瘤患者的缺氧情况，并提供有关生物学肿瘤特征的更多信息。这项研究的目的是确定通过PET/CT分析得出的18F-FETNIM摄取是否可以检测肿瘤缺氧以及18F-FETNIM摄取与恶性进展的相关性，包括肿瘤分级，OS和与之相关的免疫组化特征胶质瘤患者的缺氧，增殖，血管生成和侵袭。
　　 在2011年8月至2015年10月之间，纳入可以安全地尝试最大切除的神经胶质瘤患者。在进行任何治疗之前，所有患者均接受标准的术前评估，包括脑部对比增强磁共振成像。MRI扫描使用3.0TMR扫描仪进行。扫描协议参数如下：轴向T1加权成像和轴向T2加权成像。既往有恶性疾病史的患者，手术禁忌，妊娠除外。手术后最终的组织学特征证实了诊断。所有肿瘤均根据2007年世界卫生组织对中枢神经系统肿瘤的分类进行分级。出国看病网研究得到肿瘤医院研究所的机构审查委员会和放射性物质管理咨询委员会的批准。研究伦理委员会批准该研究后，患者获得了书面知情同意。所有患者无需禁食，均在手术前1至3天进行18F-FETNIMPET/CT扫描。使用市售的合成仪制备示踪剂。18F-FETNIM的放射化学纯度超过99％，比放射性超过300GBq/umol。患者静脉注射3.70MBq/kg18F-FETNIM，然后休息约120分钟。准确匹配的区域18F-FETNIM摄取和用于免疫组织化学染色的组织标本，眼眶线垂直于扫描台。用集成的PET/CT设备进行头部扫描。以140kV的电压，80mA的电流和6的节距执行未增强的CT扫描。在CT扫描之后，立即执行PET发射扫描。PET的采集时间为每个床位4分钟。PET数据集和CT数据使用有序子集期望最大化算法和分段衰减校正进行迭代地重建。将经过衰减校正的PET图像，CT图像以及融合的PET/CT图像转移到Xeleris工作站进行图像分析。
　　 两名经验丰富的核医学医师对轴向，冠状和矢状面衰减校正图像进行定性分析。使用半定量测量将18F-FETNIM摄取作为连续变量进行检查。将感兴趣区域放置在图像的每个切片中的整个肿瘤，正常组织和心室上。用自动化系统测定的最大面积为3×3像素，以表示肿瘤中放射性的最高浓度。如下确定标准摄取值：活性浓度/。测量了肿瘤中的最大SUV。因为肿瘤对于示踪剂摄取是异质的，所以用于生物标志物的组织标本如下精确地与18F-FETNIM摄取区相匹配。首先在肿瘤切除之前，在PET/CT图像上确定摄取18F-FETNIM。其次，进行最大安全切除，后在肿瘤标本上标出OML平面和颅侧与尾侧之间的结扎。第三，OML的平面从颅侧到尾侧垂直于工作台，并且以大约4.5毫米的间隔连续切割标本，以确保每个标本切片都与PET/CT切片匹配。第四，根据区域选择组织标本进行免疫组织化学染色18F-FETNIM吸收。所有切片均用10％福尔马林固定，然后包埋在石蜡中。从这些切片中制成完整的石蜡切片，连续切成3–5um切片，并用苏木精和曙红染色。然后，常规地对载玻片进行HE和免疫组织化学染色。
　　 缺氧，血管生成，增殖和侵袭有关的免疫组织化学标记物，例如缺氧诱导因子-1-a，Ki-67，血管内皮生长因子和基质金属蛋白酶9在神经胶质瘤样本中进行评估。免疫组织化学染色如前所述。简而言之，将切片脱蜡并加热至100°C5分钟，以在乙二胺四乙酸缓冲液中进行抗原修复。冷却后，通过将载玻片与3％过氧化氢在室温下孵育5分钟来进行内源性过氧化物酶淬灭。然后，将玻片与以下一级抗体孵育1小时：抗HIF-1a的小鼠单克隆抗体，抗Ki-67的抗体，抗VEGF单克隆抗体和抗MMP-9的抗体。将EnVisionTM+抗兔HRP标记的聚合物用作二抗，并孵育30分钟。然后将3,3'-二氨基联苯胺四盐酸盐在室温下显色5分钟，然后将切片用苏木精复染。HIF-1a，Ki-67，VEGF和MMP-9呈阳性的组织标本用作阳性对照。每个染色均包括不含一抗的阴性对照玻片。分析了五个视野以确定HIF-1a和Ki-67染色核的范围。对于HIF-1a和Ki-67，计算了具有正核的细胞的百分比。对于VEGF和MMP-9，计数在膜中或局部细胞质染色中具有阳性染色的细胞的百分比。
　　 患者的治疗是根据国家综合癌症网络中枢神经系统癌症指南1.2011版设计的，并由术后的主治放射线和肿瘤内科医生进行。治疗决策未考虑18F-FETNIMPET/CT结果。患有高危LGG和HGG的患者接受术后同时放化疗，以2.0Gy的分数递送54Gy的高危LGG和60Gy的HGG，同时口服替莫唑胺，然后使用佐剂TMZ的6个周期。治疗后，头5年每3-6个月评估一次患者，此后每6-12个月评估一次患者。OS被定义为从研究入组之日起至因任何原因死亡之日或活患者最后一次随访之日的时间间隔。使用SPSS22.0版统计软件进行统计分析。使用T检验比较LGG和HGG之间的SUVmax和免疫组化变量。使用非参数Spearman等级检验分析18F-FETNIM摄取与免疫组织化学变量之间的相关性。使用Kaplan-Meier方法计算OS，并通过对数秩检验分析两组之间的生存曲线差异。使用Cox比例风险回归模型进行了多变量分析，以确定影响OS的预后因素。所有测试均为两尾测试，P<0.05被认为具有统计学意义。
　　 总共分析25例患者。组织学分析显示8例高危II级神经胶质瘤，7例III级神经胶质瘤和10例IV级神经胶质瘤。对于所有肿瘤，SUVmax在0.69至2.7之间，中位数为1.68。II，III和IV级神经胶质瘤的SUVmax分别为1.08±0.27、1.70±0.15和2.1±0.33。Ⅳ级神经胶质瘤的SUVmax明显高于Ⅲ级或Ⅱ级神经胶质瘤。III级和II级神经胶质瘤之间的SUVmax差异显着。发现SUVmax与神经胶质瘤等级之间存在相关性。IV级神经胶质瘤中18F-FETNIM的摄取远高于其他脑组织。III级神经胶质瘤的18F-FETNIM摄取与其他脑组织相似。HIF-1a和Ki-67阳性表达被认为是细胞核中的棕色染色。大多数III和IV级神经胶质瘤显示中度至强表达，而LGGs中的表达较弱。观察到阳性VEGF和MMP-9表达为褐色染色，主要在细胞质或膜中。在大多数HGGs中，VEGF的表达均高，而在LGGs中则为中等。在HGGs中MMP-9表达为中等至强而在LGGs中为弱至中等。HGGs中HIF-1a，Ki-67，VEGF和MMP-9的水平显着高于LGGs。
　　 18F-FETNIM摄取水平以中位数SUVmax作为划分基础分为两组。HF-1a，Ki-67，VEGF和MMP-9在高18F-FETNIM摄取的神经胶质瘤中的表达水平要比低18F-FETNIM摄取的神经胶质瘤的表达水平高，差异具有统计学意义。SUVmax与HIF-1a，Ki-67，VEGF和MMP-9的表达显着相关。在所有患者中，有10人还活着，有15人死亡，平均随访时间为29.5个月。所有患者的3年OS率为49.4％。高SUVmax的患者3年OS显着低于低SUVmax的患者。构建了多变量Cox比例风险模型，以评估年龄，性别，肿瘤等级和SUVmax作为OS的预测指标。单因素分析表明SUVmax是OS的重要预测指标，其等级倾向于具有预测价值。多元分析表明，没有任何因素可以显着预测OS，在这项研究中，使用一种新型的缺氧示踪剂18F-FETNIM来检测神经胶质瘤中的缺氧并获得更多的生物学信息，以帮助出国看病网进一步了解恶性肿瘤的进展。
　　 18F-FETNIMPET/CT是作为用于检测患者的非小细胞肺癌肿瘤缺氧的分布的非侵入性缺氧成像工具有用，食管癌和头和颈部癌。在出国看病网研究中，使用18F-FETNIMPET/CT鉴定神经胶质瘤中的缺氧。在整体健康的大脑组织中，18F-FETNIM的摄取始终低于神经胶质瘤组织。这一发现与先前的研究相一致18F-FETNIM生物分布大鼠乳腺癌，这表明的最低摄取在小脑中检测到18F-FETNIM，与18F-FMISO相比，该示踪剂的亲脂性低且能从脑组织中快速清除，可以解释这一发现。因此18F-FETNIM是PET成像中枢神经系统肿瘤缺氧的理想示踪剂。根据半定量分析，SUVmax中位数为1.68。Ⅳ级神经胶质瘤的SUVmax显着高于Ⅲ级神经胶质瘤的SUVmax，高于Ⅱ级神经胶质瘤的SUVmax。18F-FETNIM的摄取与FRP-170相似，在3例GBM患者中，SUVmax值为1.6、2.3和1.9，在5例LGG患者中为1.3–1.5。在出国看病网研究中分析显示18F-FETNIM摄取与神经胶质瘤等级之间存在相关性。这一发现与先前使用不同参数进行的18F-FMISO研究一致。所有IV级肿瘤均显示高18F-FMISO摄取，而低级肿瘤普遍几乎无或无示踪剂摄取。IV级神经胶质瘤的平均肿瘤与正常脑组织之比以及最大与平均肿瘤与血液之比均明显高于正常人。肿瘤等级与最大和平均肿瘤与正常之比之间的强正相关。此外，T/Nmax和T/Nmean均可将LGG与HGG区分开。GBM中肿瘤与小脑摄取FMISO的比率高于非GBM肿瘤。在这项研究中，尽管仅使用一个简单的参数SUVmax来测量神经胶质瘤的缺氧，但结果表明18F-FETNIMPET/CT是一种有前途的工具，可用于检测神经胶质瘤的缺氧。
　　 在肿瘤细胞快速而异常的增殖过程中，氧气供需之间的不平衡以及营养物质的快速消耗和血管阻塞发生，这导致肿瘤的缺氧。缺氧进一步诱导更具侵略性的肿瘤细胞，并促进恶性进展和对治疗的抵抗性。进一步评估18F-FETNIM的摄取与与血管生成，增殖和胶质瘤侵袭相关的生物标志物表达之间的关系。结果显示肿瘤的SUVmax与Ki-67，MMP-9，HIF-1a和VEGF表达水平显着相关，这可能意味着18F-FETNIM摄取可以预测具有更侵略性行为和恶性进展的肿瘤。通过开颅手术完全切除了整个肿瘤，在研究中，用于免疫组织化学染色的组织标本与18F-FETNIM摄取区域精确匹配。在先前的研究数据显示，通过脑胶质瘤的免疫组织化学确定，PET或PET/CT检测到的缺氧与蛋白水平的血管生成，增殖和侵袭之间存在相关性。结果不一致，因为样品是用不同的方法获得的。使用导航系统收集标本，以识别涉及标本的确切区域HGG中的18F-FMISOPET图像。结果显示18F-FMISO摄取与VEGF表达显着相关。但是它与HIF-1a表达无关，这可能是因为HIF-1a表达在III级和IV级神经胶质瘤之间没有显着差异。两个早期的研究并未显示之间的相关性18F-FMISO摄取和HIF1a，VEGF，或Ki-67的的胶质母细胞瘤表达。在这两项研究中，无论缺氧示踪剂分布的区域如何，都可以获得标本。发现表明18F-FETNIMPET/CT可以非侵入性方式提供有关恶性进展的信息。
　　 众所周知，缺氧与OS差有关。研究结果表明，SUVmax较高或等级较高的患者的预后要比SUVmax较低的患者差。但是，多因素分析表明，分级和SUVmax都不是OS的独立预后因素。先前对18F-FMISOPET/CT预测神经胶质瘤OS的研究由于相对较小的样本量和包含异质性肿瘤而产生不一致的结果。22例多形性胶质母细胞瘤患者的组织与血药浓度值之比最大，生存期较短。多元分析发现，与年龄和卡诺夫斯基机能状态相比，T/Bmax比值和低氧容量与生存率密切相关。在33名神经胶质瘤患者队列中，18F-FMISO摄取组的OS显着低于无摄取组。但是，多变量Cox分析表明18F-FMISO摄取，等级，切除范围，年龄或体能状态不能显着预测OS。SUVmax18F-FETNIMPET-CT和肿瘤分级均基于单因素分析可预测患者生存率。因此，进行多元分析。在多变量分析中，没有显着的OS独立预测因子，包括SUVmax或肿瘤级别，后者是已知的预测因子。这可能是由于队列的样本量较小或SUVmax与肿瘤等级之间的相互作用所致。有一种趋势表明SUVmax是OS的有力预测指标。将进一步探索更多样本并确定独立的预测因子。在32名患者中，T/Bmax比值较高的患者的OS明显短于摄取量较低的患者，但未进行多因素生存分析。该研究至少需要提及两个局限性。首先，研究人群相对较小，这可能导致统计偏差。其次，用于分析的唯一18F-FETNIMPET摄取参数是SUVmax。因此，需要对大量样品进行进一步的研究，以确认低氧PET/CT成像的临床价值。
　　 总之，18F-FETNIMPET/CT可提供出色的非侵入性评估神经胶质瘤缺氧的方法。高18F-FETNIM摄取可提供有关肿瘤缺氧，血管生成，增殖，侵袭和神经胶质瘤级别的重要信息。在单变量分析中，18F-FETNIMPET/CT上的SUVmax是最强的OS预测因子，在多变量分析中是最强的OS预测因子。如果在较大规模的前瞻性研究中重复并证实出国看病网研究的结果，则18F-FETNIMPET/CT可能会在临床试验中用于评估靶向肿瘤缺氧的新型治疗药物。