氟代脱氧葡萄糖(18F-FDG)是临床应用最广泛的正电子药物，在临床肿瘤诊断中，不仅用于鉴别病灶的良恶性，而且可以用于肿瘤分期、制定放射及化学治疗方案、寻找原发病灶等[1-9]。但18F-FDG还存在特异性差、某些肿瘤细胞不摄取以及炎症细胞与良性组织也有摄取等问题，容易造成假阳性和假阴性[10-13]。18F-FDG用于帕金森病的鉴别诊断假阳性及假阴性率较高，甚至有研究者认为帕金森病患者脑各部分葡萄糖代谢率与正常者无差异[14]。6-18F-L-多巴(18F-DOPA)是诊断帕金森病和神经内分泌肿瘤较为理想的正电子发射及计算机断层扫描成像系统(PET-CT)显像剂。随着PET的兴起和发展，18F-DOPA逐渐替代18F-FDG成为诊断帕金森病和神经内分泌肿瘤较为理想的PET显像剂。联合18F-FDG和18F-DOPA可以提高帕金森病的检出率及准确率。但是，联合使用多种示踪剂显像不仅需要分次制备不同PET药物，而且需要多次显像。多次显像不但操作繁琐、耗时、耗资，而且会增加患者和工作人员放射性照射剂量[15]。若将18F-FDG和18F-DOPA制成复方分子探针，既可以省时省力、减轻患者经济压力、减少工作人员放射性照射剂量，又可显著增加与靶分子结合位点数，实现多种肿瘤和帕金森病同时诊断，提高检测的灵敏度和特异度，达到功能互补和配伍作用。因此，唐刚华[16-17]提出了复方探针的概念，为放射性药物的发展开辟了新路径。在本研究中，笔者旨在探讨将18F-FDG与18F-DOPA配制成复方制剂进行PET显像，实现一次性注射、扫描、读片及针对多靶点显像的效果。
材料与方法 一、实验动物、主要仪器与试剂Wistar大鼠，体质量280 ~ 350 g，雄性，5只，7 ~ 8周龄，大鼠来源：云南朋悦实验动物繁育有限公司，许可证号SCXK (鲁) 2014-0007。
回旋加速器(Cyclone 10/5，比利时IBA公司); 多功能合成仪(ALLINONE，比利时Trasis)，内置半制备HPLC(Waters SunFire C18 OBD 10×250 mm，5 μm); 放射性活度计(RC-15R，美国Capintec公司); 高效液相色谱仪(1 200 Series，美国Agilent公司)，XDB-C18分析柱(4.6×150 mm，5 μm); 小动物PET-CT(microPET-CT)成像系统Inveon microPET-CT (Siemens公司); 18F-FDG试剂盒及卡比多巴(德国ABX公司); 18F-DOPA试剂盒(比利时Trasis公司)。本研究通过中山大学附属第一医院动物实验伦理委员会批准(批号no.2016.057)，试验中对大鼠的处置依据中山大学附属第一医院动物实验伦理委员会批准的程序进行。
二、实验方法 1. 18F-FDG的制备以三氟甘露糖为前体，进行亲核氟化，氢氧化钠水解两步反应，再依次经SCX柱、Al2O3和C-18小柱中和及纯化分离合成18F-FDG。18F-FDG注射液经澄清度、pH值、K222含量、乙腈含量、化学纯度、放射化学纯度、无菌检测、内毒素检测和异常毒性实验等质量检测。
2. 18F-DOPA的制备以3，4-二甲氧基-6-硝基苯乙醛为前体，经氟化反应、还原反应、碘代反应、烷基化反应和水解反应5步合成18F-DOPA，再经半制备HPLC纯化分离及注射液调配，最终得到18F-DOPA注射液，具体操作步骤参考文献[18]。18F-DOPA注射液经澄清度、pH值、K222含量、甲醇含量、乙醇含量、二氯甲烷含量、二甲基甲酰胺含量、化学纯度、放射化学纯度、无菌检测、内毒素检测和异常毒性实验等质量检测。
3. [18F-FDG +18F-DOPA]复方制剂的制备在活度计监测下定量抽取一定放射性活度的18F-FDG注射液和18F-DOPA注射液分别配制成放射性活度比为4:6、5:5和6:4的复方制剂(图 1)，并经高效液相色谱法(HPLC)测定，HPLC分析条件：梯度洗脱，0 ~ 8 min，0.1%三氟乙酸的乙腈溶液/0.1%三氟乙酸的水溶液：2/98 ~ 10/90，流速为1 ml/min。
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图 1 [18F-FDG +18F-DOPA]复方制剂的配制 |
Wistar大鼠提前禁食4 ~ 6 h，用10%水合氯醛麻醉(3.5 ml/kg)，尾静脉注射18F-FDG(50 ~ 70 MBq/kg)，60 min后行头部PET-CT扫描。经衰减校正后，迭代重建，获得横断面、矢状面、冠状面断层图像。
5. 18F-DOPA microPET-CT显像Wistar大鼠提前禁食4 ~ 6 h，腹腔注射卡比多巴(10 mg/kg)，30 ~ 60 min后，用10%水合氯醛麻醉(3.5 ml/kg)，尾静脉注射18F-DOPA(108 ~ 151 MBq/kg)，100 min后行头部PET-CT扫描。经衰减校正后，迭代重建，获得横断面、矢状面、冠状面断层图像。
6. [18F-FDG + 18F-DOPA]复方制剂microPET-CT显像Wistar大鼠提前禁食4 ~ 6 h，腹腔注射卡比多巴(10 mg/kg)，30 ~ 60 min后，10%水合氯醛麻醉(3.5 ml/kg)，分别取3种配比的[18F-FDG + 18F-DOPA]复方制剂(100 ~ 150 MBq/kg)进行尾静脉注射，100 min后行头部PET-CT扫描。经衰减校正后，迭代重建，获得横断面、矢状面、冠状面断层图像。
三、统计学处理使用Graphpad prism 6.0分析数据。计数资料以百分率表示，计量资料以x±s表示。
结果 一、18F-FDG的放化合成以18F-为原料经两步反应合成18F-FDG，共耗时26 min，校正放化产率为(75.1± 3.4)%(n=10)。18F-FDG注射液放化纯度 > 98%，无色澄明，pH约6.5，其它检测指标均符合中国药典2015版规定[19]。见图 2A。
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图 2 放射性HPLC分析图谱 A：18F-FDG HPLC分析图，保留时间2.9 min; B：18F-DOPA HPLC分析图，保留时间6.6 min; C：[18F-FDG + 18F-DOPA] (5:5)复方制剂HPLC分析图; D：[18F-FDG + 18F-DOPA] (4:6)复方制剂HPLC分析图; E：[18F-FDG + 18F-DOPA] (6:4)复方制剂HPLC分析图。图中可见18F-FDG和18F-DOPA放射性峰，且两者峰面积比值与复方制剂比例相符; C、D、E峰面积比值分别为4.1:5.9、4.9:5.1及6.1:3.9 |
以18F-为原料经两步反应合成18F-DOPA，共用时80 min，校正放化合成产率(63.1±3.8)%(n=10)。18F-DOPA注射液放化纯度 > 98%，无色澄明，pH约5.0，其它检测指标均符合美国药典规定[20]。见图 2B。
三、[18F-FDG + 18F-DOPA]复方制剂不同比值的[18F-FDG + 18F-DOPA]复方制剂配制完成后以HPLC峰面积进行放射性比值验证，见图 2C~E。
四、microPET-CT显像正常Wistar大鼠18F-FDG、18F-DOPA、[18F-FDG + 18F-DOPA](4:6)复方制剂、[18F-FDG + 18F-DOPA](5:5)复方制剂、[18F-FDG + 18F-DOPA](6:4)复方制剂microPET-CT显像结果见图 3，双侧纹状体见对称性放射性摄取。纹状体与脑皮质摄取比值分别为：1.08(18F-FDG)、1.35(18F-DOPA)，[18F-FDG + 18F-DOPA] (6:4)复方制剂则为1.33(18F-FDG:18F-DOPA=5:5)、1.44(18F-FDG:18F-DOPA=4:6)、1.16(18F-FDG:18F-DOPA=6:4)。
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图 3 Wistar大鼠PET-CT显像 A：18F-FDG PET-CT图，纹状体显像清晰，脑皮质显影; B：18F-DOPA PET-CT图，纹状体显像清晰，脑皮质不显影; C：[18F-FDG + 18F-DOPA](4:6)复方制剂PET-CT图，纹状体和脑皮质均显影，纹状体摄取率较高，边界清晰; D：[18F-FDG + 18F-DOPA] (5:5)复方制剂PET-CT图，纹状体和脑皮质均显影，边界较清晰; E：[18F-FDG + 18F-DOPA] (6:4)复方制剂PET-CT图，纹状体和脑皮质均显影，边界模糊; 红色箭头指示纹状体，白色箭头指示脑皮质 |
18F-FDG作为重要的PET-CT诊断药物，其生产已常规化。笔者以IBA模块及其配套试剂盒自动化生产18F-FDG，产率可高达(75.1±3.4)%。18F-DOPA合成步骤多、工艺复杂，国内文献报道的产率均不理想，且为手动标记。但国外已有较为成熟的18F-DOPA自动生产工艺，且18F-DOPA已被美国药典收录。本单位采用进口的Trasis公司生产的ALLINONE模块自动化生产18F-DOPA，产率可达(63.1 ± 3.8) % (n=10)，为18F-DOPA及[18F-FDG + 18F-DOPA]复方制剂应用于动物实验及临床提供了研究基础。在活度计监测下定量抽取18F-FDG和18F-DOPA，并混匀，简单快捷地配制[18F-FDG + 18F-DOPA]复方制剂。从HPLC分析图(图 2)可知，[18F-FDG + 18F-DOPA]复方制剂在生理盐水或生理缓冲液中不会相互反应和相互作用，同时，从放射性峰面积比值可以得知复方制剂各成分放射性配比的检测结果与预期配比相符合。
18F-FDG显像可以清晰显示正常纹状体，同时脑皮质摄取率较高; 18F-DOPA显像不但纹状体清晰可见，且脑皮质不显影; 放射性活度比为4:6的[18F-FDG + 18F-DOPA]复方制剂PET-CT显像效果最为理想，不但纹状体边显示界清晰，同时脑皮质摄取率较高，达到了将18F-FDG和18F-DOPA PET-CT图融合的效果，与本文研制复方制剂目标相符合; 放射性活度比为6:4的[18F-FDG + 18F-DOPA]复方制剂PET-CT显像效果最差，纹状体与脑皮质边界比较模糊，而5:5的[18F-FDG + 18F-DOPA]复方制剂PET-CT显像效果介于以上2种复方制剂之间。初步评估[18F-FDG + 18F-DOPA]复方制剂应用于多靶点PET-CT显像是可行的，从其图像融合效果可以预期同时进行脑部及全身多肿瘤及帕金森病、神经内分泌肿瘤等多靶点显像，可以弥补18F-FDG或18F-DOPA单体显像剂的不足。但是动物模型复方探针显像及其作用机制等有待进一步深入的研究。
用自产的18F-FDG注射液和18F-DOPA注射液配制不同配比的[18F-FDG + 18F-DOPA]复方制剂，经检验比值准确，符合要求。进行[18F-FDG + 18F-DOPA]复方制剂的Wistar大鼠PET-CT显像，结果显示配比为4:6的复方制剂显像效果最佳，既可清晰显示纹状体，又可利用18F-FDG的特性进行相关诊断，实现2种示踪剂复方多靶点显像。初步的动物显像评估为进行下一步的模型鼠显像提供了研究基础，[18F-FDG + 18F-DOPA]复方制剂的应用价值有待更进一步的探讨。
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