2-［18F］-氟-2-脫氧-D-葡萄糖（18F-FDG）-正電子發射計算機斷層顯像/計算機斷層掃描（PET/CT）融合了正電子發射計算機斷層顯像（PET）和計算機斷層掃描（CT）成像技術，可評估不同狀況下機體的糖代謝變化。目前該影像技術除了應用于腫瘤之外，也可在炎癥和感染性疾病的診療中發揮重要作用。18F-FDG PET/CT 能在形態學變化之前識別感染癥狀的來源、顯示炎性病變累及范圍、指導組織活檢部位以及評估治療反應。本文就 18F-FDG PET/CT 在炎性病變，如不明原因發熱（FUO）、結節病、血管炎、骨髓炎、關節假體或植入物相關并發癥、人類免疫缺陷病毒相關感染、炎性腸病以及其他炎性病變診治中的應用進展進行綜述，以期能為臨床醫師選擇 PET/CT 幫助診治炎性疾病提供參考。
引用本文： 姚玉唐, 歐曉紅. 18-氟脫氧葡萄糖正電子發射計算機斷層顯像/計算機斷層掃描在炎癥和感染性疾病中的應用. 生物醫學工程學雜志, 2020, 37(4): 730-735. doi: 10.7507/1001-5515.202002030 復制
引言
2-［18F］-氟-2-脫氧-D-葡萄糖（2-［18F］-fluoro-2-deoxy-D-glucose，18F-FDG）-正電子發射計算機斷層顯像（positron emission tomography，PET）/計算機斷層掃描（computed tomography，CT）（簡稱：18F-FDG PET/CT）是以葡萄糖類似物 18F-FDG 作為顯像劑，同時融合 PET 和 CT 的成像技術，用以評估不同狀況下機體的糖代謝變化。18F-FDG PET/CT 最早運用于腫瘤診斷、分期，約 20%～40% 腫瘤患者在 PET/CT 檢查后改變了臨床診療決策[1]。除了在腫瘤診治過程中的應用，目前 18F-FDG PET/CT 還在多種非腫瘤疾病，包括不明原因發熱（fever of unknown origin，FUO）、臨床疑似炎性病變、中樞神經系統障礙和心血管疾病等的診治過程中發揮重要作用[2]。
本文主要回顧 18F-FDG PET/CT 在多種感染或無菌性炎癥疾病中的影像特征，并與常規影像和其他放射性核素影像比較，闡述其優勢和局限性，然后綜述 18F-FDG PET/CT 在感染和炎癥中的臨床應用，以期能為臨床醫師選擇 PET/CT 幫助診治炎性疾病提供參考。
1 18F-FDG PET/CT 應用于炎性病變成像的分子基礎
18F-FDG 是一種葡萄糖類似物，通過葡萄糖轉運體（glucose transporter，GLUT）主動轉運至細胞內，被己糖激酶磷酸化為 6-磷酸-18F-FDG 后不能進一步參與糖代謝而滯留于細胞中。一直以來，腫瘤組織對于 18F-FDG 的高攝取被歸因于瓦博格效應，即腫瘤細胞所需的高能耗產自低效能的糖酵解代謝途徑。但近年的研究表明，炎性細胞和腫瘤細胞之間存在多種相似的代謝通路[3]。腫瘤組織中 18F-FDG 攝取有一部分歸因于腫瘤周圍炎性細胞（如巨噬細胞）的攝取。炎性細胞甚至可表現出比腫瘤細胞更高的 18F-FDG 攝取[4]。
炎癥可大致分為三個階段：早期血管期、急性細胞期和晚期細胞/愈合期。第一階段為早期血管期：炎癥最早出現的變化包括組織充血、血管通透性增加和炎性介質的釋放。組織灌注的增加導致更多的 18F-FDG 輸送到受累部位。第二階段為急性細胞期：炎癥部位炎性細胞聚集、遷移并增殖。這一階段病變組織將釋放多種細胞因子以增強糖酵解途徑，包括 GLUT-1 和 GLUT-3 轉運蛋白活性的上調、己糖激酶（亞型 a）活性的增加以及 GLUT 對底物（如葡萄糖、18F-FDG）親和力增高[5]。第三階段為晚期細胞/愈合期：在組織愈合前后急性炎癥轉變為慢性炎癥時，炎性細胞從多核形白細胞變成巨噬細胞和單核細胞，而白細胞、巨噬細胞和單核細胞都能攝取 18F-FDG，有時甚至比腫瘤細胞攝取更高[3]。在整個炎癥過程中，細胞糖酵解和合成代謝持續增加、糖代謝速率加快、18F-FDG 轉運增高以及多種炎性細胞對 18F-FDG 的攝取都導致炎癥部位的 FDG 攝取增高。
2 18F-FDG PET/CT 與其他成像技術的比較
18F-FDG PET/CT 是功能代謝圖像與解剖結構圖像的結合，既可顯示葡萄糖代謝狀態，又可顯示解剖結構，一次顯像能夠同時明確異常代謝病灶的位置、數量以及形態，優于單獨的 PET 或 CT 效果。由于病變部位的代謝改變常早于形態變化，18F-FDG PET/CT 可以在病變部位的形態結構改變之前就顯示出 18F-FDG 異常攝取。炎癥時，雖然 18F-FDG PET 是一種高度敏感的成像技術，但其缺乏特異性，特別是在區分無菌性炎癥和感染性病變時，需要結合實驗室檢查結果分析。與常規形態學影像、其他傳統放射性核素顯像相比，18F-FDG PET/CT 在早期檢測、診斷準確性方面有明顯的優勢，特別是針對老年人和免疫功能低下者的檢測而言；但是 18F-FDG PET/CT 技術在設備上存在局限，包括低信噪比、低空間分辨率、掃描時間長、相對較高的輻射劑量、檢查費用昂貴，則是目前臨床推廣這一影像技術所需面臨的主要問題。近年來，PET/CT 的新興材料和技術發展迅速[6]，如更亮、更快的閃爍體、更加靈敏的光電探測器、更大覆蓋面的探頭（2 米 PET）、更高空間分辨率的特異性采集系統、時間飛躍技術系統等，有望在未來彌補上述不足。
3 臨床應用
2013 年歐洲核醫學協會（European association of nuclear medicine，EANM）和核醫學和分子影像學學會（society of nuclear medicine and molecular imaging，SNMMI）發表了 18F-FDG PET/CT 在感染和炎癥的應用指南[7]。18F-FDG PET/CT 在感染或炎癥中的臨床應用分為三類：主要適應證、臨床有用但尚無充分證據的適應證以及臨床應用不明確的適應證，如表 1 所示。
表1
2013 年 EANM/SNMMI 指南：18F-FDG PET/CT 在感染和 炎癥的適應證
Table1.
2013 EANM / SNMMI Guidelines: indications for 18F- FDG PET / CT in infection and inflammatory disease
3.1 FUO
目前 FUO 是一個診斷難題，患病率約為 2.9%。引起 FUO 的原因有數百種，前三位的分別是感染、惡性腫瘤和炎性疾病，但仍有高達 50% 的 FUO 不能找到確切的病因[8]。18F-FDG PET/CT 可以檢出包括感染、結締組織病、腫瘤等在內的大部分 FUO 病因，如結核、肺炎、甲狀腺炎、前列腺炎、臟器及軟組織膿腫、類風濕性關節炎、強直性脊柱炎、大動脈炎、淋巴瘤、原發性腫瘤、轉移癌等。研究表明，18F-FDG PET/CT 能為約 38%～67% 的 FUO 患者提供有診斷價值的信息，其靈敏度、特異度和準確性分別約 93.8%、80% 和 90.5%，陰性預測值可高達 100%[8-9]。與傳統成像技術相比，18F-FDG PET/CT 具有以下優勢：僅一次掃描即能得到全身的融合影像；有更高的靈敏度，能提前發現臟器代謝的改變；更準確地尋找臨床上隱藏的發熱源病灶，確定其病變范圍，減少廣譜抗生素的經驗性使用，在一定程度上有利于指導治療或引導活檢[2]，而且在腎功能衰竭和常規造影劑過敏的患者中也能保障安全性。一些研究人員提倡在 FUO 診斷早期使用 18F-FDG PET/CT，甚至是將其作為一線檢查的必備手段用于尋找臨床隱匿致熱源、指導組織活檢部位[10]，及時確診病因，避免不必要的檢查，縮短住院天數，降低 FUO 患者住院期間的總診療費用。但 18F-FDG PET/CT 的特異度不夠高，在病灶濃聚處鑒別病灶的具體病因時相對不易，往往需要通過配合穿刺方可明確診斷，加之 18F-FDG PET/CT 檢查價格昂貴導致目前在 FUO 的應用有限。
3.2 大血管性血管炎
大血管性血管炎（large vessel vasculitis，LVV）主要累及動脈及其分支，以血管壁白細胞浸潤和反應性損傷為特征。兩種最常見的 LVV 類型為巨細胞性動脈炎（giant cell arteritis，GCA）和多發性大動脈炎（takayasu arteritis，TA）。GCA 主要累及頸動脈的顱外分支，是成人中最常見的原發性系統性血管炎，常伴隨風濕性多肌痛；TA 累及全身的動脈及其分支，常見于 50 歲以下的女性[11]。目前 GCA 的診斷嚴重依賴于病理檢查，TA 的診斷標準仍存在爭議，導致這兩種疾病的診斷均比較困難。由于 GCA 跳躍性病變和顱外血管不對稱累及，顳動脈活檢的假陰性高達 70%[12]，而及時診斷并準確評估治療反應將有助于患者得到及時干預，對于改善其臨床預后有著關鍵作用。潛在的動脈粥樣硬化可能引起血管壁攝取 18F-FDG 輕度增高，而 LVV 累及血管壁時則導致中重度的 18F-FDG 攝取，以血管壁攝取 18F-FDG 高于肝臟做為 LVV 陽性標準，診斷準確性達 94.4%[11]。研究表明，18F-FDG PET/CT 在 LVV 早期診斷和病程評估方面均優于常規影像技術及顳動脈活檢[10]，診斷靈敏度約 80%～92%，特異度約 89%～100% [13-15]。此外，研究發現在 LVV 治療 3 個月后，受累大血管的 18F-FDG 攝取降低，但到 6 個月時不論癥狀好轉與否，受累血管 18F-FDG 攝取并無明顯變化，因此 PET/CT 不適合用于療效評價及疾病復發的預測[16]。
3.3 血管移植物感染
血管移植物感染是術后數月至數年發生的晚期并發癥，是一種罕見卻嚴重的并發癥。若未早期發現并積極治療，很可能會導致截肢甚至影響生命（肢體截肢率約 5%～25%，死亡率約 25%～88%）[17]。正常情況下，由于機體對合成材料的無菌性炎癥反應，PET 可見沿血管移植物走形的輕至中度彌漫性的“生理性”18F-FDG 攝取。血管移植物感染在 18F-FDG PET/CT 具體表現為血管移植物邊界不規則及周圍軟組織增厚，相應部位呈局灶性、不均勻 18F-FDG 攝取增高，其診斷的準確性可達 96%[18]。血管移植物感染首選治療方式是手術切除感染的移植物，但在缺乏手術適應證或風險太大而無法進行手術的情況下，18F-FDG PET/CT 可為長期使用抗生素的患者療效監測提供有價值的參考信息：在抗生素治療有效的患者中，病變部位 18F-FDG 攝取明顯減低[19]。
3.4 結節病
結節病是一種系統性非干酪樣壞死性肉芽腫性炎癥，以侵犯肺實質為主，其病因不明，多累及青壯年[20]。由于實驗室檢查的敏感性和特異性較差，在無法進行組織活檢時，結節病的診斷相對困難[21]。該疾病的影像學特征通常包括以下一種或多種異常：雙側肺門淋巴結腫大，肺內淋巴網格狀、結節狀或片狀陰影，皮膚、關節和(或)眼部病變。胸部結節病在 18F-FDG PET/CT 影像上最常見的表現是縱隔和雙側肺門淋巴結明顯腫大、密度均勻、伴或不伴蛋殼樣鈣化；同時這些淋巴結表現為對稱性 18F-FDG 攝取增高[20, 22]。當患者具有上述典型的影像特征或組織病理學提示為非干酪樣壞死性肉芽腫時，在排除類似結核病和淋巴瘤這些容易混淆的疾病后可以診斷為結節病[20]。18F-FDG PET/CT 對復雜的結節病是一個有效的診斷方法，特別是在發現隱匿性胸外疾病、指導靶向活檢、評估 IV 期肺纖維化疾病的嚴重程度方面有重要作用[23]。心臟結節病通常見于年輕患者，是一種潛在的危及生命的疾病，目前并沒有統一臨床診斷標準。由于疾病主要累及心包下心肌并呈節段性，心內膜心肌活檢的假陰性率較高。心臟核磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）被認為是一種有效診斷心臟結節病的影像學工具，其影像特征是出現心肌延遲強化[21]。然而在臨床中常因患者使用起搏器或耐受性不足，導致部分心臟結節病患者不能進行心臟 MRI。對于這些患者來說，18F-FDG PET/CT 顯像可以作為有效的診斷心臟結節病的方法。該疾病特征表現為心肌局灶性不均勻 18F-FDG 攝取增高[21]。與心臟 MRI 相比，18F-FDG PET/CT 對心臟結節病的診斷具有更好的敏感性（89%）、特異性（78%）；不過由于心肌生理性攝取 18F-FDG 的變異性較大，目前文獻報道 18F-FDG PET/CT 診斷心臟結節病的特異性差異較大（38%～100%）[21]。多數學者認為 18F-FDG PET/CT 可作為心臟結節病的診斷和療效評估的補充手段。
3.5 肌肉骨骼系統感染
3.5.1 骨髓炎
急性骨髓炎通過詳細的臨床評估、血清炎性標記物和常規影像檢查（普通 X 光片、MRI 或三相骨掃描）通常可作出診斷。骨掃描對診斷急性骨髓炎非常敏感，在形態學出現改變前數周就可發現病變部位的代謝變化。骨掃描還具有非常高的陰性預測價值：陰性結果基本上排除了四肢骨骼中急性骨髓炎的診斷[24-25]。因此 18F-FDG PET/CT 在無并發癥的急性骨髓炎中不作為常規應用。然而，常規形態學影像和傳統放射性核素顯像對慢性骨髓炎均顯示不佳。CT 和 MRI 對慢性骨髓炎缺乏敏感性和特異性，特別是在區分術后改變和感染方面有所欠缺，且容易受金屬偽影影響。盡管三相骨顯像在急性骨髓炎的敏感度為 80%～83%，但在慢性肢體骨髓炎中僅約 25%～44%[24]。鎵-67 檸檬酸鹽顯像在骨髓炎診斷的靈敏度和特異性分別為 73% 和 61%[26]，但由于采集間隔時間長、圖像分辨率低、對比度差等缺點，該顯像技術目前使用頻率較低。標記白細胞顯像在慢性骨髓炎中敏感性和特異性也較低（61%、77%），特別是在中軸骨病變中診斷敏感性僅有 21%[24]。由于巨噬細胞（介導慢性炎癥主要細胞）能攝取 18F-FDG 且在炎性部位大量聚積[5]，不論是在中軸骨還是四肢骨骼，18F-FDG PET/CT 在慢性骨髓炎診斷中較常規形態影像和傳統放射性核素顯像有更高的靈敏度和特異度（敏感度、特異度和準確度分別約 88%、76%、82%）[27]。此外 18F-FDG PET/CT 診斷慢性骨髓炎具有較高的陰性預測值，一旦檢查結果顯示陰性，即可以排除急性或慢性骨髓炎的診斷[27-28]。
脊柱骨髓炎和椎間盤炎約占所有骨髓炎病例的 7%，通常是由鄰近病灶直接侵犯或血行播散所致。這類疾病進程緩慢，特別是在老年人中，最初的臨床表現可能是輕度的、不典型的。MRI 是脊柱骨髓炎的首選影像檢查，在顯示軟組織、硬膜外和脊髓受累時準確性約 90%[28]。大多數患者需要全脊柱 MRI 成像以顯示感染范圍和有無跳躍性病變，而老年患者耐受性差，常出現運動偽影導致成像失敗。目前 18F-FDG PET/CT 特別適用于因耐受性差或體內植入心臟起搏器等原因不適合行 MRI 檢查的患者。據報道 18F-FDG PET/CT 在脊柱感染中的準確度與傳統放射性核素顯像和 MRI 相當[28]。18F-FDG 在正常骨髓攝取較低，感染灶與正常骨髓的 18F-FDG 分布對比度較高，同時 PET/CT 儀器中的高空間分辨 CT 還可以辨別鄰近骨骼和軟組織是否受累。
3.5.2 關節假體感染
由于人口老齡化加劇，發達國家每年進行數百萬次髖關節和膝關節置換術，其中 1/4 以上患者最終會在手術后十年內出現假體松動；而假體感染是原發性髖關節或膝關節置換術后的罕見并發癥，發生率約 1%[29]。區分假體感染和無菌性松動對患者的預后或是否進行手術修復有重要意義。近三十年來診斷假體感染的首選檢測方法仍為標記白細胞聯合骨髓顯像，其中靈敏度約 92%～100%、特異性約 91%～100%、準確性約 91%～95%[19]。18F-FDG PET/CT 在假體感染的診斷效能存在明顯的個體差異，根據文獻報道其靈敏度范圍約 28%～91%，特異度范圍約 9%～97%[26]，因此通過假體周圍是否有 18F-FDG 攝取鑒別活動性感染與假體松動所致無菌性炎癥仍然需要進一步大規模研究證實其有效性。
3.6 人類免疫缺陷病毒相關疾病
目前全世界有超過 3 400 萬人類免疫缺陷病毒（human immunodeficiency virus，HIV）感染（簡稱：艾滋病）患者。每年約有數百萬人死于艾滋病及其相關疾病。HIV 感染可使靜止的淋巴細胞被激活，在 24 h 內葡萄糖攝取量可增加 20 倍；在 PET 上表現為受累及的淋巴結攝取 18F-FDG 增高。有研究人員報道艾滋病患者淋巴結攝取 18F-FDG 增高程度與病毒復制、細胞毒性 T 淋巴細胞等指標相關，可作為判斷感染狀態的參考信息[2]。此外全身 18F-FDG PET/CT 圖像還能反映 HIV 感染分期：① 急性期：頭部和頸部的 18F-FDG 攝取增加；② 中期：頸部、腋窩和腹股溝淋巴結的18F-FDG 攝取增高；③ 疾病晚期：結腸 18F-FDG 攝取增高伴腸系膜和回盲部淋巴結腫大并攝取增高[30]。18F-FDG PET/CT 在檢測 HIV 陽性相關感染及相關惡性腫瘤方面都很有價值，特別是區分腦弓形蟲病和顱內淋巴瘤時具有較高準確性[30-32]。HIV 陽性患者在接受高活性抗逆轉錄病毒治療時，18F-FDG PET/CT 可用于監測治療反應，也可用于評估治療過程中的常見副反應如脂肪代謝障礙[30]。同時對于 HIV 相關的多中心巨大淋巴結增生癥患者，18F-FDG PET/CT 還能指導活檢部位的選擇，檢測疾病分期及其活動性[30]。
3.7 其他炎癥性疾病
免疫球蛋白 G4 相關全身性疾病（immunoglobulin G4-related systemic disease，IgG4-RSD）是一種系統性疾病，其特征表現是由淋巴漿細胞浸潤構成的腫塊和纖維硬化灶[33]。該疾病具有多種表現，幾乎可以影響全身所有的系統與器官。IgG4-RSD 容易與惡性腫瘤混淆，但 IgG4-RSD 和惡性腫瘤在治療手段上相差甚遠，所以及時準確的診斷可使患者避免不必要的手術或化療、放療。18F-FDG PET/CT 能提供 IgG4-RSD 累及的范圍、疾病活動性等信息，還可指導活檢部位，也能在疾病表現不典型時準確評估其治療反應[33]。
18F-FDG PET/CT 能顯示炎癥性腸道疾病中活動性炎癥的范圍，其典型表現為受累腸道 18F-FDG 攝取增高并伴有相應部位腸壁增厚與分層強化、腸系膜血管和鄰近脂肪纖維密度渾濁和增生。據文獻報道該檢查診斷敏感性約 65%～100%，特異性約 55%～100%[34]。在其他自身免疫性疾病如類風濕性關節炎、自身免疫性甲狀腺炎、自身免疫性胰腺炎中，18F-FDG PET/CT 也有一定的診斷價值，但目前尚缺乏證據將 18F-FDG PET/CT 用于常規檢查及其療效評估[12, 35]。
4 總結
18F-FDG PET/CT 在感染和無菌性炎癥診斷方面的價值逐漸被認識。盡管目前在部分炎性疾病中的臨床應用仍存在一些局限性，但人們越來越多地認識到 18F-FDG PET/CT 較傳統放射性核素顯像有明顯的優勢，如成像持續時間短、空間分辨率高以及能提供功能和解剖影像的融合信息等。目前，已提倡將 18F-FDG PET/CT 作為 FUO 一線檢查的手段，便于尋找臨床隱匿致熱源、指導組織活檢部位；在結節病、LVV 診斷過程中 18F-FDG PET/CT 可顯示全身累及范圍；對特殊部位（如脊柱）骨骼肌肉感染、HIV 相關的多中心巨大淋巴結增生癥、IgG4-RSD 等病變，18F-FDG PET/CT 可以輔助診斷、顯示病變范圍及評估治療反應，特別適用于那些不能行 MRI 檢查的患者。但 18F-FDG PET/CT 在這些疾病的應用中仍缺乏相關的標準流程，仍需進一步的研究工作來制定診斷及治療評估的標準、規范。
利益沖突聲明：本文全體作者均聲明不存在利益沖突。
引言
2-［18F］-氟-2-脫氧-D-葡萄糖（2-［18F］-fluoro-2-deoxy-D-glucose，18F-FDG）-正電子發射計算機斷層顯像（positron emission tomography，PET）/計算機斷層掃描（computed tomography，CT）（簡稱：18F-FDG PET/CT）是以葡萄糖類似物 18F-FDG 作為顯像劑，同時融合 PET 和 CT 的成像技術，用以評估不同狀況下機體的糖代謝變化。18F-FDG PET/CT 最早運用于腫瘤診斷、分期，約 20%～40% 腫瘤患者在 PET/CT 檢查后改變了臨床診療決策[1]。除了在腫瘤診治過程中的應用，目前 18F-FDG PET/CT 還在多種非腫瘤疾病，包括不明原因發熱（fever of unknown origin，FUO）、臨床疑似炎性病變、中樞神經系統障礙和心血管疾病等的診治過程中發揮重要作用[2]。
本文主要回顧 18F-FDG PET/CT 在多種感染或無菌性炎癥疾病中的影像特征，并與常規影像和其他放射性核素影像比較，闡述其優勢和局限性，然后綜述 18F-FDG PET/CT 在感染和炎癥中的臨床應用，以期能為臨床醫師選擇 PET/CT 幫助診治炎性疾病提供參考。
1 18F-FDG PET/CT 應用于炎性病變成像的分子基礎
18F-FDG 是一種葡萄糖類似物，通過葡萄糖轉運體（glucose transporter，GLUT）主動轉運至細胞內，被己糖激酶磷酸化為 6-磷酸-18F-FDG 后不能進一步參與糖代謝而滯留于細胞中。一直以來，腫瘤組織對于 18F-FDG 的高攝取被歸因于瓦博格效應，即腫瘤細胞所需的高能耗產自低效能的糖酵解代謝途徑。但近年的研究表明，炎性細胞和腫瘤細胞之間存在多種相似的代謝通路[3]。腫瘤組織中 18F-FDG 攝取有一部分歸因于腫瘤周圍炎性細胞（如巨噬細胞）的攝取。炎性細胞甚至可表現出比腫瘤細胞更高的 18F-FDG 攝取[4]。
炎癥可大致分為三個階段：早期血管期、急性細胞期和晚期細胞/愈合期。第一階段為早期血管期：炎癥最早出現的變化包括組織充血、血管通透性增加和炎性介質的釋放。組織灌注的增加導致更多的 18F-FDG 輸送到受累部位。第二階段為急性細胞期：炎癥部位炎性細胞聚集、遷移并增殖。這一階段病變組織將釋放多種細胞因子以增強糖酵解途徑，包括 GLUT-1 和 GLUT-3 轉運蛋白活性的上調、己糖激酶（亞型 a）活性的增加以及 GLUT 對底物（如葡萄糖、18F-FDG）親和力增高[5]。第三階段為晚期細胞/愈合期：在組織愈合前后急性炎癥轉變為慢性炎癥時，炎性細胞從多核形白細胞變成巨噬細胞和單核細胞，而白細胞、巨噬細胞和單核細胞都能攝取 18F-FDG，有時甚至比腫瘤細胞攝取更高[3]。在整個炎癥過程中，細胞糖酵解和合成代謝持續增加、糖代謝速率加快、18F-FDG 轉運增高以及多種炎性細胞對 18F-FDG 的攝取都導致炎癥部位的 FDG 攝取增高。
2 18F-FDG PET/CT 與其他成像技術的比較
18F-FDG PET/CT 是功能代謝圖像與解剖結構圖像的結合，既可顯示葡萄糖代謝狀態，又可顯示解剖結構，一次顯像能夠同時明確異常代謝病灶的位置、數量以及形態，優于單獨的 PET 或 CT 效果。由于病變部位的代謝改變常早于形態變化，18F-FDG PET/CT 可以在病變部位的形態結構改變之前就顯示出 18F-FDG 異常攝取。炎癥時，雖然 18F-FDG PET 是一種高度敏感的成像技術，但其缺乏特異性，特別是在區分無菌性炎癥和感染性病變時，需要結合實驗室檢查結果分析。與常規形態學影像、其他傳統放射性核素顯像相比，18F-FDG PET/CT 在早期檢測、診斷準確性方面有明顯的優勢，特別是針對老年人和免疫功能低下者的檢測而言；但是 18F-FDG PET/CT 技術在設備上存在局限，包括低信噪比、低空間分辨率、掃描時間長、相對較高的輻射劑量、檢查費用昂貴，則是目前臨床推廣這一影像技術所需面臨的主要問題。近年來，PET/CT 的新興材料和技術發展迅速[6]，如更亮、更快的閃爍體、更加靈敏的光電探測器、更大覆蓋面的探頭（2 米 PET）、更高空間分辨率的特異性采集系統、時間飛躍技術系統等，有望在未來彌補上述不足。
3 臨床應用
2013 年歐洲核醫學協會（European association of nuclear medicine，EANM）和核醫學和分子影像學學會（society of nuclear medicine and molecular imaging，SNMMI）發表了 18F-FDG PET/CT 在感染和炎癥的應用指南[7]。18F-FDG PET/CT 在感染或炎癥中的臨床應用分為三類：主要適應證、臨床有用但尚無充分證據的適應證以及臨床應用不明確的適應證，如表 1 所示。
表1
2013 年 EANM/SNMMI 指南：18F-FDG PET/CT 在感染和 炎癥的適應證
Table1.
2013 EANM / SNMMI Guidelines: indications for 18F- FDG PET / CT in infection and inflammatory disease
3.1 FUO
目前 FUO 是一個診斷難題，患病率約為 2.9%。引起 FUO 的原因有數百種，前三位的分別是感染、惡性腫瘤和炎性疾病，但仍有高達 50% 的 FUO 不能找到確切的病因[8]。18F-FDG PET/CT 可以檢出包括感染、結締組織病、腫瘤等在內的大部分 FUO 病因，如結核、肺炎、甲狀腺炎、前列腺炎、臟器及軟組織膿腫、類風濕性關節炎、強直性脊柱炎、大動脈炎、淋巴瘤、原發性腫瘤、轉移癌等。研究表明，18F-FDG PET/CT 能為約 38%～67% 的 FUO 患者提供有診斷價值的信息，其靈敏度、特異度和準確性分別約 93.8%、80% 和 90.5%，陰性預測值可高達 100%[8-9]。與傳統成像技術相比，18F-FDG PET/CT 具有以下優勢：僅一次掃描即能得到全身的融合影像；有更高的靈敏度，能提前發現臟器代謝的改變；更準確地尋找臨床上隱藏的發熱源病灶，確定其病變范圍，減少廣譜抗生素的經驗性使用，在一定程度上有利于指導治療或引導活檢[2]，而且在腎功能衰竭和常規造影劑過敏的患者中也能保障安全性。一些研究人員提倡在 FUO 診斷早期使用 18F-FDG PET/CT，甚至是將其作為一線檢查的必備手段用于尋找臨床隱匿致熱源、指導組織活檢部位[10]，及時確診病因，避免不必要的檢查，縮短住院天數，降低 FUO 患者住院期間的總診療費用。但 18F-FDG PET/CT 的特異度不夠高，在病灶濃聚處鑒別病灶的具體病因時相對不易，往往需要通過配合穿刺方可明確診斷，加之 18F-FDG PET/CT 檢查價格昂貴導致目前在 FUO 的應用有限。
3.2 大血管性血管炎
大血管性血管炎（large vessel vasculitis，LVV）主要累及動脈及其分支，以血管壁白細胞浸潤和反應性損傷為特征。兩種最常見的 LVV 類型為巨細胞性動脈炎（giant cell arteritis，GCA）和多發性大動脈炎（takayasu arteritis，TA）。GCA 主要累及頸動脈的顱外分支，是成人中最常見的原發性系統性血管炎，常伴隨風濕性多肌痛；TA 累及全身的動脈及其分支，常見于 50 歲以下的女性[11]。目前 GCA 的診斷嚴重依賴于病理檢查，TA 的診斷標準仍存在爭議，導致這兩種疾病的診斷均比較困難。由于 GCA 跳躍性病變和顱外血管不對稱累及，顳動脈活檢的假陰性高達 70%[12]，而及時診斷并準確評估治療反應將有助于患者得到及時干預，對于改善其臨床預后有著關鍵作用。潛在的動脈粥樣硬化可能引起血管壁攝取 18F-FDG 輕度增高，而 LVV 累及血管壁時則導致中重度的 18F-FDG 攝取，以血管壁攝取 18F-FDG 高于肝臟做為 LVV 陽性標準，診斷準確性達 94.4%[11]。研究表明，18F-FDG PET/CT 在 LVV 早期診斷和病程評估方面均優于常規影像技術及顳動脈活檢[10]，診斷靈敏度約 80%～92%，特異度約 89%～100% [13-15]。此外，研究發現在 LVV 治療 3 個月后，受累大血管的 18F-FDG 攝取降低，但到 6 個月時不論癥狀好轉與否，受累血管 18F-FDG 攝取并無明顯變化，因此 PET/CT 不適合用于療效評價及疾病復發的預測[16]。
3.3 血管移植物感染
血管移植物感染是術后數月至數年發生的晚期并發癥，是一種罕見卻嚴重的并發癥。若未早期發現并積極治療，很可能會導致截肢甚至影響生命（肢體截肢率約 5%～25%，死亡率約 25%～88%）[17]。正常情況下，由于機體對合成材料的無菌性炎癥反應，PET 可見沿血管移植物走形的輕至中度彌漫性的“生理性”18F-FDG 攝取。血管移植物感染在 18F-FDG PET/CT 具體表現為血管移植物邊界不規則及周圍軟組織增厚，相應部位呈局灶性、不均勻 18F-FDG 攝取增高，其診斷的準確性可達 96%[18]。血管移植物感染首選治療方式是手術切除感染的移植物，但在缺乏手術適應證或風險太大而無法進行手術的情況下，18F-FDG PET/CT 可為長期使用抗生素的患者療效監測提供有價值的參考信息：在抗生素治療有效的患者中，病變部位 18F-FDG 攝取明顯減低[19]。
3.4 結節病
結節病是一種系統性非干酪樣壞死性肉芽腫性炎癥，以侵犯肺實質為主，其病因不明，多累及青壯年[20]。由于實驗室檢查的敏感性和特異性較差，在無法進行組織活檢時，結節病的診斷相對困難[21]。該疾病的影像學特征通常包括以下一種或多種異常：雙側肺門淋巴結腫大，肺內淋巴網格狀、結節狀或片狀陰影，皮膚、關節和(或)眼部病變。胸部結節病在 18F-FDG PET/CT 影像上最常見的表現是縱隔和雙側肺門淋巴結明顯腫大、密度均勻、伴或不伴蛋殼樣鈣化；同時這些淋巴結表現為對稱性 18F-FDG 攝取增高[20, 22]。當患者具有上述典型的影像特征或組織病理學提示為非干酪樣壞死性肉芽腫時，在排除類似結核病和淋巴瘤這些容易混淆的疾病后可以診斷為結節病[20]。18F-FDG PET/CT 對復雜的結節病是一個有效的診斷方法，特別是在發現隱匿性胸外疾病、指導靶向活檢、評估 IV 期肺纖維化疾病的嚴重程度方面有重要作用[23]。心臟結節病通常見于年輕患者，是一種潛在的危及生命的疾病，目前并沒有統一臨床診斷標準。由于疾病主要累及心包下心肌并呈節段性，心內膜心肌活檢的假陰性率較高。心臟核磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）被認為是一種有效診斷心臟結節病的影像學工具，其影像特征是出現心肌延遲強化[21]。然而在臨床中常因患者使用起搏器或耐受性不足，導致部分心臟結節病患者不能進行心臟 MRI。對于這些患者來說，18F-FDG PET/CT 顯像可以作為有效的診斷心臟結節病的方法。該疾病特征表現為心肌局灶性不均勻 18F-FDG 攝取增高[21]。與心臟 MRI 相比，18F-FDG PET/CT 對心臟結節病的診斷具有更好的敏感性（89%）、特異性（78%）；不過由于心肌生理性攝取 18F-FDG 的變異性較大，目前文獻報道 18F-FDG PET/CT 診斷心臟結節病的特異性差異較大（38%～100%）[21]。多數學者認為 18F-FDG PET/CT 可作為心臟結節病的診斷和療效評估的補充手段。
3.5 肌肉骨骼系統感染
3.5.1 骨髓炎
急性骨髓炎通過詳細的臨床評估、血清炎性標記物和常規影像檢查（普通 X 光片、MRI 或三相骨掃描）通常可作出診斷。骨掃描對診斷急性骨髓炎非常敏感，在形態學出現改變前數周就可發現病變部位的代謝變化。骨掃描還具有非常高的陰性預測價值：陰性結果基本上排除了四肢骨骼中急性骨髓炎的診斷[24-25]。因此 18F-FDG PET/CT 在無并發癥的急性骨髓炎中不作為常規應用。然而，常規形態學影像和傳統放射性核素顯像對慢性骨髓炎均顯示不佳。CT 和 MRI 對慢性骨髓炎缺乏敏感性和特異性，特別是在區分術后改變和感染方面有所欠缺，且容易受金屬偽影影響。盡管三相骨顯像在急性骨髓炎的敏感度為 80%～83%，但在慢性肢體骨髓炎中僅約 25%～44%[24]。鎵-67 檸檬酸鹽顯像在骨髓炎診斷的靈敏度和特異性分別為 73% 和 61%[26]，但由于采集間隔時間長、圖像分辨率低、對比度差等缺點，該顯像技術目前使用頻率較低。標記白細胞顯像在慢性骨髓炎中敏感性和特異性也較低（61%、77%），特別是在中軸骨病變中診斷敏感性僅有 21%[24]。由于巨噬細胞（介導慢性炎癥主要細胞）能攝取 18F-FDG 且在炎性部位大量聚積[5]，不論是在中軸骨還是四肢骨骼，18F-FDG PET/CT 在慢性骨髓炎診斷中較常規形態影像和傳統放射性核素顯像有更高的靈敏度和特異度（敏感度、特異度和準確度分別約 88%、76%、82%）[27]。此外 18F-FDG PET/CT 診斷慢性骨髓炎具有較高的陰性預測值，一旦檢查結果顯示陰性，即可以排除急性或慢性骨髓炎的診斷[27-28]。
脊柱骨髓炎和椎間盤炎約占所有骨髓炎病例的 7%，通常是由鄰近病灶直接侵犯或血行播散所致。這類疾病進程緩慢，特別是在老年人中，最初的臨床表現可能是輕度的、不典型的。MRI 是脊柱骨髓炎的首選影像檢查，在顯示軟組織、硬膜外和脊髓受累時準確性約 90%[28]。大多數患者需要全脊柱 MRI 成像以顯示感染范圍和有無跳躍性病變，而老年患者耐受性差，常出現運動偽影導致成像失敗。目前 18F-FDG PET/CT 特別適用于因耐受性差或體內植入心臟起搏器等原因不適合行 MRI 檢查的患者。據報道 18F-FDG PET/CT 在脊柱感染中的準確度與傳統放射性核素顯像和 MRI 相當[28]。18F-FDG 在正常骨髓攝取較低，感染灶與正常骨髓的 18F-FDG 分布對比度較高，同時 PET/CT 儀器中的高空間分辨 CT 還可以辨別鄰近骨骼和軟組織是否受累。
3.5.2 關節假體感染
由于人口老齡化加劇，發達國家每年進行數百萬次髖關節和膝關節置換術，其中 1/4 以上患者最終會在手術后十年內出現假體松動；而假體感染是原發性髖關節或膝關節置換術后的罕見并發癥，發生率約 1%[29]。區分假體感染和無菌性松動對患者的預后或是否進行手術修復有重要意義。近三十年來診斷假體感染的首選檢測方法仍為標記白細胞聯合骨髓顯像，其中靈敏度約 92%～100%、特異性約 91%～100%、準確性約 91%～95%[19]。18F-FDG PET/CT 在假體感染的診斷效能存在明顯的個體差異，根據文獻報道其靈敏度范圍約 28%～91%，特異度范圍約 9%～97%[26]，因此通過假體周圍是否有 18F-FDG 攝取鑒別活動性感染與假體松動所致無菌性炎癥仍然需要進一步大規模研究證實其有效性。
3.6 人類免疫缺陷病毒相關疾病
目前全世界有超過 3 400 萬人類免疫缺陷病毒（human immunodeficiency virus，HIV）感染（簡稱：艾滋病）患者。每年約有數百萬人死于艾滋病及其相關疾病。HIV 感染可使靜止的淋巴細胞被激活，在 24 h 內葡萄糖攝取量可增加 20 倍；在 PET 上表現為受累及的淋巴結攝取 18F-FDG 增高。有研究人員報道艾滋病患者淋巴結攝取 18F-FDG 增高程度與病毒復制、細胞毒性 T 淋巴細胞等指標相關，可作為判斷感染狀態的參考信息[2]。此外全身 18F-FDG PET/CT 圖像還能反映 HIV 感染分期：① 急性期：頭部和頸部的 18F-FDG 攝取增加；② 中期：頸部、腋窩和腹股溝淋巴結的18F-FDG 攝取增高；③ 疾病晚期：結腸 18F-FDG 攝取增高伴腸系膜和回盲部淋巴結腫大并攝取增高[30]。18F-FDG PET/CT 在檢測 HIV 陽性相關感染及相關惡性腫瘤方面都很有價值，特別是區分腦弓形蟲病和顱內淋巴瘤時具有較高準確性[30-32]。HIV 陽性患者在接受高活性抗逆轉錄病毒治療時，18F-FDG PET/CT 可用于監測治療反應，也可用于評估治療過程中的常見副反應如脂肪代謝障礙[30]。同時對于 HIV 相關的多中心巨大淋巴結增生癥患者，18F-FDG PET/CT 還能指導活檢部位的選擇，檢測疾病分期及其活動性[30]。
3.7 其他炎癥性疾病
免疫球蛋白 G4 相關全身性疾病（immunoglobulin G4-related systemic disease，IgG4-RSD）是一種系統性疾病，其特征表現是由淋巴漿細胞浸潤構成的腫塊和纖維硬化灶[33]。該疾病具有多種表現，幾乎可以影響全身所有的系統與器官。IgG4-RSD 容易與惡性腫瘤混淆，但 IgG4-RSD 和惡性腫瘤在治療手段上相差甚遠，所以及時準確的診斷可使患者避免不必要的手術或化療、放療。18F-FDG PET/CT 能提供 IgG4-RSD 累及的范圍、疾病活動性等信息，還可指導活檢部位，也能在疾病表現不典型時準確評估其治療反應[33]。
18F-FDG PET/CT 能顯示炎癥性腸道疾病中活動性炎癥的范圍，其典型表現為受累腸道 18F-FDG 攝取增高并伴有相應部位腸壁增厚與分層強化、腸系膜血管和鄰近脂肪纖維密度渾濁和增生。據文獻報道該檢查診斷敏感性約 65%～100%，特異性約 55%～100%[34]。在其他自身免疫性疾病如類風濕性關節炎、自身免疫性甲狀腺炎、自身免疫性胰腺炎中，18F-FDG PET/CT 也有一定的診斷價值，但目前尚缺乏證據將 18F-FDG PET/CT 用于常規檢查及其療效評估[12, 35]。
4 總結
18F-FDG PET/CT 在感染和無菌性炎癥診斷方面的價值逐漸被認識。盡管目前在部分炎性疾病中的臨床應用仍存在一些局限性，但人們越來越多地認識到 18F-FDG PET/CT 較傳統放射性核素顯像有明顯的優勢，如成像持續時間短、空間分辨率高以及能提供功能和解剖影像的融合信息等。目前，已提倡將 18F-FDG PET/CT 作為 FUO 一線檢查的手段，便于尋找臨床隱匿致熱源、指導組織活檢部位；在結節病、LVV 診斷過程中 18F-FDG PET/CT 可顯示全身累及范圍；對特殊部位（如脊柱）骨骼肌肉感染、HIV 相關的多中心巨大淋巴結增生癥、IgG4-RSD 等病變，18F-FDG PET/CT 可以輔助診斷、顯示病變范圍及評估治療反應，特別適用于那些不能行 MRI 檢查的患者。但 18F-FDG PET/CT 在這些疾病的應用中仍缺乏相關的標準流程，仍需進一步的研究工作來制定診斷及治療評估的標準、規范。
利益沖突聲明：本文全體作者均聲明不存在利益沖突。
