18F—FDG PET/CT技術(shù)監(jiān)測(cè)雷公藤甲素對(duì)類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎模型大鼠關(guān)節(jié)損傷的改善作用

馮悅 鐘萌 羅見(jiàn)春 萬(wàn)勝利 葉云 陳躍

摘 要 目的：建立監(jiān)測(cè)雷公藤甲素對(duì)類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎模型大鼠關(guān)節(jié)損傷改善作用的方法。方法：將18只SD大鼠隨機(jī)分為正常對(duì)照組（0.9%氯化鈉溶液）、模型組（0.9%氯化鈉溶液）、雷公藤甲素組（0.5 mg/kg），每組6只。模型組和雷公藤甲素組大鼠尾根部皮下注射不完全弗氏佐劑-雞Ⅱ型膠原蛋白（1 ∶ 1，V/V）0.1 mL進(jìn)行初次免疫，7 d后進(jìn)行第二次免疫，以建立類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎模型。造模成功后各給藥組大鼠均尾靜脈注射相應(yīng)藥物，正常對(duì)照組和模型組大鼠均給予等體積0.9%氯化鈉溶液，每2 d 1次，連續(xù)30 d。分別于給藥前（0 d）和給藥5、10、15、20、25、30 d后稱定大鼠體質(zhì)量；于給藥前（0 d）和給藥3、6、9、12、15、18、21、24、27、30 d后對(duì)大鼠進(jìn)行關(guān)節(jié)炎指數(shù)評(píng)分；于給藥6、18、30 d后利用正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像（PET）/計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT）系統(tǒng)掃描大鼠骨關(guān)節(jié)，掃描50 min前大鼠尾靜脈注射500 μCi的18F-氟代脫氧葡萄糖（18F-FDG），PET顯像采用濾波反投影圖像重構(gòu)算法；采用CT掃描進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)定位；采用Inveon Research Workplace 4.2分析軟件計(jì)算病變部位的最大標(biāo)準(zhǔn)攝取值（SUV）。結(jié)果：與正常對(duì)照組比較，給藥15～30 d后，模型組大鼠體質(zhì)量均顯著減輕；給藥6～30 d后，模型組大鼠關(guān)節(jié)炎指數(shù)評(píng)分均顯著升高；給藥6、18、30 d后，模型組大鼠病變部位SUV均顯著升高（P<0.05）；模型組大鼠關(guān)節(jié)炎病變逐漸加重，并出現(xiàn)骨質(zhì)破壞情況。與模型組比較，給藥15～30 d后，雷公藤甲素組大鼠體質(zhì)量均顯著增加；給藥21～30 d后，雷公藤甲素組大鼠關(guān)節(jié)炎指數(shù)評(píng)分顯著降低；給藥18、30 d后，雷公藤甲素組大鼠病變部位SUV均顯著降低（P<0.05）；雷公藤甲素組大鼠關(guān)節(jié)炎病變逐漸減輕。結(jié)論：18F-FDG PET/CT技術(shù)能有效監(jiān)測(cè)雷公藤甲素對(duì)類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎模型大鼠關(guān)節(jié)損傷的改善作用。

關(guān)鍵詞 雷公藤甲素；類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎；大鼠；正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像；計(jì)算機(jī)斷層掃描；18F-氟代脫氧葡萄糖；最大標(biāo)準(zhǔn)攝取值

中圖分類號(hào) R285.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A 文章編號(hào) 1001-0408（2018）22-3059-04

DOI 10.6039/j.issn.1001-0408.2018.22.08

ABSTRACT OBJECTIVE： To establish the method for detect the improvement effects of triptolide （TP） on joint injury in rheumatoid arthritis （RA） model rats. METHODS： Totally 18 SD rats were randomly divided into normal control group （0.9% Sodium chloride solution）， model group （0.9% Sodium chloride solution） and TP group （0.5 mg/kg）， with 6 rats in each group. Model group and TP group were given incomplete Freund adjuvant-chicken type II collagen （1 ∶ 1，V/V） 0.1 mL subcutaneously via tail for initial immunity， and 7 d later given secondary immunity to established RA model. After modeling， they were given relevant medicine intravenously via tail vein； normal control group and model group were given constant volume of 0.9% Sodium chloride solution， every 2 d， for consecutive 30 d. Body weights of rats were weighed before medication， 5， 10， 15， 20， 25， 30 d after medication. Arthritis indexes of rats were scored before medication， 3， 6， 9， 12， 15， 18， 21， 24， 27， 30 d after medication. Positron emission computed tomography （PET）/tomography （CT） were used to scan the joint of rats 6， 18， and 30 d after administration. 18F-FDG 500 μCi was injected into the tail vein 50 min before scanning. The filtered back projection image reconstruction algorithm was adopted for PET imaging. CT scanning was used for standard positioning. Inveon Research Workplace 4.2 analysis software was used to calculate the maximum standard uptake value （SUV） of lesions. RESULTS： Compared with normal control group， 15-30 d after medication， body weight of rats was decreased significantly in model group； 6-30 d after medication， arthritis index scores of rats were increased significantly； 6， 18， 30 d after medication， SUV of lesions in rats increased significantly （P<0.05）， and the severity of arthritis in rats was aggravated and bone destruction occurred. Compared with model group， 15-30 d after medication， body weight of rats increased significantly in TP group； 21-30 d after medication， arthritis index score of rats decreased significantly； 18， 30 d after medication， SUV of lesion decreased significantly （P<0.05）， and arthritis relieved gradually. CONCLUSIONS： 18F-FDG PET/CT imaging is an efficient method to monitor the improvement effect of TP on joint injury in RA model rats.

KEYWORDS Triptolide； Rheumatoid arthritis； Rats； Positron emission computed tomography； Tomography； 18F-FDG； Maximum standard uptake value

類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎是一種常見(jiàn)的慢性全身性自身免疫性疾病，若不及時(shí)治療會(huì)導(dǎo)致患者關(guān)節(jié)損害和肢體殘疾[1]。臨床上用于治療類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的藥物主要有非甾體抗炎藥、糖皮質(zhì)激素類藥、慢作用抗風(fēng)濕藥及中藥[2]。近年來(lái)，中藥抗類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的作用愈來(lái)愈受到人們的重視，雷公藤甲素是一種從中藥雷公藤中提取出的環(huán)氧二萜內(nèi)酯類化合物 ，具有抗炎及免疫抑制等作用[3-4]。

PET/CT技術(shù)是近幾年來(lái)迅速發(fā)展并獲得廣泛認(rèn)同的醫(yī)學(xué)影像診斷技術(shù)，是將正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像（PET）技術(shù)和計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT）技術(shù)組合到同一設(shè)備；前者對(duì)功能、代謝和受體分布等顯像具有優(yōu)勢(shì)，后者對(duì)解剖結(jié)構(gòu)、形態(tài)和密度等顯像具有優(yōu)勢(shì)，兩者結(jié)合使得對(duì)病灶的定位診斷和定性診斷更加準(zhǔn)確[5]。18F-氟代脫氧葡萄糖（18F-FDG）是一種正電子放射性核素標(biāo)記的葡萄糖類似物，可作為炎癥診斷的顯像劑。在炎癥反應(yīng)發(fā)生時(shí)，中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等炎癥細(xì)胞代謝活性增強(qiáng)，能量消耗相應(yīng)增加，需要攝取大量葡萄糖。因此，可利用不同病變部位對(duì)葡萄糖的不同攝取量[即最大標(biāo)準(zhǔn)攝取值（SUV）]來(lái)診斷相關(guān)病變程度[6-7]。

本研究以不完全弗氏佐劑-雞Ⅱ型膠原蛋白建立大鼠類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎模型[8]，采用PET/CT技術(shù)監(jiān)測(cè)發(fā)炎關(guān)節(jié)對(duì)18F-FDG的攝取水平，以此反映雷公藤甲素對(duì)模型大鼠類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的改善作用，為雷公藤甲素用于臨床治療類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎提供參考。

1 材料

1.1 儀器

Inveon小動(dòng)物PET/CT活體影像系統(tǒng)（德國(guó)Siemens公司）；VIP 3000型動(dòng)物麻醉機(jī)（美國(guó)Matrx公司）；AL 104-IC型電子分析天平（瑞士Mettler-Toledo公司）。

1.2 藥品與試劑

雷公藤甲素對(duì)照品（大連美侖生物技術(shù)有限公司，批號(hào)：M120AS，純度：99%）；雞Ⅱ型膠原蛋白（美國(guó)Chondrex公司，批號(hào)：160175）；不完全弗氏佐劑（美國(guó)Sigma公司，批號(hào)：SLBM7415V）；18F-FDG（西南醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科自制，批號(hào)：20170505、20170517、20170529，放化純度：99%）；異氟烷（河北一品制藥有限公司，批號(hào)：C002151204）；冰醋酸為分析純，水為純化水。

1.3 動(dòng)物

清潔級(jí)成年SD 大鼠，6～7周齡，雌雄不限，體質(zhì)量180～200 g，由西南醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供[動(dòng)物生產(chǎn)合格證號(hào)：SCXK（川）2013-17]。標(biāo)準(zhǔn)條件飼養(yǎng)，自由進(jìn)食、飲水，適宜溫度、濕度，人工黑暗和光照交替。

2 方法

2.1 造模

在4 ℃下將雞Ⅱ型膠原蛋白10 mg溶于5 mL 0.05 mmol/L乙酸溶液中，置于4 ℃貯藏，備用。取等體積不完全弗氏佐劑與上述雞Ⅱ型膠原蛋白溶液進(jìn)行充分混勻、乳化，制成混合乳液。在大鼠尾根部處皮下注射上述混合乳液0.1 mL進(jìn)行初次免疫，7 d后以同樣的方法進(jìn)行第二次免疫，以建立類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎模型[9]。

2.2 分組與給藥

隨機(jī)選取6只未造模大鼠為正常對(duì)照組（等體積0.9%氯化鈉溶液），另選取造模成功的12只大鼠隨機(jī)分為模型組（等體積0.9%氯化鈉溶液）、雷公藤甲素組（0.5 mg/kg）[3-4]，各6只。造模成功后各組大鼠尾靜脈注射相應(yīng)藥物，每2 d 1次，連續(xù)30 d。

2.3 體質(zhì)量稱定

分別于給藥前（0 d）和給藥5、10、15、20、25、30 d后稱定大鼠體質(zhì)量。

2.4 關(guān)節(jié)炎指數(shù)評(píng)分

分別于給藥前（0 d）和給藥3、6、9、12、15、18、21、24、27、30 d后對(duì)大鼠左前足踝關(guān)節(jié)進(jìn)行關(guān)節(jié)炎指數(shù)評(píng)分。采用4分制，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：0分，關(guān)節(jié)無(wú)任何變化；1分，關(guān)節(jié)輕微腫脹；2分，關(guān)節(jié)中度腫脹；3分，關(guān)節(jié)嚴(yán)重腫脹；4分，關(guān)節(jié)嚴(yán)重腫脹并影響運(yùn)動(dòng)[10]。由2名實(shí)驗(yàn)人員同時(shí)獨(dú)立完成評(píng)分，然后取二者評(píng)分的平均值作為最終評(píng)分結(jié)果。

2.5 PET/CT顯像

采用PET/CT活體影像系統(tǒng)掃描大鼠骨關(guān)節(jié)。分別在給藥6、18、30 d后于大鼠尾靜脈注射500 μCi 18F-FDG，于注射50 min后在異氟烷持續(xù)麻醉（動(dòng)物麻醉機(jī)：1.5檔，氧氣流量：0.6 L/min）狀態(tài)下行PET/CT掃描。PET顯像采用濾波反投影圖像重構(gòu)算法（圖像大小128×128，掃描600 s）；采用CT掃描進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)定位（掃描參數(shù)為80 kV、500 μA，掃描8 min）；采用Inveon Research Workplace（IRW）4.2分析軟件計(jì)算病變部位的SUV。

2.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 19.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量資料以x±s表示，兩組間數(shù)據(jù)比較采用方差分析或LSD檢驗(yàn)。 P<0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

3 結(jié)果

3.1 各組大鼠體質(zhì)量比較

給藥15～30 d后，與正常對(duì)照組比較，模型組大鼠體質(zhì)量均顯著減輕，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）；與模型組比較，雷公藤甲素組大鼠體質(zhì)量均顯著增加，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），詳見(jiàn)表1。

3.2 各組大鼠關(guān)節(jié)炎指數(shù)評(píng)分比較

給藥6～30 d后，與正常對(duì)照組比較，模型組大鼠關(guān)節(jié)炎指數(shù)評(píng)分均顯著升高，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。給藥21～30 d后，與模型組比較，雷公藤甲素組大鼠關(guān)節(jié)炎指數(shù)評(píng)分均顯著降低，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），詳見(jiàn)表2。

3.3 各組大鼠PET/CT顯像比較

給藥6、18、30 d后，正常對(duì)照組大鼠骨關(guān)節(jié)PET顯像未見(jiàn)18F-FDG異常濃聚；CT顯像也未見(jiàn)骨關(guān)節(jié)骨質(zhì)損傷病變。模型組大鼠骨關(guān)節(jié)PET顯像可見(jiàn)18F-FDG濃聚，且隨著時(shí)間延長(zhǎng)濃聚增多；給藥6 d后CT顯像未見(jiàn)明顯骨質(zhì)破壞，給藥18 d后可見(jiàn)輕微骨質(zhì)破壞，給藥30 d后可見(jiàn)骨質(zhì)破壞加重。雷公藤甲素組大鼠給藥6 d后骨關(guān)節(jié)PET顯像可見(jiàn)18F-FDG濃聚，CT顯像未見(jiàn)明顯骨質(zhì)破壞；給藥18 d后PET顯像可見(jiàn)濃聚程度略有減輕，CT顯像可見(jiàn)輕微骨質(zhì)破壞；給藥30 d后PET顯像未見(jiàn)18F-PDG異常濃聚，CT顯像可見(jiàn)骨質(zhì)破壞程度減輕，詳見(jiàn)圖1～圖3。

3.4 各組大鼠病變部位SUV比較

給藥6、18、30 d后，與正常對(duì)照組比較，模型組大鼠病變部位SUV均顯著升高，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）；給藥18、30 d后，與模型組比較，雷公藤甲素組大鼠病變部位SUV均顯著降低，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），詳見(jiàn)表3。

4 討論

類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎屬于中醫(yī)的“痹癥”范疇，中醫(yī)理論認(rèn)為雷公藤味苦、有大毒，具有祛風(fēng)除濕、活血通絡(luò)、消腫止痛、改善血瘀等功效[11]。有研究表明，雷公藤可抑制血管通透性增加和炎癥細(xì)胞趨化，從而發(fā)揮抗炎作用[12]。目前，臨床對(duì)于風(fēng)濕性疾病的常規(guī)影像學(xué)檢查主要包括X射線、CT、磁共振成像和B超檢查，但以上檢查均以某一主要部位顯像為主，而不能顯示全身病變。PET/CT顯像則是真正意義的全身顯像，PET顯像能夠顯示病變部位的代謝異常，CT顯像能夠準(zhǔn)確顯示病變位置。同時(shí)，本實(shí)驗(yàn)診斷顯像劑為18F-FDG，在炎癥反應(yīng)發(fā)生時(shí)，可采用PET/CT技術(shù)觀察骨關(guān)節(jié)病變部位對(duì)18F-FDG攝取的增加情況[13]。

Ⅱ型膠原蛋白大量存在于關(guān)節(jié)軟骨中，當(dāng)作為外源性抗原時(shí)可誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生Ⅱ型膠原蛋白抗體，而該抗體與軟骨結(jié)合可誘導(dǎo)T 細(xì)胞和B細(xì)胞激活，從而產(chǎn)生關(guān)節(jié)炎性質(zhì)的自身免疫反應(yīng)。不完全弗氏佐劑不含有結(jié)核分枝桿菌成分，僅含礦物油，可協(xié)助Ⅱ型膠原蛋白刺激機(jī)體產(chǎn)生免疫應(yīng)答[14]。因此，本研究應(yīng)用不完全弗氏佐劑和雞Ⅱ型膠原蛋白誘導(dǎo)大鼠類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎模型形成，7 d后為確保造模成功率進(jìn)行第二次免疫。

本研究結(jié)果顯示，與正常對(duì)照組比較，給藥15～30 d后，模型組大鼠體質(zhì)量均顯著減輕；給藥6～30 d后，模型組大鼠關(guān)節(jié)炎指數(shù)評(píng)分均顯著升高；給藥6、18、30 d后，模型組大鼠病變部位SUV均顯著升高，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；模型組大鼠關(guān)節(jié)炎病變逐漸加重，出現(xiàn)骨質(zhì)破壞情況。與模型組比較，給藥15～30 d后，雷公藤甲素組大鼠體質(zhì)量均顯著增加；給藥21～30 d后，雷公藤甲素組大鼠關(guān)節(jié)炎指數(shù)評(píng)分均顯著降低；給藥18、30 d后，雷公藤甲素組大鼠病變部位SUV均顯著降低，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；雷公藤甲素組大鼠關(guān)節(jié)炎病變逐漸減輕。由此可見(jiàn)，雷公藤甲素對(duì)類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎模型大鼠的關(guān)節(jié)損傷具有一定的保護(hù)作用。

綜上所述，18F-FDG PET/CT技術(shù)能有效監(jiān)測(cè)雷公藤甲素對(duì)類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎模型大鼠關(guān)節(jié)損傷的改善作用。

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（收稿日期：2018-01-09 修回日期：2018-02-28）

（編輯：張 靜）