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综述
酰胺质子转移成像在脑转移瘤诊断与疗效评估中的研究进展
李玉宁 伍东洋 买丽 李孝忠

Cite this article as LI Y N, WU D Y, MAI L, et al. Research progress of amide proton transfer imaging in the diagnosis and efficacy evaluation of brain metastases[J]. Chin J Magn Reson Imaging, 2026, 17(8): 161-167.本文引用格式 李玉宁, 伍东洋, 买丽, 等. 酰胺质子转移成像在脑转移瘤诊断与疗效评估中的研究进展[J]. 磁共振成像, 2026, 17(8): 161-167. DOI:10.12015/issn.1674-8034.2026.08.018.


[摘要] 脑转移瘤(brain metastases, BMs)是中枢神经系统常见的恶性肿瘤,严重影响患者的预后和生活质量。因此,对BMs的精准诊断和疗效评估对临床管理有着重要的意义。酰胺质子转移(amide proton transfer, APT)成像是化学交换饱和转移(chemical exchange saturation transfer, CEST)技术的分支,可通过无创检测肿瘤内蛋白质浓度及代谢微环境变化,近年来在中枢神经系统肿瘤诊疗相关研究中显示出一定的应用潜力。然而,目前APT成像在BMs中的研究仍存在样本量偏小、扫描参数和后处理流程不统一、APT定量指标及感兴趣区选择差异较大、病理相关评估与治疗后疗效评估证据相对分散等问题,且针对BMs的系统性总结相对不足。因此,本文围绕APT成像在BMs鉴别诊断、病理相关评估、治疗后疗效评估的应用进展进行综述,探讨其临床价值及未来发展方向。本文旨在梳理APT成像应用于BMs评估的关键证据与现存挑战,阐明其在提高BMs精准诊断和治疗后监测中的潜在价值,为后续研究设计和临床转化提供参考。
[Abstract] Brain metastases (BMs) are common malignant tumors of the central nervous system and severely affect patients' prognosis and quality of life. Therefore, accurate diagnosis and treatment response assessment of BMs are of great significance for clinical management. Amide proton transfer (APT) imaging, as a branch of chemical exchange saturation transfer (CEST) technology, can noninvasively detect intratumoral protein concentration and changes in the metabolic microenvironment, and has shown some potential in studies related to the diagnosis and treatment of central nervous system tumors in recent years. However, current studies on APT imaging in BMs still have several limitations, including relatively small sample sizes, inconsistent scanning parameters and post-processing workflows, differences in APT quantitative metrics and region-of-interest selection, and scattered evidence regarding pathology-related assessment and post-treatment efficacy assessment, and there is a relative lack of systematic reviews specifically focused on BMs. Accordingly, this article reviews the application progress of APT imaging in the differential diagnosis, pathology-related assessment, and post-treatment efficacy assessment of BMs, and discusses its clinical value and future development directions. This review aims to summarize the key evidence and existing challenges of APT imaging in the evaluation of BMs, demonstrate its potential value in improving diagnostic accuracy and post-treatment monitoring of BMs, and provide a reference for future study design and clinical translation.
[关键词] 磁共振成像;酰胺质子转移成像;脑转移瘤;化学交换饱和转移成像;诊断
[Keywords] magnetic resonance imaging;amide proton transfer imaging;brain metastases;chemical exchange saturation transfer imaging;diagnosis

李玉宁 1   伍东洋 1   买丽 1   李孝忠 2*  

1 甘肃中医药大学第一临床医学院,兰州 730000

2 甘肃中医药大学附属医院放射科,兰州 730000

通信作者:李孝忠,E-mail: lixiaozhong925@163.com

作者贡献声明::李孝忠设计本研究的方案,对稿件的重要内容进行了修改,获得了兰州城关区科技计划项目和甘肃中医药大学附属医院院内一般项目的资助;李玉宁起草和撰写稿件,获取、分析并解释本研究的参考文献;伍东洋、买丽收集、分析相关文献资料,对稿件的重要内容进行了修改;全体作者都同意发表最后的修改稿,同意对本研究的所有方面负责,确保本综述的准确性和诚信。


基金项目: 兰州城关区科技计划项目 2020-2-11-14 甘肃中医药大学附属医院院内一般项目 gzfy-2023-04
收稿日期:2026-04-15
接受日期:2026-07-14
中图分类号:R445.2  R739.4 
文献标识码:A
DOI: 10.12015/issn.1674-8034.2026.08.018
本文引用格式 李玉宁, 伍东洋, 买丽, 等. 酰胺质子转移成像在脑转移瘤诊断与疗效评估中的研究进展[J]. 磁共振成像, 2026, 17(8): 161-167. DOI:10.12015/issn.1674-8034.2026.08.018.

0 引言

       脑转移瘤(brain metastases, BMs)指起源于中枢神经系统以外实体器官的恶性肿瘤细胞经血行播散至脑组织形成的继发性肿瘤,常见于晚期系统性癌症患者[1]。BMs的发生涉及肿瘤细胞脱离原发灶、侵入血管、穿越血脑屏障(blood-brain barrier, BBB)并在脑微环境中定植与增殖[2]。约10%~40%的实体瘤患者在病程中可发生BMs,常见原发肿瘤包括肺癌、乳腺癌、黑色素瘤等[3, 4]。随着癌症患者生存期延长和影像检测技术进步,BMs的检出率与疾病负担呈增加趋势,可影响患者的神经功能和生活质量,并增加治疗决策及疗效评估的复杂性[5, 6, 7]。因此,BMs的早期精准诊疗对优化临床管理具有重要意义。

       传统磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)是BMs检测和随访的主要影像学手段,可显示病灶数目、部位、强化方式、瘤周水肿及占位效应等形态学信息[8, 9]。然而,常规MRI主要依赖解剖结构改变及BBB破坏后的强化表现,在反映肿瘤细胞增殖活性、蛋白质代谢状态及酸碱微环境等方面仍存在不足[10]。对于单发BMs与胶质母细胞瘤(glioblastoma, GBM)等影像表现相似的颅内肿瘤,传统MRI的鉴别仍有困难。不同原发来源及病理类型的BMs在治疗策略和预后方面存在差异,常规MRI对其病理类型及肿瘤生物学行为的无创预测能力较为有限[11, 12, 13]。因此,亟需发展更具生物学特异性的MRI技术,以弥补常规MRI在肿瘤功能和分子信息评估方面的不足。酰胺质子转移(amide proton transfer, APT)成像作为一种基于化学交换饱和转移(chemical exchange saturation transfer, CEST)的分子MRI技术,通过检测内源性移动蛋白质及多肽的CEST效应,无创反映肿瘤组织的蛋白质浓度与pH微环境变化,为脑肿瘤诊断与疗效评估提供了新视角[14, 15, 16]。当前,APT成像在脑肿瘤中的研究多围绕胶质瘤鉴别诊断[17]、病理分级分型[18]及疗效预测[19]等方面。相较而言,APT成像在BMs中的应用仍处于探索阶段,相关研究虽已涉及鉴别诊断、病理相关评估及治疗后评估,但在病例来源和扫描规范化等方面尚不统一[20]。目前,已有综述对APT成像在脑肿瘤中的应用进行了总结,但多将BMs作为脑肿瘤鉴别或治疗后评估中的部分内容进行讨论[21, 22],缺乏围绕APT成像在BMs诊断、病理相关评估及疗效评估中应用价值的集中梳理。基于此,本文拟综述APT成像基本原理与技术优势,总结其在BMs中的应用进展,并分析现有局限及未来发展方向,以期为优化临床诊疗策略提供理论依据。

1 文献检索方式

       为确保本综述的系统性与可追溯性,本文围绕APT成像、脑转移瘤、诊断及疗效评估等主题,对国内外相关文献进行了检索与筛选。英文数据库:PubMed、Web of Science Core Collection;中文数据库:中国知网(CNKI)、万方数据知识服务平台、维普中文期刊服务平台。文献检索时间:各数据库建库起至2026年4月。

       英文检索式为:(“brain metastasis” OR “brain metastases” OR “cerebral metastasis”)AND(“amide proton transfer” OR “amide proton transfer-weighted imaging” OR “amide proton transfer weighted imaging” OR “APT” OR “APTw” OR “chemical exchange saturation transfer” OR “CEST”)AND(“magnetic resonance imaging” OR “MRI”)。同时,为补充APT成像技术原理及BMs病理生物学基础,对“amide proton transfer”“chemical exchange saturation transfer”“brain metastasis”“blood-brain barrier”“tumor microenvironment”等关键词进行扩展检索。中文检索式为:(“脑转移瘤”OR“脑转移”)AND(“酰胺质子转移成像”OR“氨基质子转移成像”OR“APT成像”OR“APTw成像”OR“化学交换饱和转移”)AND“磁共振成像”。同时,结合“血脑屏障”“肿瘤微环境”“病理类型”“放射性坏死”等关键词进行补充检索。

       文献纳入标准:(1)研究内容涉及APT/APTw或CEST成像在BMs中的应用,或与BMs鉴别诊断及治疗后病灶性质判断相关的颅内肿瘤研究;(2)研究方向包括BMs鉴别诊断、病理相关评估、治疗后评估及预后判断等;(3)与APT成像基本原理、技术机制或BMs病理生物学基础相关的文献。其中,技术原理和方法学基础文献不受发表时间限制,但需满足以下条件之一:首次提出关键概念、建立关键成像方法、被后续研究广泛引用,或被指南、专家共识及代表性综述引用;(4)文献类型为原创性研究、系统评价/Meta分析、指南、专家共识或综述;(5)中文或英文文献。文献排除标准:(1)重复发表或数据来源重叠,且不能提供更多有效信息的文献;(2)全文无法获取,或研究方法、结果及主要数据不完整,不能支持本文分析的文献。最终纳入符合标准的文献55篇,并按照研究对象、成像技术、测量参数及主要临床应用方向进行归纳和总结。

2 APT成像的基本原理与技术优势

       APT成像是基于CEST的分子MRI技术,首次由ZHOU等[23]提出并实际应用于脑肿瘤的成像,其核心机制是通过选择性饱和酰胺质子(-NH)与自由水质子的化学交换,间接放大检测信号,从而反映组织内游离蛋白质浓度及微环境特征[24]。CEST技术通过频率选择性饱和及与水质子的化学交换,可在较高空间分辨率下获取代谢相关分子信息,并已被用于肿瘤代谢与酸性微环境的成像研究[25, 26]。APT成像作为CEST的重要分支,主要聚焦于酰胺质子在3.5 ppm频率处的信号变化,其信号强度通常通过非对称磁化转移率(magnetization transfer ratio asymmetry, MTRasym)来衡量,具体的计算方法为:MTRasym(3.5 ppm)=[Ssat(-3.5 ppm)-Ssat(+3.5 ppm)]/S0,其中Ssat为相应频率偏移处施加饱和脉冲后的水信号强度,S0为未施加饱和脉冲时的水信号强度。MTRasym(3.5 ppm)值可以通过后处理软件进行计算,并作为量化APT信号强度的一个指标[27]

       近年来,APT成像逐渐运用于BMs当中,因其肿瘤细胞内蛋白质合成增加及酸性微环境导致APT信号增强的特性使其能够早于传统影像发现肿瘤的异常增殖[28],展现出独特的临床意义。此外,APT成像技术无需外源性对比剂,通过内源性分子成像即可提供区别于常规MRI的代谢相关信息,在一定程度上拓宽了临床应用空间[29]。多项研究表明,APT成像通过检测3.5 ppm处酰胺质子相关信号变化,可反映肿瘤组织内移动蛋白质、多肽含量及pH微环境改变,从而有效区分不同脑肿瘤,尤其在BMs和GBM的鉴别诊断中具有独特的优势[11, 30]。在病理相关评估方面,不同病理的肺癌BMs可表现出不同的APT信号特征。例如肺腺癌BMs因其蛋白质代谢活性较高表现出更高的APT值[31],提示APT成像具有无创预测BMs病理分子亚型的潜在价值。同样APT成像还可以通过治疗后肿瘤蛋白质代谢变化来预测真性和假性进展[32]。然而,APT成像的临床应用目前仍受一定技术因素影响。首先,不同研究的APT扫描参数、B0/B1校正及后处理流程尚未完全统一,且该技术对运动伪影和磁场均匀性较为敏感,可能影响APT值的可比性和重复性[14]。其次,BMs病灶常常体积较小,并可伴坏死、囊变、出血及瘤周水肿等复杂成分,容易受到部分容积效应和液性成分伪影影响[33]。除上述因素外,常用的MTRasym(3.5 ppm)并非单纯反映酰胺质子交换效应,还会受到T1/T2弛豫、直接水饱和、半固体磁化转移及核Overhauser增强效应等因素干扰,从而影响APT信号的特异性和定量稳定性[34, 35]。因此,APT信号更适合作为一种受多因素影响的APT加权指标,其结果仍需结合常规MRI、扩散、灌注及临床病理信息进行综合判断。

       总而言之,APT成像能够从蛋白质代谢和分子微环境层面补充常规MRI信息,为BMs的鉴别诊断、病理相关评估及治疗后病灶性质判断提供了新的影像学思路。随着扫描方案、校正方法和后处理流程的进一步优化,APT成像有望在BMs临床诊疗评估中发挥更大的应用价值。

3 APT成像在BMs中的应用

3.1 APT成像在BMs鉴别诊断中的价值

       APT成像通过检测肿瘤内蛋白质浓度及代谢微环境的变化,在BMs的鉴别诊断中展现出显著优势。既往多项研究对APT成像在BMs的诊断效能进行了系统性评估,本文汇总9项相关BMs鉴别诊断研究(纳入355例患者,其中BMs 174例,胶质瘤170例及血管母细胞瘤11例)。结果显示,APT成像在BMs鉴别诊断中的敏感度介于75.0%~100.0%,特异度范围为76.5%~100.0%,受试者工作特征曲线下面积(area under the curve, AUC)为0.810~1.000。总体而言,APT成像在BMs鉴别诊断中表现出较高的敏感度与特异度,其AUC值多处于优良诊断效能区间,提示该技术具有一定临床应用潜力。具体信息如表1所示。

       目前,关于APT成像在BMs与高级别胶质瘤(high grade glioma, HGG)鉴别诊断中的应用价值,现有研究结果仍存在一定分歧。SUGAWARA等[36]研究显示,在统一扫描参数条件下,以同侧正常外观白质(ipsilateral normal-appearing white matter, INAWM)和对侧正常白质(contralateral normal-appearing white matter, CNAWM)为参考基线时,APT信号总体呈现“肿瘤核心区>瘤旁区>正常脑白质”的空间梯度分布。具体而言,GBM肿瘤核心区、瘤旁区、INAWM及CNAWM的APT值分别为3.41%±0.49%、2.24%±0.29%、1.35%±0.15%和1.26%±0.12%,均高于BMs对应区域的2.74%±0.34%、1.86%±0.35%、1.17%±0.13%和1.20%±0.09%。这一结果表明,相较于正常外观白质,肿瘤核心区和瘤周区域APT信号升高可能与肿瘤实性成分中细胞增殖活跃、移动蛋白及多肽含量增加,以及局部水含量和灌注状态改变有关。

       在不同测量区域中,APT的诊断价值并不完全一致。就肿瘤实质区而言,部分研究将分析区域定义为“肿瘤核心区(tumor core)”,通常指在排除坏死、囊变及明显出血后所保留的实性肿瘤组织,强调肿瘤细胞主体及其代谢活跃区域(表1)。如YU等[11]、CHEN等[37]研究表明,GBM与孤立性脑转移瘤(solitary brain metastases, SBM)在肿瘤核心区APT值及其相对参数差异均无统计学意义,提示若采用传统感兴趣区(region of interest, ROI)方法测量肿瘤核心区平均信号,BMs与GBM在实质区存在较明显的APT重叠。另外一些研究则基于对比增强图像勾画“实质强化区(enhancing tumor)”,该区域除包含肿瘤细胞密集分布的成分外,同时还可受到BBB破坏、血管通透性增加及局部水分含量变化等因素的影响(表1)。如KAMIMURA等[38]采用直方图分析比较强化肿瘤区APT特征后发现,GBM实质强化区APT均值及多个百分位数均高于SBM,提示实质强化区信号分布特征较平均值更能反映两类肿瘤内部组成差异。类似地,国内有研究[39]通过17例HGG与18例BMs发现在实质强化区HGG的APT值显著高于BMs,而同一区域灌注参数差异并不显著。

       造成上述结果差异的重要原因可能是APT在肿瘤实质区的表现不仅取决于肿瘤本身,还与ROI选择、是否纳入非强化成分以及是否排除坏死、出血等因素密切相关。因此,APT在实质区的优势可能不在于提供一个单一平均值,而在于捕捉局部高活性区域及肿瘤内部异质性信息。换言之,若仅以平均APT值进行比较,BMs与HGG易出现重叠,若进一步聚焦强化最明显的实性区域,或采用高值、百分位数及直方图参数,则更有可能揭示二者在蛋白代谢和组织结构上的差别。

       相较于肿瘤实质区,APT在瘤周区域的诊断价值更受关注。HGG具有独特浸润性生长特点,瘤周区除水肿外,常伴肿瘤细胞浸润、反应性胶质增生及局部微环境改变,而BMs瘤周区多以单纯血管源性水肿为主,浸润成分相对较少[40, 41, 42]。既往多项研究支持这一判断,李锐等[43]较早指出,HGG与BMs在肿瘤实质区APT信号差异并不显著,而瘤周区APT信号在HGG中明显高于BMs,提示瘤周区较肿瘤实质区更能反映两者生物学行为差异。YU等[11]在较大样本研究中进一步证实,SBM与GBM肿瘤核心区APT最大值、APT最小值及APT平均值差异均无统计学意义,但瘤周区各APT参数在SBM中均显著低于GBM,其中APTmin的AUC达0.905。这些结果提示,与肿瘤实质区APT值相比,瘤周区域APT更能体现HGG浸润与BMs单纯血管源性水肿之间的差异,因此在多数研究中具有更高的区分能力。

       基于单一APT参数在不同测量区域中的表现差异,APT与其他功能成像参数联合逐渐成为研究重点。APT主要反映肿瘤组织内蛋白质、多肽及相关分子代谢信息,而动脉自旋标记(arterial spin labeling, ASL)、动态磁敏感对比增强(dynamic susceptibility contrast, DSC)等灌注成像主要反映血流灌注、血容量及血管生成状态,二者具有较强互补性。除前述APT与ASL联合研究外,APT与DSC灌注参数的结合也显示出较高应用潜力。KNUTSSON等[44]发现,在实质强化区归一化APT最大值(nAPTmax)、归一化脑血流量最大值(nCBFmax)、归一化校正脑血容量最大值(ncCBVmax)和归一化校正脑血容量平均值(ncCBVmean)在GBM中均高于BMs,其中nAPTmax与ncCBVmax联合后AUC可达0.92,提示APT与增强区灌注特征结合后可更全面地反映BMs与GBM在蛋白代谢和微循环方面的双重差异。此外,APT的鉴别价值并不限于GBM与BMs。KAMIMURA等[24]在血管母细胞瘤与BMs的鉴别中发现,APT、表观扩散系数(apparent diffusion coefficient, ADC)及相对脑血容量(relative cerebral blood volume, rCBV)相关指标均有助于两者区分,其中APT相关指标表现最佳,AUC达到1.000,表明APT在某些特定肿瘤鉴别场景下,对组织内蛋白成分及血管相关特征的综合反映可能优于传统单一扩散或灌注参数。与此同时,APT与高维特征提取方法结合也展现出新的应用前景。SARTORETTI等[45]将APT影像组学与机器学习结合后,区分胶质性原发脑肿瘤与转移瘤的AUC达到0.836,提示APT图像中除平均信号外,还包含纹理、灰度依赖及空间异质性等可供进一步挖掘的重要诊断信息。上述研究说明,APT可能更适合作为多参数MRI框架中的组成部分,而非孤立解读的单一指标。

       除BMs与其他颅内肿瘤的鉴别外,少数研究也开始关注APT成像在BMs病理亚型评估中的应用。BMs具有较高的病理异质性,不同原发来源及病理类型在治疗策略及预后方面存在差异。随着精准医学理念的发展,术前实现病理亚型的无创鉴别对个体化治疗方案制订及疗效预测具有重要意义[46, 47, 48]。目前,APT成像在BMs病理类型预测中的直接证据仍较有限,现有研究主要集中于肺癌来源BMs。XIANG等[31]的前瞻性研究发现,肺腺癌BMs的APT值显著高于肺鳞癌,二者分别为2.70%±0.81%和1.82%±0.47%(P=0.001),APT鉴别腺癌与鳞癌的AUC为0.84,敏感度和特异度分别为100%和65%。作者推测,这种差异可能与腺癌较高的代谢活性、蛋白质周转率及细胞内可移动蛋白质和多肽含量增加有关。该研究还显示,腺癌的ADC值也高于鳞癌,但APT的诊断效能优于ADC,联合APT与ADC后AUC仍为0.84,提示APT成像可能为肺癌BMs病理亚型评估提供补充信息。需要指出的是,目前相关研究数量较少,且尚缺乏乳腺癌、黑色素瘤及结直肠癌等其他原发来源BMs的验证。因此,APT成像用于BMs病理类型预测仍应被视为鉴别诊断中的探索性拓展,尚不足以作为独立成熟应用方向。

       综上所述,APT成像在BMs与其他颅内肿瘤的鉴别诊断中具有一定应用潜力,尤其在HGG与BMs的鉴别中显示出较好的诊断价值,并可能为肺癌BMs病理亚型评估提供补充信息。然而,现有研究对于APT最佳测量区域及其诊断价值尚未形成完全一致的结论,不同研究对肿瘤实质区、增强区、瘤周水肿区及正常脑白质参照区的选择存在差异,可能影响结果的可比性和稳定性。因此,后续研究应进一步明确不同ROI区域的诊断意义,重点分析瘤周区APT信号与肿瘤浸润、血管源性水肿及局部微环境改变之间的关系,并探索APT与弥散加权成像、ASL、灌注成像及影像组学等多参数模型的联合应用,以提高BMs与其他颅内肿瘤鉴别诊断及病理相关评估的准确性和临床适用性。

表1  APT成像鉴别BMs与其他脑肿瘤的诊断效能总结
Tab. 1  Summary of the diagnostic performance of APT imaging in differentiating BMs from other brain tumors

3.2 APT成像在BMs放疗后疗效评估中的应用

       BMs患者经立体定向放射外科(stereotactic radiosurgery, SRS)等放射治疗后,病灶在影像随访中可出现强化范围增大及瘤周水肿加重,这既可能提示肿瘤真性进展(tumor progression, TP),也可能反映放射性坏死(radiation necrosis, RN)等治疗相关改变(treatment-related changes, TRC)[49, 50]。由于二者后续处理策略明显不同,前者往往需要进一步抗肿瘤干预,后者则多以观察、糖皮质激素或抗血管生成治疗为主[51, 52, 53],因此,如何实现二者的准确无创鉴别,一直是BMs治疗后影像评估中的重点与难点。

       APT成像可通过反映组织内可移动蛋白、多肽及相关微环境变化,为BMs治疗后病灶性质判断提供区别于常规MRI和灌注成像的分子层面信息,因而在该领域受到越来越多关注。现有证据显示,APT在BMs治疗后评估中具有一定应用潜力,但总体研究数量仍较少,且传统MTRasym(3.5 ppm)分析方法在BMs中的稳定性尚不理想。ESSED等[54]的Meta分析显示,MTRasym(3.5 ppm)在胶质瘤治疗后评估中具有较高的诊断价值,其鉴别TP与TRC的敏感度和特异度分别为88%和84%;但在BMs亚组中效能较低(敏感度64%,特异度56%),提示传统MTRasym参数在BMs放疗后复杂病理背景下的单独应用价值及证据强度仍有限。作者推测,这可能与BMs患者多接受SRS、RN发生率较高,以及不同CEST成分叠加后影响病灶间差异显示等因素有关。因此,从当前总体证据来看,APT在BMs治疗后评估中的价值虽已初步显现,但仍需结合具体采集方案和后处理方法加以理解。近年来,随着采集方案和后处理策略优化,APT在BMs治疗后疗效评估中的诊断效能可能进一步提高。MEHRABIAN等[50]纳入70例SRS后BMs患者共75个病灶,其中RN 45个、TP 30个,联合CEST、定量磁化转移(magnetization transfer, MT)、B0/B1校正及T1/T2 mapping等多参数方法鉴别RN与TP。结果显示,酰胺质子相关磁化转移率(MTRAmide)在低、高饱和功率下的AUC分别为0.87和0.88,酰胺质子相关表观交换依赖弛豫(AREXAmide)在低饱和功率下的AUC为0.81;而MTRasym(3.5 ppm)在低、高饱和功率下的AUC分别为0.52和0.58。研究提示,传统单参数方法在此场景下效能有限,多参数CEST/MT分析可能更有助于提高BMs治疗后病灶性质判断的稳定性。

       在此基础上,针对治疗后病灶中坏死、囊变及液性成分对APT信号的干扰,液体抑制等后处理方法也逐渐受到关注。NICHELLI等[32]前瞻性研究纳入21个SRS后增大病灶,比较液体抑制APT成像与泄漏校正DSC-rCBV对RN和TP的鉴别能力,结果显示,ΔAPT(APT值变化量)在两组间差异显著,而ΔrCBV(rCBV值变化量)差异无统计学意义;其中ΔAPT的AUC为0.991,明显高于ΔrCBV的0.636,敏感度和特异度分别达到100%和90%。该研究提示,液体抑制处理可能减少坏死、囊变及液性成分对APT信号的干扰,从而提高APT对BMs放疗后病灶性质判断的可靠性。此外,APT相关参数与其他MRI模态联合分析,也有望进一步提升BMs治疗后评估的准确性。BHATTI等[55]基于93例患者、230个SRS后BMs病灶,联合酰胺相关磁化转移参数(AmideMTR)、中继核Overhauser增强相关磁化转移率(rNOEMTR)、T1/T2 mapping及常规MRI构建注意力引导深度学习模型。结果显示,仅使用增强T1加权成像和T2液体衰减反转恢复序列,或仅使用AmideMTR和rNOEMTR时,AUC分别为0.78和0.76;当整合AmideMTR、rNOEMTR与T1/T2 mapping或常规结构像后,AUC可提升至0.84~0.85;纳入全部6种模态后,AUC进一步提高至0.87。该结果表明,APT相关信息虽具有独立价值,但与常规结构成像及定量参数联合后,更能综合反映治疗后病灶内蛋白代谢、组织结构及微环境改变,从而增强TP与RN的鉴别能力。

       总而言之,APT目前在BMs治疗后疗效评估中的研究主要集中于放射治疗后病理性质判断,尤其是在TP与RN的鉴别方面展现出较好前景。与传统灌注成像相比,APT能够从蛋白代谢和分子交换层面提供补充信息,有助于反映治疗后病灶内部的分子微环境变化。然而,BMs放疗后病灶常同时存在肿瘤残留或复发、坏死、炎症反应、血管损伤及水肿等复杂病理改变,单一APT参数的诊断效能仍可能受到限制。因此,在治疗后评估场景中,可结合灌注、扩散、波谱、正电子发射断层显像(positron emission tomography, PET)及影像组学等多模态指标,从血流灌注、细胞密度、代谢状态和空间异质性等不同层面综合判断病灶性质,以提高TP、RN及TRC的鉴别准确性。

4 小结与展望

       综上所述,APT成像作为一种能够无创反映组织内蛋白质水平及代谢微环境变化的分子MRI技术,可在常规MRI形态学信息之外提供蛋白质代谢和分子交换层面的补充信息。基于这一特点,APT在BMs与GBM等颅内肿瘤鉴别、BMs病理相关评估及放疗后TP与RN/TRC辅助鉴别等临床场景中具有一定应用潜力。但现阶段BMs相关研究在临床转化中仍存在一定局限。一方面,现有研究多为单中心、小样本研究,不同研究在扫描参数、B₀/B₁校正、后处理方法、定量指标及ROI勾画策略等方面存在较大异质性。另一方面,肿瘤坏死、出血或钙化等因素可能影响APT信号表达,从而限制结果的横向比较及临床推广。

       未来仍需在技术与后处理标准化、多模态体系构建及临床场景拓展等方面进一步推进。技术与后处理标准化方面可探索AREX、APT*、液体抑制APT、多池洛伦兹拟合及NOE/MT分量分离等方法,以减少传统MTRasym指标的混杂效应,提高APT信号解释的稳定性;在多模态体系构建方面,可将APT与灌注、弥散、波谱、PET及影像组学联合,从血流灌注、细胞密度、代谢状态和空间异质性等层面综合评估BMs,并结合深度学习去噪、自动ROI分割和全肿瘤三维特征提取等人工智能方法,提高分析效率和模型泛化能力;临床场景拓展方面,除继续验证APT在鉴别诊断和放疗后TP/RN鉴别中的价值外,还可进一步探索其在免疫治疗、靶向治疗及放疗联合治疗后早期疗效监测中的作用。尽管APT成像技术目前仍面临诸多挑战,但随着相关研究推进及7T超高场强MRI、pH成像和rNOE等CEST对比机制的发展,APT有望与常规MRI及多模态影像形成互补,为BMs的精准评估和个体化诊疗提供更多影像学依据。

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