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临床癌症研究。作者手稿；PMC 2011年10月1日发布。
以最终编辑形式发布为：
《临床癌症研究》，2010年10月1日；16(19): 4843–4852.
2010年9月21日在线发布。 数字对象标识：10.1158/1078-0432.CCR-10-1206
预防性维修识别码：948600英镑
NIHMSID公司：NIHMS225372号
PMID：20858837

肺癌模型中的缺氧：靶向治疗的意义

爱德华·格雷夫斯,1,* 玛尔塔·维拉尔塔,1 伊万娜·凯西奇,1 珍妮·T·埃勒,1 Phuoc T.Tran公司,1 迪安·费尔舍,2 Leanne Sayles公司,三 亚历杭德罗·斯威特·科多罗,三 Quynh–图勒,1和阿马托·J·贾西亚1
作者信息 版权和许可信息 PMC免责声明

摘要

目的

为了有效地将实验方法从工作台转移到床边，癌症实验室模型必须尽可能模拟人类疾病。在本研究中，我们试图比较几种标准和新兴小鼠肺癌模型中的缺氧模式，以确定每种模型在评估氧气在肺癌进展和治疗反应中的作用时的适用性。

实验设计

裸鼠皮下和原位人A549肺癌以及自发K-ras或Myc诱导的肺癌就地用脱氧氟葡萄糖（FDG）和阿糖氟氮霉素（FAZA）正电子发射断层扫描（PET）研究或皮下注射，死后用缺氧标记物吡莫硝唑免疫组化观察。这些模型对低氧活化细胞毒素PR-104的反应也通过γH2AX病灶的形成来量化在体外和体内最后，将我们的发现与人类肺癌的氧电极测量值进行了比较。

结果

在肺部生长的肿瘤中可以看到最小的FAZA和吡莫尼唑积聚，而皮下肿瘤显示两种缺氧探针都被大量捕获。这些观察结果与这些肿瘤对PR-104的反应相关，与人类肺癌相对于其他实体肿瘤类型的缺氧发生率降低相关。

结论

这些发现表明就地小鼠肺癌模型可能更能反映人类疾病，并鼓励明智地选择临床前肿瘤模型来研究缺氧成像和抗缺氧细胞治疗。

关键词：缺氧、PET、肺癌、肿瘤模型、分子成像

介绍

自从汤姆林森的实验以来，人们注意到氧在肿瘤对治疗反应中的作用(1)和格雷(2). 缺氧是人类肿瘤中的常见现象，大多数肿瘤的氧合比其相应的起源组织低(三). 侵袭性表型与低氧肿瘤相关，包括研究充分的低氧癌症对放疗和化疗的抵抗，以及低氧肿瘤表现出更大的侵袭、生长和转移潜能的倾向(4-11). 鉴于低氧和低氧肿瘤表型与癌症临床治疗的巨大相关性，针对低氧肿瘤细胞的治疗方法的发展受到了极大关注。随着无创性缺氧成像方法的出现，将氧状态作为肿瘤分期、治疗选择和放射治疗计划的一个因素的使用得到了改进(三,12). 近年来，研究了几种专门针对和杀死缺氧细胞的低氧选择性化疗药物，包括替拉帕嗪(13)和PR-104(14). 这些药物提供了特异性靶向和克服缺氧及其相关治疗阻力的可能性。

为了建立和优化低氧靶向治疗，有必要研究这些治疗在癌症临床前模型中的应用。最常见的实验肿瘤模型是人类肿瘤细胞在免疫损伤小鼠皮下生长。这是一个方便的模型，因为可以直观地观察肿瘤生长，并且可以对肿瘤进行组织采样或治疗。更复杂的原位实验肿瘤模型已经存在多年，其中肿瘤细胞被植入并生长在其来源的器官中(15). 这些模型已被证明显示出转移行为和治疗反应，更接近于临床上遇到的相应人类癌症(16-21). 原发性原位肿瘤及其转移瘤的血管生长模式与同一基因型的原发性肿瘤和转移瘤的皮下生长模式有显著差异(22). 虽然肿瘤相关的血管系统受到肿瘤本身的强烈影响，但原位肿瘤和皮下肿瘤之间观察到的差异表明，原位生长的肿瘤可能是更具临床相关性的癌症模型，在该模型中可以研究该疾病的生物学并评估新的治疗策略。目前，针对多种癌症类型，包括脑、结肠、头颈部、肺、卵巢、胰腺和前列腺，存在着在小鼠体内原位种植和肿瘤生长的人道策略。当在免疫受损的小鼠中生长时，这些癌症建模技术允许人类肿瘤在实验动物中生长。然而，这些模型的异种移植性质可能会干扰肿瘤-基质相互作用，并将这些模型与相应的人类疾病区分开来。因此，癌症生物学家利用转基因小鼠技术培育出能够自发产生肿瘤的啮齿动物菌株，以便更有效地重述肿瘤发生和发展的自然历史。这些包括转基因腺癌小鼠前列腺（TRAMP）模型(23)以及最近几例组织特异性致癌诱导的自发性癌症(24,25).

虽然人们普遍认为原位和自发癌症模型提供了与人类疾病更相关的实验系统，但皮下肿瘤模型仍然是癌症生物学研究的主力。因此，我们试图调查一些临床前肺癌模型之间肿瘤微环境的潜在差异，以评估模型选择如何影响肿瘤生物学和治疗反应的研究结果。在本研究中，我们采用了现有和新兴的评估缺氧的方法，并将临床前发现与从人类肺部肿瘤中获得的测量结果进行了比较。我们的发现鼓励明智地选择肺癌临床前研究的模型，以及仔细考虑和进一步研究缺氧在肺癌进展和临床治疗反应中的作用。

材料和方法

动物模型

所有动物实验都是根据动物保护和使用委员会批准的方案进行的。激活K-ras突变的人A549肺癌细胞(26)用萤火虫荧光素酶稳定转染，在雄性nu/nu裸鼠皮下或原位生长。产生皮下肿瘤，106将肿瘤细胞注射到小鼠每个肩部的皮肤下。为了将肿瘤细胞植入原位位置，对小鼠进行麻醉，并在胸腔下方的腹部开一个切口。然后通过穿过膈膜的针将肿瘤细胞注入肺底部。然后用基质凝胶封闭注射部位并缝合切口，然后让小鼠在补充镇痛下恢复。通过使用IVIS 200成像系统（Caliper Biosciences，Alameda，CA）获得的每周生物发光成像研究来监测肿瘤生长。

如前所述，使用鼻腔给药的腺核构建物将K-ras癌基因导入携带Lox-Stop-Lox-K-ras基因的转基因小鼠的肺部，诱导雄性nu/nu裸鼠肺细胞中K-ras的表达(24)感染后4-6周内出现局部K-ras阳性肺部病变。如Tran所述，在裸鼠中实现了四环素诱导的Myc癌基因载体的肺特异性表达和随后的肿瘤诱导等. (27)对于这两种模型，每周使用eXplore Locus RS120 microCT扫描仪（威斯康星州密尔沃基市GE Health Care）通过X射线计算机断层扫描监测肺部肿瘤的形成。在K-ras和Myc诱导的小鼠亚群中产生的肿瘤被收获并用于产生细胞系在体外.

MicroPET成像

FAZA由TracerLab FX-FN自动亲核合成系统（GE Health Care）合成，使用[18F] -遵循Reischl程序，在PETtrace回旋加速器（GE Health Care）上产生的氟化物等。(28)在FX-FN自动放射性示踪剂合成模块（GE Health Care）上实施。FDG是在专用合成装置中生产的。从肿瘤植入后八周开始，每两周对动物进行一次FDG和FAZA microPET检查。每名受试者在接受啮齿动物R4扫描仪（康科德微系统公司，田纳西州诺克斯维尔）的microPET成像之前，在100 mL放射性示踪剂中静脉注射约200 mCi。FDG和FAZA的示踪剂注射和成像之间的循环时间分别为1小时和3小时。在成像过程中，收集符合事件10分钟，并使用有序子集期望最大化算法将其重建为3D图像数据。数据以每克注射剂量百分比（%ID/g）为单位进行量化，并使用RT_Image软件包中的感兴趣区域（ROI）方法进行显示和分析(29). 手动绘制可见肿瘤区域和整个肺体积的ROI，并计算这些区域内像素的平均值和标准偏差。此外，在正常骨骼肌上绘制每只小鼠的ROI，以量化背景摄取。图像强度以每克注射剂量百分比和目标与测量的背景组织摄取量之比（T:B）为单位进行考虑。

免疫组织化学

在microPET成像后，以每公斤体重100毫克的剂量向小鼠静脉注射低氧标记物吡莫硝唑（Chemicon International Inc.，Temecula，CA）。注射后1小时，对小鼠进行人道安乐死，切除皮下肿瘤或肺部，用福尔马林固定，石蜡包埋，并切割成4μm的切片。在载玻片上固定后，如前所述，使用抗吡莫尼唑抗体对这些切片进行吡莫尼唑加合物染色(30).

低氧靶向化疗

为了评估低氧直接治疗对肺癌模型的疗效，肿瘤细胞生长在体外和体内用二硝基苯甲酰胺芥子气PR-104治疗，该药物此前已被证明在缺氧条件下选择性杀伤细胞(14). 从Myc诱导小鼠肺癌、Kras诱导小鼠肺癌模型以及人类肺癌细胞系A549中获得的细胞被生长在体外将细胞置于两孔培养玻片中，第二天用100μM PR-104（Proacta Inc，San Diego，CA）在不同氧气浓度（0.5%、2%和21%）下处理4小时。处理期结束后，用PBS冲洗细胞并在标准条件下生长3小时，然后用PBS清洗并用4%福尔马林固定15分钟。免疫组织化学（IHC）是通过在室温下以1:700的稀释度与抗磷蛋白γH2AX（Ser139）小鼠单克隆抗体（Millipore，Billerica，MA）孵育2小时，然后以1:80的稀释度孵育德克萨斯红马抗鼠IgG抗体（Vector Laboratories，Burlingame，CA）1小时来进行的。细胞核用4′，6-二氨基-2-苯基吲哚（DAPI）溶液（Millipore）染色。

此外，对患有K-ras和Myc诱导的肺肿瘤的小鼠以及患有皮下A549肿瘤的小鼠进行腹腔注射1.8 mmol/kg体重的PR-104治疗。在单一PR-104治疗18小时后，通过一氧化碳对小鼠实施安乐死2吸入。肿瘤小鼠的肺部就地切除并充气，然后用10%福尔马林固定24小时。然后用PBS清洗肺部，并将其包埋在石蜡中。将皮下A549肿瘤切除并用10%福尔马林固定24小时，然后用PBS冲洗并用石蜡包埋。用10Gy剂量的电离辐射治疗后1小时处死皮下A549肿瘤小鼠，作为γH2AX诱导的阳性对照进行分析体内生成显微切片并将其安装在硅烷化的载玻片上。在用10mM柠檬酸（pH=6）进行抗原回收后进行IHC，方法是在1:700的条件下，在4°C的温度下与抗磷甾酮γH2AX（Ser139）孵育12小时，然后在室温下以1:80的稀释度孵育德克萨斯红马抗鼠IgG（加利福尼亚州伯林盖姆Vector Laboratories，Burlingame）1小时。如上所述，DAPI染色用于显示细胞核。

为了量化显微镜数据上γH2AX病灶的形成，使用RT_Image根据DAPI图像描绘细胞核，然后计算DAPI阳性区域内γH2AX图像中所有像素强度的总和。然后计算每个细胞的平均总γH2AX信号，并将其归一化为每个显微镜图像的背景强度测量值，并在样本之间进行比较。

人类肿瘤pO2测量

使用氧电极对组织学证实的肺癌患者进行研究。手术切除时，计算机化Eppendorf pO2如前所述，使用直方图（德国汉堡Sigma）测量肿瘤和邻近正常组织内的氧张力(31). 通过计算中值pO来分析从每个患者收集的60-100个个体氧气测量值2以及小于2.5毫米汞柱（HF2.5）和小于10毫米汞柱的测量分数。

结果

体内成像

共研究了25只荷瘤小鼠：5只皮下A549肿瘤小鼠，9只原位移植A549肺癌小鼠，5只自发Myc诱导的肺损伤小鼠，6只自发K-ras诱导的肺病变小鼠。皮下A549损伤在6周内增长到约0.5 cc的体积，而原位植入的A549小鼠在植入后30周内通过生物发光成像进行监测，此时小鼠表现出与肿瘤相关的发病率，并被人道处死。对K-ras和Myc诱导的肿瘤分别进行为期10周和30周的每周microCT成像，与使用这些模型的其他研究一致(24,27). 在发病6周（皮下A549）、8周（原位A549），8周（自发K-ras）和30周（自发Myc）时，使用直径为5-7 mm的成熟晚期肿瘤进行PET成像检查。

microCT、FDG-microPET、FAZA-microPETs和吡莫硝唑免疫组化研究对晚期肺癌小鼠的代表性结果显示于图1A在microCT扫描中，皮下A549荷瘤小鼠明显可见皮下肿块，如microPET图像所示，FDG和FAZA均被捕获。在显微CT图像上，原位A549荷瘤小鼠的肺部内可见广泛的高信号。虽然心脏表现出强烈的FDG积聚，如microPET检查所示，但在肺的两个肺叶也观察到FDG的显著摄取。然而，除了与心脏相一致的一个小的高强度外，在肺部附近没有检测到FAZA的背景吸收。在肺特异性激活K-ras和Myc癌基因的小鼠中，一个或多个大的肿瘤肿块在显微CT扫描上是明显的。这些病变显示FDG的强烈积聚，可与心脏摄取相区分，但与原位A549小鼠一样，FAZA在肺部容积内的滞留不明显。动物处死和组织采集后对这些肿瘤标本进行的匹莫哒唑染色与FAZA的结果一致，显示原位和自发性肿瘤标记最少，同时与皮下病变紧密结合。从该受试者群体收集的整套microPET数据的定量分析如所示图1B和1C.

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体内成像和体外小鼠肺癌模型的免疫组织化学研究。答：。显示了双侧皮下A549异种移植瘤（顶行）、原位移植A549异类移植瘤（第二行）、自发性K-ras诱导的肺肿瘤（第三行）和自发性Myc诱导的肺瘤（底行）的结果。从每名受试者收集的数据包括显微计算机断层扫描（microCT，左栏）、氟脱氧葡萄糖微正电子发射断层扫描（FDG microPET，第二栏）、阿拉伯糖氟氮霉素微PET（FAZA microPET，第三栏）、吡莫硝唑（绿色）和DAPI（蓝色）免疫组化（IHC，右栏）。显示的强度范围体内图像显示在顶部。相关特征标记在CT图像上，包括肿瘤（T）和心脏（H）。B类和C、。在小鼠肺癌模型的microPET研究中观察到的平均FDG和FAZA摄取。浅色条以肿瘤与背景比（T:B，左纵轴）为单位进行量化，而深色条以每克组织的注射剂量百分比为单位（%ID/g，右纵轴）。蓝色：皮下A549异种移植瘤。红色：原位A549异种移植瘤。绿色：自发K-ras诱导的肺部肿瘤。紫色：自发Myc诱导的肺部肿瘤。皮下肿瘤的测量结果表明肿瘤上定义的相关区域的平均值和标准偏差，而原位和自发性肿瘤的测量值是包含肺部但不包括心脏的相关区域上的平均值与标准偏差。

低氧靶向化疗

图2A显示了人类A549细胞、两个Myc诱导的细胞系（B7347和B7348）和两个经PR-104处理的K-ras诱导的细胞株（LKR10和LKR13）的代表性γH2AX（红色）和DAPI（蓝色）免疫组织化学结果在体外在几种氧气条件下。一般来说，γH2AX染色显示DNA损伤随着三种细胞类型中氧合的减少而增加。这些观察结果在图2B其中绘制了每种细胞类型和氧水平的平均归一化γH2AX染色。所有三个品系的γH2AX染色在21%~0.5%O之间均表现出显著的统计学增加2（P<0.05）。观察到每种细胞类型对缺氧介导的PR-104诱导的DNA损伤的敏感性后，这些肿瘤对PR-104治疗的反应体内然后进行测量。图3显示了从这些肿瘤中收集的具有代表性的免疫组织化学切片以及所收集数据的量化。与未经治疗的A549肿瘤样本（P<0.0001）以及未经治疗和PR-104治疗的自发Myc-和K-ras诱导的肺肿瘤样本（P<0.0001）相比，PR-104处理的A549瘤中γH2AX染色的显著增加具有统计学意义。与未经治疗的对照组相比，经PR-104治疗的自发肿瘤模型的γH2AX信号均未显著增加。

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肺肿瘤细胞系对PR-104治疗的反应在体外.答：。人A549、小鼠Myc诱导的肺癌和小鼠K-ras诱导的肺癌细胞经100μM PR-104在21%、2%或0.5%浓度下处理4小时后的γH2AX（红色）和DAPI（蓝色）免疫组化2。每种类型的未处理单元格都显示为控件。B。每个治疗组和细胞类型的每个细胞的定量平均总γH2AX信号。蓝色：未经处理的细胞。红色：细胞在21%O下处理2.绿色：细胞在2%O下处理2.紫色：0.5%O处理的细胞2将一种细胞类型的所有测量值归一化为该细胞类型在21%O下处理的每个细胞的平均总γH2AX信号2.

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小鼠肺肿瘤模型对PR-104治疗的反应体内.答：。皮下和原位A549肿瘤异种移植物、自发性和皮下Myc诱导的肺癌、自发性及皮下K-ras诱导的肺癌的γH2AX（红色）和DAPI（蓝色）免疫组化，在组织收获前用1.8 mmol/kg PR-104单次腹腔注射治疗18小时。从经10Gy电离辐射治疗的皮下A549肿瘤收集的数据显示为阳性对照。B。每个治疗组和肿瘤类型的每个细胞的定量平均总γH2AX信号。蓝色：未经治疗的肿瘤。红色：PR-104治疗的肿瘤。绿色：红外线治疗肿瘤。将肿瘤类型的所有测量值归一化为未经治疗时观察到的该肿瘤每个细胞的平均总γH2AX信号。

人肿瘤pO2测量

共有24名原发性非小细胞肺癌患者构成了临床患者样本。图4A显示肿瘤pO中位数的分布2用于肺癌。这组肺癌的pO2中位数为13.5毫米汞柱，范围为0.7-45.6毫米汞柱。此前的一项多机构研究表明，低氧分数HF2.5（测量值低于2.5毫米汞柱的百分比）是头颈癌生存率的最预测因素，HF2.5的阈值为20%(32). 因此，我们还评估了该肺部肿瘤样本的HF2.5，以及HF2.5≥20%的患者比例。此外，我们计算了HF10和HF10≥20%，以估计有多少人肺癌会积聚缺氧探针吡莫硝唑和FAZA，使用10毫米汞柱作为这些试剂结合的近似阈值(33,34). 这些数据显示在图4B和4C该患者样本的HF2.5和HF10中位数分别为0.6%和17.5%。38.1%的患者HF2.5大于或等于20%，而47.6%的患者HF10大于或等于20%。

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体内Eppendorf电极对人类肺癌氧合的测量。答：。显示肿瘤pO中位数分布的方框图和晶须图2对21例非小细胞肺癌患者进行了测量。B。方框图和胡须图显示了该患者样本低于2.5毫米汞柱（HF2.5）和低于10毫米汞柱的氧气测量百分比的分布。C、。饼图显示HF2.5高于和低于阈值20%的肺癌患者比例。D。饼图显示HF10高于和低于阈值20%的肺癌患者比例。

讨论

虽然细胞培养系统允许对癌症的分子生物学进行严格的研究，但它们缺乏血管系统和免疫反应等成分，这使结果外推到体内情况。小鼠肿瘤模型可以评估完整的活生物体内的癌症生物学。最简单的肿瘤小鼠模型包括在免疫受损小鼠皮肤下引入人类癌细胞。这项技术促进了皮下肿瘤的发展，其基因与人类中发现的皮下肿瘤相同。然而，众所周知，由于皮下空间的直接组织环境，这些病变的血管系统以及相应的灌注和氧状态可能与人类疾病不同(21). 虽然已经开发出潜在的更相关的原位和自发性癌症模型(16,18,19)皮下肿瘤模型仍然是临床前癌症生物学研究的主力。

本研究的目的是探讨模型类型在肺癌缺氧临床前研究中的意义。在皮下和原位人类肿瘤异种移植模型以及自发致癌物诱导的小鼠肺癌中评估缺氧的发生率。虽然所有研究的肿瘤都表现出FDG PET成像所观察到的代谢和糖酵解活性升高，但只有皮下肿瘤表现出明显的缺氧，FAZA PET和吡莫硝唑免疫组化分析都显示了这一点。原位异种移植物和自发性小鼠肿瘤均未表现出对FAZA或吡莫硝唑的显著摄取，这表明在微观和宏观水平上，这些病变的氧合相对良好。原位植入的A549肿瘤生长为弥散的显微细胞簇，最终覆盖整个肺，如年的显微CT图像所示图1这可能是该模型缺乏缺氧的原因，因为散布在正常肺实质内的小病灶预计不会表现出氧合不良。然而，K-ras和Myc诱导的自发性肿瘤都以大尺寸（1 cc）的灶性肿块形式生长，与人类肺癌相似，并且无论是宏观成像还是微观免疫组织化学分析都没有显示出可测量的缺氧。肿瘤模型之间氧合差异的微观原因尚未调查，但推测是由于这些肿瘤形成的血管网络的差异。有趣的是，这些肿瘤缺氧指标与所有研究肿瘤类型对PR-104治疗的反应相关。而每种肿瘤细胞类型对PR-104都有反应在体外在缺氧条件下(图2)，只有皮下生长的A549肿瘤异种移植物对PR-104有反应体内(图3)与该模型中广泛缺氧的观察结果一致。

这些观察结果对肿瘤生物学和治疗学的临床前研究具有重要意义。显然，对低氧直接疗法（如替拉帕嗪）疗效的临床前研究结果(35)，104年4月(14)和HIF-1抑制剂(36)将与进行这些调查的模型密不可分。这里的观察结果表明，这种疗法在氧合不良的皮下肿瘤模型中优先有效，而在原位和自发性疾病模型中效果较差。每种模型类型对这些治疗研究的适用性取决于哪种模型最能反映人类肺癌。使用Eppendorf电极测量的人类肺癌的氧合比我们小组获得的头颈部（HN）癌的可比测量值（就中值pO而言）要大2（肺：13.5毫米汞柱，HN:11.4毫米汞柱）和HF2.5（肺：0.6%，HN:12.4%），尽管这些差异在统计学上并不显著。这与其他报告一致，即肺肿瘤的中位数氧合通常大于其他实体肿瘤类型(37)并且处于2-硝基咪唑低氧探针（如FAZA）的强细胞积累和弱细胞积累之间的过渡氧范围(33,34). 值得注意的是，我们小组对头颈癌原位和皮下模型进行的初步研究表明，这两种模型类型都有缺氧的发生率，这一观察结果支持了以下假设：这些癌症的氧合水平较低就地而不是肺部肿瘤。最近一项针对肺部肿瘤的低分割放射治疗的初步研究报告显示，三年内的初级和局部控制率都很高（分别为97.6%和87.2%）(38). 虽然该方案的生物有效剂量非常大，可以解释反应率，但有趣的是，根据经典放射生物学，人们预计缺氧肿瘤对这种低分割放射治疗过程的反应很差。

体内肿瘤缺氧成像是过去20年发展起来的一项技术(39). 许多低氧特异性PET放射性示踪剂，包括18氟代咪唑（FMISO）、FAZA、，64Cu-ATSM和EF5已用于此目的，许多目前正在进行临床评估。FAZA标记缺氧组织区域的能力已经在几个临床前研究中进行了评估(40,41)FAZA摄取与缺氧的免疫组织化学电极测定相关。利用核医学技术对人类肺癌缺氧的研究已经证明60Cu-ATSM肿瘤：肌肉比率为1.2-4.8（平均值2.3(42)),18FMISO肿瘤：正常比率为1.17-3.76（平均1.92(43))、和9900万Tc-HL91肿瘤：正常比率为1.13-1.90（平均1.57(44)). 在我们的临床肺部肿瘤队列中，我们观察到47.6%的患者HF10≥20%。将10 mm Hg作为低氧探针结合的阈值，20%作为低氧核医学扫描中肿瘤可见的最低低氧部分，这表明大约一半的患者会发出阳性的成像信号。虽然这是一个粗略的估计，但它与上面引用的成像研究非常吻合。从影像学研究中可以明显看出肺癌氧合的变化，但值得注意的是，肺癌的平均氧水平高于其他实体肿瘤。这表明，使用FAZA PET观察到的原位和自发肿瘤模型中没有缺氧，这可能反映了这种肿瘤生长时缺氧发生率的降低就地.

虽然目前的数据支持这样的结论，即宏观PET成像可以区分严重缺氧和氧合良好的肿瘤，但尚不清楚这种成像方式的动态范围。大多数关于低氧PET在预测治疗反应方面的实用性的研究都回顾性地根据低氧PET-扫描中的平均或中位数摄取量将样本人群分为“低氧”组和“常氧”组(35,42)，这实际上导致了T:B比率为2的阈值。华盛顿大学研究FMISO的小组交替设计了一种计算肿瘤低氧体积分数的策略，使用1.2的肿瘤血比阈值(45). 值得注意的是，虽然最近的放射生物学研究强调了组织从完全缺氧到常氧的全谱氧合状态的重要性(46)特别是中间低氧细胞在决定低氧肿瘤治疗耐药性方面的潜在重要性，将低氧PET作为临床预后变量的努力通常通过二元、“低氧”或“常氧”策略表征肿瘤。虽然一些采用这种方法的初步积极回顾性研究取得了令人鼓舞的结果(47)，这种简化的肿瘤微环境评估在大规模临床试验中是否有效尚待观察。PET放射性示踪剂对缺氧组织的敏感性和特异性不断提高，无疑将增加人们广泛采用缺氧成像作为分期检查的热情。

翻译相关性声明

本研究的重点是建立肺癌临床前小鼠模型与相应人类疾病的相关性。通过我们的实验观察到，最常见的小鼠肿瘤模型，皮下异种移植，可能会明显高估这些肿瘤的缺氧程度。这就对采用该模型的肿瘤生物学和治疗研究结论在转化为临床实践时的适当性提出了质疑。本研究的发现将影响未来肺部肿瘤生物学实验室研究的模型选择，改善临床前研究与临床实践之间的联系。

致谢

我们非常感谢Frederick Chin、David Dick和Tim Doyle博士在动物模型、放射性示踪剂生产和microPET成像方面的协助。这项工作由勒纳家族、查尔斯·亨利·利奇二世基金会、NIH R01 CA131199和NIH P01 CA067166资助。

研究支持：查尔斯·亨利·利奇II基金会勒纳家庭基金会NIH R01 CA131199 NIH P01 CA067166

工具书类

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