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分子影像1分子影像技术三要素: 1)靶点(DNA、mRNA) 2)探针 3) 成像仪器2核医学分子成像方法：a代谢显像 b受体显像c多肽药物显像d单抗放射免役显像d反义与基因显像 e细胞凋亡显像 f乏氧显像3分子识别(抗原与抗体,配体与受体,多肽类药物与相应靶细胞,反义探针与癌基因,酶与底物)是核医学分子影像的共同理论基础4核医学分子影像定位:1)解剖影像 2)功能影像 可用于：影像诊断 靶向治疗5两个重要的研究领域:受体研究 基因研究6某些受体和配体的结合会导致细胞凋亡。7正常细胞:99mTc- Annexin V不能进入细胞，不能与磷脂酰丝氨酸结合凋亡细胞：细胞膜受到破坏， 99mTc- Annexin V与磷脂酰丝氨酸结合，显影8凋亡可由细胞核收到严重损伤而产生，如g或X射线照射或线粒体内受到各种病毒侵袭等诱导产生；可由外部信号诱导发生:fas配体和fas受体的相互作用可以诱导凋亡9凋亡检测: 1）流式细胞仪 2）核素显像10核医学分子影像的两个重要研究领域：受体研究（目前活体内安全、无创性获得受体功能与分布信息的唯一方法） 基因研究（放射性核素标记的反义探针可显示乳腺癌等许多恶性肿瘤癌基因的表达）11心肌细胞活性测定:缺血后的冬眠心肌为存活心肌，有治疗价值，有代谢，无功能，血流灌注低下； 低灌注，无代谢，则为坏死，无治疗价值。12反义显像: 人工合成反义寡核苷酸与与病变组织过度表达的目标DNA或mRNA以碱基互补特异性结合，13利用反义寡核苷酸治疗：利用聚集于靶基因局部的放射性核素发出的射线，破坏致病基因，达到基因放射治疗的目的。14多药耐药基因：基因产物为p-糖原蛋白，p-糖原蛋白存在于癌细胞的细胞膜，将抗癌药物排出细胞外；p-糖原蛋白也将99mTc-MIBI以相同机制排出细胞外，某些恶性肿瘤病灶不显影，提示有多药耐药基因。15局部室壁运动(regional wall motion)：四种情况: 运动正常、运动减低、无运动和反向运动。16分子探针的要求：1生物学兼容性 2与靶分子结合有高度灵敏、特异性 3有适当的扩增能力 分子影像在疗效监测及个体化医疗中的应用靶向显像剂与肿瘤靶向治疗：EGFR是非小细胞肺癌的一个治疗靶点1. 临床用EGFR抑制剂治疗EGFR基因突变的患者18F-PEG6-IPQA可诊断患者的癌症病灶是否具有EGFR分子影像与早期疗效监测: 早期评价疗效避免过度治疗与无效治疗肿瘤对18F-FDG的摄取，最早在药物治疗后24小时后就有显著变化CT至少需要4周以上才显示出病灶大小的变化1. 肿瘤复发与残留的检测: 治疗后瘢痕组织和坏死组织缺乏代谢活性2. 肿瘤复发灶、残余病灶大多表现为活性增高1. 敏感性、特异性高达90%以上生物治疗: 是指通过增强或恢复免疫或防御系统的功能来抵抗癌症、感染或其他疾病的治疗方法。生物治疗又被称为免疫治疗，是应用生物反应调节剂或生物反应修饰剂对疾病进行治疗的一种方法。生物反应调节剂实际上就是生物体内的一些分子和细胞，是传统的肿瘤免疫、现代免疫生物学和生物高技术的综合的产物。细胞治疗法: 体外对各种治疗细胞进行处理，使其活化为对肿瘤有杀伤作用的免疫活性细胞在体外培养扩增到一定数量后，注射会患者体内发挥作用将细胞移植到缺血等病变组织，使其分化成有特殊功能的细胞，治疗疾病检测方法1. 体外标记细胞1. 标记率不高2. 检测时间有限3. 对被标记细胞的辐射损伤2. 报告基因显像1. 克服了体外标记细胞的局限性基因治疗方式: 基因置换 基因添加 基因干预基因治疗1. 基因导入：通过载体导入机体2. 基因传递：基因进入靶细胞核3. 基因表达：细胞中形成治疗基因产物分子影像在基因治疗检测中的作用:1. 通过将报告基因与治疗基因重组的方式，导入靶细胞2. 通过放射性核素显像，反映治疗基因在靶细胞内的表达水平，持续时间，为基因治疗的研究和检测提供有效的手段抗体治疗法:1. 放射性核素标记单抗，到达肿瘤部位，杀伤肿瘤2. 对正常组织损伤小亲坏死组织显像与治疗1. 金丝桃素：来自于贯叶连翘1. 分子量小，易进入坏死组织2. 放射性核素标记后，可显示坏死组织1. 心肌梗死诊断2. 肿瘤诊断、疗效检测3. 放射性核素标记后，可治疗肿瘤分子影像与个体化医疗个体化医疗也称作个体化诊治，是指将基因与环境等影响治疗效果的因素考虑在内的，为个体制定的最适诊治方案。其目的是在特定情况下将恰当的药物与特定的患者相匹配，甚至根据患者的基因型及该个体的其他特点设计的治疗方案，从而获得最佳的治疗效果核医学靶向分子显像在个体化医疗中发挥着非侵袭性定义生物化学和生理的作用，它具有以下优势1. 在药物研发初期：靶点占用率研究可以优化药物的剂量和时间；2. 能够进行全身检查（如：疾病分期）；3. 可以有效利用同一研究个体进行重复研究，并可作为自身对照（如：监测治疗效果）。4. 总结：如何将核医学靶向分子影像技术应用于个体化医疗，其关键是在药物先导化合物的研发基础上，选择针对某种疾病的、特定靶点的、合适的放射性标记探针。5. 用何种成像方法将取决于该靶点是单一的疾病控制靶点（例如：与该药物的功能活性有关的一个特定的受体或转运蛋白），还是一个普遍的疾病控制靶点（如增殖，血管生成或炎症）。6. 无论属于前述的哪一种情况，由于临床中对于分子影像的时间限制，控制靶点的数量必须尽可能少。7. 放射性示踪剂必须是有效地、以适当的药物代谢和药物动力学方式与靶点结合，从而得到高质量的特异性显像。8. 这种将药物开发与靶向显像剂的研制同步进行的方法，可以有效加快药物开发过程和靶向显像，从而推动个体化医疗的实现。9. 呼吸系统核医学显像1. 肺灌注显像(Pulmonary Perfusion Imaging)：原理* 肺泡微血管的直径为79m，当静脉注射直径为1060m的放射性颗粒后，颗粒随血流进入肺血管，最后将暂时栓塞在微血管床内，局部栓塞的颗粒数与该处的血流灌注量成正比。用照相机可以获得肺微血管床影像，影像的放射性分布反映各部位血流灌注情况，可用于诊断与肺血流灌注有关的各种疾病1. 显像方法 1.显像剂 为99mTc标记的大颗粒聚合白蛋白(macroaggregated albumin，MAA)或人血清白蛋白微粒(human albumin microsphere，HAM) 2.检查方法 *无需特殊准备 *静注显像剂185370MBq *通常采集前位(ANT)、后位(POST)、右侧位(RL)、左侧位(LL)、右后斜位(RPO)和左后斜位(LPO) 3.静注时尽量采用仰卧位1. 正常图像分析* （一）平面影像 1.前位：两肺影清晰，放射性分布均匀，肺尖部稍稀疏，纵隔及心影部位放射性缺损 2.后位：心影无明显影响，其余所见同前位，两肺影像显示最为完整 3.侧位：后缘较直、清晰，左叶下缘心脏部位放射性明显减低。侧位影像约20%30%来源于对侧 4.斜位：主要用于观察下叶背段、舌段和右肺中叶1. 正常图像分析* （一）平面影像 1.前位：两肺影清晰，放射性分布均匀，肺尖部稍稀疏，纵隔及心影部位放射性缺损 2.后位：心影无明显影响，其余所见同前位，两肺影像显示最为完整 3.侧位：后缘较直、清晰，左叶下缘心脏部位放射性明显减低。侧位影像约20%30%来源于对侧 4.斜位：主要用于观察下叶背段、舌段和右肺中叶(二)心脏及肺内右向左分流患者的诊断1.先天性心脏病有右向左分流显像剂进入体循环脏器显像2.肝硬化毛细血管活性增高动静脉短路低氧血征 肺灌注显像可协助诊断，疗效观察 分流率(全身总计数双肺计数)100%三）肺肿瘤手术适应症的选择、术后肺功能预测1.肺肿瘤压迫肺动脉肺灌注显像异常2.灌注显像可作出分侧肺功能及各肺野肺功能的判断3.术后肺功能1秒钟用力呼气量(FEV1)预测值术前FEV11(切除肺叶段数/患侧肺段总数)患侧肺Q% 当FEV1值800ml时，病人术后发生呼吸障碍的可能性明显增加判断ARDS、COPD患者肺血管受损程度与治疗效果1. ARDS的X线表现为肺血管阻塞，仅能观察部分血管床2. 肺灌注显像可以显示肺部血管改变的总体情况3. 典型表现为肺周边区和体位相对低垂区的多发、非节段性放射性分布缺损区4. COPD的肺灌注显像表现也为多发非节段性缺损、稀疏区5. 联合肺通气显像看见血管病变程度比气道病变程度低1. 肺通气显像(pulmonary ventilation imaging)：原理* 经呼吸道吸入放射性气体后，将沉降分布于各级气道内，其在肺内的分布与肺的局部通气量成正相关。在体外用核医学显像仪进行显像，可以判断肺的局部通气功能。 应用气溶胶显像，还可以估价肺泡上皮的通透性改变及其受损情况1. 显像方法1.显像剂放射性惰性气体 主要有133Xe和81mKr放射性气溶胶 主要有99mTc-DTPA、99mTc-GP99mTc-锝气体（technegas）1. 检查方法 ：133Xe吸入法 99mTc-DTPA气溶胶或99mTc-锝气体吸入法2. 放射性核素肾上腺髓质显像原 理 ：肾上腺髓质合成和分泌肾上腺素和去甲肾上腺素间位碘代苄胍（MIBG）类似于去甲肾上腺素，能与肾上腺素能受体结合。放射性碘标记的MIBG能够使肾上腺髓质及其它富含肾上腺素能受体的组织和器官（如心肌、脾脏、腮腺等）显影 肾上腺髓质合成和分泌肾上腺素和去甲肾上腺素间位碘代苄胍（MIBG）类似于去甲肾上腺素，能与肾上腺素能受体结合。放射性碘标记的MIBG能够使肾上腺髓质及其它富含肾上腺素能受体的组织和器官（如心肌、脾脏、腮腺等）显影须封闭甲状腺和清洁肠道。 停用能抑制肾上腺髓质功能的药物至少一周。 显像前排尿，以减少膀胱影像的干扰。显像剂及方法：131I-MIBG: 74111 MBq（23 mCi）静脉注射后24h、48h、72h显像 常规行后位局部及全身显像正常所见：正常肾上腺髓质多不显影，只有1020%的肾上腺髓质在48h72h显像时显影，且影像小而模糊。心肌、脾脏、腮腺常显影，肝脏、肾脏及膀胱影像较浓。 异常影像及意义：双侧肾上腺髓质显影：肾上腺髓质功能增强，多见于髓质增生单侧肾上腺髓质显影：嗜铬细胞瘤异位放射性浓集：1. 异位嗜铬细胞瘤或恶性嗜铬细胞瘤转移灶可能2. 小儿腹壁或骨骼处异常显影：神经母细胞瘤双侧肾上腺髓质显影：肾上腺髓质功能增强，多见于髓质增生单侧肾上腺髓质显影：嗜铬细胞瘤异位放射性浓集：异位嗜铬细胞瘤或恶性嗜铬细胞瘤转移灶可能3. 小儿腹壁或骨骼处异常显影：神经母细胞瘤临床应用：1恶性嗜铬细胞瘤转移灶的诊断2嗜铬细胞瘤的定位诊断 3交感神经母细胞瘤和交感神经节细胞瘤及其转移灶的诊断1. 诊断和定位的准确性与嗜铬细胞瘤相似或稍低4副神经节细胞瘤也摄取131I-MIBG，但显示病灶的阳性率仅在50%左右。1. 甲状旁腺显像: 原 理: 原发甲状旁腺功能亢进1. 甲状旁腺腺瘤（80%90%）2. 甲状旁腺增生（10%15%）3. 甲状旁腺癌（1%4%）。2. 99Tcm-MIBI和201Tl可聚集于功能亢进的甲状旁腺组织，也可