分子核医学概论专业知识宣讲专家讲座

分子核医学概论范成中教授华西医院核医学科

Apr2,成都分子核医学概论专业知识宣讲第1页21世纪医学科学主流

—分子医学20世纪末、21世纪初—传统医学模式以细胞病理学为基础

21世纪—分子医学模式建立在分子生物学、分子细胞学、分子药理学以及当代计算机技术等基础上,以分子诊疗、分子影像、个体化医学为基础华西医院范成中分子核医学概论专业知识宣讲第2页21世纪医学科学主流

—分子医学个体化诊疗：特异性诊疗（特异性靶向分子探针）、

分期、

判别肿瘤复发或瘢痕个体化治疗：筛选受试者、早期监测治疗反应、

预后评价（分子）影像学在肿瘤个体化诊疗中发挥着主要作用华西医院范成中分子核医学概论专业知识宣讲第3页分子核医学概论医学影像学发展简史分子核医学概论

18FDGPET/CT在临床肿瘤学中应用1.肿瘤诊疗及分期2.探测未知原发肿瘤3.探测肿瘤复发4.早期监测治疗反应及评价预后5.帮助制订放疗计划华西医院范成中分子核医学概论专业知识宣讲第4页一、医学影像学发展简史华西医院范成中分子核医学概论专业知识宣讲第5页医学影像学发展简史1895WilhelmConradRontgen，Xray1896DiagnosticRadiology1950s-1960sUltrasonography,USG

r-Scintigraphy1970s-1980sComputedTomography,CTMagneticResonanceImaging,MRIEmissionComputedTomography,ECT

SinglePhotonEmissionComputedTomography,SPECT

PositronEmissionTomography,PETPET/CTusedinclinicalmedicineSPECT/CTPET/MRI

华西医院范成中分子核医学概论专业知识宣讲第6页医学影像学形态学显像：X线、超声、CT、MRI分子功效/代谢显像：SPECT、PET华西医院范成中分子核医学概论专业知识宣讲第7页

医学影像学—形态学显像、分子功效/代谢显像●

形态学显像：X线、超声、CT、MRI

器官、组织病变大小和质地改变优点：空间分辨率高、定位准确缺点：在探测大致解剖结构改变之前病变早期周围微环境代谢与功效改变信息方面能力有限；

不能区分活动性或非活动性病变过程；

评价疾病治疗反应在时间上可能滞后。华西医院范成中分子核医学概论专业知识宣讲第8页●

分子功效/代谢显像：SPECT、PET

器官、组织血流状态、细胞代谢水平及功效情况优点：探测大致解剖结构改变之前早期病变微环境受体、抗原、

酶、转运子、信号传导等异常表示

高灵敏度：pM～nM[10-12mol～10-9mol]

高特异性准确定量分析高准确率（PET高敏感性+CT、MRI高分辨率）肿瘤分期、治疗反应监测、活动性病变探测、帮助制订放疗计划缺点:空间分辨率低、不能定位

人工伪影（位置差异、衰减校正、视野大小）●

融合显像：PET/CTSPECT/CTPET/MRI:是将PET、SPECT等（功效代谢显像）与CT、MRI（解剖结构显像）两种图像同机融合，实现优势互补，提升诊疗准确率医学影像学华西医院范成中分子核医学概论专业知识宣讲第9页华西医院范成中AntPostFusionImaging45岁乳癌术后1年随访分子核医学概论专业知识宣讲第10页分子影像学发展简史

分子影像学（MolecularImagology）：在细胞和分子水平对生物学过程活体评定和测量--Weissleder，1999

20世纪90年代初，开始研究

20世纪90年代中期，快速发展PETandSPECTrepresenttheprototypefornoninvasivequantitativetracingofbiochemicalprocessesinvivo.

华西医院范成中分子核医学概论专业知识宣讲第11页经典影像学与分子影像学区分

经典影像学

——分子改变终期效应分子影像学

——疾病基础分子异常华西医院范成中分子核医学概论专业知识宣讲第12页

分子影像学组成

核医学分子显像(分子影像学原型方法)

PET、SPECT（PET/CT、SPECT/CT）核磁共振分子显像、核磁共振波谱显像

MRI、MRS（Magneticresonancerespectroscopy）

超声分子显像光学分子显像

华西医院范成中分子核医学概论专业知识宣讲第13页各种分子影像学技术优缺点华西医院范成中

核医学PET、SPECT分子显像灵敏度高、定量能力和临床适用性，但其空间分辨率有限光学分子显像含有PET、SPECT可比较灵敏度和空间分辨率，适于动物试验。然而，由深部发出光被组织吸收限制了其临床应用

磁共振分子显像含有优良空间分辨率和组织对比度，但灵敏度比其它两种模式都低

分子核医学概论专业知识宣讲第14页二、分子核医学概论华西医院范成中分子核医学概论专业知识宣讲第15页分子核医学：MolecularNuclearMedicine概念：

分子核医学是放射性核素示踪技术与分子生物学技术相互融合、发展而形成一门新型医学分支学科。●关键：“示踪技术+分子识别”

华西医院范成中分子核医学概论专业知识宣讲第16页分子核医学组成

核医学分子显像（NuclearMolecularImaging）

体外分析技术(InVitroAssay)

放射性核素靶向治疗(RadionuclideTargetedTherapy)

华西医院范成中放射性核素示踪技术与分子生物学技术相互融合及发展而形成医学新型分支学科分子核医学概论专业知识宣讲第17页分子核医学：MolecularNuclearMedicineNuclearMolecularImaging：应用放射性核素示踪技术在细胞和分子水平用图像直观显示及定量监测生物体内各种疾病（包含肿瘤）发生、发展及演变过程微环境中早期功效、代谢异常分子事件（molecularimaging）；Radionuclidetargetedtherapy：应用放射性核素及其标识化合物与疾病特异性靶点相结合，利用放射性核素释放射线辐射生物效应治疗疾病；InVitroAssay：应用放射性核素示踪技术完成疾病体外分析。华西医院范成中分子核医学概论专业知识宣讲第18页分子核医学（MolecularNuclearMedicine）设计放射性标识配体（靶向分子探针）用于核医学分子显像及放射性核素靶向治疗（Designofradiolabelledligands(targetedmolecularprobes)formolecularimagingandradionuclidetargetedtreatment）华西医院范成中分子核医学概论专业知识宣讲第19页分子核医学概论专业知识宣讲第20页“完美”放射性标识配体：

静脉注射后，经过血循环抵达靶细胞，并经过理想分子通路只与靶分子发生特异性结合。任何没有抵达靶细胞或没有与靶分子结合放射性药品都将尽快被排出体外，从而使生物体内只在靶点有放射性药品聚集。所以，放射性药品设计目标要尽可能靠近这种理想状态。放射性药品可视为由三部分组成：（ⅰ）靶向载体（ⅱ）放射性核素（ⅲ）将二者连接在一起方法

华西医院范成中分子核医学概论专业知识宣讲第21页选择开发放射性药品分子靶标

任何生物靶标在某种疾病如癌细胞表示增高（最好）或降低都能够经严格筛选后成为开发放射性药品分子靶标。因为与恶性肿瘤相关生物通路数以百计，需制订更为严格筛选标准。理想靶标应尽可能含有肿瘤特异性，即尽可能不存在于正常组织或其它疾病如炎症，并在癌细胞有足够高表示。在选择一个靶标时，还应考虑到由此靶标研制放射性药品（诊疗或治疗用）与该靶标相互作用对相关生物通路所产生临床影响。

华西医院范成中分子核医学概论专业知识宣讲第22页华西医院范成中1.细胞表面结合配体

分子核医学概论专业知识宣讲第23页2.代谢路径配体

华西医院范成中分子核医学概论专业知识宣讲第24页3.核医学惯用放射性核素

华西医院范成中分子核医学概论专业知识宣讲第25页4.临床惯用PET/SPECT肿瘤分子显像剂华西医院范成中分子核医学概论专业知识宣讲第26页核医学分子显像现实状况欧美

中国小动物显像设备：MicroPET/SPECT等分子探针：已开发近百种小动物显像设备：MicroPET/SPECT等7台分子探针：几乎没有华西医院范成中分子核医学概论专业知识宣讲第27页华西医院范成中分子核医学概论专业知识宣讲第28页

西门子临床前影像系统MicroPET•SPECT•CT

华西医院范成中分子核医学概论专业知识宣讲第29页核医学分子显像进展新陈代谢细胞增殖肿瘤乏氧受体表示肿瘤抗原血管生成细胞凋亡etal华西医院范成中分子核医学概论专业知识宣讲第30页FDG之外正电子药品

Cu-60,Cu-61,Cu-64

I-124Br-76,Br-77Tc-94mGa-66Y-90

华西医院范成中分子核医学概论专业知识宣讲第31页EBV表面抗原gp350/220介导放射性靶向分子探针华西医院范成中分子核医学概论专业知识宣讲第32页18F-HX-01兔VX2肌肉肿瘤模型PET/CT分子显像

华西医院范成中追踪药品分布确认组织靶点药代动力学（PK）药效学（PD）数据验证药效筛选最正确被选药品活体显像、动态定量、本身对照、连续观察支持临床试验设计缩短药品研发周期、降低研发成本、加紧新药上市分子核医学概论专业知识宣讲第33页生物治疗转化医学国家重大科技基础设施——精准成像平台分子核医学概论专业知识宣讲第34页分子核医学概论专业知识宣讲第35页三、18FDGPET/CT在临床肿瘤学中应用华西医院范成中分子核医学概论专业知识宣讲第36页PET/CT显像模式图华西医院范成中分子核医学概论专业知识宣讲第37页PET-CT显像系统DiagnosticCTScannerMultislice(4–8slices/rotation)0.5seconds/rotationHelicalScan–17seconds/meterPhilipsGemini(MX8000D)GEDiscoveryLS(LightspeedPlusHiLite4-slice)CTIReveal(SomatomEmotion2-slice)华西医院范成中分子核医学概论专业知识宣讲第38页

PET显像原理用18F、11C、13N、15O等标识葡萄糖、氨基酸、核苷酸等生物活性物质，利用这些生物活性物质参加机体组织细胞代谢过程，从分子水平反应体内组织细胞或病变代谢水平，用于疾病早期诊疗、治疗方案选择、监测疗效及评价预后。华西医院范成中分子核医学概论专业知识宣讲第39页MechanismofPETmetabolicimagingwith18F-FDG华西医院范成中分子核医学概论专业知识宣讲第40页核医学PET分子显像原理华西医院范成中分子核医学概论专业知识宣讲第41页定量分析

单位容积病变组织放射性活度(kBq/g)

显像剂注射剂量（kBq）/体重（g）SUV=SUV值(standarduptakevalue,SUV)全称为标准摄取值，是定量探测病灶放射性摄取量指标。在18F-FDGPET显像时，SUV对于判别病变良、恶性含有一定参考价值，尤其是对于评价病灶治疗前后代谢改变更有意义

。其数值高低与肿瘤细胞分化程度、细胞活性及恶性程度相关。华西医院范成中分子核医学概论专业知识宣讲第42页18FDGPET/CT在肿瘤学中应用

诊疗：肿瘤诊疗及分期

—淋巴转移

—远处转移

探测未知原发肿瘤（UPT）

探测肿瘤复发：判别活动性与

非活动性病变

治疗：监测治疗反应、评价预后

帮助制订放疗计划华西医院范成中分子核医学概论专业知识宣讲第43页（一）、肿瘤诊疗及分期评价孤立性肺结节良恶性危险度肿瘤分期—淋巴转移

—远处转移

(确定区域淋巴结转移范围;探测远处转移;同时确定原发肿瘤)

华西医院范成中分子核医学概论专业知识宣讲第44页传统方法对肺癌诊疗效能CT敏感性96,5%(meta-analysis)特异性55,8%(meta-analysis)经胸廓穿刺活检不能取得诊疗

8%44%良性病变25%气胸(5%需要引流)GouldMKetal.,AnnIntMed;128:724-735华西医院范成中分子核医学概论专业知识宣讲第45页PET对肺癌诊疗效能PET是判别直径大于1cm孤立性肺结节良、恶性最正确方法。PET

—敏感性94%

—特异性83%

Radiology;239(1):34-49华西医院范成中分子核医学概论专业知识宣讲第46页孤立性肺结节(良性)PALateralCT（＋）PET(-)PET3DProjection(-)华西医院范成中分子核医学概论专业知识宣讲第47页孤立性肺结节(恶性)华西医院范成中分子核医学概论专业知识宣讲第48页63岁，男性，近期诊疗肺癌诊疗：原发性肺癌纵隔淋巴结转移

右侧声带麻痹左侧肾上腺转移华西医院范成中分子核医学概论专业知识宣讲第49页食道癌分期：39岁，男性，食道中、下段腺癌。PET/CT显示：原发肿瘤内FDG摄取异常增强。另外，T7见FDG摄取异常增浓，提醒肿瘤转移。CT显像骨窗未见T7椎体有溶骨性破坏。

华西医院范成中分子核医学概论专业知识宣讲第50页（二）、探测未知原发肿瘤（UPT）

Immunohistochemistry

FDG-PET/CT

选择最正确治疗方案

华西医院范成中分子核医学概论专业知识宣讲第51页

体检发觉患者左侧颈部有直径3cm肿块。(A)对比增强CT示左侧颈部占位性病变。另外，除显示可疑双侧扁桃体窝结构不对称外，未发觉原发肿瘤病灶确实切证据。左颈部肿块细针穿刺活检证实为淋巴结转移性鳞状上皮细胞癌。（B）18F-FDG和（C）PET/CT清楚显示原发肿瘤位于左侧扁桃体窝，经内镜组织活检证实为鳞状上皮细胞癌。华西医院范成中分子核医学概论专业知识宣讲第52页（三）、探测肿瘤复发

判别活动性与非活动性病变

华西医院范成中分子核医学概论专业知识宣讲第53页右肺癌切除术后：

主动脉肺窗肿瘤复发华西医院范成中分子核医学概论专业知识宣讲第54页小细胞肺癌肝转移：CT和PET不一致CT（-）

华西医院范成中分子核医学概论专业知识宣讲第55页小细胞肺癌肝转移：CT和PET不一致PET（+）华西医院范成中分子核医学概论专业知识宣讲第56页68YrM，胃腺癌部分胃切除术后3年，常规胃镜随访发觉残胃息肉样肿块，活检病理提醒：可疑胃癌复发。18F-FDGPET/CT深入求证排除胃癌复发。PET：胃区FDG摄取增高。PET/CT：准确定位FDG增高影位于残胃，CT所见可疑息肉样肿块无FDG摄取。深入随访7月后未见复发或转移征象。华西医院范成中分子核医学概论专业知识宣讲第57页（四）、PET/CT在监测治疗反应

及评价预后中作用华西医院范成中分子核医学概论专业知识宣讲第58页Before8days24weeksFDG-PET:Imatinib治疗GIST疗效监测(Demetr