肿瘤基因显像.ppt

1、基于肿瘤的图像、第三军医大学新教医院核医学系、解剖学图像、P. Brueghel、功能成像、肿瘤基因成像是利用放射性核素标记进行的探针，在DNA、mRNA或蛋白质级别进行无创伤显示基因和基因表达产品(受体、酶和功能蛋白)的功能性变化、诊断或疗效评价。第一，肿瘤基因成像原理和分类，基因(gene)是产生功能性产物(如多肽(酶，受体)或功能性RNA分子)的染色体DNA序列。基因有特定的组织，细胞学的特异性。基因表达(gene expression)是基因的转录和翻译及其调控，基因表达水平的变化是细胞癌变的重要因素。而且，基因的表达是动态的，根据不同的生长、发展阶段、疾病、药物或环境的作用，定性、定

2、量地打开或关闭特定的基因。细胞内肿瘤基因(oncogene)过表达和抑癌基因(tumor suppressor gene，TSG)的突变失活是肿瘤形成的重要标志。肿瘤的发生和发展是多因素、多层次、多基因参与的复杂过程。单个基因的突变不会产生癌症，实际上癌症可能需要56个肿瘤基因突变。Prot-oncogene被称为激活后的肿瘤基因。根据肿瘤基因的最终蛋白质产物功能和生化性质，肿瘤基因可以分为生长因子、生长因子受体、信号转导分子、转录因子、细胞凋亡基因和细胞周期激素。抑癌基因也称为抑癌基因。抑癌基因的表达也是反义策略。一般抑癌基因为P53，RB，P16等。P53调节正常细胞中细胞的生长周期，抑制

3、细胞分裂，特别是当外部因素损坏细胞时，在细胞周期的G1阶段停止细胞。另一种是诱导细胞凋亡。P53临床上发现了与肿瘤发生最相关的肿瘤抑制基因。基因影像和分子影像学的其他机制和方法有很大的不同，目前利用反义技术DNA或RNA的目标基因的直接影像、基因刘涛受体、酶影像、转基因基因表达影像等3种。反义技术是能够互补特定mRNA、DNA的小分子量的可扩散DNA转录物质，在翻译水平、转录水平、核酸复制水平上抑制目标基因表达非常特殊。反义技术影像是在体内杂交核酸，显示异常基因表达的放射性核素，显示反义寡核苷酸(radio labelled antisense nucleotides，RASON)。反义技术机

4、制主要分为两个部分。一是在转录水平上与DNA结合，阻断基因转录。二是在翻译水平上结合mRNA阻止翻译。使用18F和68Ga标记ras、myc、Neu、EGFR和bcl-2反义的寡聚核苷酸用于肿瘤的反义技术成像，取得了令人满意的结果。反义技术成像具有简单直接成像的优点。但是，每个细胞目标mRNA和DNA分子的数量有限，进入细胞内标记的核苷酸探针更有限，由于高背景活性，仍然需要进行更多的事前研究，以提高图像质量。报道基因表达图像是报道基因表达的蛋白质和报道放射性核素标记的报道探针做出反应或特别结合使放射性变浓，并通过影像法定量检测报道基因表达。基因影像根据来源分为外源基因表达及内源基因表达影像两种

5、。目前常用的外源基因表达影像法如下。(1)酶基质方法：报告基因表达的蛋白质是一种酶，放射性探针是这种酶的基质，酶和基质作用的代斯产物在表达基因的细胞内富集。(2)受体配体：基因表达蛋白是受体，放射性探针报告受体与配体的特定结合和内部化报告基因表达细胞的放射性富集量形成。外源基因表达图像中最大的挑战是如何提高肿瘤细胞内的肿瘤基因传递率，只有高感染率才能获得满意的林爽图像及治疗效果。目前临床上最常用的是单纯疱疹病毒1 thymosin kinase (HSVlTK)报道基因和18F FHBG作为基质基因影像。内源性基因表达图像比外源基因表达谱进行得相对较少，主要在内源性基因表达弱、高灵敏度依赖的P

6、ET或PET-CT中发现。细胞内的一些增强材料与特定的内源性基因相关。如果启动特定的增强剂开始基因表达，就可以在体外检测特定的基因表达。基因刘涛受体，酶影像：利用基因工程的新受体的人工刘涛，酶受体影像。第二，对于肿瘤基因成像常用的探针和设备要求，目前用于PET和PET-CT基因成像的探针有多种。标记使用的正电子放射性核素为124I、11C、18F，11C半衰期太短，用于基因工程图像标记探针的杨怡较少，因此目前主要是正电子放射性核素使用124I和18F，124I包含单光子射线，因此采集时需要2D收集模式。1 .脐尿管核苷衍生物，124IFIAU图像明显优于18FFHBG造影，但比124I获取更困

7、难，标记过程还没有达到18FFHBG的完全自动化水平，因此124IFIAU的使用相对较少。2 .无环鸟苷衍生物(ACV)目前在林爽前和林爽测试中主要使用18F FHBG进行成像。在查看HSVItk基因表达的PET视频时，尽管FIAU可能是比FHBG更有效的探针，但124I不容易获得，成为FIAU应用林爽的最大障碍。第三，肿瘤基因存在问题，肿瘤基因成像的最大问题是提高肿瘤组织中目标组织和周围下组织的比例(T/NT)。1 .筛选出具有高特异性和高亲和力的探针。使用适当的正电子放射性核素标记的探针；pet-CT或pet图像分辨率和灵敏度；4.基因刘涛受体影像及转基因表达影像的安全性问题仍然是林爽应用中的重要问题。第四，肿瘤基因影像学展望，基因影像学是林爽应用尚处于初期阶段，需要很多基础和临床前研究。但是，基因影像与现有的代斯影