分子医学时代的影像技术

wydlf_513

[center]分子医学时代的影像技术[/center]
    人们都说“人体是个小宇宙”。生命和宇宙的起源、成因都神秘 莫测，二者同样经历着不断的演变与进化。人类必须冲破自己有限的 感知能力的束缚，才能揭开自身无穷的奥秘。传统的“望闻问切”曾 经在医疗实践中发挥过重要作用。但是肉眼望不穿表皮，更看不见体 内的细胞、分子。因此，就像宇宙探索必须依赖天文望远镜一样，现 代医学对疾病的诊治，在很大程度上得益于医学影像技术。

　　从1895年发现x射线开始，医学影像最初只以清晰显示体内器官为目的。到如今x线、b超、ct、mri等影像技术，在显示活体内部解 剖结构，协助病变诊断等方面，达到了以前不敢想像的程度。但随着知识的积累，视野的开阔，医学实践发现，单纯观察解剖结构的变化，并不能解释疾病的根源，不能回答错综复杂的临床问题。医学需要可 以反映病因的诊断技术。这好比光学望远镜可以观察星星的明暗、大小，但要想观察了解各类星体的质地、结构，就需要射电望远镜或航 天器。医学“射电望远镜”和“航天器”就是核医学。

　　核医学的“望远镜”叫核素断层扫描仪，包括spect和pet两大类。 “航天器”是放射性示踪剂。把有明确生物学效应的示踪剂送入体内，让它参加体内生物活动，再用pet或spect加以深测和显示，由此反映 体内特定的生物活动，了解体内的生理、生化状态及其改变。所以，核医学是显示肉眼或其他技术无法或难以认识的人体生命信息的医学 影像方法，人称“分子医学影像技术”。

　　分子影像技术是核医学近年来最大的进步，也代表了今后医学影 像技术发展的方向。它对现代和未来医学模式可能会产生革命性的影响。

  　首先，分子影像可以提高临床诊治疾病的水平。一般认为，许多疾病始于基因、基因表达异常，继而代谢失常、功能障碍，最后才表现出组织形态变化和症状体征。只有在分子水平发现疾病，才能真正 达到早期诊断，克服“一症多病”和“一病多症”的临床难题，实现“ 预防为主”、“标本兼治”的目标。例如，肺癌早期，ct往往只在肺 内出现单发小结节影时才发现，而用 18f－fdg，可以通过肿瘤细胞与正常组织糖代谢的明显差异检测到肿瘤。国外资料证实，pet可以使早期肿瘤的诊断率提高30％～40 ％。曾有人讲：“只要治疗开始得足够早，所有肿瘤都是可以治愈的。 问题是我们能否在早期看到病变”。在发达国家，越来越多的肿瘤病 人通过pet的早期诊断改变了自己的命运。改用11c标记的氨基酸或核 苷酸，反映病变区的蛋白与dna合成，可以更准确地区别肿瘤和良性 病灶。

　　分子影像可明确疾病的分期、分型，提示肿瘤的恶性程度和预后。核素骨扫描诊断肿瘤骨转移的优越性已经取得了临床的广泛认可。通 过对淋巴结代谢变化的判断，比单*淋巴结大小诊断转移的准确率明显提高。pet显像不仅提高了肿瘤复发的诊断率，还在区别坏死引起 的改变方面，表现出不俗的“战绩”。如对病理分类相同的胶质瘤病 人，18f－fdg摄取强度的高底，决定着肿瘤复发率和生存率，而单纯 组织形态学无法解释这种生物学行为的差别，因此无法正确推测预后。

　　分子影像提供独特的诊断能力。例如，过去缺少客观、可视性指 标的精神心理疾病，已经可以用pet和spect检测出特定脑区的血流、 代谢改变。用标记神经递质作示踪剂，在药物成瘾、癫痫、痴呆和神 经变性疾病的诊断方面显示出不可替代的临床潜力。通过功能刺激前后的pet显像，不仅让人看到了不同神经功能在大脑的空间定位，开启了脑高级功能研究的方便之门，还可以结合三维模拟，在术前为临床提供病灶与重要脑功能的空间位置关系，模拟手术入路，预测术后影响。

　　通过诊断能力的提高，分子影像推动了临床医学认识的更新。国 内外资料发现，pet技术的应用，使30％～40％临床病人的治疗方案得到了合理改变。用18f－fdg检测心梗后存活心肌的有无，对冠心病 介入还是心脏移植的临床决策有关键性作用。通过代谢改变，可以在肿瘤化疗开始数天内，明确化疗是否有效，以便及时调整用药。在基 因治疗的研究中，pet可以显示基因转染、表达的过程与状态。而且，一种标记核苷酸可以完成各种不同dna探针的合成与应用，使这种“活体原位杂交”技术具有前所未有的广 谱性和实用性。

           分子影像技术的优势，源于它是“连接分子生物学和临床医学的桥梁”。近年来，分子生物学突飞猛进，特别是人类基因组计划的接 近完成，对人体和生命科学产生着巨大的影响。但是分子生物学只研 究生命的“元件”，而元件之和并不等于整体。生物分子的堆砌也不 能代表活体的生命过程。恩格斯说过：“生命首先在于，生物在一瞬 间是它自身，但同时又是别的什么。”分子的不断代谢是生命的特征。这种动态过程，目前只有通过核医学标记技术，才得以在整体水平加 以显示。

　　分子影像技术具有疾病治疗的意义。用示踪剂的“飞船”，携带 具有生物杀伤力的核素，送到病变处，可以完成“敌后武工队”的任 务。利用131i在甲状

zhangwei_5518

核医学发展到今天，已经集化学、放射化学、医学、分子生物学和药理学等多学科知识于一体。研制一种新的放射性药物，不仅要求其既具有诊断价值，又具有治疗功能；而且要求新药品的安全、有效和实用。放射性药品用于临床有着更严格的限制，这就使研究人员面临着更大的挑战。据有关统计资料介绍，美国每年有近百万新癌症患者，每年的乳腺癌、前列腺癌和肺癌患者约占新癌症患者和死于癌症的40%。根据症例解剖分析，上述三种癌症最终骨转移者高达80%。另据分析，肝癌和转移性肝癌占肿瘤死亡率的25%，而每年肝癌的发病率与死亡率惊人的一致。因此肿瘤治疗始终是人类与疾病奋战的主战场之一。
内介入治疗最早是指把放射性核素直接介入症灶的一种治疗方法，现在已发展成为继放射性核素治疗、化学治疗和器械治疗等之后又一个跨内科、外科和放射科等多学科的综合性治疗手段，颇具毒性小、创伤小、痛苦少、手术简单、方便和疗效等优点。
目前内介入治疗已成为国内外临床医学界最关注的热门课题，尤其是心、脑外科、肿瘤科。例如致命的冠状动脉狭窄或再狭窄，原本需要开胸搭桥的大手术，现在只需颈动脉或股动脉行导管插管入技术即可。即用一种带源支架(stents)，将狭窄的动脉部撑开，或用镀有32p、103pd的放射性支架或192ir、90sr/90y带状源，给予一定剂量的照射（一般在8~20gy），或者单纯性地将186、 188re-mag3
充入导管气球，照射完后经尿排出等方法，临床实践证明治疗效果非常好。
心脏病在西方国家发病率很高，也是死亡率高的主要原因。据1994年美国心脏病学会统计，美国有64万心脏病的年发病率，每年约50万人死于心脏病。现在进行ptca扩展冠状动脉管壁上的疤痕组织的平滑肌细胞增生或粥样硬化斑块的聚集造成的。将放射性核素32p、125i、198au、90y和192ir等制成“种子源”或带源支架，通过导管直接植入血管狭窄处，由于射线抑制了血管内壁平滑肌细胞和内膜细胞增生，临床治疗效果很好，因此倍受患者的欢迎。
我国在内介入放射治疗研究工作方面的起步并不比国外晚。甲亢和甲状腺癌的131i治疗，90y-gtms、131i-moab、32p-gtms的肝癌介入治疗，153sm-edtmp、90y-edtmp、186、188re-hedp、89srcl2等骨转移癌治疗，经由于大量临床病例证实有是效的。32p、90y、166ho等胶体微球进行脑胶质瘤立体定位给药治疗也取得了满意的效果。我国风湿性关节放射性滑膜切除的研究工作也已达到了国际先进水平。
正在进行的受体配体、肽类或一些特定的生物学活性分子的核素标记研究，或许是放射性药物发展的新方向。据德国海德堡国立癌症研究中心f.oberdorfer教授报道第一例转基因治疗于1989年开始，到2010年肿瘤转基因治疗将会取得重要进展。转基因治疗要求特定的受体配基核素标记，并借助于超精细分辩的断层显像以达到以下几个目的：（1）解决有效的载体定位方向；（2）靶组织的有效定位；（3）病灶的转基因治疗的表达水平；（4）短期或长期的基因治疗效果的监测。虽然还存在诸多难点，生物学活性分子的核素标记研究将是放射性药物发展的机遇所在。
目前常用的治疗用放射性核素及其生产方法列于表1~7。介入治疗对放射性核素的要求很严格：（1）α和β放射性核素兼有适宜显像的γ射线，或俄歇电子发射体；（2）半衰期最好在1-5d内。（3）制备的标记物体内稳定性好；（4）标记物在靶与非靶组织中的摄取比高；（5）治疗剂量能在相对知时间内完成在靶组织内的沉积；（6）标记物在非靶组织内的分布量尽可能少。放射性核素在人类疾病诊断和治疗上取得了非常大的进展，尤其是早期诊断和早期治疗，减少了患者的痛苦，提高了生活质量，延长了患者的寿命。然而，由于人类对自身认识的局限性，对很多疑难疾病的产生、发展的机制和本质的了解还不够，因此，从根本上去认识、了解发病机理，不断地揭示基因密码，真正从分子水平上去诊断和治疗疾病，这将是人类与疾病斗争的深层次探索