分子影像學(xué)在醫(yī)學(xué)影像中的應(yīng)用進(jìn)展

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1、分子影像學(xué)在醫(yī)學(xué)影像中的應(yīng)用進(jìn)展郭正義1劉春麗2（1山東省泰安市中心醫(yī)院放射科山東泰安271000）（2山東省泰安市中心醫(yī)院婦產(chǎn)科山東泰安271000）【摘要】隨著分子牛物學(xué)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，分子影像學(xué)技術(shù)己成為醫(yī)學(xué)影像學(xué)以及相關(guān)臨床和基礎(chǔ)研究的一個(gè)新趨勢(shì)。隨著人類基因組測(cè)序的完成和后基因組時(shí)代的到來(lái)，從核酸一蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)一蛋白質(zhì)分子間的相互作用關(guān)系分析疾病的發(fā)病機(jī)理、疾病早期的生物學(xué)特征，為疾病發(fā)牛的早期檢測(cè)、預(yù)警、診斷和療效評(píng)估提供新的方法與手段。它的研究成果將為腫瘤和其他疾病的發(fā)病機(jī)理、臨床診斷、病情監(jiān)測(cè)和療效評(píng)估的研究提供有效的新方法和新手段。【關(guān)鍵詞

2、】分子影像學(xué)分子牛物學(xué)人類基因【中圖分類號(hào)】R319【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)]2095-1752（2012）01-0064-02近年來(lái)，分了影像學(xué)的出現(xiàn)與迅速進(jìn)展，是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像學(xué)發(fā)展的里程碑式的事件⑴3].作為一種技術(shù)手段，分子影像學(xué)在牛物體完好無(wú)損的環(huán)境下，在分子或細(xì)胞水平對(duì)牛物過(guò)程進(jìn)行可視化、定性、定量研究,所獲得的數(shù)據(jù)，與常規(guī)研究手段所得到的數(shù)據(jù)比較，更加接近機(jī)體的真實(shí)情況⑵。對(duì)病理過(guò)程的分了影像學(xué)研究，有望在早期疾病診斷和發(fā)現(xiàn)，從分子水平評(píng)價(jià)治療效果等方面發(fā)揮重要作用。分子影像學(xué)能夠幫助我們?cè)诜肿铀秸嬲缙诎l(fā)現(xiàn)病變，及時(shí)干預(yù),而不是在患者出現(xiàn)臨床癥狀與體

3、征之后。傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)影像診斷顯示的是牛物組織細(xì)胞病變的解剖變化，而分子影像學(xué)則著眼于牛物組織細(xì)胞或分子水平的牛理和病理變化,它不僅可以提高臨床診治疾病的水平，更重要的是有望在分子細(xì)胞水平發(fā)現(xiàn)疾病,真正達(dá)到早期診斷。1分子影像學(xué)成像原理及核心分子影像學(xué)融合了分子生物化學(xué)、數(shù)據(jù)處理、納米技術(shù)、圖像處理等技術(shù)，因其具高特異性、高靈敏度和圖像的高分辨率，因此今后能夠真正為臨床診斷提供定性定位、定量的資料。由此可見(jiàn)，分子影像學(xué)不再是一個(gè)單一的技術(shù)變革，而是各種技術(shù)的一次整合。分子影像技術(shù)有三個(gè)關(guān)鍵因素，第一是高特異性分子探針，第二是合適的信號(hào)放人技術(shù)，第三是能靈敏地獲得高分辨率圖像

4、的探測(cè)系統(tǒng)。它將遺傳基因信息、生物化學(xué)與新的成像探針綜合輸入到人體內(nèi)，用它標(biāo)記所研究的“靶子”(另一分子)，通過(guò)分子影像技術(shù)，把“靶子”放大，由精密的成像技術(shù)來(lái)檢測(cè)，再通過(guò)一系列的圖像后處理技術(shù)，達(dá)到顯示活體組織分子和細(xì)胞水平上的生物學(xué)過(guò)程的目的，從而對(duì)疾病進(jìn)行亞臨床期診斷和治療。其中分子特異性探針構(gòu)建是分子影像學(xué)研究的核心內(nèi)容。在實(shí)際研究工作中,成像對(duì)象一一“靶”的選擇尤其重要[5-7]o由于靶向探針的構(gòu)建與生物學(xué)特性研究耗費(fèi)巨大，“靶”的選擇可能決定研究最終科研成果與臨床應(yīng)用價(jià)值，需要慎之又慎。根據(jù)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究成果，考察“靶”的生物學(xué)功能，尤其在病理過(guò)程中的作用，

5、是選擇合適成像“靶”的依據(jù)。一般的選擇標(biāo)準(zhǔn):該“靶”與某種疾病發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移緊密有關(guān);或者其變化過(guò)程反映治療效果。另外,還需要考慮分子靶標(biāo)的位置(在細(xì)胞上或者細(xì)胞內(nèi))以及表達(dá)量。比如血管生成中的整αvβ3,±皮細(xì)胞上的黏蛋白-l(mucin-l),^ffl胞凋亡過(guò)程中的磷脂酰絲氨酸(phosphatidylserine’PS)以及多藥耐藥相關(guān)蛋白(multidrugresistanceMDRlP-glycoprotein,Pgp)等,均是理想的靶標(biāo)。常用的分子特異性探針多由2部分構(gòu)成:信號(hào)組件(signaIingcomponent)與親和組件(

6、affinitycomponent)。應(yīng)用化學(xué)或生物物理方法優(yōu)化探針,使之具有合理的體內(nèi)生物學(xué)行為,包括穩(wěn)定性、高信噪比等,是探針構(gòu)建中必須考慮的重要課題。2分子影像學(xué)對(duì)影像醫(yī)學(xué)的影響影像醫(yī)學(xué)發(fā)展逐漸形成了3個(gè)主要的陣營(yíng)：經(jīng)典醫(yī)學(xué)影像學(xué)：以X線、CT、MR、超聲成像等為主，顯示人體解剖結(jié)構(gòu)和生理功能；以介入放射學(xué)為主體的治療學(xué)陣營(yíng)；分子影像學(xué)：以MR、PET、光學(xué)成像及小動(dòng)物成像設(shè)備等為主，可用于分子水平成像。三者是緊密聯(lián)系的一個(gè)整體，相互印證，相互協(xié)作,以介入放射學(xué)為依托，使目的基因能更準(zhǔn)確到達(dá)靶位，通過(guò)分子成像設(shè)備又可直接顯示治療效果和基因表達(dá)。因此，分子影像學(xué)對(duì)

7、影像醫(yī)學(xué)的發(fā)展有很人的推動(dòng)作用，使影像醫(yī)學(xué)從對(duì)傳統(tǒng)的解剖、生理功能的研究，深入到分子水平的成像,去探索疾病的分子水平的變化，將對(duì)新的醫(yī)療模式的形成和人類健康有著深遠(yuǎn)的影響。隨著人類基因組測(cè)序的完成和后基因組時(shí)代的到來(lái)，人們迫切需要從細(xì)胞、分子、基因水平探討疾?。ㄓ绕涫菒盒约膊。┌l(fā)生發(fā)展的機(jī)理，在臨床癥狀出現(xiàn)之前就監(jiān)測(cè)到病變的產(chǎn)生，從而實(shí)現(xiàn)疾病的早期預(yù)警和治療，提高疾病的治療效果。因此，1999年美國(guó)哈佛人學(xué)Weissleder等提出了分子影像學(xué)（MolecularImaging）的概念：應(yīng)用影像學(xué)方法，對(duì)活體狀態(tài)下的生物過(guò)程進(jìn)行細(xì)胞和分子水平的定性和