中華醫(yī)學(xué)會核醫(yī)學(xué)分會主任委員 匡安仁
匡安仁 教授，博士生導(dǎo)師,。中華醫(yī)學(xué)會核醫(yī)學(xué)分會主任委員,，四川大學(xué)華西醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科主任,中華人民共和國第九屆藥典委員會委員，四川省核醫(yī)學(xué)專委會主任委員,，四川省學(xué)術(shù)和技術(shù)帶頭人,。
傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)觀念從器官和系統(tǒng)認(rèn)識疾病，核醫(yī)學(xué)是從生理和生化的水平認(rèn)識疾病的,。臨床上發(fā)生明顯的解剖結(jié)構(gòu)和功能改變之前,，核醫(yī)學(xué)就可探測到疾病在分子水平變化的信息。如對于乳腺癌患者,，核醫(yī)學(xué)能確定腫瘤細(xì)胞過度表達(dá)的是生長抑素受體或雌激素受體,，據(jù)此制訂治療方案，并可進(jìn)一步觀察療效,，評價預(yù)后。
所以,，核醫(yī)學(xué)是“體內(nèi)的分子生物學(xué)”,。它要回答的問題：組織或細(xì)胞代謝活性的高低、功能的改變,、是否存在可識別的生物標(biāo)志物,，如過度表達(dá)的相關(guān)抗原、受體等,。核醫(yī)學(xué)要解決的問題：利用獲得的代謝,、功能和特定的生物標(biāo)志物等信息對疾病進(jìn)行診斷,、療效和預(yù)后評價等，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行或發(fā)展放射性核素靶向內(nèi)照射治療,。
近些年,，借助核醫(yī)學(xué)本身的內(nèi)在優(yōu)勢，它的發(fā)展呈現(xiàn)了以下幾個趨勢,。
趨勢1 做基礎(chǔ)與臨床的“橋梁”
將基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)科研成果與臨床實際應(yīng)用迅速“對接”已成為醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的共識,，而核醫(yī)學(xué)本身的特性使得它成為這個“橋梁”上重要的一部分。
基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)的進(jìn)展和成果,，核醫(yī)學(xué)常率先應(yīng)用于臨床,，如受體學(xué)的進(jìn)展導(dǎo)致受體顯像診斷及受體介導(dǎo)放射性核素靶向治療的發(fā)展、基因治療與報告基因顯像等,。反過來,，在臨床應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)的問題也能借助核醫(yī)學(xué)迅速反饋到基礎(chǔ)研究領(lǐng)域。如單克隆抗體與放射免疫顯像和放射免疫治療的發(fā)展就是例子,，顯像和治療中遇到的問題促使人源化抗體,、單鏈抗體、抗體片斷的出現(xiàn)和預(yù)定位技術(shù)的發(fā)展,。
趨勢2 用于觀察生命過程
放射性藥物進(jìn)入體內(nèi),，分布、代謝,、排出的全過程都可提供機(jī)體自然狀態(tài)下生理或病理的信息,，所以核醫(yī)學(xué)顯像不但能反映生物過程或病變過程的結(jié)果，最重要的是能動態(tài)地觀察,、反映和分析這一過程,，獲得的信息量和信息的價值是目前其他方法難以比擬的。核醫(yī)學(xué)分子影像在生物體內(nèi)驗證體外分子生物學(xué)已取得的成果,，拓展和探索體外實驗難以或不可能涉及的領(lǐng)域,，獲得更多和更有價值的真正意義上的生命或疾病過程中的“在線實時”數(shù)據(jù)和信息。
核醫(yī)學(xué)已實現(xiàn)器官,、細(xì)胞,、亞細(xì)胞和分子水平觀察和研究生物過程?？蓮暮怂岽x,、蛋白質(zhì)代謝、糖代謝和脂代謝等不同角度和層面認(rèn)識問題,。如通過18F-FDG顯像獲得病變細(xì)胞糖代謝信息,，通過18F-FLT顯像獲得病變細(xì)胞核酸代謝及細(xì)胞增殖的信息，二者結(jié)合有助于病變性質(zhì)的鑒別,。目前已知的生命過程的不同現(xiàn)象,、不同環(huán)節(jié),，都可以或即將可以用核醫(yī)學(xué)的方法進(jìn)行觀察研究。
趨勢3 131I治療甲亢更加普及
有些病變組織能高度特異性濃聚放射性藥物,，對于它們應(yīng)用核醫(yī)學(xué)治療不僅療效好且毒副作用小,。如131I甲狀腺顯像與131I治療甲亢與分化型甲狀腺癌，放射免疫顯像與放射免疫治療等,。放射性藥物濃聚于病灶,，放射性核素在衰變過程中發(fā)出射線對病變進(jìn)行持續(xù)的照射，使病變組織無時間進(jìn)行修復(fù),，病變周圍的劑量限制器官對內(nèi)照射有更好的耐受性,。這是內(nèi)照射治療療效好的主要原因之一。
131I治療甲亢是核素治療最成熟的項目之一,，能快速徹底的控制甲亢,，使用較大劑量的131I提高一次治愈率，盡管早發(fā)甲減的發(fā)生率可能增高,，但對甲亢患者群體是效益成本比最高的選擇,。對術(shù)后的分化型甲狀腺癌患者進(jìn)行危險度分層，危險度較高的患者進(jìn)行131I治療獲益最大,。
趨勢4 試圖破解分子網(wǎng)絡(luò)
體內(nèi)的生物反應(yīng)常是多個分子參與,，多種機(jī)制相互制衡的過程，所以單一的或分離孤立的靶點(diǎn)分子顯像,，不能客觀準(zhǔn)確地反映和描述復(fù)雜的生命現(xiàn)象,。
建立能同時反映和描述生物事件過程中多個關(guān)鍵分子、多個主要信號通道活動的動態(tài)顯像方法和最能接近真實反映體內(nèi)生物過程的數(shù)學(xué)模型,，是核醫(yī)學(xué)MI（分子影像）面臨的最大挑戰(zhàn),。這使關(guān)注的重點(diǎn)由單一的靶點(diǎn)分子的結(jié)構(gòu)、數(shù)量,、分布和功能轉(zhuǎn)向體內(nèi)的生物分子網(wǎng)絡(luò)的信號傳遞,、相互作用，核醫(yī)學(xué)MI將從點(diǎn)（單一的靶點(diǎn)分子信息）,、面（多個孤立的靶點(diǎn)分子信息）和立體的（完成一生物功能的多個靶點(diǎn)分子及其信號通道的信息）不同水平和層次描述和認(rèn)識生命現(xiàn)象,。如放射性碘甲狀腺顯像，涉及TSH作用于甲狀腺濾泡細(xì)胞TSH受體的調(diào)節(jié)作用,，鈉-碘同向轉(zhuǎn)運(yùn)體攝取碘的功能,，過氧化物酶和甲狀腺球蛋白參與的碘的有機(jī)化過程，以及甲狀腺素的合成,、儲存及釋放等多個環(huán)節(jié)。同時觀察和描述多個分子之間的相互作用和影響,，多個環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系,，才能深入認(rèn)識和理解生物反應(yīng)中分子網(wǎng)絡(luò)和信息通道的復(fù)雜性,。
趨勢5 細(xì)胞膜上的靶點(diǎn)成熱點(diǎn)
靶點(diǎn)分子的數(shù)量越多，結(jié)合的探針越多,，顯像獲得的信/噪比越高,，圖像質(zhì)量越好。如以特異的DNA序列為靶點(diǎn),，一個細(xì)胞只有1～2個,；如以特異的RNA序列為靶點(diǎn)，一個細(xì)胞有10～1000個,。所以基因顯像由于靶點(diǎn)密度低,，細(xì)胞膜和核膜的生物屏障作用，導(dǎo)致很難獲得較高質(zhì)量的圖像,，這是基因顯像長期未獲突破性進(jìn)展的主要原因之一,。以蛋白質(zhì)分子如受體、抗原,、酶等作為顯像的靶點(diǎn),，一個細(xì)胞擁有這樣特異的靶點(diǎn)蛋白分子數(shù)約為100～1000000個。這是核醫(yī)學(xué)MI首先在受體顯像,、放免顯像等領(lǐng)域獲得突破性進(jìn)展的原因之一,。
根據(jù)位置可將蛋白質(zhì)靶點(diǎn)分子分為兩大類，定位于細(xì)胞的胞漿內(nèi)的如胸腺嘧啶激酶,、綠熒光蛋白等,；定位于細(xì)胞膜上的如多巴胺D2受體、生長抑素受體,、NIS等,。胞內(nèi)靶點(diǎn)的缺點(diǎn)是探針必須克服細(xì)胞膜的屏障作用才能進(jìn)入細(xì)胞。位于細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)靶點(diǎn)的最大優(yōu)點(diǎn)是能直接與體液中的探針結(jié)合,。所以在分子探針的運(yùn)載系統(tǒng)研制未獲得突破性進(jìn)展之前,，核醫(yī)學(xué)顯像設(shè)備的敏感度和分辨力未獲大幅提高之前，以細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)作為顯像的靶點(diǎn)分子,，更易獲得較好結(jié)果,。
趨勢6 與解剖影像融合
PET/CT、SPECT/CT的應(yīng)用,，將解剖結(jié)構(gòu)的影像與代謝功能影想相融合,，既解決了核醫(yī)學(xué)圖像的精確定位問題，又解決了組織衰減校正的問題,，不同影像信息的互補(bǔ)明顯提高了診斷效率,。PET/MRI即將進(jìn)入臨床。隨著設(shè)備和軟件的不斷發(fā)展,，圖像融合技術(shù)將在醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用,。
匡安仁 教授，博士生導(dǎo)師,。中華醫(yī)學(xué)會核醫(yī)學(xué)分會主任委員,，四川大學(xué)華西醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科主任,中華人民共和國第九屆藥典委員會委員，四川省核醫(yī)學(xué)專委會主任委員,，四川省學(xué)術(shù)和技術(shù)帶頭人,。
傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)觀念從器官和系統(tǒng)認(rèn)識疾病，核醫(yī)學(xué)是從生理和生化的水平認(rèn)識疾病的,。臨床上發(fā)生明顯的解剖結(jié)構(gòu)和功能改變之前,，核醫(yī)學(xué)就可探測到疾病在分子水平變化的信息。如對于乳腺癌患者,，核醫(yī)學(xué)能確定腫瘤細(xì)胞過度表達(dá)的是生長抑素受體或雌激素受體,，據(jù)此制訂治療方案，并可進(jìn)一步觀察療效,，評價預(yù)后。
所以,，核醫(yī)學(xué)是“體內(nèi)的分子生物學(xué)”,。它要回答的問題：組織或細(xì)胞代謝活性的高低、功能的改變,、是否存在可識別的生物標(biāo)志物,，如過度表達(dá)的相關(guān)抗原、受體等,。核醫(yī)學(xué)要解決的問題：利用獲得的代謝,、功能和特定的生物標(biāo)志物等信息對疾病進(jìn)行診斷,、療效和預(yù)后評價等，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行或發(fā)展放射性核素靶向內(nèi)照射治療,。
近些年,，借助核醫(yī)學(xué)本身的內(nèi)在優(yōu)勢，它的發(fā)展呈現(xiàn)了以下幾個趨勢,。
趨勢1 做基礎(chǔ)與臨床的“橋梁”
將基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)科研成果與臨床實際應(yīng)用迅速“對接”已成為醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的共識,，而核醫(yī)學(xué)本身的特性使得它成為這個“橋梁”上重要的一部分。
基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)的進(jìn)展和成果,，核醫(yī)學(xué)常率先應(yīng)用于臨床,，如受體學(xué)的進(jìn)展導(dǎo)致受體顯像診斷及受體介導(dǎo)放射性核素靶向治療的發(fā)展、基因治療與報告基因顯像等,。反過來,，在臨床應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)的問題也能借助核醫(yī)學(xué)迅速反饋到基礎(chǔ)研究領(lǐng)域。如單克隆抗體與放射免疫顯像和放射免疫治療的發(fā)展就是例子,，顯像和治療中遇到的問題促使人源化抗體,、單鏈抗體、抗體片斷的出現(xiàn)和預(yù)定位技術(shù)的發(fā)展,。
趨勢2 用于觀察生命過程
放射性藥物進(jìn)入體內(nèi),，分布、代謝,、排出的全過程都可提供機(jī)體自然狀態(tài)下生理或病理的信息,，所以核醫(yī)學(xué)顯像不但能反映生物過程或病變過程的結(jié)果，最重要的是能動態(tài)地觀察,、反映和分析這一過程,，獲得的信息量和信息的價值是目前其他方法難以比擬的。核醫(yī)學(xué)分子影像在生物體內(nèi)驗證體外分子生物學(xué)已取得的成果,，拓展和探索體外實驗難以或不可能涉及的領(lǐng)域,，獲得更多和更有價值的真正意義上的生命或疾病過程中的“在線實時”數(shù)據(jù)和信息。
核醫(yī)學(xué)已實現(xiàn)器官,、細(xì)胞,、亞細(xì)胞和分子水平觀察和研究生物過程?？蓮暮怂岽x,、蛋白質(zhì)代謝、糖代謝和脂代謝等不同角度和層面認(rèn)識問題,。如通過18F-FDG顯像獲得病變細(xì)胞糖代謝信息,，通過18F-FLT顯像獲得病變細(xì)胞核酸代謝及細(xì)胞增殖的信息，二者結(jié)合有助于病變性質(zhì)的鑒別,。目前已知的生命過程的不同現(xiàn)象,、不同環(huán)節(jié),，都可以或即將可以用核醫(yī)學(xué)的方法進(jìn)行觀察研究。
趨勢3 131I治療甲亢更加普及
有些病變組織能高度特異性濃聚放射性藥物,，對于它們應(yīng)用核醫(yī)學(xué)治療不僅療效好且毒副作用小,。如131I甲狀腺顯像與131I治療甲亢與分化型甲狀腺癌，放射免疫顯像與放射免疫治療等,。放射性藥物濃聚于病灶,，放射性核素在衰變過程中發(fā)出射線對病變進(jìn)行持續(xù)的照射，使病變組織無時間進(jìn)行修復(fù),，病變周圍的劑量限制器官對內(nèi)照射有更好的耐受性,。這是內(nèi)照射治療療效好的主要原因之一。
131I治療甲亢是核素治療最成熟的項目之一,，能快速徹底的控制甲亢,，使用較大劑量的131I提高一次治愈率，盡管早發(fā)甲減的發(fā)生率可能增高,，但對甲亢患者群體是效益成本比最高的選擇,。對術(shù)后的分化型甲狀腺癌患者進(jìn)行危險度分層，危險度較高的患者進(jìn)行131I治療獲益最大,。
趨勢4 試圖破解分子網(wǎng)絡(luò)
體內(nèi)的生物反應(yīng)常是多個分子參與,，多種機(jī)制相互制衡的過程，所以單一的或分離孤立的靶點(diǎn)分子顯像,，不能客觀準(zhǔn)確地反映和描述復(fù)雜的生命現(xiàn)象,。
建立能同時反映和描述生物事件過程中多個關(guān)鍵分子、多個主要信號通道活動的動態(tài)顯像方法和最能接近真實反映體內(nèi)生物過程的數(shù)學(xué)模型,，是核醫(yī)學(xué)MI（分子影像）面臨的最大挑戰(zhàn),。這使關(guān)注的重點(diǎn)由單一的靶點(diǎn)分子的結(jié)構(gòu)、數(shù)量,、分布和功能轉(zhuǎn)向體內(nèi)的生物分子網(wǎng)絡(luò)的信號傳遞,、相互作用，核醫(yī)學(xué)MI將從點(diǎn)（單一的靶點(diǎn)分子信息）,、面（多個孤立的靶點(diǎn)分子信息）和立體的（完成一生物功能的多個靶點(diǎn)分子及其信號通道的信息）不同水平和層次描述和認(rèn)識生命現(xiàn)象,。如放射性碘甲狀腺顯像，涉及TSH作用于甲狀腺濾泡細(xì)胞TSH受體的調(diào)節(jié)作用,，鈉-碘同向轉(zhuǎn)運(yùn)體攝取碘的功能,，過氧化物酶和甲狀腺球蛋白參與的碘的有機(jī)化過程，以及甲狀腺素的合成,、儲存及釋放等多個環(huán)節(jié)。同時觀察和描述多個分子之間的相互作用和影響,，多個環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系,，才能深入認(rèn)識和理解生物反應(yīng)中分子網(wǎng)絡(luò)和信息通道的復(fù)雜性,。
趨勢5 細(xì)胞膜上的靶點(diǎn)成熱點(diǎn)
靶點(diǎn)分子的數(shù)量越多，結(jié)合的探針越多,，顯像獲得的信/噪比越高,，圖像質(zhì)量越好。如以特異的DNA序列為靶點(diǎn),，一個細(xì)胞只有1～2個,；如以特異的RNA序列為靶點(diǎn)，一個細(xì)胞有10～1000個,。所以基因顯像由于靶點(diǎn)密度低,，細(xì)胞膜和核膜的生物屏障作用，導(dǎo)致很難獲得較高質(zhì)量的圖像,，這是基因顯像長期未獲突破性進(jìn)展的主要原因之一,。以蛋白質(zhì)分子如受體、抗原,、酶等作為顯像的靶點(diǎn),，一個細(xì)胞擁有這樣特異的靶點(diǎn)蛋白分子數(shù)約為100～1000000個。這是核醫(yī)學(xué)MI首先在受體顯像,、放免顯像等領(lǐng)域獲得突破性進(jìn)展的原因之一,。
根據(jù)位置可將蛋白質(zhì)靶點(diǎn)分子分為兩大類，定位于細(xì)胞的胞漿內(nèi)的如胸腺嘧啶激酶,、綠熒光蛋白等,；定位于細(xì)胞膜上的如多巴胺D2受體、生長抑素受體,、NIS等,。胞內(nèi)靶點(diǎn)的缺點(diǎn)是探針必須克服細(xì)胞膜的屏障作用才能進(jìn)入細(xì)胞。位于細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)靶點(diǎn)的最大優(yōu)點(diǎn)是能直接與體液中的探針結(jié)合,。所以在分子探針的運(yùn)載系統(tǒng)研制未獲得突破性進(jìn)展之前,，核醫(yī)學(xué)顯像設(shè)備的敏感度和分辨力未獲大幅提高之前，以細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)作為顯像的靶點(diǎn)分子,，更易獲得較好結(jié)果,。
趨勢6 與解剖影像融合
PET/CT、SPECT/CT的應(yīng)用,，將解剖結(jié)構(gòu)的影像與代謝功能影想相融合,，既解決了核醫(yī)學(xué)圖像的精確定位問題，又解決了組織衰減校正的問題,，不同影像信息的互補(bǔ)明顯提高了診斷效率,。PET/MRI即將進(jìn)入臨床。隨著設(shè)備和軟件的不斷發(fā)展,，圖像融合技術(shù)將在醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用,。
