分子影像學的臨床應用探討

蘭大海

分子影像學是一門正在發展的學科，遠未達到成熟，現階段主要研究內容是發展和測試新的工具、試劑在活體中進行特殊分子路徑的成像方法，尤其是對疾病發展過程中起關鍵作用的分子進行成像。本文從分子影像學成像設備及醫療應用方面對這一新興學科給予簡要綜述。

1 分子影像學的概念及特點

分子影像學的概念由W eissleder于1999年首先提出，分子影像學指用影像學的方法在活體的條件下反映細胞和分子水平的變化。相對于離體檢測，其優勢在于對同一機體進行縱向動態的觀察、獲得系統信息可以實現實時、無創。分子影像同目前其它醫學影像手段相比較具有高度特異性、靈敏性和高圖像分辨率等特點，能夠真正實現在分子水平進行臨床診斷，提供以解剖結構為基礎、以分子水平為基準的疾病發生和發展的信息，為臨床提供定位、定性、定量和對疾病分期診斷的準確依據[1]。

2 分子影像學常用的成像技術

2.1 光學成像 光學成像具有靈敏度高、成像過程相對簡單、無射線輻射、投入小等優點。光學成像方法很多，主要有彌散光學成像、多光子成像、活體顯微鏡成像、近紅外線熒光成像及表面共聚焦成像等，光學成像是分子生物學基礎研究最早最常用的方法。但由于光學成像技術的穿透力有限，目前僅用于小動物模型研究。

2.2 超聲成像 超聲分子成像是指將微泡造影劑通過血管進入靶組織，觀察靶區在組織水平、細胞及亞細胞水平的成像，用以反映病變區組織在分子基礎方面的變化。利用超聲微泡造影劑介導可發現疾病早期在細胞和分子水平的變化，有利于人們更早、更準確地診斷疾病，為患者在患病早期進行基因治療、藥物治療提供依據。

2.3 核醫學 分子核醫學是應用核醫學的示蹤技術從分子水平認識疾病，闡明病變組織受體密度與功能的變化、基因的異常表達、生化代謝的變化及細胞信息的傳導等，為臨床診斷、治療疾病提供分子水平信息?，F階段最常用的是電子發射斷層掃描（PET）技術，它在目前的分子影像學研究中占據著極其重要的地位。新近出現的PET/CT技術，將PET的功能圖像與CT的高分辨解剖圖像相融合，彌補了PET的低空間分辨率的缺點，是分子影像技術的一項重要進步[2]。

2.4 磁共振（MR）成像 磁共振成像技術以其特有的高空間分辨率和高組織分辨率成為目前分子影像學中常用的主要方法之一。傳統的MR成像是以組織的多種物理、生理特性作為成像對比的依據，而分子水平的MR成像是建立在上述傳統成像技術基礎上，以在MR圖像上可顯像的特殊分子做為成像標記物，對這些分子在體內進行定位的一項新技術[3]。

2.5 其它成像技術 除了上述幾種常用的分子影像技術外，X線、CT等技術也從不同方面涉及分子成像，但受技術本身的限制，在基礎研究和臨床研究中較少應用。

3 分子影像學在臨床的應用

3.1 疾病的早期診斷 目前，臨床對疾病的影像學診斷是以人體的病理改變為基礎的，遠遠落后于在分子、細胞、組織水平的病變[4]。由于用分子影像學可對分子水平的病變進行檢測，而不單單是疾病終末期的解剖改變。所以，分子影像學可較常規影像更早、更準確地發現病變，并對病變進行定性，使得臨床醫生可以在疾病的發生、形成階段對其進行有效的干預。

3.2 觀察療效方面 腫瘤性疾病的保守治療通常用常規影像方法來評價治療。如：通過觀察一定時間后腫瘤體積的縮減來觀察療效，而采用分子影像學方法在治療的早期就可以觀察出療效，如：化療只需觀察治療藥物的作用靶點有沒有變化[5]，藥物作用過程中一些關鍵的分子標記有沒有改變，即可推斷這種治療方法有沒有產生效用，這種極其敏感的評價方法在療效評價中有很大的應用價值。

3.3 研發藥物方面 在藥物的研發中要進行大量的臨床前和臨床試驗，應用分子影像學技術可以極大縮短藥物的研制、開發、臨床前試驗時間。利用分子影像技術，研究人員只需用更小和更安全劑量的藥物就可以證明藥物是否能成功地與細胞表面的靶標性蛋白受體相互作用；在藥代動力學研究階段，分子影像技術能識別出注射進動物體內卻不能到達指定目標的藥物，這些藥物就不需要進一步的臨床試驗了，這樣就可以很快排除大量無效的藥物，減少動物實驗的數量。通過分子影像方法可以更早地發現新開發藥物的體內傳遞問題，可以很大程度地降低藥物的開發成本。

4 結論

以分子影像學為核心的現代醫學影像學，必將對未來的醫學模式產生直接而深刻的影響，在生命科學研究與臨床實踐中發揮越來越重要的作用。

[1]Weissleder R.Molecular imaging the nex t fiontier[J]. Radiolog,1999,212：609-614.

[2]潘中允.PET診斷學[M].北京：人民衛生出版社,2000-2002.

[3]孫希杰,許乙凱.分子水平磁共振影像學的研究與進展[J].實用放射學雜志,2005,21：2216-2218.

[4]Jaffer FA,Weissleder.Molecular imaging in the clinical arena[J]. JAMA,2005,293（7）：855-862.

[5]林曰增,張雪林.分子影像學進展[J].臨床放射學雜志,2003,22（1）：77-79.