18F-FDG和18F-NaF示蹤劑在大鼠經脈的microPET顯像

張衛方，張彥彥，李 艷

(1.北京大學第三醫院 核醫學科，北京 100191； 2.中國中醫科學院西苑醫院 核醫學科，北京 100091 )

18F-FDG和18F-NaF示蹤劑在大鼠經脈的microPET顯像

張衛方1，張彥彥1，李 艷2

(1.北京大學第三醫院 核醫學科，北京 100191； 2.中國中醫科學院西苑醫院 核醫學科，北京 100091 )

探討利用微型正電子發射斷層顯像(micro positron emission tomography system, microPET)顯示示蹤劑在足三里穴位注射后沿經脈走行的循經遷移線。分別將0.03～0.1 mL 200～300 uCi的18F-氟化鈉和18F-FDG注入大鼠足三里穴位，分別進行microPET圖像和CT圖像采集，將microPET圖像和CT圖像融合并重建融合后的三維圖像。結果表明：18F-FDG與18F氟化鈉均能顯示循經遷移線，但18F-氟化鈉的骨骼攝取明顯，18F-FDG優于18F-氟化鈉在經脈中的顯像，表明18F-FDG更適合用于經脈顯像。

經脈；18F-FDG；18F-氟化鈉；microPET；大鼠

經絡理論是中醫基礎理論的重要組成部分，學者通過多種方法研究經絡實質，驗證經絡的客觀存在。自1981年以來，國內外學者在人及豬、狗、猴子、兔等動物經脈上通過γ照相機、單光子發射計算機斷層顯像(SPECT)技術研究經穴位注射核素99mTc后出現的線狀放射性遷移軌跡，其循行路線與十四經脈基本符合，實驗表明，放射性核素是客觀顯示經脈循行的可行方法[1-2]。2003年，祝總驤等[3]用正電子發射計算機斷層顯像(PET)對18F-FDG示蹤劑的循經遷移線進行了立體透視，顯示了經脈血氣運行的三維定位，大鼠的PET經脈顯像研究尚未見報道。本研究通過微型正電子發射斷層顯像(microPET)對健康大鼠進行18F-FDG和18F-氟化鈉示蹤劑的循經遷移線顯像，探討并比較兩種示蹤劑經脈顯像的可行性。

1 材料與方法

1.1 實驗動物

健康雄性SD大鼠10只，體重210～230 g，由中國中醫科學院西苑醫院動物實驗室提供，實驗前適應性喂養1 d。按照不同的示蹤劑分設2組，每組5只。

1.2 穴位選擇

參照全國針灸學會實驗針灸研究會制定的

“實驗動物針灸穴位圖譜”選取足三里穴位。

1.3 檢測方法

對10只SD大鼠分別行微型正電子發射斷層顯像(microPET)(德國西門子公司的Inveon MM Gantry LG CT型)檢查，示蹤劑18F-FDG和18F-氟化鈉(北京原子高科股份有限公司生產)放化純度>95%。大鼠microPET檢查前禁食8 h，將大鼠放入吸氣室內，通過吸入混有2%異氟烷的純氧實施麻醉。麻醉完全后，小腿剔毛，將大鼠俯臥位固定于掃描床，使大鼠頭部長軸和掃描器長軸平行且位于掃描器視野內。選取左和/或右下肢足三里穴位注射示蹤劑，每次200～300 uCi/0.03～0.1 mL，注射深度2 mm，注射后立即進行10 min的microPET采集圖像，之后進行10 min的CT采集。通過濾波反投影(FBP)算法和CT衰減校正進行影像重建。在檢查過程中通過面罩持續吸入混有2%異氟烷的純氧(1 L/min)維持大鼠麻醉狀態。

2 結果與討論

足三里穴注射18F-FDG、18F-氟化鈉后的microPET顯像結果分別示于圖1、圖2。注射示蹤劑后可見,放射性從足三里注射點迅速上行，呈現出清晰的沿經脈遷移的上行三維立體定位線，同時注射局部放射性逐漸減少，探測范圍內兩組雙腎和膀胱均顯影，18F-氟化鈉組的骨骼攝取明顯。

a——出現注射部位以上至腹部的一條線狀影，雙腎、膀胱顯影，箭頭所示左側大片黑影是注射藥物部位(注射體積0.1 mL)；b——CT融合后的橫斷；c——CT融合后的冠狀位圖；d——CT融合后的矢狀位圖圖1 足三里穴注射18F-FDG后的microPET顯像結果a——A line shadow appears from the injection site to the abdome, both kidneys and bladder could be seen, The dark shadow on the left is the injection site,as shown in the arrow (The injection volume is 0.1 mL); b——Cross sectional reconstruction fused with CT; c——Coronal reconstruction fused with CT; d——Sagittal reconstruction fused with CT.Fig.1 microPET imaging afer injection of 18F-FDG at Zusanli point

a——出現注射部位至腹部的線狀影，骨骼普遍攝取明顯，雙腎、膀胱顯影，箭頭所示為注射點(注射體積0.03 mL)；b——CT融合后的橫斷位圖；c——CT融合后的冠狀位圖；d——CT融合后的矢狀位圖圖2 足三里穴注射18F-氟化鈉后microPET顯像結果a——A line shadow appears from the injection site to the abdome, Bone radioactivity uptake was significant, both kidneys and bladder could be seen, The arrow refers to the injection site (The injection volume is 0.03 mL); b——axial PET/CT; c——Coronal PET/CT; d——Sagittal PET/CTFig.2 microPET imaging afer injection of 18F-NaF at Zusanli point

經絡研究[4]及放射性核素技術研究證明[2，5]，經絡是人體內的三維空間結構運行氣血的實體通道，三維定位是經絡、經絡理論研究的關鍵。中醫理論認為，“氣為血之帥，血為氣之母”，氣血運行是顯像的動力和物質基礎，選擇低分子Na99mTcO4等作為氣之載體可顯示皮下的伏行分肉之間的經脈循行路線，高分子物質注入經穴后不出現線狀遷移。18F是目前PET最常用的正電子核素，其標記的藥物18F-FDG和18F-氟化鈉作為臨床常用的顯像劑，均為小分子物質，容易獲得，因此嘗試用此兩種藥物進行經脈顯像。

葡萄糖是人體重要的能量來源，是維持人體生理功能最重要的物質之一[6]，將核素18F取代葡萄糖2位羥基后成為葡萄糖類似物氟代脫氧葡萄糖(18F-FDG)，18F-FDG相對分子質量不到200，在體內經己糖激酶催化后生成18F-FDG-6-磷酸，后者不能進一步代謝而停留在細胞內，其正常生理性攝取主要有腦、心肌、肝、脾、胃腸道、腎、膀胱等。本研究顯示經穴位注射18F-FDG后采集到的持續出現的循經遷移線，和經過靜脈注射后短暫出現的血管線不同，認為該軌跡是小分子18F-FDG入注、吸收、移動、輸運的過程，反映機體經絡的氣血運行活體狀態，進一步驗證經絡循行的實體通道特性。

18F-氟化鈉是正電子顯像藥物，進入體內后選擇性地吸附于骨骼系統[7]，Marina等[8]對18F-氟化鈉在大鼠體內的生物學分布情況的研究表明，藥物注入大鼠體內后血液和臟器中的攝取快速下降，而骨骼中的攝取20 min內不斷升高，可通過腎清除，使雙腎、膀胱顯影。本研究經穴位注射18F-氟化鈉后除了骨骼的明顯放射性攝取外，出現的循經遷移線和18F-FDG顯示的上行線基本一致。與中性有機物18F-FDG不同，18F-氟化鈉在體內以陰性離子狀態存在，相對分子質量更小，雖然為骨顯像劑，同樣經穴位注射后能通過經脈的實體通道輸運離子，顯示經脈的循經遷移線。

核素循經經脈顯像是可視化研究經絡的直觀、可行的方法，重復性好，動物PET的經脈立體三維microPET顯像研究結果為進一步經絡實質的顯像研究提供實驗依據。

3 小結

本研究分別用18F-氟化鈉和18F-FDG對經脈進行了顯像研究，18F-氟化鈉和18F-FDG均能顯示循經遷移線，18F-FDG組經脈循行線顯示清晰，本底低，18F-氟化鈉雖屬于小分子，利于經脈顯像，但骨骼攝取明顯，影響了經脈線的顯示結果。本工作為通過PET/CT技術進一步研究傳統中醫的經絡實質提供了實驗依據。

[1] Tiberin R, Gheorghe G, Popescu S I. Do meridians of acupuncture exist?A radioactive tracer study of the bladder meridian[J]. Am J Acupunct, 1981, 9: 251-256.

[2] 孟竟璧，田嘉禾. 十四經絡顯像探秘[M]. 北京：中國科學技術出版社，1998.

[3] 祝總驤，徐瑞民，田嘉禾，等. 正電子斷層掃描顯示經脈血氣運行的三維定位[J]. 中國自然醫學雜志，2003，5(3)：129-132.

Zhu Zongxiang, Xu ruimin, Tian Jiahe, et al. Positron emission computed tomography(PET) study on the 3-Dimensional pathway of isotopic tracer migration along meridian of human body[J]. Chin J Nat Med, 2003, 5(3): 129-132(in Chinese).

[4] 馬蒔. 黃帝內經靈樞注證發微[M]. 北京：學苑出版社，2007.

[5] 孟凡迅，王靜，劉芳，等. 核素循經遷移路線在實體結構上的初步定位[J]. 解剖學雜志，2006,29(3):336-338.

Meng Fanxun, Wang Jing, Liu Fang, et al. Localization of nuclide in substantial structure along the meridian[J]. Chinese Journal of Anatomy, 2006, 29(3): 336-338(in Chinese).

[6] 翟士楨，楊志，杜進.18F-FDG的放射性標記、顯像原理與臨床研究進展[J]. 同位素，2011，24：59-66.

Zhai Shizhen, Yang Zhi, Du Jin. Research progress in radiolabeling, imaging mechanism and clinical applications of18F-FDG[J]. Journal of Isotopes, 2011, 24: 59-66(in Chinese).

[7] 郭飛虎，李明光，李光，等. PET顯像劑18F-氟化鈉的制備、作用機制和臨床應用[J]. 核化學與放射化學，2017，39(2)：138-144.

Guo Feihu, Li Mingguang, Li Guang, et al. Preparation, imaging mechanism and clinical application of pet imaging agent sodium18F-fluoride[J]. Journal of Nuclear and Radiochemistry, 2017, 39(2): 138-144(in Chinese).

[8] Marina B S, Marcella A S, Eduardo S V, et al. Synthesis, quality control and dosimetry of the radiopharmaceutical18F-sodium fluoride produced at the center for development of nuclear technology-CDTN[J]. Brazilian Journal of Pharmaceutical Sciences, 2010, 46(3): 563-569.

Meridians Imaging of18F-FDG and18F-NaF Tracers Using MicroPET in Rats

ZHANG Wei-fang1, ZHANG Yan-yan1, LI Yan2

(1.DepartmentofNuclearMedicine,PekingUniversityThirdHospital,Beijing100191,China; 2.DepartmentofNuclearMedicine,XiyuanHospitalCACMS,Beijing100091,China)

In order to research the migration line after injection of the tracer to Zusanli acupoint.18F-FDG or18F-sodium fluoride was injected into Zusanli acupoint of the rats in doses of 0.03～0.1 mL (200～300 uCi). The microPET image and CT image were acquired respectively and fused together and reconstruction of 3D.18F-FDG and18F-sodium fluoride could show the migration line in meridian objectively, however, the18F-sodium fluoride showed significant bone uptake.18F-FDG was superior to18F-sodium fluoride in meridians imaging. The results showed that18F-FDG was more suitable for use in meridians imaging.

meridian;18F-FDG;18F-sodium fluoride; microPET; rats

2017-03-29;

2017-05-10

國家重大科學儀器設備開發專項子任務項目(2013YQ03092306)

張衛方(1970—)，女，內蒙古人，主任醫師，主要從事心臟、腫瘤診斷研究

李 艷，主任醫師，E-mail: lyxy2006@sina.com

R817

A

1000-7512(2017)03-0200-04

10.7538/tws.2017.youxian.018