分子影像学的临床应用探讨

兰大海

分子影像学是一门正在发展的学科，远未达到成熟，现阶段主要研究内容是发展和测试新的工具、试剂在活体中进行特殊分子路径的成像方法，尤其是对疾病发展过程中起关键作用的分子进行成像。本文从分子影像学成像设备及医疗应用方面对这一新兴学科给予简要综述。

1 分子影像学的概念及特点

分子影像学的概念由W eissleder于1999年首先提出，分子影像学指用影像学的方法在活体的条件下反映细胞和分子水平的变化。相对于离体检测，其优势在于对同一机体进行纵向动态的观察、获得系统信息可以实现实时、无创。分子影像同目前其它医学影像手段相比较具有高度特异性、灵敏性和高图像分辨率等特点，能够真正实现在分子水平进行临床诊断，提供以解剖结构为基础、以分子水平为基准的疾病发生和发展的信息，为临床提供定位、定性、定量和对疾病分期诊断的准确依据[1]。

2 分子影像学常用的成像技术

2.1 光学成像 光学成像具有灵敏度高、成像过程相对简单、无射线辐射、投入小等优点。光学成像方法很多，主要有弥散光学成像、多光子成像、活体显微镜成像、近红外线荧光成像及表面共聚焦成像等，光学成像是分子生物学基础研究最早最常用的方法。但由于光学成像技术的穿透力有限，目前仅用于小动物模型研究。

2.2 超声成像 超声分子成像是指将微泡造影剂通过血管进入靶组织，观察靶区在组织水平、细胞及亚细胞水平的成像，用以反映病变区组织在分子基础方面的变化。利用超声微泡造影剂介导可发现疾病早期在细胞和分子水平的变化，有利于人们更早、更准确地诊断疾病，为患者在患病早期进行基因治疗、药物治疗提供依据。

2.3 核医学 分子核医学是应用核医学的示踪技术从分子水平认识疾病，阐明病变组织受体密度与功能的变化、基因的异常表达、生化代谢的变化及细胞信息的传导等，为临床诊断、治疗疾病提供分子水平信息。现阶段最常用的是电子发射断层扫描（PET）技术，它在目前的分子影像学研究中占据着极其重要的地位。新近出现的PET/CT技术，将PET的功能图像与CT的高分辨解剖图像相融合，弥补了PET的低空间分辨率的缺点，是分子影像技术的一项重要进步[2]。

2.4 磁共振（MR）成像 磁共振成像技术以其特有的高空间分辨率和高组织分辨率成为目前分子影像学中常用的主要方法之一。传统的MR成像是以组织的多种物理、生理特性作为成像对比的依据，而分子水平的MR成像是建立在上述传统成像技术基础上，以在MR图像上可显像的特殊分子做为成像标记物，对这些分子在体内进行定位的一项新技术[3]。

2.5 其它成像技术 除了上述几种常用的分子影像技术外，X线、CT等技术也从不同方面涉及分子成像，但受技术本身的限制，在基础研究和临床研究中较少应用。

3 分子影像学在临床的应用

3.1 疾病的早期诊断 目前，临床对疾病的影像学诊断是以人体的病理改变为基础的，远远落后于在分子、细胞、组织水平的病变[4]。由于用分子影像学可对分子水平的病变进行检测，而不单单是疾病终末期的解剖改变。所以，分子影像学可较常规影像更早、更准确地发现病变，并对病变进行定性，使得临床医生可以在疾病的发生、形成阶段对其进行有效的干预。

3.2 观察疗效方面 肿瘤性疾病的保守治疗通常用常规影像方法来评价治疗。如：通过观察一定时间后肿瘤体积的缩减来观察疗效，而采用分子影像学方法在治疗的早期就可以观察出疗效，如：化疗只需观察治疗药物的作用靶点有没有变化[5]，药物作用过程中一些关键的分子标记有没有改变，即可推断这种治疗方法有没有产生效用，这种极其敏感的评价方法在疗效评价中有很大的应用价值。

3.3 研发药物方面 在药物的研发中要进行大量的临床前和临床试验，应用分子影像学技术可以极大缩短药物的研制、开发、临床前试验时间。利用分子影像技术，研究人员只需用更小和更安全剂量的药物就可以证明药物是否能成功地与细胞表面的靶标性蛋白受体相互作用；在药代动力学研究阶段，分子影像技术能识别出注射进动物体内却不能到达指定目标的药物，这些药物就不需要进一步的临床试验了，这样就可以很快排除大量无效的药物，减少动物实验的数量。通过分子影像方法可以更早地发现新开发药物的体内传递问题，可以很大程度地降低药物的开发成本。

4 结论

以分子影像学为核心的现代医学影像学，必将对未来的医学模式产生直接而深刻的影响，在生命科学研究与临床实践中发挥越来越重要的作用。

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

[2]潘中允.PET诊断学[M].北京：人民卫生出版社,2000-2002.

[3]孙希杰,许乙凯.分子水平磁共振影像学的研究与进展[J].实用放射学杂志,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,张雪林.分子影像学进展[J].临床放射学杂志,2003,22（1）：77-79.