【核医学】分子影像PPT课件

ArtificialkidneyX-RayScannerElectrocardiogramCardiacpacemakerCardiopulmonarybypassAntibioticproductiontechnologyDefibrillatorHeartvalvereplacementIntraocularlensUltrasoundVasculargraftsBloodanalysisandprocessingComputerassistedtomography(CT)SPECT，GammacameraArtificialhipandkneereplacementBallooncatheterEndoscopyBiologicalplant/foodengineeringMagneticresonanceimaging(MRI)LasersurgeryVascularstentsRecombinanttherapeuticsGenomicsequencingµ-arraysPositronemissiontomographyImage-guidedsurgery1950sandEarlier1960s1970s1990suntiltoday1980sDevelopment21stcenturyPET/CTPET/MRFusionimageOpticalimageAnatomicFunctionalMolecular分子影像–MolecularImaging分子影像是对人或其他生物的完整活体在分子和细胞水平上的生物学过程进行可视化、特征化和量化检测的显像技术。MolecularImagingisanewbiomedicalresearchdisciplineenablingthevisualization,characterization,andquantificationofbiologicprocessestakingplaceatthecellularandsubcellularlevelswithinintactlivingsubjectsincludingpatients.（NewDiscipline，bySamjivGambhir）特点：活体、无创、可视、可重复、细胞/分子水平美国医学会把分子影像学评为最具发展潜力的10个医学科学前沿领域之一分子影像多学科交叉领域MoleculartargetsChemicalprobesImaginginstrumentsCTUSMRINuclearImagingOpticalImagingMRIUSNuclearImaging当今主要的影像技术PET/CT是当今最成熟的分子影像技术FusedPET/CTscattercorrectionattenuationcorrectionSpiralCT:1-2min40~80mAs;140kVpWBPET:~28min45minuptakePETCTPET18F-FDG5－8mCiI.V.CTCT-correctedPETScanProtocolFUSIONREST分子影像的主要内容GlutHSV1-tkreceptorLabeledligandAbASON18F-FDGGlucosemetabolismprobeProteinmetabolismAminoacidmetabolismgene细胞分子靶与探针CellularmoleculetargetandprobeAnnexinV分子影像－研发过程分子靶点化学合成与标记分子生物学小动物实验小动物显像显像仪器计算机处理临床应用分子靶点探寻探针合成放射化学生物分布动物模型细胞研究基因表达靶点空间定位在体研究核素超声MRI显像图像处理重建软件数学统计人类药代临床研究总体评估microPET回旋加速器分子靶点的寻找是基础分子影像－方向及分类代谢显像1受体显像4抗体显像3基因显像乏氧显像6凋亡显像52集多种细胞、分子水平显像于一身直观可视无创性可重复可定量分子影像－代谢显像显像剂类型显像剂特点主要用途葡萄糖代谢18F-FDG反映糖代谢用于肺癌、结肠癌、淋巴瘤、黑色素瘤、乳腺癌、脑肿瘤等。核苷酸代谢18F-FLT参与核酸合成反映肿瘤细胞增殖，鉴别良恶性氨基酸代谢11C-MET反映氨基酸转运、代谢和蛋白质合成速度脑肿瘤、头颈部肿瘤、淋巴瘤和肺癌等18F-FET反映氨基酸的需求恶性肿瘤诊断，肿瘤与炎症鉴别11C-choline参与磷酸化反应，反映肿瘤细胞膜合成速度脑肿瘤和前列腺癌诊断特异性高氧化代谢11C-乙酸盐参与三羧酸循环，与血流和各种代谢有关鼻咽癌、肾细胞癌、前列腺癌及盆腔肿瘤等。最成熟的分子影像技术–PET显像18F-FDGPET显像PositronEmissionTomography正电子发射断层成像（PET）在肿瘤诊断中有划时代意义F-18-FDGPET:MechanismF-18-Flurodeoxyglucos6-P-FDGGlucoseCO2+H2OCellGlucose6-P-glucosehexokinase葡萄糖转运蛋白（Glut）细胞膜表面己糖激酶细胞对18F-FDG的摄取量与其葡萄糖代谢率成正比目前最常用的PET显像剂葡萄糖和18F-FDG的分子结构比较Tumor神经与精神心肌活性Earlydiagnosis,staging,recurrenceandmetastasis,efficacy神经、精神疾病、脑功能研究，不同生理刺激或思维活动状态脑皮质的代谢，脑行为研究区别心肌坏死、冬眠心肌，为冠心病血运重建治疗提供依据，是判断心肌细胞活性的“金标准”18F-FDG代谢显像临床应用分子影像–代谢显像核苷类代谢显像剂18F-FLT(反映增殖)18F-FDG18F-FLT氨基酸代谢显像剂11C-MET(用于胶质瘤诊断,JNMCoverPaper)胆碱代谢显像剂11C-胆碱(前列腺癌诊断)除18F-FDG外其余的PET显像剂在肿瘤诊断中应用GlioblastomaAstrocytoma分子影像-受体显像（receptorimaging）受体显像是利用放射性核素标记的某些配体能与靶组织中某些高亲和力的受体产生特异性结合，通过显像仪器显示其功能与分布的技术。是目前显示活体受体功能与分布的惟一方法。NSCLC11C-PD153035显像（表皮生长因子受体）天津医科大学.NingboLiu,JNuclMed2009;50:303–308Epidermalgrowthfactorreceptor(EGFR)分子影像-肿瘤受体PET显像分子影像-肿瘤受体显像99mTc-NT受体未阻断组和受体阻断组荷结肠癌裸鼠模型显像A.受体未阻断组；B.受体阻断AB荷人类小细胞肺癌裸鼠99mTc-TOCA显像Anrui.EuropeanJofNuclearMedicineandMolecularImaging,2006;33(supp2):S20530min4h实验组抑制组分子影像-反义与基因显像应用放射性核素标记人工合成的反义寡核苷酸引入体内后与相应的靶基因结合应用显像仪器观察其与病变组织中过度表达的目标DNA或mRNA发生特异性结合过程显示特异性癌基因过度表达的癌组织，从而达到在基因水平早期、定性诊断反义显像使肿瘤显像进入了基因水平，有可能成为未来“分子影像学”的重要组成部分antisenseimaging人工合成反义寡核苷酸I.VLabeledimagingC-myc显示特异性癌基因过度表达的组织与病变组织过度表达的目标DNA或mRNA以碱基互补特异性结合分子影像-反义显像99mTc-SurvivinASONtumorimaging（Aantisenseimaging；BcontrolimagingusingunlabledASON）99mTc-SuivivinASON武汉协和医院.GAOZai-rong.NatlMedJChina分子影像-反义显像北京大学第一医院，LeiKang,JNuclMed2010;51:978–986.JNuclMed2007;48:2028–203699mTc-Small-InterferenceRNA(siRNAs)无创性显示移植瘤RAN释放Todevelopanovel99mTc-radiolabeledmethodtovisualizesiRNAtargetingofatumorbiomarkerofhumantelomerasereversetranscriptase(hTERT)inHepG2tumorxenografts.分子影像-报告基因显像与基因治疗监测重组治疗基因-报告基因感染机体机体细胞染色体DNA转录mRNA制造特殊蛋白质治疗疾病感染成功？转染成功？reportgene治疗基因、报告基因共表达核素显像探测体内报告基因转录位置表达活性持续时间标记报告探针18F或124I标记tk底物(如嘌呤核苷衍生物，FIAU）被tk磷酸化停留于细胞内Reportergeneimagingandgenetherapymonitoring分子影像-报告基因显像18F-FDG显像18F-FHBG/TK报告基因显像分子影像–报告基因显像急性心梗模型干细胞移植治疗的分子影像监测PeiZ,etal.NuclMedBiolPeiZ,etal.CircCardiovascImagingHSV1-tk/FIAU报告系统在心脏报告基因显像中的应用武汉协和医院.兰晓莉,,NuclMedBiol,中华核医学杂志等FromCelllevelFromExVivolevel(autoradiography)FromInvivolevel(SPECTimaging)024681012143060120180240300时间(min)心肌细胞摄取率(%)Ad5-tkpDC316-tk/lipoplexAd5-EGFPcontrol武汉协和医院IncontrolgroupratsweretrasplantedbyBMSCswithouttransfectedAd/EGFP/NISInNISgroupratsweretrasplantedbyBMSCswithtransfectedAd/EGFP/NIS.AndthereweresignificantaccumulatedradioactivityintheratmyocardiumInperchloricumgroupratsweremanagementedasNISgroupandadministratedsodiumperchloratebeforeperformedSPECT24hours.rNISasreportergenefornoninvasivemonitoringofrBMSCstransplantedintoratmyocardium武汉协和医院胡硕.MolecularImaging，2011对照：移植细胞未转染基因抑制组：过氯酸盐预处理实验组：移植细胞转染NIS基因分子影像-放射免疫显像研究放射免疫显像(RII)与放射免疫治疗(RIT)开发Fab’、F(ab’)2、Fab、ScFv（单链抗体），甚至超变区肽段（分子识别单元）为发展方向。radioimmunoimaging,RII分子影像–放射免疫显像抗体标记CEA分子影像-凋亡显像（apoptosisimaging）程序性细胞死亡又称细胞凋亡，是近些年人们关注的话题凋亡细胞的死亡与细胞坏死不同，凋亡是一种可诱导的有机组织死亡的能量需求形式，其细胞的消失不伴有炎症反应出现，而坏死则是混乱无序的，没有能量需求，导致局部炎性改变，常常继发于突发的细胞内成份释放注射显像剂后6h生理盐水1h生理盐水24h环磷酰胺1h环磷酰胺24h化疗药物能够诱导肿瘤细胞凋亡核素凋亡显像能够活体显示凋亡武汉协和医院.兰晓莉.中华肿瘤杂志,2008,30(10):737-740.分子影像-肿