个性化肿瘤治疗的分子成像技术

1、个性化肿瘤治疗的分子成像技术第1页，共14页，2022年，5月20日，3点1分，星期日2Report Content第2页，共14页，2022年，5月20日，3点1分，星期日3一、分子成像的背景和意义 分子成像是近年来出现的一个将分子生物学与在体成像相结合的新领域。它可以使细胞功能可视化，并且能在生物活体内部无创地跟踪分子过程。 该领域的技术还可以用于许多疾病诸如癌症、神经和心血管疾病的早期诊断。同时，这项技术还可以通过优化新药物的临床前和临床测试来改进临床治疗，这将会由于其早期和准确的诊断而带来很大的经济影响。可以预见分子成像技术的迅速发展可能导致临床医疗的重大变革。第3页，共14页，202

2、2年，5月20日，3点1分，星期日4二、分子成像的原理放射学核医学药理学化学分子细胞生物学物理学数学工程学分子成像技术PETSPECTCTMRIMRSI超声波成像光学成像第4页，共14页，2022年，5月20日，3点1分，星期日51、内源性分子成像 MRSI通过光谱学，从而获得生物体新陈代谢变化的数据，从而成像。MRSI技术主要分为31P，13C和1H。其中1H MRSI分子成像临床应用最多。 1H MRSI肿瘤光谱包括牛磺酸，全部的胆碱和乳酸盐，而肿瘤存在时，胆碱和乳酸盐的量变高，从而利用这点达到肿瘤部位成像信号与周围不同的目的。而像拉曼光谱这样的光学成像技术也可以通过生物体内源性的一些信息

3、从而达到分子成像。第5页，共14页，2022年，5月20日，3点1分，星期日62、探针介导的分子成像 分子探针是一种特殊的分子, 它是分子成像技术的关键, 它将特殊分子引入组织体内与特定的分子(被称为靶分子)特异性结合时产生信号, 在体外可采用核磁共振(MRI) , 正电子发射计算机层析( PET) 、CT和单光子发射计算机层析( SPECT)、超声以及光学设备进行成像。分子探针都具有复杂结构，但一般都含有靶向成分和信号成分这两个部分。第6页，共14页，2022年，5月20日，3点1分，星期日7（1）表型探针 表型探针用于分析有无恶性生理的一般特征，如由新陈代谢变化引起的致癌性病变，内皮血管增

4、生，细胞增生，低氧，细胞凋亡和某些肿瘤细胞表面受体或抗原的表达等。 其中一种表型探使用放射性葡萄糖类似物18F-FDG作为标记物，从而检测出肿瘤组织中的糖代谢。 超级MRI作为一种最新的表型探针成像技术，它的敏感度是普通MRI成像 的10000倍以上，这种信号增强的分子成像技术使得在活的生物体内极短时间内成像成为可能，从而可以对肿瘤组织进行实时的跟踪检测。第7页，共14页，2022年，5月20日，3点1分，星期日8（2）靶向探针 靶向探针用于对特定的肿瘤组织细胞进行靶向特异性连接，从而成像。其中一些由分子或纳米粒子构成的靶向探针在经历可诱导性变化后可在生物体内激活，从而可靶向酶蛋白质。（3）细

5、胞追踪探针（4）报告基因探针第8页，共14页，2022年，5月20日，3点1分，星期日9三、几种不同的分子成像技术及应用1、新PET失踪成像 一些新的PET失踪物形成后相对于FDG-PET可以提高成像的精准度。如11C胆碱PET/CT对前列腺癌细胞成像具有很高的精准度和特异性。FDHT（抗雄激素受体失踪物）可以检测到前列腺癌细胞的骨转移。一周内分别对对前列腺病人骨骼进行FDG-PET和FDHT-PET分子成像。很多癌细胞的骨骼转移可以在PDHT-PET分子成像中看到，但是在PDG-PET分子成像中却难以看到。第9页，共14页，2022年，5月20日，3点1分，星期日10 上图为针对79岁老人前

6、列腺癌细胞骨骼转移的检测结果。A图为使用化学锝进行骨骼扫描图，b，c图分别为同一周里FDG-PET/CT，FDHT-PET/CT骨骼成像，相对于b图，c图中更能够看出大量骨骼癌细胞的转移。第10页，共14页，2022年，5月20日，3点1分，星期日11上图为针对75岁老人前列腺癌细胞转移成像结果。A图为FDG-PET/CT成像图，b图为融化的FDG-PET/CT成像图，c图为FDHT-PET/CT成像图，d图为融化的FDHT-PET/CT成像图。从b，d两图对比可以看到b图里气管后和右锁骨发生信号增强成像，但骨骼无信号增强，从d图可以看到是脊椎骨骼信号增强，由此可以得到癌细胞发生骨骼转移的结论

7、。第11页，共14页，2022年，5月20日，3点1分，星期日122、超级MRI成像 相比于MRSI成像，超级MRI成像由于需要很短的成像时间从而图像具有更高的稳定性。而且超级MRI成像由于可以对代谢进行直接检测，从而可以进行更特异性的全身MRI成像检测。 在临床试验中，超级MRI可以对生物体组织PH进行无创伤检测。组织细胞的PH值是一个很重要的参数，很多病理状态都伴随着组织PH值的改变。肿瘤细胞组织的PH值要低于正常组织，因而可以作为生物指标来进行诊断治疗检测。第12页，共14页，2022年，5月20日，3点1分，星期日13 上图为使用超级13C碳酸氢盐标记的活体肿瘤组织成像。A图为小鼠皮下植入E