分子影像学

分子影像学(molecularimaging)是运用影像学手段显示组织水平、细胞和亚细胞水平的特定分子,反映活体状态下分子水平变化,对其生物学行为在影像方面进行定性和定量研究的科学因此,分子影像学是将分子生物学技术和现代医学影像学相结合而产生的一门新兴的边缘学科"经典的影像诊断(CT、MRI等)主要显示的是一些分子改变的终效应,具有解剖学改变的疾病;而分子影像学通过发展新的工具、试剂及方法,探查疾病过程中细胞和分子水平的异常,在尚无解剖改变的疾病前检出异常,为探索疾病的发生、发展和转归,评价药物的疗效,为分子水平疾病的治疗开启了一片崭新的天地。

影像医学发展到现在逐渐形成了3个主要的阵营:(1)经典医学影像学:以X线、CT、MRI、超声成像等为主,显示人体解剖结构和生理功能;(2)以介入放射学为主体的治疗学阵营(3)分子影像学:以MRI、PET、光学成像及小动物成像设备等为主,可用于分子水平成像"三者是紧密联系的一个整体,相互印证,相互协作"以介入放射学为依托,使目的基因能更准确到达靶位,通过分子成像设备又可直接显示治疗效果和基因表达。因此,分子影像学对影像医学的发展有很大的推动作用,使影像医学从对传统的解剖、生理功能的研究,深入到分子水平的成像,去探索疾病的分子水平的变化,将对新的医疗模式的形成和人类健康有着深远的影响。

分子影像新技术有着巨大的潜力"新技术将在表现型

改变显示之前提供早期疾病检测,新技术对疾病的诊断更加具有合理性,在分子水平上,新技术可评估被治疗靶目标的效果"例如就癌症而言,当前检测疾病的参数只能了解肿瘤体积大小和解剖定位,分子影像新技术可发展到获得许多新的检测参数,如肿瘤生长动力学评估!恶变前的分子异常检测!血管发生生长因子!肿瘤细胞标记物!基因改变等"活体分子成像可允许无损生物体微环境的状况下进行发病机制的研究,可帮助破译复杂的分子运动轨迹"此外,分子影像有可能通过活体实时分子靶目标评估来促进药物发展。分子成像与影像导引治疗系统结合,使我们有可能在识别疾病的同时即进行直接治疗。

分子医学影像技术是显示肉眼或其他技术无法或难以认识的人体生命信息的医学影像方法"首先,分子影像可以提高临床诊治疾病的水平"许多疾病始于基因和基因表达异常,继而代谢失常!功能障碍,最后才表现出组织形态变化和症状体征"只有在分子水平发现疾病,才能真正达到早早期诊断并针对性治疗,如基因治疗"另外,分子影像可提示肿瘤的恶性程度和预后"分子影像还可提供独特的诊断能力,通过观察代谢改变,可以在肿瘤化疗开始数天内,明确化疗是否有效,以便及时调整用药"分子影像技术的优势,源于它是连接分子生物学等学科和临床医学的桥梁"近年来,分子生物学突飞猛进,特别是人类基因组计划的完成,对人体和生命科学产生着巨大的影响"分子影像技术是影像医学近年来最大的进步,也代表了今后医学影像技术发展的方向"它对现代和未来医学模式将会产生革命性的影响"。

近10多年,分子生物学与医学学科之间产生了积极的

互动,放射学科也正经历着这一过程,影像学家正积极主动地将研究的问题向分子水平深入"在分子影像学中,最的是开发新的探针和新的影像技术,新探针的研制和开发吸引着大多数分子影像学家的注意"目前1个重要的目标是设计定位于信使RNA的蛋白探针从而直接评估内源基因的表达"新探针的开发必然有利于推动新的影像技术的发展,而对整个医学领域产生影响"内源性基因表达的显像是目前各个影像技术的难题,但真正的内源性基因表达显像却具有极为重要的意义"如果能够极为方便的对内源性基因显像,我们就有可能发现某个基因在何时!何处!何种水平上发生了突变或重组等,从而在疾病的早期阶段发现并进行基因治疗而得以根治疾病"影像技术的继续改进,新的影像技术的开发也将是分子影像学研究的1个面"空间分辨率的改进允许对荷载人体疾病的小鼠显像,而这些显像的结果有望用于临床实践中"不同影像设备的图像融合应用于基因表达显像应有望改进其能力"PET和MRI的融合图像已有报道,但其费用更大"PET和CT图像融合可能会是以后研究的重点,其融合的目的在于:改进图像质量;通过PET获得的生物学信息与CT获得的解剖信息结合更好地确定患病组织周围的水肿!坏死及手术结果的评价;CT可以获得诊断信息,指导手术与放疗计划的制定!进行CT引导下的取材活检。微MRI(microMRI)也会是今后小动物基因表达显像研究的1个向"另外,本领域的研究应有分子生物学家!影像学家!细胞生物学家!干细胞生物学家及免疫学家的积极参与"分子影像学作为分子生物学和医学影像学之间的桥梁学科,其间产生积极的互动会有力地推动分子影像学的健康发展"在有我国参与的人类基因组计划的研究草图已发表的今天,鼓励我国年轻的影像学医师学习分子生物学知识,积极从事本方面的研究是很有必要的;与此同时,正如程英升等呼吁的那样,有关分子影像学的研究还需要多方面的热情关注,也只有这样,我们才能迎头追赶世界的动向,为我国放射医学的发展做出应有的贡献。