分子影像學
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分子影像學(molecularimaging)是運用影像學手段顯示組織水平、細胞和亞細胞水平的特定分子,反映活體狀態下分子水平變化,對其生物學行為在影像方面進行定性和定量研究的科學因此,分子影像學是將分子生物學技術和現代醫學影像學相結合而產生的一門新興的邊緣學科"經典的影像診斷(CT、MRI等)主要顯示的是一些分子改變的終效應,具有解剖學改變的疾病;而分子影像學通過發展新的工具、試劑及方法,探查疾病過程中細胞和分子水平的異常,在尚無解剖改變的疾病前檢出異常,為探索疾病的發生、發展和轉歸,評價藥物的療效,為分子水平疾病的治療開啟了一片嶄新的天地。
影像醫學發展到現在逐漸形成了3個主要的陣營:(1)經典醫學影像學:以X線、CT、MRI、超聲成像等為主,顯示人體解剖結構和生理功能;(2)以介入放射學為主體的治療學陣營(3)分子影像學:以MRI、PET、光學成像及小動物成像設備等為主,可用于分子水平成像"三者是緊密聯系的一個整體,相互印證,相互協作"以介入放射學為依托,使目的基因能更準確到達靶位,通過分子成像設備又可直接顯示治療效果和基因表達。因此,分子影像學對影像醫學的發展有很大的推動作用,使影像醫學從對傳統的解剖、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變化,將對新的醫療模式的形成和人類健康有著深遠的影響。
分子影像新技術有著巨大的潛力"新技術將在表現型
改變顯示之前提供早期疾病檢測,新技術對疾病的診斷更加具有合理性,在分子水平上,新技術可評估被治療靶目標的效果"例如就癌癥而言,當前檢測疾病的參數只能了解腫瘤體積大小和解剖定位,分子影像新技術可發展到獲得許多新的檢測參數,如腫瘤生長動力學評估!惡變前的分子異常檢測!血管發生生長因子!腫瘤細胞標記物!基因改變等"活體分子成像可允許無損生物體微環境的狀況下進行發病機制的研究,可幫助破譯復雜的分子運動軌跡"此外,分子影像有可能通過活體實時分子靶目標評估來促進藥物發展。分子成像與影像導引治療系統結合,使我們有可能在識別疾病的同時即進行直接治療。
分子醫學影像技術是顯示肉眼或其他技術無法或難以認識的人體生命信息的醫學影像方法"首先,分子影像可以提高臨床診治疾病的水平"許多疾病始于基因和基因表達異常,繼而代謝失常!功能障礙,最后才表現出組織形態變化和癥狀體征"只有在分子水平發現疾病,才能真正達到早早期診斷并針對性治療,如基因治療"另外,分子影像可提示腫瘤的惡性程度和預后"分子影像還可提供獨特的診斷能力,通過觀察代謝改變,可以在腫瘤化療開始數天內,明確化療是否有效,以便及時調整用藥"分子影像技術的優勢,源于它是連接分子生物學等學科和臨床醫學的橋梁"近年來,分子生物學突飛猛進,特別是人類基因組計劃的完成,對人體和生命科學產生著巨大的影響"分子影像技術是影像醫學近年來最大的進步,也代表了今后醫學影像技術發展的方向"它對現代和未來醫學模式將會產生革命性的影響"。
近10多年,分子生物學與醫學學科之間產生了積極的
互動,放射學科也正經歷著這一過程,影像學家正積極主動地將研究的問題向分子水平深入"在分子影像學中,最的是開發新的探針和新的影像技術,新探針的研制和開發吸引著大多數分子影像學家的注意"目前1個重要的目標是設計定位于信使RNA的蛋白探針從而直接評估內源基因的表達"新探針的開發必然有利于推動新的影像技術的發展,而對整個醫學領域產生影響"內源性基因表達的顯像是目前各個影像技術的難題,但真正的內源性基因表達顯像卻具有極為重要的意義"如果能夠極為方便的對內源性基因顯像,我們就有可能發現某個基因在何時!何處!何種水平上發生了突變或重組等,從而在疾病的早期階段發現并進行基因治療而得以根治疾病"影像技術的繼續改進,新的影像技術的開發也將是分子影像學研究的1個面"空間分辨率的改進允許對荷載人體疾病的小鼠顯像,而這些顯像的結果有望用于臨床實踐中"不同影像設備的圖像融合應用于基因表達顯像應有望改進其能力"PET和MRI的融合圖像已有報道,但其費用更大"PET和CT圖像融合可能會是以后研究的重點,其融合的目的在于:改進圖像質量;通過PET獲得的生物學信息與CT獲得的解剖信息結合更好地確定患病組織周圍的水腫!壞死及手術結果的評價;CT可以獲得診斷信息,指導手術與放療計劃的制定!進行CT引導下的取材活檢。微MRI(microMRI)也會是今后小動物基因表達顯像研究的1個向"另外,本領域的研究應有分子生物學家!影像學家!細胞生物學家!干細胞生物學家及免疫學家的積極參與"分子影像學作為分子生物學和醫學影像學之間的橋梁學科,其間產生積極的互動會有力地推動分子影像學的健康發展"在有我國參與的人類基因組計劃的研究草圖已發表的今天,鼓勵我國年輕的影像學醫師學習分子生物學知識,積極從事本方面的研究是很有必要的;與此同時,正如程英升等呼吁的那樣,有關分子影像學的研究還需要多方面的熱情關注,也只有這樣,我們才能迎頭追趕世界的動向,為我國放射醫學的發展做出應有的貢獻。
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