导读:分子影像学(molecular imaging)是一门在影像学和分子生物学基础之上发展起来的新兴学科。1999年,美国哈佛大学教授Weissleder首次提出这一概念,迅速吸引了全世界学者的目光,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。
分子影像学(概念图)
分子影像学
分子影像学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。
特点
分子影像学是将分子生物学技术和医学影像学相结合的产物,能在发病前诊断异常的分子征象,而经典的影像诊断显示了分子改变的终效应,只有当机体发生明显的病理或解剖结构的改变时才能发现异常。
常用的医学影像学如下:
X-ray 成像: X-ray穿透人体不同组织结构时,被吸收的程度不同,所以到达荧屏或胶片上的量具有差异。在荧屏或X射线片上形成了反差的影像。
竖大手指 扳动手枪
CT成像(电脑断层扫描):根据人体不同组织对X线的吸收与透过率的不同。接受人体测量的数据后,计算机进行处理后呈现人体被检查部位断面或立体的图像,发现体内任何部位的细小病变。
头部 心脏上的血管
核磁共振成像(MRI):依据所释放的能量在物质内部不同结构环境中不同的衰减,通过外加梯度磁场检测所发射出的电磁波,可探知原子核的位置和种类,进而绘制成物体内部的结构图像。
大脑中的肿瘤 头颅
正电子放射层扫描(PET):生命基本物质(如葡萄糖、水、氨基酸)或药物运载正电子核素。实质上,PET显像反映了特定代谢物(或药物)在人体内的动态变化,在分子水平上反映人体是否存在生理或病理变化。
精神分裂症的大脑 苏醒的大脑
分子影像学使目的基因能准确到达靶位,通过分子成像设备可直接显示基因表达和治疗效果,使影像医学从对传统生理功能的研究,深入到分子水平的成像,用于探索疾病的分子水平的变化。
此外,在药物开发与临床应用过程中,分子影像技术可以通过特异性探针,直接在体内显示药物治疗靶点的分子改变,简化及加速药物筛选、疗效判断等过程,从而极大加快药物的研制、开发、临床前研究时间。
由于毒性小,同位素衰减快,根据美国食品药品监督管理局的规定,用分子影像学进行的药物筛查研究只需要15天的毒性测试,而其他手段需要50天到180天。所以核医学(筛查药物)的上市速度比其它任何一种都要快。
影响分子影像学发展的因素是多方面的。其中成像技术和探针技术是限制分子影像发展的瓶颈。而这两者发展又是相互联系的,影像技术的提高可以减少对探针的限制条件,有利于探针的开发,同时探针技术的提高,也能够减低对成像技术的苛刻要求,加速成像技术的推广。