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一．什么是 PET？ PET 是 Positron Emission computed Tomography 的縮寫，譯成中文則為：正電子發(fā)射型電子計算機斷層。是利用正電子發(fā)射體標記的葡萄糖、氨基酸、膽堿、胸腺嘧啶、受體的配體及血流顯像劑等藥物為示蹤劑，以解剖圖象方式、從分子水平顯示機體及病灶組織細胞的代謝、功能、血流、細胞增殖和受體分布狀況，為臨床提供更多的生理和病理方面的診斷信息，因此，稱之為分子顯像或生物化學顯像。PET 的應用使核醫(yī)學邁入分子核醫(yī)學的新紀元。 二．原理 PET 顯像的物理原理是利用回旋加速器，加速帶電粒子（如質子、 氘核）轟擊靶核，通過核反應產生正電子放射性核素（如 11C、13N、15O、18F 等），并合成相應的顯像劑，引入機體后定位于靶器官，這些核素在衰變過程中發(fā)射正電子，這種正電子在組織中運行很短距離后（<1mm），即與周圍物質中的電子相互作用，發(fā)生湮沒輻射，發(fā)射出方向相反、能量相等（511kev）的兩個光子。PET 顯像是采用一系列成對的互成 180°排列并與符合線路相連的探測器來探測湮沒輻射光子，從而獲得機體正電子核素的斷層分布圖，顯示病變的位置、形態(tài)、大小和代謝功能，對疾病進行診斷。 三．示蹤劑 （一）18F-FDG 18F-FDG（2-Fluorine-18-Fluoro-2-deeoxy-D-glucose，2- 氟 -18- 氟 -2- 脫氧 -D- 葡萄糖）是葡萄糖的類似物，是臨床最常用的顯像劑。靜脈注射 18F-FDG 后，在葡萄糖轉運蛋白的幫助下通過細胞膜進入細胞，細胞內的 18F-FDG 在己糖激酶（hexokinase）作用下磷酸化，生成 6-PO4-18F-FDG，由于 6-PO4-18F-FDG 的與葡萄糖的結構不同（2- 位碳原子上的羥基被 18F 取代），不能進一步代謝，而且 6-PO4-18F-FDG 不能通過細胞膜而滯留在細胞內達幾小時。 在葡萄糖代謝平衡狀態(tài)下，6-PO4-18F-FDG 滯留量大體上與組織細胞葡萄糖消耗量一致，因此，18F-FDG 能反映體內葡萄糖利用狀況。 絕大多數(shù)惡性腫瘤細胞具有高代謝特點，特別是惡性腫瘤細胞的分裂增殖比正常細胞快，能量消耗相應增加，葡萄糖為組織細胞能量的主要來源之一，惡性腫瘤細胞的異常增殖需要葡萄糖的過度利用，其途徑是增加葡萄糖膜轉運能力和糖代謝通路中的主要調控酶活性。惡性腫瘤細胞糖酵解的增加與糖酵解酶的活性增加有關，與之有關的酶有己糖磷酸激酶、6- 磷酸果糖激酶、丙酮酸脫氫酶等。目前，已明確在惡性腫瘤細胞中的葡萄糖轉運信息核糖核酸（mRNA）表達增高，導致葡萄糖轉運蛋白增加。因此，腫瘤細胞內可積聚大量 18F-FDG，經 PET 顯像可顯示腫瘤的部位、形態(tài)、大小、數(shù)量及腫瘤內的放射性分布。同時腫瘤細胞的原發(fā)灶和轉移灶具有相似的代謝特性，一次注射 18F-FDG 就能方便地進行全身顯像，18F-FDG PET 全身顯像對于了解腫瘤的全身累及范圍具有獨特價值。臨床上對于腫瘤，18F-FDG 主要用于惡性腫瘤的診斷及良、惡性的鑒別診斷、臨床分期、評價療效及監(jiān)測復發(fā)等。根據(jù)大腦的葡萄糖的代謝特點，18F-FDG 主要用于癲癇灶定位、早老性癡呆、腦血管疾病、抑郁癥診斷及研究；也用于研究大腦局部生理功能與糖代謝關系，如視覺、聽覺刺激、情感活動、記憶活動等引起相應的大腦皮質區(qū)域的葡萄糖代謝改變。對于心肌主要用途是估測心肌存活。 （二） 氨基酸 氨基酸是人體必需的營養(yǎng)物質，在體內主要代謝途徑為合成蛋白質；轉化為具有重要生物活性的酶、激素等；氨基酸轉運、脫氨、脫羧，變成二氧化碳、尿素等，而被其它組織利用或排出體外。其中蛋白質合成是主要代謝途徑。疾病或生理、生化改變可出現(xiàn)蛋白質合成的異常，標記氨基酸可顯示其異常變化。 目前，用于人體 PET 顯像的標記氨基酸有 L- 甲基 -11C- 蛋氨酸（11C-MET）、L-1-11C- 亮氨酸、L-11C- 酪氨酸、L-11C- 苯丙氨酸、L-1-11C- 蛋氨酸、L-2-18F- 酪氨酸、O-（2-18F- 氟代乙基）-L- 酪氨酸（FET）、L-6-18F- 氟代多巴（18F-FDOPA）、L-4-18F- 苯丙氨酸、11C- 氨基異丙氨酸及 13N- 谷氨酸等。 11C 和 18F 標記氨基酸顯像，腫瘤組織與正常組織的放射性比值高，圖像清晰，有助于腫瘤組織與炎癥或其它糖代謝旺盛病灶的鑒別。與 18F-FDG 聯(lián)合應用可彌補 18F-FDG 的不足，提高腫瘤的鑒別能力，同時還可用于鑒別腫瘤的復發(fā)與放療后改變。 （三）核苷酸類 11C- 胸腺嘧啶（11C-TdR）和 5-18F- 氟脲嘧啶（5-18F-FU）是較常用的核酸類代謝顯像劑，能參與核酸的合成，可反映細胞分裂繁殖速度。 11C-TdR 主要用于腫瘤顯像，研究結果表明 11C-TdR 血中清除速度很快，給藥后 20 min 腦腫瘤即能得到清晰圖像， 5-18F-FU 可用于評價化療療效。此外，5-18F- 脫氧尿核苷和 11C- 胸腺嘧啶脫氧核苷也可用于腫瘤顯像。 （四）膽堿 甲基 -11C- 膽堿是較常用的膽堿代謝顯像劑，主要用于前列腺癌、膀胱癌、腦瘤、肺癌、食管癌、結腸癌等顯像。 目前也有使用 18F 標記膽堿，如 18F- 代甲基膽堿、18F- 氟代乙基膽堿及 18F- 氟代丙基膽堿等，其中 18F- 氟代甲基膽堿與甲基 -11C- 膽堿顯像效果相類似。膽堿代謝顯像劑的優(yōu)點是腫瘤 / 非腫瘤放射性比值高，腫瘤顯像清晰，靜脈注射后短時間即可顯像檢查。 （五） 11C- 乙酸鹽 11C- 乙酸鹽可被心肌細胞攝取，在線粒體內轉化為 11C- 乙酰輔酶 A，并進入三羧酸循環(huán)氧化為二氧化碳和水。能反映心肌細胞的三羧酸循環(huán)流量，與心肌氧耗量成正比。可用于估測心肌活力及腫瘤顯像，特別是對分化較高的原發(fā)性肝細胞癌具有重要的診斷價值。 （六） Na18F Na18F 是一種親骨性代謝顯像劑。18F- 通過與羥基磷灰石晶體中的羥基進行離子交換沉積于骨質中。Na18F 主要用于骨轉移癌的診斷及移植骨的監(jiān)測。 （七）乏氧顯像劑 18F-fluoromisonidazole （18F-MISO）是一種硝基咪唑化合物，與乏氧細胞具有電子親和力，可選擇性地與腫瘤乏氧細胞結合，是一種較好的乏氧顯像劑。18F-MISO 可通過主動擴散通過細胞膜進入細胞，硝基（NO2）在硝基還原酶的作用下被還原，在非乏氧細胞內，硝基還原產物可立即被氧化；而在乏氧細胞內，硝基還原產物則不能發(fā)生再氧化，還原產物與細胞內大分子物質發(fā)生不可逆結合，滯留于乏氧細胞中，其濃聚程度與乏氧程度成正比。研究結果證明，對于放射治療，細胞在有氧狀態(tài)下比在乏氧狀態(tài)下更敏感，因此，乏氧顯像可用于預測放療效果。18F-MISO 主要用于頭頸部腫瘤如鼻咽癌的放療效果預測。也可用于估價心肌存活狀態(tài)。 （八） 15O-H2O 15O-H2O 能自由擴散通過細胞膜，代謝上為惰性，在組織細胞攝取和滯留過程中基本無代謝變化，而且與血流灌注量成線性關系，是較理想的血流灌注顯像劑。主要用于研究腦、心臟及腫瘤等血流灌注。 （九）受體顯像劑 多巴胺受體顯像劑、5- 羥色胺受體顯像劑、苯并二氮雜卓受體顯像劑、阿片受體顯像劑、甾體激素受體顯像劑等。 編輯： bluelove |
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