生物物理学2015年第06讲生物物理学前沿之分子成像.ppt

诊断：肾癌骨转移 * 男 68 岁 发现右下肺占位1年 2、良恶性鉴别 * PET/CT：右下肺错构瘤 * 糖代谢成像PET/CT临床应用 寻找原发灶 良恶性鉴别 病情评价或肿瘤分期 疗效判定 在放疗中的应用 在健康体检中的应用 * 1、代谢成像探针 糖代谢成像 氨基酸代谢成像 胆碱代谢成像 脂肪酸和醋酸代谢 * * 氨基酸代谢成像 11C-蛋氨酸（ 11C- MET） 最广泛的放射性标记氨基酸 方便快捷 放射性化学纯度高 无须复杂的纯化步骤 * 11C-蛋氨酸（ 11C- MET） 通过内皮膜上L-转运系统转运，参与蛋白质的合成 转化为S-腺苷蛋氨酸而成为甲基供体 * * 氨基酸代谢成像 与18F-FDG PET成像相比 氨基酸代谢成像的优势在于受炎症干扰较少 但肿瘤特异性较差 * 1、代谢成像探针 糖代谢成像 氨基酸代谢成像 胆碱代谢成像 脂肪酸和醋酸代谢 * * 胆碱代谢成像 胆碱在体内三种代谢途径 氧化反应：在肝、肾转化为三甲铵乙内酯后重新释放入血 乙酰化反应：胆碱被乙酰化为乙酰胆碱 磷酸化反应：胆碱被磷酸化为磷脂酰胆碱（卵磷脂）的第一步 磷脂酰胆碱是细胞膜上的一个重要的磷脂成分 * * (一)放射性核素分子成像探针 1、代谢成像探针 2、血管生成成像探针 3、细胞凋亡成像探针 4、细胞增殖成像的探针 5、乏氧成像探针 6、受体成像探针 * 2、血管生成成像探针 由于肿瘤血管生成过程中某些特征性物质水平上调，将影像学造影剂与特征性物质的特异性配体连接后合成探针，可对肿瘤血管生成进行靶向研究 * 2、血管生成成像探针 整合素在血管生成过程中起关键作用 αvβ3 整合素是肿瘤新生血管特征性标志物 在人体内αvβ3 整合素只分布在少部分正常组织内，在未增生的内皮细胞中无表达，而在肿瘤毛细血管增生活跃的内皮细胞及一部分肿瘤细胞中则可高水平表达 * 由于αvβ3 整合素可作为包含精氨酸—甘氨酸—天冬氨酸（RGD）氨基酸序列的细胞外基质蛋白的粘附受体，因此被放射性或顺磁性物质标记的RGD肽链可作为特异性分子探针 * * 这种探针安全应用人体 * * * * * * * * 一、概述 二、分子探针与成像靶点结合的基础 三、亲和组件的高通量筛选 四、常见的分子成像探针 * 常见的分子成像探针 (一)放射性核素分子成像探针 (二)光学分子成像探针 (三)磁共振分子成像探针 * (一)放射性核素分子成像探针 放射性核素灵敏度极高 检测10-18~10-14g 少于1000个分子的核酸含量 * 待测物质浓度与检测手段 临床化学分析 10 -12 10 -9 10 -6 10 -3 10 -0 pg/mL ng/mL mg/mL mg/mL g/L 免疫分析 Therapeutic Drugs Thyroid Hormone Fertility Hormone Allergy Cancer Markers Infectious Disease Vitamins Serum Proteins 常量 微量 超微量 * (一)放射性核素分子成像探针 1、代谢成像探针 2、血管生成成像探针 3、细胞凋亡成像探针 4、细胞增殖成像的探针 5、乏氧成像探针 6、受体成像探针 * 1、代谢成像探针 糖代谢成像 氨基酸代谢成像 胆碱代谢成像 脂肪酸和醋酸代谢 * PET/CT * 基因水平变化 蛋白质改变 代谢变化 细胞水平变化 淋巴结转移 肿块形成 酶 受体 抗体 糖代谢 氨基酸 磷脂 细胞形态 基因表达 DNA序列 肿块结构 PET 18F-FES 11C- PD153035 PET 18F-FDG 11C-MET 11C-胆碱 18F-FMISO CT 解剖结构 血流灌注 PET 18F-FHBG 18F-OND 18F-FLT PET-CT 分子影像 CT 13NH3 PET-CT在诊断治疗中应用 * OH CH2OH OH OH 18F O 2-18F-2-脱氧-D-葡萄糖 葡萄糖 CH2OH OH OH O OH OH 18F-FDG 葡萄糖 * Glucose transporter protein K3 K4 Hexokinase Cell Glucose-6- phosphatase 18F-FDG-1-P Glycogen 18F-fru-6-P Glycolysis 18F-FDG-6- phospho- glucono-lactone HMP shunt 18F-FDG Vessel K1 K2 18F-FDG 18F-FDG-6P 18F-FDG代谢示意图 * 18F-FDG-6-p i