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分子影像发展现状及展望2025

分子影像是基千特定的分子显像探针，应用医学影像学技术显示组织水平、

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，并进一步

对其生物学行为进行定性和定量的前沿学科，是影像医学和梢准医疗的重

要分支[1]。传统医学成像手段虽然能够提供器官、组织水平的解

剖学信息，但这些方法对疾病早期的诊断灵敏度和准确度均较低。分子影

像学作为一门多学科融合的新兴学科，将CT、MRI、超声、PET等医学

影像技术，与分子生物学、化学、材料科学、计算机科学、物理学相结合，

能够在分子水平揭示疾病的病理变化，以实现分子、细胞水平的特异性成

像，对疾病做出早期、梢准判断，并通过不同时间点对活体进行重复、非

侵入性成像，对疾病的发生、发展和治疗进行动态评估[2,3,4]。

笔者从分子影像的多种成像技术展开，着重介绍了分子影像在疾病诊断和

治疗领域的应用，并指出分子影像的未来发展方向及重大挑战。

一、分子影像的成像技术

分子影像根据所用影像学检查手段的不同，可以分为CT分子影像、MR

分子影像、光学分子影像、PET分子影像、超声及光声分子影像等。不

同探针的时空分辨率和检测灵敏度均存在差异，例如MRI分子成像探针

具有较高的时空分辨率，但对千病变检出的灵敏度低千核医学探针，光学

探针居千两者之间。此外，由千制备及使用成本相对较低，CT探针、光

学及超声探针也具有良好的发展前景。

一种无创成像技术一直活跃在临床诊断和基础

l.CT分子影像：CT作为

生物医学等前沿领域。目前临床上常用的对比剂主要是含殡化合物，但存

在非特异性分布、空间分辨率低等不足。为了进一步提高疾病诊断效率，

开发了基千金[5]、令必［6]、给[7]和锄系[8等元素的CT纳

9一种基千给基金属有机骨架的纳米颗粒，

米探针。Zhang等[]开发了

其进入肝脏最初呈正CT值，与肿瘤部位酸性微环境反应后释放H2,CT

－96.0

值变为HU,提高分辨率从而精准区分正常肝组织和肝癌。设计、

合成以及开发出靶向能力更强、生物相容性和稳定性更高、细胞毒性更低

和能够从分子层面对疾病进行早期诊断的纳米CT对比剂将是未来发展的

重点。

2.MR分子影像：MR分子成像是利用特定的MR显像探针，在分子和

细胞水平识别特异性标志物，实现对生物过程及不同疾病进行非侵入性动

态监测。常见的MR分子探针主要基千轧、猛、铁等元素，根据其功能

特性可分为靶向性和响应性探针。其中，靶向性探针主要通过表面修饰特

定的分子或蛋白，实现疾病特异性分子成像，而MR响应性分子探针则

是对疾病微环境（如pH、氧化还原水平、电信号和生物酶等）进行特征

i等[10构建了一种感知并调节T细

性病理标记物的响应性成像。Sh

胞表面活性氧(reactiveoxygenspecies,ROS)的膜融合脂质体，该

探针能够有效调节肿瘤免疫微环境中的T细胞活性，同时通过Tl成像对

调节效果进行有效监测，实现了T细胞免疫活性的可视化调控。

3光学分子影像：光学成像在基础研究和临床应用中有着广泛前景[11]。

传统荧光成像的波长大多集中在可见光(400~700nm)到近红外一区

-I,700~950nm)