1、第六章第六章 核技术在医学领域核技术在医学领域 中的应用中的应用2022-10-121主要内容主要内容第一节第一节 核医学影像技术及其设备核医学影像技术及其设备第二节第二节 医用放射性同位素医用放射性同位素第三节第三节 诊断用放射性药物诊断用放射性药物第四节第四节 治疗用放射性药物治疗用放射性药物第五节第五节 放射治疗放射治疗2022-10-122医学是核技术应用的重要领域之一医学是核技术应用的重要领域之一n全世界生产的放射性同位素中，约有全世界生产的放射性同位素中，约有80%80%以上用于以上用于医学。医学。将核技术用于疾病的预防、诊断和治疗，形将核技术用于疾病的预防、诊断和治疗，形成了现代
2、医学的一个分支成了现代医学的一个分支-核医学。核医学。n核医学是以核素（包括放射性核素和稳定核素）标核医学是以核素（包括放射性核素和稳定核素）标记的示踪剂，用于医学和生物（体内、体外）医疗记的示踪剂，用于医学和生物（体内、体外）医疗（主要包括诊断、治疗）和研究用途的学科。（主要包括诊断、治疗）和研究用途的学科。引言引言2022-10-123p相机相机p发射型计算机断层成像术发射型计算机断层成像术2022-10-124引言引言CTCTMRIMRI超声成像超声成像核医学影像核医学影像医学影像技术医学影像技术 反映的是器官与组织对于反映的是器官与组织对于X X射线射线的吸收系数大小的吸收系数大小反映
3、的是体内反映的是体内H H2 2O O中质子的弛豫中质子的弛豫时间的空间分布时间的空间分布反映的是器官和组织对于超声反映的是器官和组织对于超声波的反射能力波的反射能力反映的是显像剂或其代谢产物反映的是显像剂或其代谢产物在体内的时间和空间分布在体内的时间和空间分布2022-10-125n闪烁相机，又称闪烁相机，又称AngerAnger相机，由探头、相机，由探头、电子学线路、记录电子学线路、记录及显示装置及附加及显示装置及附加设备四部分组成，设备四部分组成，可对脏器中放射性可对脏器中放射性核素的分布进行一核素的分布进行一次成像和连续动态次成像和连续动态观察观察。一、一、相机相机SIGMA438改进
4、型改进型照相机照相机 2022-10-126一、一、相机相机2022-10-127二、发射型计算机断层成像术二、发射型计算机断层成像术现代核医学常用的两种影像技术现代核医学常用的两种影像技术：n单光子发射计算机断层成像术（单光子发射计算机断层成像术（Single photon Single photon emission computed tomographyemission computed tomography，SPECTSPECT）n正电子发射断层成像术（正电子发射断层成像术（Positron emission Positron emission tomographytomography
5、，PETPET）该类技术是该类技术是利用病人体内药物发射射线成像利用病人体内药物发射射线成像，故统称发射型计算机断层成像术。故统称发射型计算机断层成像术。2022-10-128（一）（一）SPECT用于用于获得人体内放射性核素的三维立体分布图像获得人体内放射性核素的三维立体分布图像。光电倍增管光电倍增管的磁屏蔽必须的磁屏蔽必须增强，以克服增强，以克服探头旋转过程探头旋转过程中地球磁场变中地球磁场变化对光电倍增化对光电倍增管性能的影响。管性能的影响。西门子公司生产的双探头西门子公司生产的双探头SPECT 2022-10-129主要原理主要原理投影（投影（Projection）采集）采集 根据需要
6、从某一角度开始，在预定时间内采集投影图像，根据需要从某一角度开始，在预定时间内采集投影图像，然后旋转一定角度，在同样时间内采集下一幅投影图像。如然后旋转一定角度，在同样时间内采集下一幅投影图像。如此重复，直到旋转此重复，直到旋转180度或度或360度停止。度停止。重建（重建（Reconstruction）断层）断层 从投影数据经过适当的计算得到断层图像称为重建。从投影数据经过适当的计算得到断层图像称为重建。SPECT/CT SPECT/CT由由SPECT和和CT结合而成，两者轴心一致，共结合而成，两者轴心一致，共用一个扫描床，这样就使得在一次检查中就可采集同一部位用一个扫描床，这样就使得在一次
7、检查中就可采集同一部位的的功能图像功能图像和和解剖图像解剖图像，进而实现图像的融合。，进而实现图像的融合。2022-10-1210（二）（二）PETPET是是反映病变的基因、分子、代谢及功能状态反映病变的基因、分子、代谢及功能状态的显像设备。的显像设备。PETPET有两个不同于有两个不同于其它核医学成像其它核医学成像技术的重要特点：技术的重要特点：p放射性示踪剂是放射性示踪剂是用用发射正电子的发射正电子的核素核素所标记的；所标记的；p采用的是符合探采用的是符合探测技术。测技术。PET装置装置 2022-10-1211主要原理主要原理“活体生化显像活体生化显像”PET利用发射正电子的核素标记一些
8、生理需要的化合利用发射正电子的核素标记一些生理需要的化合物或代谢底物如葡萄糖、脂肪酸、氨基酸、水等，引入物或代谢底物如葡萄糖、脂肪酸、氨基酸、水等，引入体内后，应用正电子扫描机而获得体内化学影像，也称体内后，应用正电子扫描机而获得体内化学影像，也称之为之为“活体生化显像活体生化显像”。广泛用于肿瘤、冠心病和脑部。广泛用于肿瘤、冠心病和脑部疾病的诊断和指导治疗。疾病的诊断和指导治疗。PET使无创伤性的、动态的、定量评价活体组织或使无创伤性的、动态的、定量评价活体组织或器官器官在生理状态下及疾病过程中细胞代谢活动的生理、在生理状态下及疾病过程中细胞代谢活动的生理、生化改变，获得分子水平的信息生化改
9、变，获得分子水平的信息成为可能，这是目前其成为可能，这是目前其它任何方法都无法实现的。它任何方法都无法实现的。目前最常用的目前最常用的PET显像剂为显像剂为18F-FDG（18F标记的一种标记的一种葡萄糖的类似物葡萄糖的类似物-氟化脱氧葡萄糖）。氟化脱氧葡萄糖）。2022-10-1212PET/CT 将将PET和和CT整合在一台仪器上，两者轴心一致，共整合在一台仪器上，两者轴心一致，共用一个扫描床，组成一个完整的显像系统，用一个扫描床，组成一个完整的显像系统，可以同时获可以同时获得得CT解剖图像和解剖图像和PET功能代谢图像功能代谢图像，两种图像优势互补，两种图像优势互补，使医生在了解生物代谢
10、信息的同时获得精准的解剖定位，使医生在了解生物代谢信息的同时获得精准的解剖定位，从而对疾病做出全面、准确的判断。从而对疾病做出全面、准确的判断。2022-10-1213小动物小动物PET/CT小动物正电子发射断层显像小动物正电子发射断层显像/计算机体层成像技术计算机体层成像技术 Micro PET/CT，相对于传统的体外检测技术，小动相对于传统的体外检测技术，小动物物PET/CT在同一动物身上进行无损伤的反复实验，减在同一动物身上进行无损伤的反复实验，减少了实验动物的使用，节约了实验费用，对同一只动物少了实验动物的使用，节约了实验费用，对同一只动物在不同时间点进行研究，进行连续的动态测定，消除
11、了在不同时间点进行研究，进行连续的动态测定，消除了种属差异。种属差异。该技术正在成为药物开发、肿瘤学、人类疾该技术正在成为药物开发、肿瘤学、人类疾病研究（如神经系统和心血管疾病）以及基因组学研究病研究（如神经系统和心血管疾病）以及基因组学研究的重要方法的重要方法。2022-10-1214p诊断用放射性核素诊断用放射性核素p治疗用放射性核素治疗用放射性核素2022-10-1215引言引言n放射性药物（放射性药物（RadiopharmaceuticalRadiopharmaceutical）指可用于临床诊断或治疗的放射性核素或其标记的单质、指可用于临床诊断或治疗的放射性核素或其标记的单质、化合物及
12、生物制剂。如，化合物及生物制剂。如，单质：单质：133133XeXe（肺灌注显像剂）（肺灌注显像剂）化合物：化合物：NaNa131131I I（甲状腺疾病治疗）（甲状腺疾病治疗）生物制剂：生物制剂：99m99mTc-RBCTc-RBC（用于血池显像）（用于血池显像）标记化合物标记化合物放射性药物放射性药物放射性药品18F-FDG全身显像图全身显像图 2022-10-1216一、诊断用放射性核素一、诊断用放射性核素nSPECTSPECT显像用的放射性核素显像用的放射性核素：最好只发射单能：最好只发射单能射线，不发射线，不发射带电粒子，因为后者对于显像不仅没有贡献，反而会对病射带电粒子，因为后者对
13、于显像不仅没有贡献，反而会对病人增加不必要的内照射。人增加不必要的内照射。射线能量最好在射线能量最好在100keV300keV之间，能量太低，从发射点穿出体外的吸收损失增加；能量之间，能量太低，从发射点穿出体外的吸收损失增加；能量过高，要求的准直器厚度增加。过高，要求的准直器厚度增加。99m99mTcTc为首选核素，占全部放为首选核素，占全部放射性药物的射性药物的80%80%。nPETPET显像用的放射性核素：显像用的放射性核素：最好只发射最好只发射+粒子，不发射粒子，不发射射射线，因为后者会增加偶然符合计数，降低信噪比。半衰期最线，因为后者会增加偶然符合计数，降低信噪比。半衰期最好在好在10
14、s10s80h80h，太短很难甚至无法将其标记到运载分子上；，太短很难甚至无法将其标记到运载分子上；太长，显像以后残留在体内的放射性活度太高，给病人造成太长，显像以后残留在体内的放射性活度太高，给病人造成额外的照射，限制了放射性药物的总活度。额外的照射，限制了放射性药物的总活度。以以1818F F为最优，代为最优，代表药物为表药物为1818F-FDGF-FDG。2022-10-1217一、诊断用放射性核素一、诊断用放射性核素核素核素T1/2衰变衰变方式方式主要射线能量主要射线能量（keV）生产方式生产方式67Ga3.261 dEC93.311（39.2）67Zn（p，n）；）；66Zn（d，n
15、）99mTc6.008 hIT140.511（88.5）99Mo（-）111In2.805 dEC245.4（94.09）111Cd（p，n）；）；109Ag（，2n）123I13.27 hEC158.97（83.3）123Te（p，n）；）；121Sb（，2n）125I59.41 dEC35.4919（6.67）124Xe（n，）；）；123Sb（，2n）201Tl72.91 hEC167.43（10.0）Hg（d，x）；）；203Tl（p，3n）；）；201Pb（EC）适合于适合于SPECT显像的常用放射性核素及其生产方法显像的常用放射性核素及其生产方法 2022-10-1218一、诊断用
16、放射性核素一、诊断用放射性核素适合于适合于PET显像的常用放射性核素及其生产方法显像的常用放射性核素及其生产方法 核素核素T1/2（min）主要射线能量主要射线能量（keV）生产方式生产方式11C20.39511（199.52）14N（p，）；）；10B（d，n）13N9.965511（199.84）16（p，）；）；10B（，n）15O2.037511（199.8）14N（d，n）；）；16（3He，）18F109.77511（193.46）18O（p，n）；）；20Ne（d，）62Cu9.67511（194.86）60Ni（，n）；）；62Zn（EC）68Ga67.629511（178.2
17、）68Zn（p，n）；）；68Ge（EC）82Rb1.273511（190.94）85Rb（p，4n）；）；82Sr（EC）2022-10-1219二、治疗用放射性核素二、治疗用放射性核素适合于治疗的放射性核素应满足下列条件适合于治疗的放射性核素应满足下列条件：n只发射只发射、俄歇电子，或仅伴随发射少量弱、俄歇电子，或仅伴随发射少量弱射线射线；n半衰期为数小时至数十天半衰期为数小时至数十天；n衰变产物为稳定核素衰变产物为稳定核素；n可获得高比活度的放射性制剂可获得高比活度的放射性制剂。粒子的粒子的LETLET（传能线密度）高，能量为（传能线密度）高，能量为4MeV4MeV8MeV8MeV的的粒
18、子粒子在组织中的射程约为在组织中的射程约为2560m，与细胞的直径相当，与细胞的直径相当，用用放射性核放射性核素体内治疗肿瘤其能量聚积最集中。素体内治疗肿瘤其能量聚积最集中。粒子在组织中具有一定的射程，药物不一定必须跨膜进入细粒子在组织中具有一定的射程，药物不一定必须跨膜进入细胞才能起治疗作用。胞才能起治疗作用。粒子在组织中聚积的能量均匀而分散，不如粒子在组织中聚积的能量均匀而分散，不如粒子集中，尽管粒子集中，尽管粒子的能量沉积还是局限在较小的范围，即使粒子的能量沉积还是局限在较小的范围，即使药物的肿瘤选择性非常好，在杀伤肿瘤细胞的同时，也会大量杀伤药物的肿瘤选择性非常好，在杀伤肿瘤细胞的同时
19、，也会大量杀伤正常细胞。正常细胞。2022-10-1220二、治疗用放射性核素二、治疗用放射性核素核素核素T1/2衰变衰变方式方式主要粒子能量主要粒子能量（keV）生产方法生产方法32P14.262 d-1710.3（100.0）31P（n，）；）；32S（n，p）89Sr50.53 d-1495.1（99.99）88Sr（n，）90Y2.667 d-2280.1（99.99）90Sr（-）；）；89Y（n，）109Pd13.701 h-1027.9（99.9）108Pd（n，）131I8.0207 d-606.3（89.9）131Te（-）153Sm46.284 d-635.3（32.2）；
20、）；808.2（17.5）152Sm（n，）165Dy2.334 h-1286.7（83.0）164Dy（n，）188Re17.005 h-2120.4（71.1）187Re（n，）；）；188W（-）198Au2.69517 h-960.6（98.99）197Au（n，）一些比较适合于治疗肿瘤的放射性核素一些比较适合于治疗肿瘤的放射性核素 2022-10-1221p心血管显像剂心血管显像剂p脑显像剂脑显像剂p肿瘤显像剂肿瘤显像剂p其它脏器显像剂其它脏器显像剂2022-10-1222一、心血管显像剂一、心血管显像剂心肌灌注显像剂心肌灌注显像剂 心肌乏氧显像剂心肌乏氧显像剂心肌代谢显像剂心肌代谢
21、显像剂心血池显像与心功能测定心血池显像与心功能测定血栓显像剂血栓显像剂心血管显像剂心血管显像剂2022-10-1223（一）心肌灌注显像剂（一）心肌灌注显像剂在临床上，心肌灌注显像用于冠心病心肌缺血早期诊断，在临床上，心肌灌注显像用于冠心病心肌缺血早期诊断，心肌梗塞和心肌病诊断，心肌活力评估等。心肌梗塞和心肌病诊断，心肌活力评估等。理想的心肌显像剂应满足以下要求：理想的心肌显像剂应满足以下要求：p心肌对它有较高的摄取和较长的滞留时间；心肌对它有较高的摄取和较长的滞留时间；p血清除快，且有较高的心血清除快，且有较高的心/肝、心肝、心/血、心血、心/肺比值；肺比值；p心肌摄取量与心肌血流成正比；心
22、肌摄取量与心肌血流成正比；p最好有心肌再分布特性。最好有心肌再分布特性。已经用于临床或正在进行临床实验的心肌灌注显像已经用于临床或正在进行临床实验的心肌灌注显像剂有剂有201201TlClTlCl、99m99mTc-MIBITc-MIBI、99m99mTc-TEBOTc-TEBO、99m99mTc-PTc-P5353、99m99mTc-QTc-Q1212、99m99mTc-NOETTc-NOET。2022-10-1224（二）心肌乏氧显像剂（二）心肌乏氧显像剂 心肌因供血不足，致使部分心心肌因供血不足，致使部分心肌处于乏氧状态；若得不到及时治肌处于乏氧状态；若得不到及时治疗，就可能坏死。目前，
23、采用溶栓、疗，就可能坏死。目前，采用溶栓、血管成形或再造技术等临床手段可血管成形或再造技术等临床手段可降低死亡率，改善预后。降低死亡率，改善预后。心脏搭桥手术心脏搭桥手术 2022-10-1225（二）心肌乏氧显像剂（二）心肌乏氧显像剂 在进行心脏在进行心脏“搭桥搭桥”手术之前，区别心肌缺血（心肌手术之前，区别心肌缺血（心肌细胞仍存活，但处于冬眠状态）细胞仍存活，但处于冬眠状态）/坏死（永久性损伤）非坏死（永久性损伤）非常重要。常重要。乏氧显像剂乏氧显像剂被缺血细胞摄取后，在乏氧条件下可被被缺血细胞摄取后，在乏氧条件下可被黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶催化还原而滞留在乏氧细胞中，而在正常催化还原而滞
24、留在乏氧细胞中，而在正常氧供条件下不被还原而难以滞留，但坏死细胞对显像剂氧供条件下不被还原而难以滞留，但坏死细胞对显像剂无摄取功能。由此可见，无摄取功能。由此可见，用乏氧显像剂进行心肌显像，用乏氧显像剂进行心肌显像，可以区分正常心肌、缺血心肌和坏死心肌可以区分正常心肌、缺血心肌和坏死心肌。目前认为较好的乏氧显像剂有目前认为较好的乏氧显像剂有99m99mTc-BMS-181321Tc-BMS-181321、99m99mTc-BMS-194796Tc-BMS-194796及及99m99mTc-HL91Tc-HL91。2022-10-1226（三）心肌代谢显像剂（三）心肌代谢显像剂 心肌的能量主要来
25、自脂肪酸的代谢，因此心肌的能量主要来自脂肪酸的代谢，因此放射放射性核素标记的脂肪酸性核素标记的脂肪酸可用于心肌代谢功能的显像。可用于心肌代谢功能的显像。心肌代谢显像剂主要用于心肌损伤、心肌缺血的诊心肌代谢显像剂主要用于心肌损伤、心肌缺血的诊断及心肌缺血与心肌坏死的区分。断及心肌缺血与心肌坏死的区分。用用123123I I标记标记的心肌代谢显像剂有的心肌代谢显像剂有123123I-IHAI-IHA、123123I-I-IPPAIPPA和和123123I-BMIPPI-BMIPP。用。用99m99mTcTc通过双功能联接剂间接标通过双功能联接剂间接标记脂肪酸的方法正在研究之中。记脂肪酸的方法正在研
26、究之中。PET PET显像的心肌代谢显像剂有显像的心肌代谢显像剂有1111C-PAC-PA（1111C C标记的标记的棕榈酸）和棕榈酸）和1818F-FDGF-FDG。2022-10-1227（四）心血池显像与心功能测定（四）心血池显像与心功能测定 在心血池显像中，显像剂通过在心血池显像中，显像剂通过静脉注射到血管静脉注射到血管，待，待显像剂与血液均匀混合后，以病人自身的心电图的显像剂与血液均匀混合后，以病人自身的心电图的R R波波作为采集数据的开始与终止信号，从所得到的图像中，作为采集数据的开始与终止信号，从所得到的图像中，可以计算出可以计算出心脏收缩期心脏收缩期和和舒张期舒张期的功能指标、
27、的功能指标、心室容量心室容量负荷负荷指标、指标、局部心室壁的运动与功能局部心室壁的运动与功能指标、指标、收缩的时相收缩的时相图和振幅图图和振幅图等，在等，在临床上用于冠心病的早期诊断，心肌临床上用于冠心病的早期诊断，心肌梗塞及心肌病的诊断，以及心脏传导与心室功能的评价梗塞及心肌病的诊断，以及心脏传导与心室功能的评价等。等。一般采用一般采用99m99mTc-RBCTc-RBC或或99m99mTc-HASTc-HAS作为心血池显像剂。作为心血池显像剂。2022-10-1228（五）血栓显像剂（五）血栓显像剂 血栓的形成会导致心肌梗塞、心绞痛、脑中风及猝死血栓的形成会导致心肌梗塞、心绞痛、脑中风及猝
28、死等严重后果。等严重后果。血栓是血栓是由血管内纤维蛋白、血小板和红血球凝聚而成，由血管内纤维蛋白、血小板和红血球凝聚而成，其形成过程受纤维蛋白原的调节其形成过程受纤维蛋白原的调节。纤维蛋白原通过多肽中纤维蛋白原通过多肽中Arg-Gly-AspArg-Gly-Asp（RGDRGD）序列的）序列的基质与基质与GP GP IIb/IIIaIIb/IIIa受体结合，而受体结合，而RGDRGD单元与单元与GPIIb/IIIaGPIIb/IIIa 受体的拮抗剂受体的拮抗剂DMP757DMP757具有高亲和力。因此，用具有高亲和力。因此，用99m99mTcTc标记标记DMP757DMP757可以进行血栓显像
29、。可以进行血栓显像。2022-10-1229二、脑显像剂二、脑显像剂脑灌注显像剂脑灌注显像剂脑脑受受体体显显像像剂剂多巴胺受体显像剂多巴胺受体显像剂羟色氨受体显像剂羟色氨受体显像剂-氨基丁酸受体显像剂氨基丁酸受体显像剂脑显像剂脑显像剂乙酰胆碱受体显像剂乙酰胆碱受体显像剂阿片受体显像剂阿片受体显像剂2022-10-1230（一）脑灌注显像剂（一）脑灌注显像剂脑灌注显像剂主要用于脑灌注显像剂主要用于测定局部脑血流测定局部脑血流（rCBFrCBF）。临床上。临床上多以多以99m99mTcTc标记脑灌注显像剂标记脑灌注显像剂。SPECT脑显像脑显像 脑部各部位显像图脑部各部位显像图 2022-10-1
30、231（二）脑受体显像剂（二）脑受体显像剂被释放的递质，扩散通过被释放的递质，扩散通过突触突触间隙，间隙，到达突触后膜，与位于后膜中的受到达突触后膜，与位于后膜中的受体结合，形成递质体结合，形成递质受体受体复合体复合体。典型的脊椎神经元由树突、细胞体和轴突组成。典型的脊椎神经元由树突、细胞体和轴突组成。2022-10-1232（二）脑受体显像剂（二）脑受体显像剂冲动传到突触前末梢冲动传到突触前末梢,触发前膜中的二价钙离子（触发前膜中的二价钙离子（Ca2+Ca2+）通道开放，一定量的通道开放，一定量的Ca2+Ca2+顺浓度差流入突触扣。在顺浓度差流入突触扣。在Ca2+Ca2+的作用下一定数量的突
31、触泡与突触前膜融合后开口，将的作用下一定数量的突触泡与突触前膜融合后开口，将内含的递质外排到突触间隙。此过程称胞吐。被释放的内含的递质外排到突触间隙。此过程称胞吐。被释放的递质，扩散通过突触间隙，到达突触后膜，与位于后膜递质，扩散通过突触间隙，到达突触后膜，与位于后膜中的受体结合，形成递质受体复合体，触发受体改变构中的受体结合，形成递质受体复合体，触发受体改变构型，开放通道，使某些特定离子得以沿各自浓度梯度流型，开放通道，使某些特定离子得以沿各自浓度梯度流入或流出。入或流出。2022-10-1233（二）脑受体显像剂（二）脑受体显像剂 神经递质的释放、传送、重吸收、浓度的时间和空间神经递质的释
32、放、传送、重吸收、浓度的时间和空间分布与脑的活动、功能、疾患有密切的关系。因此，神分布与脑的活动、功能、疾患有密切的关系。因此，神经受体显像是在分子水平上研究神经生物学的有力工具。经受体显像是在分子水平上研究神经生物学的有力工具。神经递质能与相应的受体选择性的结合，因而受体就神经递质能与相应的受体选择性的结合，因而受体就以与其特异结合的神经递质命名，如多巴胺受体、乙酰以与其特异结合的神经递质命名，如多巴胺受体、乙酰胆碱受体等。药物如果能与某受体结合产生与递质相似胆碱受体等。药物如果能与某受体结合产生与递质相似的作用，称为激动药。如果药物与受体结合后妨碍递质的作用，称为激动药。如果药物与受体结合
33、后妨碍递质与受体结合，产生与递质相反的作用，称为阻断药。目与受体结合，产生与递质相反的作用，称为阻断药。目前研究过的脑受体显像剂多是用放射性核素标记的激动前研究过的脑受体显像剂多是用放射性核素标记的激动剂或拮抗剂。剂或拮抗剂。2022-10-1234三、肿瘤显像剂三、肿瘤显像剂小分子肿瘤显像剂小分子肿瘤显像剂单克隆抗体肿瘤显像剂单克隆抗体肿瘤显像剂肿瘤显像剂肿瘤显像剂2022-10-1235（一）小分子肿瘤显像剂（一）小分子肿瘤显像剂 原理：原理：肿瘤细胞生长旺盛，对于营养物质（葡萄糖、氨肿瘤细胞生长旺盛，对于营养物质（葡萄糖、氨基酸等）的需求远高于正常细胞，因此，可以用放射性核素基酸等）的需
34、求远高于正常细胞，因此，可以用放射性核素标记的葡萄糖、氨基酸等作为肿瘤显像剂。标记的葡萄糖、氨基酸等作为肿瘤显像剂。18 18F-FDGF-FDG在体内的分布与葡萄糖类似，但不能与葡萄糖一样在体内的分布与葡萄糖类似，但不能与葡萄糖一样代谢。在肿瘤组织浓集程度随肿瘤的恶性程度增加而增加，可代谢。在肿瘤组织浓集程度随肿瘤的恶性程度增加而增加，可用于肿瘤的早期诊断。用于肿瘤的早期诊断。1818F-FDGF-FDG用于肿瘤显像的缺点是特异性不用于肿瘤显像的缺点是特异性不够高，对于显像异常部位的确诊往往需要用其它方法加以佐证。够高，对于显像异常部位的确诊往往需要用其它方法加以佐证。肿瘤组织的蛋白质合成速
35、度加快，氨基酸的摄取速度也相应肿瘤组织的蛋白质合成速度加快，氨基酸的摄取速度也相应提高，但氨基酸比葡萄糖在炎症细胞（主要是中性白细胞）代提高，但氨基酸比葡萄糖在炎症细胞（主要是中性白细胞）代谢过程中作用小，测量标记氨基酸的吸收比测量葡萄糖的消耗谢过程中作用小，测量标记氨基酸的吸收比测量葡萄糖的消耗能够更准确地估计肿瘤的生长速度。基于此为肿瘤诊断和治疗能够更准确地估计肿瘤的生长速度。基于此为肿瘤诊断和治疗提供有用的信息提供有用的信息。2022-10-1236（二）单克隆抗体肿瘤显像剂（二）单克隆抗体肿瘤显像剂 当分子量较大的外源性物质进入生物体内，生物体会产当分子量较大的外源性物质进入生物体内，
36、生物体会产生一种对抗抗原的蛋白质，称为生一种对抗抗原的蛋白质，称为抗体抗体。抗体与相应的抗原亲。抗体与相应的抗原亲和力高，生成复合物后使得外来物质的有害作用得以减弱或和力高，生成复合物后使得外来物质的有害作用得以减弱或消除，称为消除，称为免疫反应免疫反应，这是生物的一种自我保护反应。人体，这是生物的一种自我保护反应。人体中存在的免疫球蛋白是最常见的抗体。中存在的免疫球蛋白是最常见的抗体。19751975年，德国科学家科勒（年，德国科学家科勒（H H KhlerKhler）和阿根廷科学家米尔）和阿根廷科学家米尔斯坦（斯坦（G G MilsteinMilstein）在细胞杂交技术的基础上，创建了杂
37、交瘤在细胞杂交技术的基础上，创建了杂交瘤技术。他们把可在体外培养和大量增殖的小鼠骨髓瘤细胞与经技术。他们把可在体外培养和大量增殖的小鼠骨髓瘤细胞与经抗原（如人的肿瘤细胞）免疫后的纯系小鼠脾细胞融合杂交，抗原（如人的肿瘤细胞）免疫后的纯系小鼠脾细胞融合杂交，应用选择性培养基并筛选阳性细胞，进行克隆化培养，得到一应用选择性培养基并筛选阳性细胞，进行克隆化培养，得到一定数量的具有对前述抗原具有专属性免疫反应的杂交瘤细胞，定数量的具有对前述抗原具有专属性免疫反应的杂交瘤细胞，从中分离出的抗体即从中分离出的抗体即McAbMcAb。（。（Monoclonal AntibodyMonoclonal Anti
38、body）2022-10-1237（二）单克隆抗体肿瘤显像剂（二）单克隆抗体肿瘤显像剂 McAbMcAb的最大特点是它的的最大特点是它的高度专一性高度专一性和对其专属抗原的和对其专属抗原的高亲高亲和力和力。如果用单光子发射核素或正电子发射核素标记单克隆抗。如果用单光子发射核素或正电子发射核素标记单克隆抗体进行体进行SPECTSPECT或或PETPET显像，即为显像，即为放射免疫显像放射免疫显像，如果标记上治疗，如果标记上治疗放射性核素用于体内的放射治疗，则为放射性核素用于体内的放射治疗，则为放射免疫治疗放射免疫治疗（RITRIT）。）。放射性核素标记的放射性核素标记的McAbMcAb被称为被称
39、为“生物导弹生物导弹”，其中，其中McAbMcAb将作为将作为弹头的放射性核素运送到目标细胞，起着靶向载体的作用。弹头的放射性核素运送到目标细胞，起着靶向载体的作用。McAbMcAb分子中的双硫键可被还原为巯基，分子中的双硫键可被还原为巯基，S S2-2-+2e+2H+2e+2H+2HS2HS-，这些巯基能与这些巯基能与TcOTcO3+3+配位，形成相当稳定的配合物。利用这个方配位，形成相当稳定的配合物。利用这个方法将法将99m99mTcTc直接标记到直接标记到McAbMcAb分子上，但对半胱氨酸、谷胱甘肽等分子上，但对半胱氨酸、谷胱甘肽等含巯基的化合物不稳定。含巯基的化合物不稳定。9090Y
40、 Y和和111111InIn等金属核素用直接标记法不能制备稳定的标记等金属核素用直接标记法不能制备稳定的标记化合物，需要通过化合物，需要通过BFCABFCA（一种螯合剂一种螯合剂)间接标记到间接标记到McAbMcAb上上。2022-10-1238p小分子放射性治疗药物小分子放射性治疗药物p治疗肿瘤的导向药物治疗肿瘤的导向药物p中子俘获治疗中子俘获治疗2022-10-1239引言引言放射性治疗的本质：放射性治疗的本质：是利用射线对生物体的电离和激发，定是利用射线对生物体的电离和激发，定向破坏病变组织或改变代谢来达到治疗病症目的。向破坏病变组织或改变代谢来达到治疗病症目的。放射性治疗药物的一般要求
41、：放射性治疗药物的一般要求：纯的纯的或或放射性，具有较高的能量；放射性，具有较高的能量；半衰期短，可在短期内达到预期治疗效果；半衰期短，可在短期内达到预期治疗效果；易于标记成适用的制剂，且在体内外都很稳定。易于标记成适用的制剂，且在体内外都很稳定。研究比较多的主要有研究比较多的主要有：131I、32P、89Sr(锶锶)、153Sm(钐钐)等标等标记的的小分子化合物和生物制剂。记的的小分子化合物和生物制剂。放射性核素放射性核素+药物输送系统药物输送系统要求亲肿瘤或肿瘤导向性好要求亲肿瘤或肿瘤导向性好“弹头弹头”2022-10-1240一、小分子放射性治疗药物一、小分子放射性治疗药物131131I
42、(I(碘碘)放射性治疗药物放射性治疗药物8989Sr(Sr(锶锶)放射性治疗药物放射性治疗药物小分子放射性治疗药物小分子放射性治疗药物3232P(P(磷磷)放射性治疗药物放射性治疗药物153153Sm(Sm(钐钐)放射性治疗药物放射性治疗药物2022-10-1241（一）（一）131I(碘碘)放射性治疗药物放射性治疗药物 碘参与甲状腺激素的合成碘参与甲状腺激素的合成原料之一；原料之一；p131131I I的放射性特点的放射性特点 131131I I发射的主要发射的主要射线为射线为606.3keV606.3keV（90%90%），在组织中的），在组织中的射程较短，可有效地杀伤摄入射程较短，可有效
43、地杀伤摄入131131I I的细胞，对邻近组织损伤的细胞，对邻近组织损伤不大。不大。pNaNa131131I I用于治疗甲亢用于治疗甲亢 将将131131I I注入患者体内，正常甲状腺因功能受到抑制而不摄注入患者体内，正常甲状腺因功能受到抑制而不摄取或很少摄取取或很少摄取131131I I，若，若是是功能自主性甲状腺组织分泌过多的功能自主性甲状腺组织分泌过多的甲状腺素甲状腺素引起甲亢引起甲亢，会会摄取大量的摄取大量的131131I I，从而达到的目的。，从而达到的目的。2022-10-1242（二）（二）32P放射性治疗药物放射性治疗药物主要主要的的存在形式存在形式：NaNa2 2H H323
44、2POPO4 4或或NaHNaH2 23232POPO4 4 可通过参与核蛋白、核苷酸、磷脂代谢及可通过参与核蛋白、核苷酸、磷脂代谢及DNADNA与与RNARNA的合成，的合成，进入细胞内。进入细胞内。应用：应用：用于治疗血管瘤；用于治疗血管瘤；用于许多晚期癌症用于许多晚期癌症患者的患者的骨转移癌镇痛骨转移癌镇痛。3232P P的放射性特点：的放射性特点：发射发射射线为射线为1710.3keV1710.3keV，半衰期约为，半衰期约为14.314.3天。天。2022-10-1243（二）（二）32P放射性治疗药物放射性治疗药物一般血管瘤一般血管瘤 大面积小儿血管瘤大面积小儿血管瘤 32P可治疗
45、的血管瘤可治疗的血管瘤 2022-10-1244（三）（三）89Sr放射性治疗药物放射性治疗药物 8989SrSr的放射性特点：的放射性特点：半衰期半衰期50.5350.53天，天，-射线最大能量为射线最大能量为1.463MeV1.463MeV，平均能量，平均能量0.58MeV0.58MeV，在软组织的平均射程约，在软组织的平均射程约2.4mm2.4mm。同时能发射极少量能量为同时能发射极少量能量为0.909MeV0.909MeV的的射线。射线。美国美国FDAFDA批准的批准的8989SrSr药物形式为药物形式为8989SrClSrCl2 2溶液，可用于治疗溶液，可用于治疗骨肿瘤和骨转移灶疼痛
46、的缓解。骨肿瘤和骨转移灶疼痛的缓解。8989SrSr是一种优良的骨肿瘤缓解治疗核素。是一种优良的骨肿瘤缓解治疗核素。应用：应用：2022-10-1245（四）（四）153Sm（钐）放射性治疗药物（钐）放射性治疗药物153153SmSm的放射性特点：的放射性特点：半衰期短（半衰期短（46.3h46.3h），），-射线射线的最大的最大能量适中（能量适中（640keV640keV及及710keV710keV），同时发射），同时发射103keV103keV的的射线，其射线，其射线能量适合于射线能量适合于体外显像，可以用来进行肿瘤定位、剂量估算及疗效监测。体外显像，可以用来进行肿瘤定位、剂量估算及疗效监
47、测。153153Sm-EDTMPSm-EDTMP（153153Sm-Sm-乙二胺四亚乙基乙二胺四亚乙基磷磷酸，国内商品名称酸，国内商品名称昔决南钐昔决南钐）注射到体内后，约有）注射到体内后，约有50%50%70%70%聚集于骨聚集于骨，是目前是目前姑息治疗骨转移癌效果较好的放射性药物。姑息治疗骨转移癌效果较好的放射性药物。应用：应用：姑息治疗骨转移癌姑息治疗骨转移癌2022-10-1246二、治疗肿瘤的导向药物二、治疗肿瘤的导向药物 实际肿瘤对放射性核素标记实际肿瘤对放射性核素标记McAb的摄取率远低于的摄取率远低于理论值原因分析：理论值原因分析：u鼠源鼠源McAb，对于人体为异质蛋白，注入人
48、体后会产生，对于人体为异质蛋白，注入人体后会产生免疫反应，诱导出免疫反应，诱导出人抗鼠抗体人抗鼠抗体HAMA，大部分标记抗体与，大部分标记抗体与HAMA结合并被快速从体内清除。结合并被快速从体内清除。u McAb的分子量高（约的分子量高（约250kD），寻找目标需要），寻找目标需要48h72 h，药物在输送过程中损失很大。，药物在输送过程中损失很大。放射性核素标记的放射性核素标记的McAbMcAb和放射性核素标记的和放射性核素标记的活性肽活性肽。2022-10-1247二、治疗肿瘤的导向药物二、治疗肿瘤的导向药物解决办法：解决办法：利用基因克隆和利用基因克隆和DNADNA重组技术对鼠源性重组技
49、术对鼠源性McAbMcAb改造改造重新表达，得到人源化抗体，其大部分氨基酸序列重新表达，得到人源化抗体，其大部分氨基酸序列为人源为人源McAbMcAb序列所代替。基本保持了其亲本鼠源单序列所代替。基本保持了其亲本鼠源单克隆抗体的特异性和亲和力，又降低了鼠源抗体的克隆抗体的特异性和亲和力，又降低了鼠源抗体的异源性。异源性。2022-10-1248二、治疗肿瘤的导向药物二、治疗肿瘤的导向药物 利用配体受体间的专一性相互作用，将放射性核利用配体受体间的专一性相互作用，将放射性核素高选择性地输送到肿瘤组织。素高选择性地输送到肿瘤组织。配体多为活性小肽或小分子化合物配体多为活性小肽或小分子化合物，具有寻
50、找目，具有寻找目标快、受体配体结合达成平衡速度快、与肿瘤的亲标快、受体配体结合达成平衡速度快、与肿瘤的亲和力高、血液清除快、易于合成等优点。和力高、血液清除快、易于合成等优点。放射性核素标记的放射性核素标记的活性肽活性肽是极有前途的治疗肿瘤用是极有前途的治疗肿瘤用放射性药物。放射性药物。2022-10-1249中子俘获治疗技术发展简史：中子俘获治疗技术发展简史：l 1932年，年，Chad-wich发现中子。后又证明中子与发现中子。后又证明中子与10B作用产作用产生核反应。生核反应。l 1936年，年，Locher首次提出用中子俘获治疗方法治疗肿瘤的首次提出用中子俘获治疗方法治疗肿瘤的设想。设
