医药类分子核医学PPT优秀课件
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它综合了数学、计算机学、物理学、化学、生 物化学、细胞学、分子生物学、临床医学和现 代药学的最新成果，能高灵敏度和高特异性地 反映活体器官、组织和细胞在分子水平的生理 情况和病理变化结果，达到无创性、动态性、 功能性和代谢性显像的目的。
核分子影像学(核医学分子影像学)是目前 最成熟的分子影像技术，具有灵敏度高、 可定量、以及动物实验结果直接推及至 临床等优点。
(5)正电子核素为超短半衰期核素，适合于快速 动态研究。
PET的临床应用
PET从分子水平诊断许多疾病，可以更早期、 准确、定量、客观，特别适用于肿瘤、冠心 病和脑部疾患。 PET能够在体外无创伤地“看到”生命的现象； PET可揭示人脑的奥秘。 PET将可能介入中药作用机理、经络本质的探 讨。
几种常用的PET示踪剂
２、正电子断层显像（ＰＥＴ）
ＰＥＴ是目前核分子影像学最先进的核显像设备。
ＰＥＴ的放射性探测效率、空间分辨率、探测灵 敏度、均匀度、对比度和重复性等各项仪器指标 都明显优于ＳＰＥＣＴ，可定量地得到体内生化 代谢和功能变化的核分子影像图。
PET原理示意图
高能正电子成像 实际上是正负电 子对湮灭辐射时， 产生了一对方向 相反，能量相同 （５１１ｋｅＶ） 的γ光子。
按研究领域不同，可分为临床研究、基 础研究和新药研究三大分支。
在临床研究中，主要应用核分子探针对肿瘤和 神经系统等疾病进行分子水平的诊断和研究。
在基础研究中应用广泛，如评价内源性基因或 整入基因的转录与翻译；评价底物的合成、代 谢与转运；评价细胞间配体受体反应等。
在药物研究中，为各种新药研究提供了一个崭 新的技术平台。能直接在活体实验动物或动物 模型上对药物分子进行动态、连续、重复地观 察。
如某些激素可与细胞核内的受体结合，形成激 素－受体复合物，通过特异的ＤＮＡ序列－激 素反应元件识别、结合基因调控序列，最终达 到调节转录的目的。
分子生物学的发展揭示了疾病与分子的关系及 基本原理.
分子靶向（molecular targeting）：显像或 治疗药物通过与在疾病状态下明显高表达或缺 失的靶分子的相互作用而特异性浓集。
分子核医学
molecular nuclear medicine
分子核医学的理论基础及特点 核分子显像的基本原理
概述
我国核医学发展史
第一阶段:开创时期(1956-1957)
办培训班 成立首个同位素研究室
第二阶段:推广时期(1958-1971)
临床应用 生产国产核素
第三阶段:提高时期(1972-迄今)
放射性示踪剂 [18F]氟代脱氧葡萄糖 [18F]甲基酪氨酸 [18F]氟代2’-脱氧尿嘧啶 [11C]乙酸 [15]O2
生物类似物 葡萄糖 酪氨酸 尿嘧啶 乙酸 氧
测量目标 葡萄糖代谢 氨基酸代谢 核酸代谢 脂肪酸代谢 氧的利用
18F－FDG
血浆 组织
FDG 葡萄糖
FDG FDG-6-P 葡萄糖 G-6-P
４、特异蛋白之间的分子识别
体内某些蛋白质与蛋白质之间有特定的 结合能力。如甲状腺素与甲状腺结合球 蛋白、生物素和亲和素的特异结合等。
５、核苷酸链之间的分子识别
单链反义核糖核酸（ＲＮＡ）与细胞质内的ｍ ＲＮＡ，反义脱氧核糖核酸（ＤＮＡ）与靶基 因ＤＮＡ链的互补链的结合等。
６、蛋白质与核酸分子的分子识别
(3)能从一定体积的组织快速获得35(或更 多)层面的断层图象(CT、MRI均无法办 到)，且可获得全身各方向的断层图象， 使临床医生能一目了然地看到疾病全身 状况，它对肿瘤转移和复发的诊断尤为 有利。
(4)由于它采用两个互成180º的探测器进行探 测，以及γ子光能量高，不易吸收，故湮没辐 射的位置深度对测量结果无明显影响，并可以 得到极正确的衰减校正，它可用实测数和经衰 减校正后的真实数进行三维分布的“绝对”定 量分析(精度±10％)，远优于SPECT。
PET显像的特点
(1)正电子核素(11C、13N、15O、18F)标 记人体的生理物质(糖、氨基酸和脂肪等） 可在不影响内环境平衡的生理条件下， 获得某一正常组织或病灶的活体生理参 数，藉此显示的形态和功能参数，较解 剖结构现象更深入更全面更早期地发现 病变。
(2)应用光子准直和符合探测技术，提供 了很好的空间定位，大大提高了探测灵 敏度。其灵敏度比MRI高，比SPECT高 10-100倍；改善了分辨率(可达4mm)， 可检出1cm大小的病灶，图象清晰，诊 断准确率高。
第一节
分子核医学的 理论基础和技术支持
分子识别是分子与分子之间的选择性相 互作用,是普遍的生物学现象。
分子核医学的理论基础是分子识别理论。
一、分子识别论和靶分子
１、受体与配体的分子识别
受体研究涉及到细胞之间、细胞与其它分子之 间的识别、信息传导及细胞生理或病理反应等 基本的生命现象。
２、抗原与抗体的分子识别
与传统示踪剂的区别：反映的不是几个基因产 物的相互作用，或非特异性的屏障作用,如扩散、 膜通透性等。
二、核探测仪
核仪器的发展拓展了应用核素，使标记生 物标记分子成为可能。
１、单光子发射计算机断层显像（ＳＰＥ ＣＴ）
ＳＰＥＣＴ是核医学使用最广的有效手段。全 世界已超过一万台，我国有３００多台。 新技术提高影像技术的灵敏度、精确性和准确 性，提高了临床诊治的图像质量。
抗原分子表面的抗原决定簇与抗体分子的可变 区的抗原结合部位.
３、酶与底物的分子识别
酶是一类具有分子识别功能的蛋白质，它与底 物的作用具有专一性。 底物分子只能结合在酶活性中心的特异的结合 部位才能发生作用。 一个酶分子可与多个底物作用，放大信号，利 于检测及其微量的酶。 多位于胞内（金属蛋白酶位于胞外），需要能 快速扩散或转运机制（与受体不同）。
1972“全国原子医学专题经验交流会” 独立的核医学科
９０年代初:
提出分子影像学、分子核医学、核分子影像学 等新概念 １９９２年:
美国能源部于主持召开了一次分子核医学学术 研讨会。 １９９５年:
美国《核医学杂志》发表了“分子核医学增 刊来自百度文库。 ２００２年８月:
美国分子影像学学会成立
分子影像学是分子生物学和现代影像学相结合 的产物，是目前最高层次的显像技术。
核分子影像学(核医学分子影像学)是目前 最成熟的分子影像技术，具有灵敏度高、 可定量、以及动物实验结果直接推及至 临床等优点。
(5)正电子核素为超短半衰期核素，适合于快速 动态研究。
PET的临床应用
PET从分子水平诊断许多疾病，可以更早期、 准确、定量、客观，特别适用于肿瘤、冠心 病和脑部疾患。 PET能够在体外无创伤地“看到”生命的现象； PET可揭示人脑的奥秘。 PET将可能介入中药作用机理、经络本质的探 讨。
几种常用的PET示踪剂
２、正电子断层显像（ＰＥＴ）
ＰＥＴ是目前核分子影像学最先进的核显像设备。
ＰＥＴ的放射性探测效率、空间分辨率、探测灵 敏度、均匀度、对比度和重复性等各项仪器指标 都明显优于ＳＰＥＣＴ，可定量地得到体内生化 代谢和功能变化的核分子影像图。
PET原理示意图
高能正电子成像 实际上是正负电 子对湮灭辐射时， 产生了一对方向 相反，能量相同 （５１１ｋｅＶ） 的γ光子。
按研究领域不同，可分为临床研究、基 础研究和新药研究三大分支。
在临床研究中，主要应用核分子探针对肿瘤和 神经系统等疾病进行分子水平的诊断和研究。
在基础研究中应用广泛，如评价内源性基因或 整入基因的转录与翻译；评价底物的合成、代 谢与转运；评价细胞间配体受体反应等。
在药物研究中，为各种新药研究提供了一个崭 新的技术平台。能直接在活体实验动物或动物 模型上对药物分子进行动态、连续、重复地观 察。
如某些激素可与细胞核内的受体结合，形成激 素－受体复合物，通过特异的ＤＮＡ序列－激 素反应元件识别、结合基因调控序列，最终达 到调节转录的目的。
分子生物学的发展揭示了疾病与分子的关系及 基本原理.
分子靶向（molecular targeting）：显像或 治疗药物通过与在疾病状态下明显高表达或缺 失的靶分子的相互作用而特异性浓集。
分子核医学
molecular nuclear medicine
分子核医学的理论基础及特点 核分子显像的基本原理
概述
我国核医学发展史
第一阶段:开创时期(1956-1957)
办培训班 成立首个同位素研究室
第二阶段:推广时期(1958-1971)
临床应用 生产国产核素
第三阶段:提高时期(1972-迄今)
放射性示踪剂 [18F]氟代脱氧葡萄糖 [18F]甲基酪氨酸 [18F]氟代2’-脱氧尿嘧啶 [11C]乙酸 [15]O2
生物类似物 葡萄糖 酪氨酸 尿嘧啶 乙酸 氧
测量目标 葡萄糖代谢 氨基酸代谢 核酸代谢 脂肪酸代谢 氧的利用
18F－FDG
血浆 组织
FDG 葡萄糖
FDG FDG-6-P 葡萄糖 G-6-P
４、特异蛋白之间的分子识别
体内某些蛋白质与蛋白质之间有特定的 结合能力。如甲状腺素与甲状腺结合球 蛋白、生物素和亲和素的特异结合等。
５、核苷酸链之间的分子识别
单链反义核糖核酸（ＲＮＡ）与细胞质内的ｍ ＲＮＡ，反义脱氧核糖核酸（ＤＮＡ）与靶基 因ＤＮＡ链的互补链的结合等。
６、蛋白质与核酸分子的分子识别
(3)能从一定体积的组织快速获得35(或更 多)层面的断层图象(CT、MRI均无法办 到)，且可获得全身各方向的断层图象， 使临床医生能一目了然地看到疾病全身 状况，它对肿瘤转移和复发的诊断尤为 有利。
(4)由于它采用两个互成180º的探测器进行探 测，以及γ子光能量高，不易吸收，故湮没辐 射的位置深度对测量结果无明显影响，并可以 得到极正确的衰减校正，它可用实测数和经衰 减校正后的真实数进行三维分布的“绝对”定 量分析(精度±10％)，远优于SPECT。
PET显像的特点
(1)正电子核素(11C、13N、15O、18F)标 记人体的生理物质(糖、氨基酸和脂肪等） 可在不影响内环境平衡的生理条件下， 获得某一正常组织或病灶的活体生理参 数，藉此显示的形态和功能参数，较解 剖结构现象更深入更全面更早期地发现 病变。
(2)应用光子准直和符合探测技术，提供 了很好的空间定位，大大提高了探测灵 敏度。其灵敏度比MRI高，比SPECT高 10-100倍；改善了分辨率(可达4mm)， 可检出1cm大小的病灶，图象清晰，诊 断准确率高。
第一节
分子核医学的 理论基础和技术支持
分子识别是分子与分子之间的选择性相 互作用,是普遍的生物学现象。
分子核医学的理论基础是分子识别理论。
一、分子识别论和靶分子
１、受体与配体的分子识别
受体研究涉及到细胞之间、细胞与其它分子之 间的识别、信息传导及细胞生理或病理反应等 基本的生命现象。
２、抗原与抗体的分子识别
与传统示踪剂的区别：反映的不是几个基因产 物的相互作用，或非特异性的屏障作用,如扩散、 膜通透性等。
二、核探测仪
核仪器的发展拓展了应用核素，使标记生 物标记分子成为可能。
１、单光子发射计算机断层显像（ＳＰＥ ＣＴ）
ＳＰＥＣＴ是核医学使用最广的有效手段。全 世界已超过一万台，我国有３００多台。 新技术提高影像技术的灵敏度、精确性和准确 性，提高了临床诊治的图像质量。
抗原分子表面的抗原决定簇与抗体分子的可变 区的抗原结合部位.
３、酶与底物的分子识别
酶是一类具有分子识别功能的蛋白质，它与底 物的作用具有专一性。 底物分子只能结合在酶活性中心的特异的结合 部位才能发生作用。 一个酶分子可与多个底物作用，放大信号，利 于检测及其微量的酶。 多位于胞内（金属蛋白酶位于胞外），需要能 快速扩散或转运机制（与受体不同）。
1972“全国原子医学专题经验交流会” 独立的核医学科
９０年代初:
提出分子影像学、分子核医学、核分子影像学 等新概念 １９９２年:
美国能源部于主持召开了一次分子核医学学术 研讨会。 １９９５年:
美国《核医学杂志》发表了“分子核医学增 刊来自百度文库。 ２００２年８月:
美国分子影像学学会成立
分子影像学是分子生物学和现代影像学相结合 的产物，是目前最高层次的显像技术。