分子影像学概论

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分子影像学国内外研究现状与发展动向

分子影像学国内外研究现状与发展动向随着医学技术的不断发展和人们健康意识的提高，医学影像学作为一种非侵入性、高效准确的检查手段，得到了越来越广泛的应用。

其中，分子影像学作为医学影像学的一个重要分支，可以在分子水平上探测人体内生物分子的分布、代谢和功能状态，为疾病诊断、治疗和预后评估提供了重要的信息，成为了医学影像学领域的一大热点。

本文将从国内外分子影像学的研究现状和发展动向两方面进行探讨。

一、分子影像学国内研究现状分子影像学在国内的研究起步较晚，但近年来发展迅速。

目前，国内分子影像学的研究主要集中在PET、SPECT、MRI和荧光成像等方面。

1、PET分子影像学PET分子影像学是国内分子影像学的主要研究方向之一。

PET技术可以通过注射放射性核素标记的分子追踪其在体内的分布和代谢情况，为疾病诊断、治疗和预后评估提供重要信息。

目前，国内已经有多家医院和科研机构开展了PET分子影像学的研究，如北京协和医院、中国医学科学院肿瘤医院、上海交通大学医学院附属仁济医院等。

2、SPECT分子影像学SPECT分子影像学也是国内分子影像学的重要研究方向之一。

SPECT技术可以通过注射放射性核素标记的分子追踪其在体内的分布和代谢情况，为疾病诊断、治疗和预后评估提供重要信息。

目前，国内已经有多家医院和科研机构开展了SPECT分子影像学的研究，如北京大学第一医院、中国人民解放军总医院、南京医科大学附属医院等。

3、MRI分子影像学MRI分子影像学是国内分子影像学的新兴研究方向之一。

MRI技术可以通过注射磁共振造影剂标记的分子追踪其在体内的分布和代谢情况，为疾病诊断、治疗和预后评估提供重要信息。

目前，国内已经有多家医院和科研机构开展了MRI分子影像学的研究，如中山大学附属第一医院、华中科技大学同济医学院附属协和医院、四川大学华西医院等。

4、荧光成像分子影像学荧光成像分子影像学是国内分子影像学的另一重要研究方向。

荧光成像技术可以通过注射荧光染料标记的分子追踪其在体内的分布和代谢情况，为疾病诊断、治疗和预后评估提供重要信息。

分子影像学类型

分子影像学类型
分子影像学是运用影像学手段显示组织水平、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，对其生物学行为在影像方面进行定性和定量研究的科学。

其主要的成像方法包括四大类：
1. 光学成像：包括生物发光成像和荧光成像。

2. 放射性核素成像：包括单光子发射型计算机断层成像（SPECT）和正电子发射型计算机断层显像（PET）。

3. 磁共振成像（MRI）。

4. 超声分子影像。

每种成像方式各有优缺点，单一的显像方法往往存在局限，难以同时满足对灵敏度、特异性、靶向性等的要求。

结合多种显像方式的多模态成像技术是目前研究的热点，其结合多种成像方式的优点，实现优势互补，提供了更精确全面的分子影像学信息。

以上内容仅供参考，建议查阅分子影像学专业书籍或咨询该领域专家以获取更准确和全面的信息。

分子影像学技术在药物研究中的应用

分子影像学技术在药物研究中的应用分子影像学技术是一种非侵入性的医学影像学技术，能够观察人体和动物体内分子水平的变化，从而探究生物化学反应和生物过程发生的机制。

在药物研究中，分子影像学技术被广泛应用，可以帮助科学家评估药物的疗效和安全性，加速药物研发过程。

分子影像学技术的几种应用1.正电子发射断层显像术正电子发射断层显像术（PET）是一种通过测量放射性同位素的放射性衰减，来检测人体或动物体内分子的技术。

当放射性同位素被注射到体内时，它们会放射出正电子。

当正电子碰到体内的负电荷分子时，会释放出两个伽马光子，并且这两个光子是互相背向的。

接下来，这两个光子就可以被检测器探测到了，从而通过计算机还原出体内分子的分布情况。

在药物研究中，PET可以用来评估药物在体内的代谢和分布情况，帮助科学家预测药物的疗效和副作用风险。

2.单光子发射断层显像术单光子发射断层显像术（SPECT）是一种通过测量同位素的放射性衰减，来检测人体或动物体内分子的技术。

与PET不同的是，SPECT所使用的放射性同位素是放射性核素。

这种放射性核素具有事半功倍的效果，它能够诱发射出一束伽马光子，从而检测区域内的放射元素。

在药物研究中，SPECT可以用来评估药物在体内的代谢和分布情况，帮助科学家预测药物的疗效和副作用风险。

3.核磁共振成像核磁共振成像（MRI）是一种利用外部磁场和无线电波来探测人体或动物体内分子影响磁场的能力的一种技术。

在MRI中，人体或动物体内的分子会受到磁场的作用，从而发出无线电波信号。

这些信号被接收并处理后，就可以生成一张视觉化诊断图片。

在药物研究中，MRI可以用来评估药物的疗效和副作用，在药物研发的过程中发挥重要的作用。

4.计算机断层摄影计算机断层摄影（CT）是一种通过使用X射线来检测人体或动物体内分子的技术。

在CT中，人体或动物会被置于一台旋转的X射线机内，从而生成多个二维图片。

这些图片可以由计算机进行重建，从而生成一张三维视觉化诊断图片。

分子诊断

分子杂交箱
分子诊断学 Molecular Diagnostics
1.4 分子诊断学技术平台
2. PCR技术基础的DNA诊断阶段：特别是定量PCR和实时PCR的应用，既可检测宿主中的多种DNA和RNA病原体载量，亦可检测多基因遗传病细胞
中mRNA的表达量。
PCR ： The polymerase chain reaction 聚合酶链反应
分子诊断学 Molecular Diagnostics
1.2 分子诊断学产生的背景
分子医学产生：40年代末，Pauling及其同事发现镰形贫血病，分子疾病出现。
基因诊断时代来临标志：70年代末，美国科学院院士美籍华裔科学家Kan等应用液相DNA分子杂交成功地进行了镰形细胞贫血症的基因诊断。基因诊断技术的发展：70年，DNA测序技术产生，80年代中期聚合酶链反应（PCR）技术问世以及90年代初人类基因组计划启动。分子诊断学的成熟标志： 1999年11月，美国研究病理学会和分子病理学协会创刊出版了《The Journal of Molecular Diagnostics》杂志（/）。 2005年，Elsevier出版商出版Molecular Diagnostics。
分子诊断学 Molecular Diagnostics
1.3分子诊断学的研究对象和应用研究空间
1. 感染性疾病的分子诊断——病原微生物（病毒、病原菌、衣原体、螺旋体等）
2. 遗传疾病的分子诊断——分子遗传疾病（血友病、血红蛋白病、产前婴儿检查
3. 复杂疾病分子诊断——肿瘤、原发性高血压等 4. 采血输血和器官移植的分子诊断——DNA分型 5. 药物遗传的分子诊断
1.1 分子诊断学的定义和特点 1.2 分子诊断学产生背景 1.3 分子诊断学的研究对象和空间 1.4 分子诊断学技术平台 1.5 分子诊断学的重要意义 1.6 分子诊断学的发展和前景

《急诊影像学概论》课件

《急诊影像学概论》 ppt课件
目录
Contents
• 急诊影像学概述 • 急诊影像学检查技术 • 常见急诊疾病的影像学表现 • 急诊影像学诊断流程与规范 • 急诊影像学的未来发展与挑战
01 急诊影像学概述
急诊影像学的定义与重要性
定义
急诊影像学是利用影像技术手段对急症患者进行快速诊断和评估的学科。
MRI检查时间较长，费用较高，且对金属植入物患者存在禁忌症，因此在急诊应用中受到一定限
制。
US检查技术
US检查技术即超声检查技术，具有无创、无痛、无辐射等优点，广泛应用于腹部、心血管和浅表器官的检查。
US检查能够快速获取实时动态的图像，对急诊患者的初步诊断和病情评估具有重要作用。
US检查的局限性在于对深部组织和气体较多的部位成像效果较差，且对操作者的技术要求较高。
。
颅脑超声在某些情况下也可用于评估颅脑损伤的病情，如脑
室出血、脑脊液漏等。
急性腹部损伤影像学表现
急性腹部损伤是一种常见的急诊疾病，影像学检查对于评估病情和制定治疗方案具有重要意义。
CT检查对于进一步明确病因和评估腹腔脏器损伤程度具有较高价值。
X线检查是初步评估腹部损伤的重要手段，可发现腹腔游离气体、肠梗阻等异常表现。
重要性
为急症患者的及时诊断和治疗提供关键依据，提高救治成功率，降低病死率。
急诊影像学的发展历程
初期阶段
X线、超声等基础影像技术应用于急诊诊断。
发展阶段
CT、MRI等高级影像技术逐渐应用于急诊诊断，提高了诊断准确率。
当前阶段
人工智能、远程医疗等技术在急诊影像学中得到广泛应用，推动急诊影像学向智能化、精准化方向发展。

分子影像概论ppt课件

相关的基因型联系起来，从而使人们对于疾病的认
识以及诊断和治疗提高到一个崭新的水平。
Phenotype
Genotype
9
Labeled ligand
Protein metabolism
Ab receptor
Glucose metabolism
18F-FDG
Glut ASON
Amino acid metabolism gene probe
In Vivo Proof of Concept and Optimization
Memorial Sloan Kettering Cancer Center
22
23
基因与疾病相关性研究
Genes and disease-related research
特定基因区删除致基因突变物质
表现型与基因的关联
蛋白质结构、生化反应改变
插入特定段落的碱基配对
表现型
观察功能回复情况
分子影像学研究
24
Imaging of tumor suppressor gene
Control
Tumor
Control
Tumor
未治疗的肿瘤动物模型P53未激活
药物治疗后 P53激活
25
Radioimmunoimaging, RII
Normal saline 1 h 生理盐水1h
Normal saline 24 h Cyclophosphamide 1 h Cyclop. 24h 环磷酰胺1h 环磷酰胺24h 生理盐水24h
6 h after I.V. 99mTc-HYNIC-ANNEXIN V
30

核医学作业习题

绪论一、单项选择题1. 核医学的定义是( )。

A.研究放射性药物在机体的代谢B.研究核素在脏器或组织中的分布C.研究核技术在疾病诊断中的应用D.研究核技术在医学的应用及理论2. 1896年法国物理学家贝可勒尔发现了( )。

A.同位素B.放射性衰变C.人工放射性核素D.放射现象二、多项选择题1.临床核医学包括( )。

A.显像诊断B.体外分析C.核素功能测定D.核素治疗2. 临床核医学应用范围( )。

A. 应用于临床各器官系统B.仅显像诊断C.仅在内分泌系统应用D.临床诊断、治疗和研究三、名词解释1. 核医学(Nuclear Medicine)四、问答题1. 核医学包括的主要内容有哪些？第一章核医学物理基础一、单项选择题1.同位素具有( )。

A.相同质子数B. 相同质量数C. 相同中子数D. 相同核能态2. 5mCi等于( )。

A. 185kBqB.1.85MBqC. 185MBqD.18.5MBq3. 放射性活度的国际单位是( )。

A.居里(Ci)B.希沃特(Sv)C.戈瑞(Gy)D.贝可(Bq)4. 18F的中子数为是( )。

A.10B.9C.18D.365. 在射线能量数值相同的情况下内照射危害最大的是( )。

A.α射线照射B. β射线照射C.γ射线照射D.γ和β射线混合照射6. 原子核是由以下哪些粒子组成的( )。

A.中子和电子B.质子和核外正电子C.质子和中子D.质子和核外负电子7. 具有特定的质子数、中子数及核能态的一类原子，其名称为( )。

A.同位素B.原子核C.同质异能素D.核素8. 核衰变后质量数减少4，原子序数减少2，是哪类衰变( )。

A.β-衰变B.α衰变C.γ衰变D.β+衰变9. 剂量单位贝可勒尔是( )。

A.照射量的单位B.剂量当量的单位C.放射性活度的单位D.半衰期的单位10. 设某核素的物理半衰期为6h，生物半衰期为4h，该核素的有效半衰期是( )。

A.2.4hB.6/4 hC.4/6 hD.2 h E、9 h二、多项选择题1. 下列哪些是影响放射性核素有效半衰期的因素( )。

分子影像学进展及其应用

・学科交叉・分子影像学进展及其应用王霄英△(北京大学第一医院医学影像科,北京大学前沿交叉学科研究院功能成像研究中心,北京　100034)[关键词]诊断显像;分子生物学;分子探针[中图分类号]R445 [文献标识码]A [文章编号]16712167X(2007)0520555202 生物学的研究一直都是生命科学研究的重点,与医学科学紧密相连。

上世纪50年代以前的生物学研究,主要是研究生物个体组织、器官、细胞或亚细胞结构之间的相互关系。

50年代中期,随着DNA分子双螺旋空间结构的发现,生物学才真正开始了其揭开分子水平生命秘密的研究历程。

到上世纪70年代,重组DNA技术的发展又给人们提供了研究DNA的强有力的手段,于是分子生物学就逐渐形成了。

分子生物学是研究生物大分子之间相互关系和作用的一门学科,以遗传学、生物化学、细胞生物学等学科为基础,从分子水平上对生物体的多种生命现象进行研究。

分子影像学(molecular i m aging)是随着分子生物学的发展而逐渐出现并发展起来的,影像技术最早是分子生物学的研究方法之一,随着技术手段的逐渐完备和多样化,形成了自身的科学规律,进而成为分子生物学的一个分支学科。

分子影像学的定义是用影像技术在活体内进行细胞和分子水平的生物过程的描述和测量。

与经典影像诊断学不同,分子影像学探测的是疾病的分子异常,而不是对由这些分子改变所造成的最终结果———大体病理改变进行成像。

分子影像学是一个正在发展中的研究领域,远未达到成熟,现阶段主要研究内容是发展和测试新的工具、试剂在活体中进行特殊分子路径的成像方法,尤其对疾病发展过程中起关键作用的分子进行成像。

本文从分子影像学成像设备、探针及应用方面对这一新兴学科给予简要综述。

1　分子影像学常用成像技术分子影像学成像必需借助成像设备,不同的成像设备敏感性、分辨率、组织特异性不同,可相互补充,常用的分子影像学设备如下:111　光学成像光学成像无射线辐射,对人体无害,可重复曝光。

分子影像学综述

分子影像学综述
分子影像学是一种在生物体内探测生物分子过程的技术，包括核素、磁共振和光学影像等几种方法。

分子影像学能够在人体内非侵入性地直接对生物系统内各种分子过程进行实时观测和动态研究，是现代医学和生物学领域研究最前沿的技术之一。

分子影像学主要应用于分子诊断、分子病理学、分子药理学、药物分子动力学及药物代谢动力学研究等领域。

其中核素影像以其高灵敏度、高特异性和三维成像的特点，广泛应用于肿瘤、心血管、神经系统疾病等领域；磁共振成像由于具有高空间分辨率、精准的解剖结构定位和对不同的物理化学性质有较好的对比度，已成为分子影像学领域的重要手段；光学影像由于其特殊的光学和生物学特性，使得光学成像在分子影像学领域中有着独特的应用前景。

在未来，分子影像学还将有许多新的应用，例如基于光学影像技术，可以用于研究生物分子内部的微观结构和动态变化；基于核素影像技术，可以探测疾病前期的分子变化；基于磁共振影像技术，可以开展新型分子探测剂的筛选，从而展开全新的药物研发。

分子影像学的原理及临床应用

分子影像学的原理及临床应用一、分子影像学的概述•分子影像学是一种用于研究生物体内分子及其功能的影像学方法，通过检测和可视化分子的动态行为，揭示生命过程中的分子机制。

二、分子影像学的原理分子影像学主要依靠以下几种原理实现：1. 核磁共振成像（MRI）•原理：利用强磁场和无线电波对人体进行成像，通过检测核素在磁场中的行为以及其与周围环境的相互作用，获得各种组织或器官的高分辨率图像。

•应用：MRI在分子影像学中主要用于观察神经递质的变化、研究肿瘤的增殖过程等。

2. 正电子发射断层扫描（PET）•原理：利用放射性核素标记的药物，通过血液循环进入体内，放射性核素发生衰变时释放正电子，正电子与体内的电子相遇发生湮没，产生一对伽马射线，利用伽玛射线的辐射来进行成像。

•应用：PET在分子影像学方面主要用于观察代谢过程、鉴别肿瘤性病变等。

3. X射线计算机断层扫描（CT）•原理：通过X射线的透射与吸收，利用计算机重建出体内的断层结构，形成高分辨率的图像。

•应用：CT在分子影像学中主要用于检测肺结节、鉴别器官和组织等。

4. 单光子发射计算机断层扫描（SPECT）•原理：用放射性核素标记的药物，通过静脉注射进入体内，发出一束射线，被探测器探测到，形成一幅图像。

•应用：SPECT在分子影像学中主要用于心肌灌注显像、脑功能成像等。

三、分子影像学在临床应用中的意义•分子影像学在医学实践中具有重要的临床应用意义，其中包括以下几个方面：1. 早期疾病诊断•利用分子影像学的方法，可以更早地检测出疾病的存在，使得患者能够尽早接受治疗，极大地提高了疗效及生存率。

2. 疾病分期与评估•分子影像学可以观察疾病的发展进程，并评估疾病的严重程度，为制定合理的治疗方案提供了重要的依据。

3. 药物研发与评估•分子影像学可以帮助研发人员观察药物在体内的分布和代谢情况，评估药物的疗效和安全性，为药物研发提供重要参考。

4. 个体化医疗•通过分子影像学的方法，可以根据个体的分子水平信息，制定个体化治疗方案，提高治疗效果，降低不良反应的发生。

《分子影像介绍》课件

1 2 3
转化医学研究
加强转化医学研究，将实验室研究成果转化为临床实用的分子影像技术，提高疾病的诊断和治疗水平。
培训与教育
开展针对临床医生和研究人员的分子影像培训和教育活动，提高他们对分子影像技术的认识和应用能力。
制定行业标准与规范
制定分子影像技术的行业标准和规范，促进技术的标准化和规范化发展，推动其在临床的广泛应用。
详细描述
正电子发射断层扫描通过引入标记的短寿命放射性核素，检测其在体内的分布，从而反映器官或组织的代谢活性。该技术对于肿瘤、心血管疾病等疾病的早期诊断具有重要价值。
单光子发射计算机断层扫描
总结词
一种利用放射性核素标记的药物进行成像的技术。
详细描述
单光子发射计算机断层扫描通过注射放射性核素标记的药物，利用探测器检测药物在体内的分布和代谢，从而反映器官或组织的生理和病理状态。该技术广泛应用于心血管、肿瘤等疾病诊断。
《分子影像介绍》ppt课件
目录
• 分子影像概述 • 分子影像技术原理 • 分子影像在医学中的应用 • 分子影像的未来发展 • 结论
01
分子影像概述
定义与特点
定义
无创性
高分辨率
高灵敏度
分子影像是一种无创、无痛、无损的医学影像技术，通过高分辨率和高灵敏度的成像设备，对活体组织中的分子进行成像，以揭示生理和病理过程。
利用新材料、纳米技术等手段，开发具有更高灵敏度和特异性的新型分子探针，提高影像诊断的准确性。
将不同模态的分子影像进行融合，如光学、核医学、MRI等，以提供更全面、精准的疾病诊断信息。
影像设备升级与智能化
推动分子影像设备的技术革新，提高设备的空间分辨率、时间分辨率和灵敏度，同时实现智能化、自动化操作。

分子影像学在医学影像中的应用进展

分子影像学在医学影像中的应用进展摘要】随着分子生物学和计算机应用技术的发展,分子影像学技术已成为医学影像学以及相关临床和基础研究的一个新趋势。

随着人类基因组测序的完成和后基因组时代的到来，从核酸—蛋白质、蛋白质—蛋白质分子间的相互作用关系分析疾病的发病机理、疾病早期的生物学特征，为疾病发生的早期检测、预警、诊断和疗效评估提供新的方法与手段。

它的研究成果将为肿瘤和其他疾病的发病机理、临床诊断、病情监测和疗效评估的研究提供有效的新方法和新手段。

【关键词】分子影像学分子生物学人类基因【中图分类号】R319 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752（2012）01-0064-02近年来,分子影像学的出现与迅速进展,是现代医学影像学发展的里程碑式的事件[1-3].作为一种技术手段,分子影像学在生物体完好无损的环境下,在分子或细胞水平对生物过程进行可视化、定性、定量研究,所获得的数据,与常规研究手段所得到的数据比较,更加接近机体的真实情况[2]。

对病理过程的分子影像学研究,有望在早期疾病诊断和发现，从分子水平评价治疗效果等方面发挥重要作用。

分子影像学能够帮助我们在分子水平真正早期发现病变,及时干预,而不是在患者出现临床症状与体征之后。

传统医学影像诊断显示的是生物组织细胞病变的解剖变化，而分子影像学则着眼于生物组织细胞或分子水平的生理和病理变化，它不仅可以提高临床诊治疾病的水平，更重要的是有望在分子细胞水平发现疾病，真正达到早期诊断。

1 分子影像学成像原理及核心分子影像学融合了分子生物化学、数据处理、纳米技术、图像处理等技术，因其具高特异性、高灵敏度和图像的高分辨率，因此今后能够真正为临床诊断提供定性定位、定量的资料。

由此可见，分子影像学不再是一个单一的技术变革，而是各种技术的一次整合。

分子影像技术有三个关键因素，第一是高特异性分子探针，第二是合适的信号放大技术，第三是能灵敏地获得高分辨率图像的探测系统。

分子诊断学概论

分子诊断学概论一、分子诊断的基本概念与历史发展二、分子诊断的现状三、分子诊断的主要技术四、分子诊断的标准化与质量控制五、分子诊断的未来趋势分子诊断基本概念◆1953年，Watson和Crick提出了DNA双螺旋结构模型，为揭开人类生命现象的本质奠定了基础，标志着分子生物学的开端，也使得对疾病发病机制的认识从整体、细胞水平逐渐深入到分子水平◆分子诊断学（Molecular diagnostics），是以分子生物学理论为基础，利用分子生物学的技术和方法，研究人体内源性或外源性生物大分子和大分子体系的存在、结构或表达调控的变化，为疾病的预防、诊断、治疗和转归提供信息和依据的一门学科◆通常所称的基因诊断，指针对DNA或RNA的分子诊断技术临床检验诊断体外诊断（IVD ）报告，影响约70%临床决策影像学诊断临床诊断疾病的检验诊断核磁共振辅助检验B 超CT体格检查病史临床检验诊断（实验室检验诊断）临床体液、血液检验临床化学检验临床免疫、血清学检验临床微生物学检验（细菌室）临床细胞分子遗传学检验CT （computed tomography ，电子计算机断层扫描）临床检验诊断发展阶段发展阶段历史时期技术类型典型特征简单划分第一代早期细胞形态学检验诊断•以疾病的表型改变为依据•非特异、滞后•难以早期诊断传统的临床检验诊断学学科第二代1950年代生物化学检验诊断第三代1960年代免疫学检验诊断第四代1970年代末基因检验诊断 (分子生物学检验诊断)•以疾病基因为探测对象•特异、敏感•早期诊断、预测新型的临床检验诊断学学科分子诊断（临床分子生物学检验诊断）分子生物学医学检验（临床检验诊断）分子生物学（molecular biology）1953年Watson&Crick发现DNA双螺旋结构模型70年代以来，成为生命科学最具活力的学科前沿分子医学（molecular medicine）、基因诊断（genetic diagnosis）分子生物学理论和技术方法被应用于临床分子生物学与医学的交叉和渗透国际首例基因诊断1970年代末美籍华裔简悦威（Yuet Wai Kan）分子杂交技术，α地中海贫血、镰状红细胞贫血我国基因诊断里程碑1984年，上海市儿童医院曾溢滔点杂交技术，α地中海贫血，发表在《Lancet》•以基因突变位点 (导致单基因遗传病) 为靶标第一代•核心技术：DNA或RNA分子杂交技术•以基因组特异性核酸序列 (DNA、RNA) 为靶标第二代•核心技术：Sanger测序技术、PCR技术•以基因组特异性核酸序列、蛋白质分子为靶标第三代•核心技术：生物芯片技术(高通量)•以基因组特异性核酸序列、蛋白质分子、代谢物为靶标第四代•核心技术：新一代测序技术、质谱技术分子诊断生物标志物◆核酸序列信息•个体差异基因：微卫星、SNP、mtDNA等•病原体基因组：病毒、细菌、真菌等•基因转录水平：mRNA、microRNA、lncRNA、circRNA、cfRNA等◆核酸序列变化•染色体变异：T21、T18、T13、CNV等•基因突变：点突变、插入/缺失突变、倒位突变、重复突变等◆核酸修饰•DNA甲基化•RNA甲基化◆蛋白质表达水平、修饰◆代谢产物、多糖链和脂质分子分子诊断学任务、特点、辨别◆任务•利用基础医学和生命科学的理论和方法，研究疾病发生和发展的分子机制•确定在疾病过程中特异的分子标志物•建立分子标志物的临床检验方法和评价体系•建立分子生物学检验的质量控制◆特点•主要是直接以疾病基因为探查对象，属于病因学诊断•对基因的检测结果不仅具有描述性，更具有准确性•可准确诊断疾病的基因型变异、基因表型异常以及由外源性基因侵入引起的疾病◆辨别•临床分子生物学检验技术=临床分子诊断技术•分子诊断VS基因诊断•分子诊断学包括：核酸诊断（DNA/RNA）、蛋白质检测诊断等分子诊断学概论一、分子诊断的基本概念与历史发展二、分子诊断的现状三、分子诊断的主要技术四、分子诊断的标准化与质量控制五、分子诊断的未来趋势医疗机构临床检验项目（2013版）临床体液、血液专业临床化学检验专业临床免疫、血清学专业临床微生物学专业临床细胞分子遗传学专业哪些专业含有基因诊断项目？临床免疫、血清学专业（摘录）序号项目名称1甲型肝炎病毒(HAV)RNA检测2乙型肝炎病毒(HBV)DNA测定3乙型肝炎病毒(HBV) YMDD变异检测4乙型肝炎病毒(HBV)前核心变异检测5乙型肝炎病毒(HBV)核心变异检测6乙型肝炎病毒(HBV)基因分型测定7丙型肝炎病毒(HCV)RNA测定8丙型肝炎病毒(HCV)分型9丁型肝炎病毒(HDV)RNA测定10庚型肝炎病毒核糖核酸定性(HGV-RNA)测定11戊型肝炎病毒(HEV)RNA测定12弓形体核酸测定13风疹病毒RNA测定14巨细胞病毒(CMV)DNA测定15水痘—带状疱疹病毒核酸测定16人乳头瘤病毒(HPV)基因检测17呼吸道合胞病毒核酸测定18流行性出血热病毒核酸测定19EB病毒核酸测定20副流感病毒核酸测定21人轮状病毒核酸测定22狂犬病毒核酸测定23乙型脑炎病毒核酸测定序号项目名称26柯萨奇病毒核酸测定27森林脑炎病毒(TBE)核酸测定28甲型流感病毒核酸测定29乙型流感病毒核酸测定30SARS冠状病毒核酸测定31BK病毒核酸测定32禽流感病毒核酸测定33埃可病毒核酸测定34西尼罗河病毒核酸测定35斑疹伤寒杆菌核酸测定36布氏杆菌核酸测定37结核分枝杆菌核酸测定38脑膜炎奈瑟菌核酸测定39幽门螺杆菌核酸测定40淋球菌核酸测定41嗜肺军团菌核酸测定42肺炎支原体核酸测定43生殖道支原体核酸测定44解脲脲原体核酸测定45肺炎衣原体核酸测定46鹦鹉热衣原体核酸测定47沙眼衣原体核酸测定48立克次体核酸测定临床细胞分子遗传学专业（摘录）序号项目名称备注1利用Southern blot分子杂交技术的白血病融合基因检查包括血友病A、血友病B、血菅性血友病、其它凝血因子缺陷症基因分析2利用Southern blot分子杂交技术的白血病融合基因检查1、 Ph染色体的分子杂交检查2、 RARA基因的分子杂交检查3、 AML1基因的分子杂交检查4、 E2A基因的分子杂交检查5、 MLL基因的分子杂交检查3利用RT-PCR或real time PCR技术的白血病融合基因检查1、Bcr-abl融合基因检查2、 AML1－EVI1融合基因检查3、 PML-RARA融合基因检查4、 DEK－CAN融合基因检查5、 AML1-MTG8融合基因检查6、 E2A－PBX1融合基因检查4单基因遗传病基因突变检查包括:1、进行性肌营养不良基因突变检查2、遗传性舞蹈病的基因突变检查3、其它5遗传性凝血因子缺陷症基因突变包括：1、血友病A的基因突变检查2、血友病B的基因突变检查3、混合型血友病的基因突变检查6α地中海贫血的基因突变检查7β地中海贫血的基因突变检查8苯丙酮尿症的基因突变检查9HLA低分辨基因分型检查10HLA高分辨基因分型检查序号项目名称备注12SRY的基因检查13P53基因的基因突变检查14K-Ras基因的基因突变检查15视网膜母细胞瘤RB1基因的基因突变检查16家族性乳腺癌基因的基因突变检查包括：1、BRCA1基因的基因突变检查2、BRCA2基因的基因突变检查3、其它17多发性内分泌腺瘤RET基因的基因突变的检查18遗传性非息肉性大肠癌的基因突变检查1、hMLH1基因的基因突变检查2、hMSH2基因的基因突变检查3、PMS1基因的基因突变检查4、PMS2基因的基因突变检查19遗传性大肠癌微卫星不稳定性(MSI)的基因检测20大肠癌易感基因的基因检测1、APC基因的基因检测2、DCC基因的基因检测21用于病毒、细菌用药指导的基因检测1、拉米夫定用药指导的基因检测2、结核病用药指导的基因检测3、肠球菌耐万古霉素用药指导的基因检测22用于化学药物用药指导的基因检测1、硝酸甘油用药指导的基因检测2、5-氟尿嘧啶用药指导的基因检测P450家族代谢酶基因的基包括CYP2C9、CYP2C19、CYP2D6、全国医疗服务项目技术规范（2023年版）◆检验+病理诊断项目合计1818项，增加了近60%，成为了11个大类中新增比例最高的板块实验室自建检测项目 (LDT)2022年12月《国家药监局综合司国家卫生健康委办公厅关于开展医疗机构自行研制使用体外诊断试剂试点工作的通知》，试点医疗机构包括：北京协和医院、北京医院、中日友好医院、中肿、阜外医院、北大一院等6家医院LDT（Laboratory developed test，实验室自建检测项目）感染领域：临床病原体检测方法微生物学检测：病原体培养/涂片病原体颗粒检测免疫学检测：检测血清学标志Ag、Ab分子诊断：检测DNA/RNA•耗时长•阳性率低•难培养•简便、快速•适于大规模筛查•可定性/定量检测•存在“窗口期”问题•不能早期诊断•灵敏度较低•快速、高通量•灵敏、特异•早期（缩短窗口期）•可分型•检测病原体突变•检测耐药基因•治疗监测病原体分子诊断检测病原体是否存在病原体分型（包括亚型）耐药基因检测相关的人类基因多态性检测标本类型外周血有核细胞血清血浆组织器官体液分泌物排泄物适宜分子诊断病原体类型难培养的如CT 、MG 、病毒培养较慢的如TB镜检容易弄错的如NG 、阴道毛滴虫免疫交叉反应较多的如CT 需要分型的如HPV 、HSV胞内病原体如衣原体、支原体、病毒CT （Chlamydia trachomatis ，沙眼衣原体）MG （Mycoplasma genitalium ，生殖支原体）TB （Mycobacterium tuberculosis ，结核分枝杆菌）NG （Neisseria Gonorrhoeae ，淋病奈瑟菌）HPV （human papillomavirus ，人乳头瘤病毒）遗传领域：镰状红细胞贫血症◆红血球不正常带来严重后果，问题在于血红蛋白ß链一个谷氨酸残基变成了缬氨酸残基◆常染色体隐性遗传病•基因点突变•Mst II 限制性内切酶位点改变•RFLP技术：酶切+电泳胚胎着床前分子诊断◆取1-2个囊胚期细胞进行基因诊断，从而将人类的遗传缺陷控制在最早期阶段无创产前诊断（NIPT ）19972008卢煜明发现母体外周血中存在胎儿游离DNA高通量测序分析胎儿游离DNA 用于唐氏综合征筛查2009中国开始NIPT 临床试验2011中国、美国开始NIPT 临床服务2012美国妇产科协会推荐高危人群进行NIPT 201520172016中国无创单病开始临床应用卫计委推出NIPT 临床应用指南美国多种单基因疾病NIPT 临床服务2022美国妇产科协会推荐全人群进行NIPT国家药监局发布NIPT 注册指南◆胎儿游离DNA ◆高通量测序肿瘤领域：肿瘤靶向治疗◆高通量测序为主循环肿瘤DNA（ctDNA）年份事件1948血中游离DNA的发现1965肿瘤与血中游离DNA的相关性1966-1973系统性红斑狼疮等疾病患者血中游离DNA水平增高1977血中游离DNA水平与肿瘤病程及疗效相关1989发现血中游离DNA与原发肿瘤突变相似1994-1999更多证据表明血中游离DNA与原发肿瘤基因突变的一致性1997孕妇血中胎儿DNA的发现1998移植器官核酸可称为游离核酸成分的发现2000-2010游离DNA与多种疾病的诊断和预后相关2010游离DNA致癌性的确定ctDNADNA文库构建捕获扩增DNA&质控富集效率高通量测序和数据分析个体化用药领域：药物基因组药物作用靶点相关基因药物代谢相关基因药物副作用相关基因药物相关基因◆P53：50%以上人类肿瘤会发生p53基因突变◆BRCA1和BRCA2：乳腺癌易感基因1和2◆EGFR：表皮生长因子受体，细胞增殖和信号传导功能◆细胞色素P450超家族：人体内最大的药物代谢系统分子诊断学概论一、分子诊断的基本概念与历史发展二、分子诊断的现状三、分子诊断的主要技术四、分子诊断的标准化与质量控制五、分子诊断的未来趋势DNA->RNA->蛋白质->代谢产物◆基因(产物) 修饰•甲基化•乙酰化•磷酸化◆代谢及代谢调控分子诊断主要技术1. 分子杂交技术•遗传性疾病的基因诊断2. PCR技术•感染性疾病的基因诊断3. 生物芯片技术•复杂性疾病的基因诊断4. 基因测序技术•复杂性疾病的基因诊断5. 质谱技术•核酸质谱、蛋白质组学6. 人工智能辅助•AI辅助的分子诊断（AI+）1. 分子杂交技术杂交类型检测目的及范围Southern印迹杂交经凝胶电泳分离且转移至膜上，DNA分子Northern印迹杂交经凝胶电泳分离且转移至膜上，RNA分子菌落杂交固定在膜上，经裂解从细菌释放，DNA分子斑点杂交固定在膜上，DNA或RNA分子原位杂交（FISH）细胞或组织中，DNA或RNA分子液相分子杂交在溶液中，DNA或RNA分子，引入磁珠2. PCR技术◆痕量核酸模板体外扩增，提高了检测灵敏度和反应特异性•1971年，Korana提出核酸体外扩增的设想•1985年，Mullis发明聚合酶链反应，Klenow片段•1988年，Keohanog，T4DNA聚合酶•1988年，Saiki，TaqDNA聚合酶•1993年，Mullis因聚合酶链反应技术获得诺贝尔奖荧光定量PCR 技术◆也称为real-time PCR ，实现了核酸的实时定量检测◆Log 浓度与循环数呈线性关系，根据达到阈值的循环数计算样品所含模板量•荧光染料：SYBR green•荧光探针：Taqman 、molecular beacon 、复合探针•举例：新冠病毒检测荧光强度---循环数曲线初始模板量对数---Ct 循环数标准曲线10410310610510210数字PCR技术◆dPCR，又称为单分子PCR，近年来迅速发展起来的绝对定量PCR技术◆不依赖于扩增曲线的循环阈值进行定量，不受扩增效率的影响，也不必采用看家基因和标准曲线，具有很好的准确度和重现性，可以实现绝对定量分析3. 生物芯片技术◆广义指在微小空间中能够高通量处理或分析生物相关物质的集成式技术◆狭义指微阵列芯片技术，将大量基因探针／基因片段／蛋白／多肽，按特定的排列方式固定在支持物表面上，实现高通量处理或分析功能•固相芯片（玻片、硅片、塑料等）、液相芯片（微珠）•特点：高通量、微型化、自动化微流控芯片技术◆Microfluidics 技术，指的是使用微管道（尺寸为数十到数百微米）处理或操纵微小流体（体积为微升到纳升）的系统所涉及的科学和技术，是一门涉及化学、流体物理、微电子、新材料、生物学和生物医学工程的新兴交叉学科◆也被称为芯片实验室（lab on a chip ）和微全分析系统（micro-total analytical system ），具有微型化、集成化等特征优势集成小型化与自动化样本量需求少试剂消耗少高通量污染少不足缺规范与标准技术难度不低生产成本较高开发周期较长4. 基因测序技术◆核酸测序技术，是分子诊断中基因序列确定的金标准ABI Prism310 1986年Roche 4542005年Illumina GA2006年ABI SOLiD2007年Helicos HeliScope2008年PacBio RS2010年ONT MinION2013年第一代（Sanger）第二代（NGS）第三代第四代或合称第三代（TGS）Sanger测序和NGS测序双脱氧末端终止法可逆终止、边合成边测序法单分子测序技术◆SMRT单分子实时合成测序技术，零模波导孔，荧光◆纳米孔单分子测序技术，纳米孔，电信号5. 质谱技术质量分析器离子源检测器多肽离子化真空环境获得质谱图进样系统引入样品根据荷质比分离离子检测记录离子信号计算机数据处理系统◆离子源•电子电离•快原子轰击离子化（FAB)•电喷雾离子化（ESI ）•基质辅助激光解析离子化（MALDI)◆质量分析器•四极杆质谱（直流电极+射频电极，共4组）•飞行时间质谱（TOF)•离子阱质谱◆离子源与质量分析器组合•MAIDL-TOF-MS （基质辅助激光解析电离飞行时间质谱）•ESI-四极杆MS •ESI-串联MS6. AI辅助分子诊断◆AI+自动化流水线（包含分子诊断）•打通从标本到检验到临床的数据通路•及时准确地将“标本信息”转化为“检验数据”•再将“检验数据”转化为“临床诊疗信息”•大幅提高实验室咨询服务能力•医学检验工作向着更精准、高效的方向发展分子诊断学概论一、分子诊断的基本概念与历史发展二、分子诊断的现状三、分子诊断的主要技术四、分子诊断的标准化与质量控制五、分子诊断的未来趋势临床分子诊断方法性能评价◆定量检测方法和程序的分析性能验证内容，至少应包括准确度、精密度、可报告范围等◆定性检测项目验证内容，至少应包括检出限及符合率等，验证结果应经过授权人审核分子诊断存在的问题及原因◆假阳性问题◆假阴性问题◆重复性问题•同一实验室不同批次间重复测定，结果存在差异•不同实验室对同一标本检测，结果存在差异◆检测对象的多态性◆标本采集◆诊断试剂方法•准确性•特异性•检测限•检测范围•重复性•稳定性◆微量反应体系◆测定操作 (人员素质)◆仪器设备的维护校准 (定期)◆数据处理及结果报告个体差异样本量差异检测平台差异样本采集差异样本保存、运输差异分子诊断技术监管◆申请获批医疗器械证，有严格的管理•项目报批：卫健委批准•实验室：通过验收，定期校验仪器与器材•试剂：国家食品药品监督管理局（NMPA）批准•工作人员：经过培训，持证上岗•质量控制：室内质量控制（IQC），室间质量评价（ EQA）◆LDT？国内正在摸索监管➢推荐“微专业-体外诊断与大数据分析”，《体外诊断产品注册与监管》，由项光新、李伟、连国军等老师授课国家如何监管医疗器械NMPA产品上市许可制度企业医疗器械生产企业许可国家机构法规生产质量管理规范规范性文件法律规章法规不良事件检测和报告医疗器械召回稽查局、法规司省和县级药监器械司、注册司质量监督机构技术审评机构分子诊断学概论一、分子诊断的基本概念与历史发展二、分子诊断的现状三、分子诊断的主要技术四、分子诊断的标准化与质量控制五、分子诊断的未来趋势将成为本世纪检验医学的主导技术◆应用面更广：扩展到复杂性疾病，检测未知病原体◆使用更便捷：自动化、智能化、普及化◆诊断更准确：致病根源、致病机制，定性->定量◆诊断更早期：早发现、早治疗，诊已病->诊未病•病原体的确认和定量、分型、耐药性检测1. 感染性疾病分子诊断•对遗传病进行确诊、分型和早期诊断2. 遗传病分子诊断•肿瘤的早期诊断、分型和伴随诊断3. 肿瘤分子诊断•药物基因组学、用药指导4. 个体化用药指导•公共卫生、器官移植、个体识别、基因治疗5. 其他领域美国《2030年全球趋势》未来分子诊断学的准确性将促使医疗体系变革基因检测方法将加速疾病诊断，同时帮助医师确定个性化最佳治疗方案感染领域：病原体检测⚫国内总体：年均非新冠的标本量约为1亿例⚫常规感染样本量：约为9000万例/年⚫危重感染样本量：约为1000万例/年，多数病原不明WHO 公布2019年全球十大健康威胁，与感染密切相关有6个：流感、耐药、埃博拉、登革热、艾滋病、疫苗犹豫临床宏基因组测序遗传领域：人类基因组临床应用Collins, FS & McKusick VA. Implications of the Human Genome Project for medical science. JAMA, 2001, 285: 540-554.单基因病无创产前筛查◆利用母体外周血中的胎儿游离DNA 的进行分子生物学检验，开展无创性性产前诊断，取代羊膜穿刺或采集绒毛进行无创性产前诊断方法8000病种多1%发病率高20%致死率高治疗方式少1%努南综合征1:2500 -1:1000Rett综合征（女性）1:23000 -1:10000Kabuki 综合征1:32000致死性骨发育不良1:10000-1:5000CHARGE 综合征1:15000 -1:8500软骨发育不全1:10000结节性硬化1:5,800马凡综合征1:10000 -1:5000单基因病占总出生缺陷的22.2%（染色体10%）复杂性疾病诊断。

核医学与分子影像技术教学设计

教学目标与预期成果
教学目标
使学生掌握核医学与分子影像技术的基本理论和实践技能，了解其在临床中的应用价值，培养学生的创新思维和解决问题的能力。
预期成果
学生能够独立完成核医学与分子影像技术的常规检查和分析，具备一定的科研能力和临床实践能力，为未来从事相关领域的工作打下基础。
02
核医学基础知识
目的
培养学生掌握核医学与分子影像技术的基本理论和实践技能，为未来从事相关领域的研究和临床工作打下基础。
教学内容与方法概述
教学内容
包括核医学与分子影像技术的基本原理、仪器设备、检查方法、临床应用等方面的知识。
教学方法
采用理论讲授、实践操作、案例分析等多种教学方法相结合，注重学生的实践能力和创新思维的培养。
核医学与分子影像技术教学设计
汇报人：XX 2024-02-06
• 引言 • 核医学基础知识 • 分子影像技术及其应用 • 教学实践与案例分析 • 课程考核与评价标准 • 教学反思与改进建议
01
引言
教学背景与目的
背景
核医学与分子影像技术是医学领域的前沿技术，对于疾病的早期诊断和治疗具有重要意义。
综合素质表现评价
01
学生对核医学与分子影像技术的兴趣、态度和积极性；
02
学生在课程学习过程中的参与度、合作精神和创新意识；
03
学生的沟通能力、批判性思维和解决问题的能力。
06
教学反思与改进建议
学生对课程内容的反馈意见收集
01
定期开展问卷调查，了解学生对课程内容的兴趣点、难点和疑惑。
02
通过课堂互动、小组讨论等方式，鼓励学生提出意见和建议。
病例分析思路与方法指导

分子影像学概论PPT

• 同时医学影像技术经历了:结构成像、功能成像和分子影像三个阶段的发阶段逐渐成熟起来。
• 在此基础上形成以分子生物学与不断创新的现代医学影像技术相结合在分子及基因水平诊断和指导疾病治疗的模式-----分子影像学。
4
5
分子影像学早期定义为应用影像学方法在细胞和分子水平对活体内状态下的生物过程进行定性及定量研究。
疗 “The right patient, right time, the right treatment”
68
Example 1
• Recurrent sternal lesion • ER+ primary • Recurrent Dz strongly FES+
Example 2
• Newly Dx’d met breast CA
6
最新定义
• 随着对分子影像学认识的不断发展，认为分子影像学是在分子水平上进行无损伤的实时成像，了解体内特异性基因或蛋白质表达的部位、水平、分布及持续时间的新兴交叉学科，能直接或间接监控和记录分子或细胞事件的时间和空间分布。
7
8
医学影像技术发展
9
19-20世纪
10
20世纪90年代
内分泌治疗
监测疗效提高氧含量多药耐药
67
个体化医疗
乳腺癌
精准医疗
分子
ER/PR
分型
原发+ 转移+
原发+ 转移-
HER2+
EGFR
ER- PRHER2-
(triple negative breast cancer, TNBC)
诊疗
内策
精
准治
合适病人？合适时间？合适方法？

分子核医学与分子影像概论

主要研究内容
一、代谢显像基础：
葡萄糖代谢
临床应用：
a、肿瘤疾病的应用 b、脑代谢 c、心肌细胞活性研究
原理
Glucose
18F-FDG
已糖激酶 Cell
G-6-P
18FDG-6-P
CO2 + H2O
滞留在细胞内
葡萄糖代谢
正常

TIA
癫痫发作期显像
图9-15 MIBI-FDG心肌存活（彩图）.tif
四、放射免疫显像
基础：标记单克隆抗体与靶抗原特异性结合应用：肿瘤特异性显像
五、调亡显像主要是通过对活体组织的凋亡细胞进行观测。
分子核医学的主要技术问题
1、分子生物技术 2、放射性药物的研究 3、核素标记技术的研究 4、显像仪器分辨率的改善
分子影像
基本定义：分子影像：应用影像学对发生在分子和细胞水平的生物过程改变进行成像和量化的技术本质：功能影像
3、MRI分子成像 4、超声分子影像
分子核医学与分子影像概论
核医学科裴之俊
基本概念
分子核医学是应用核医学的示踪技术从分子水平上认识疾病，阐明病变组织细胞受体密度与功能活动的变化、基因的异常表达与报告基因、生化代谢变化及细胞信息传导等，为临床诊断、治疗和医学研究提供分子水平信息。
• 理论基础：分子识别 • 本质：放射性药物与靶器官或靶组织特异性结合 • 典型特点：功能性显像
分子影像技术基础： a、选择合适的结合靶点 b、特异性结合、高亲和力的配体 c、灵敏度高、分辨率好的成像仪器
发展前沿
1、CT与分子影像技术支持：图像融合技术 SPECT/CT、PET/CT
2、荧光分子成像技术基础：光学成像与内镜技术结合研究方向： a、肿瘤疾病 b、亲梗死荧光显像 c、细胞分子生物影像

浅谈分子影像学技术

科技信息基础理论研讨随着计算机技术和分子生物学技术的不断发展,医学影像已经从传统影像进入到分子影像的时代。

分子影像是将先进的影像技术与分子生物学技术、生物化学、生物物理学、生物工程学、计算机信息处理技术和医学影像等多门学科互相融合,运用影像学手段显示组织水平、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,对其生物学行为在影像方面进行定性和定量研究，在分子水平进行成像的一门边缘学科。

分子影像诊断疾病具有高度的灵敏度和特异性,对于临床治疗具有个性化指导价值。

分子影像学属于分子医学,广义上讲,所有在分子水平研究疾病发生和发展过程的影像都属于分子影像。

狭义上讲,分子影像是指在DNA、RNA和蛋白质水平研究疾病的发生和发展的过程。

经典的影像诊断(CT、MRI等)主要显示的是一些分子改变的终效应,具有解剖学改变的疾病；而分子影像学通过发展新的工具、试剂及方法,探查疾病过程中细胞和分子水平的异常,在尚无解剖改变的疾病前检出异常,为探索疾病的发生、发展和转归,评价药物的疗效,为分子水平疾病的治疗开启了一片崭新的天地。

影像医学发展到现在逐渐形成了3个主要的阵营：(1)经典医学影像学：以X线、CT、MRI、超声成像等为主,显示人体解剖结构和生理功能；(2)以介入放射学为主体的治疗学阵营(3)分子影像学：以MRI、PET、光学成像及小动物成像设备等为主,可用于分子水平成像“三者是紧密联系的一个整体,相互印证,相互协作”。

以介入放射学为依托,使目的基因能更准确到达靶位,通过分子成像设备又可直接显示治疗效果和基因表达。

相对于经典医学影像学以常规B超、CT、MRI等体内解剖结构显示方法而言,分子影像学，特别是PET技术(正电子发射体层成像术),使用适当的放射性核素,标记核酸、受体、酶、基因探针等生物分子,直接显示疾病的分子机制,是功能影像学的杰出代表。

目前最为常用的分子影像学技术有核医学成像技术，尤以PET的分子显像研究最具活力。