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在正常情况下，心脏的主要能量代谢底物为脂肪酸，但当各种原因引起血浆脂肪酸浓度降低时，葡萄糖的氧化利用则成为心脏的主要能量来源。正常人禁食状态下，由于血浆葡萄糖水平下降，正常心肌能够减少利用甚至停用葡萄糖，转而增加利用游离脂肪酸进行氧化以维持能量的需要，因此，心肌摄取18F-FDG减少，显像不清，而脂肪酸代谢显像则清晰；在葡萄糖负荷下（进餐后），血浆葡萄糖和胰岛素水平上升，血浆脂肪酸水平降低，则心脏主要利用葡萄糖作为能源物质，因此，心肌葡萄糖代谢显像清晰。
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心肌缺血患者在禁食和运动状态下，由于缺血心肌的氧供应随血流减少而减少，耗氧量较大的游离脂肪酸β氧化受到限制，需氧较低的葡萄糖氧化和甚至不需氧也能进行的糖元酵解仍可进行，葡萄糖成为缺血心肌的唯一能量来源。禁食状态或葡萄糖负荷后坏死心肌均不摄取FDG。葡萄糖负荷后，缺血但仍存活的心肌以及正常的心肌可摄取FDG。在心肌灌注减低节段，葡萄糖负荷后FDG显像显示相应节段FDG摄取正常或相对增加（灌注—代谢不匹配），标志着心肌细胞缺血但仍然存活，反之，在不可逆性损伤的心肌节段，组织中葡萄糖的利用与血流量呈平行性降低，相应节段FDG摄取减低（灌注—代谢匹配）标志着心肌细胞不再存活。在两种显像方法中，其基本的血流—代谢显像模型有三种：一是血流与代谢显像的放射性分布都是均匀的，提示为正常；二是心肌灌注显像与18F-FDG分布均为缺损，呈血流—代谢匹配影像，为心肌疤痕和不可逆损伤的标志；三是血流灌注减低，而18F-FDG为正常分布或相对增加，这种血流—代谢不匹配模型，提示心肌存活。18F-FDG存在两方面的局限性：一是心肌对FDG的摄取与饮食状态有关；二是它只反映了葡萄糖代谢的首始过程。如在糖尿病患者，18F-FDG鉴别坏死与存活心肌有一定困难。即使在常用胰岛素或口服降糖药的情况下，灌注和收缩功能正常的心肌在有或无葡萄糖负荷时都可能不摄取FDG。
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3．82Rb显像估计心肌存活
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应用82Rb心肌动态显像结合动力学分析也可以估计心肌活性。82Rb静脉注射后能迅速被正常和存活的心肌提取和贮留，而82Rb从坏死心肌的清除非常迅速因而导致局部的缺损，通过对心肌组织的动态显像观察，了解心肌的摄取与清除过程，可以作为心肌存活的重要标志。
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4．心肌乏氧显像
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乏氧显像能直接提供组织低氧但存活的证据，乏氧显像不仅能用于心肌梗死的早期诊断，还能迅速区分存活、缺血和梗死心肌，为临床诊断和治疗决策提供重要的信息。放射性核素标记的硝基咪唑（nitroimidazole）能弥散通过细胞膜并在细胞浆中还原成基团形式。当细胞内氧丰富时，硝基咪唑则对基团阴离子起反应，产生超氧化物和无变化的硝基咪唑，然后弥散至细胞外；当细胞内缺氧时，不能产生再氧化，此时，硝基咪唑基团阴离子进一步还原成硝基化合物形式，并与细胞内的聚合分子呈不可逆性共价结合而滞留在细胞内。因此，利用放射性核素标记的硝基咪唑滞留于乏氧组织中可以进行显像。目前，研究的乏氧显像剂主要有99mTc-PnA02硝基咪唑和99mTc-HL91(99mTc-BnAO)，尤其是后者显像效果更佳。
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三、动脉粥样硬化斑块显像的实验研究
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动脉粥样硬化性疾病是我国常见疾病，早期诊断动脉粥样硬化对于心脑血管疾病的预防、诊断、治疗和改善预后都有着重要价值。现有手段如血管造影、磁共振显像、CT血管造影等对动脉粥样硬化有一定的诊断价值，但这些仅依靠形态学改变的诊断手段只有在粥样斑块足够大、血管狭窄达到一定程度时才能显示其检查意义，而对早期发现以代谢紊乱为特征的动脉粥样硬化有其固有的局限性。随着对冠心病研究的深入和认识观念的改变，现在认为心肌梗死及不稳定性心绞痛的发生，主要是由于富含脂质的斑块破溃而不是冠状动脉堵塞。因此，寻找一种无创伤性的早期检测动脉粥样硬化斑块（atherosclerotic plaque）的手段，以便早期采取必要措施，控制动脉粥样硬化的进一步发展已成为现代医学亟待解决的重大问题。
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利用核素标记的参与动脉粥样硬化形成的中间物质来进行显像为早期发现动脉粥样硬化提供了可能。通过显像方法无创性地检测斑块的数量、进展程度、分布和组成（如泡沫细胞密度、脂质沉积和平滑肌细胞增殖程度），从而区分稳定性斑块与即将破溃和不稳定性斑块，早期预测心脑血管事件的发生，为血管再通治疗提供最直接的依据。
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动脉粥样硬化形成的主要环节包括脂质渗透、细胞侵入与增殖、血栓形成。动脉粥样硬化斑块的主要成分有三种：一是细胞成分包括平滑肌细胞、巨噬细胞和淋巴细胞；二是结缔组织包括胶原、弹力纤维和糖蛋白；三是细胞内外沉积的脂质，主要为低密度脂蛋白（LDL)。冠状动脉粥样硬化斑块的不稳定性程度主要取决于巨噬细胞的含量。近20年来，国内外许多学者已根据动脉粥样硬化形成过程的某些分子和细胞进行了放射性核素显像剂的试验（见表14-1），主要有核素标记低密度脂蛋白、免疫球蛋白、多肽、内皮素衍生物、Ap4A及代谢显像剂18F-FDG等，而核素标记低密度脂蛋白、免疫球蛋白实验结果不甚理想。
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表14-1 实验研究的动脉粥样硬化斑块显像剂
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（一）多肽类药物
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由于IgG和脂蛋白是大分子物质，所以从血液清除缓慢。与此相反，多肽是小分子（通常只有10～20个氨基酸序列），血液清除快，靶／非靶比值高，注射药物后数分钟即可成像。现已有两类多肽对动脉粥样硬化斑块显像具有应用前景：即基于LDL上apo-B的多肽和血管内皮素衍生物。
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其中SP4是LDL apoB上的一段18个氨基酸的多肽，在参与调节细胞内胆固醇水平方面起重要作用，且与斑块结合并不通过LDL受体途径，因而与斑块结合特异性比LDL高。SP4具有分子量小、血液清除快、穿透力强的特点。碘标SP4的动物模型研究已显示良好的结果，在体内有较高的靶／非靶比值，成像迅速，经微观放射自显影证实SP4与斑块内的泡沫细胞结合。在SP4的基础上又发展出99mTc-P199和99mTc-P215等锝标记多肽。此外，内皮素是来源于内皮细胞的一种生长因子，能刺激平滑肌细胞分裂、增殖，其释放激活可能继发于内皮损伤。放射性碘标内皮素1可聚集于实验性动脉粥样硬化病变部位，但内皮素1是一种血管活性肽，超过生理浓度时有明显的血管毒性作用，并且碘标内皮素1在动物实验中靶／非靶比值低，所以并不适宜动脉粥样硬化斑块显像。内皮素衍生物99mTc-ZK167054是内皮素上的一段与内皮素A、B受体结合的多肽经修饰而来，在实验动脉粥样硬化模型上15min即可清晰成像，靶／非靶比值达6.8左右，并且其聚集量与平滑肌细胞数量有良好的相关性。内皮素衍生多肽ZK167054不仅分子量小、血液清除快，而且多肽序列中含有能螯合99mTc的半胱氨酸，所以用99mTc标记方便迅速，有良好的应用前景。
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（二）代谢显像
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传统的SPECT的分辨率只有1.0～1.5cm，而PET的分辨率则可达4～5mm，为动脉粥样硬化斑块显像提供了更好的技术条件。18F-FDG被广泛地应用于评估心、脑、肿瘤的葡萄糖代谢率。研究表明，肿瘤内巨噬细胞对脱氧葡萄糖的摄取率远高于肿瘤细胞本身。而动脉粥样硬化斑块富含巨噬细胞，所以FDG PET显像有可能用于动脉粥样硬化斑块的诊断。研究显示，FDG在实验性动脉粥样硬化斑块有显著的浓聚，并且组织病理数据显示斑块内FDG摄取量与巨噬细胞数量有良好的相关性。FDG血液清除快，注射30min后即有很高的靶／非靶比值，从而可获得高质量的FDG PET像。
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（三）ADP类似物
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ADP介导的血小板聚集，在动脉粥样硬化斑块和动脉血栓的形成过程中起着重要作用。近年，99mTc标记的ADP竞争性类似物四磷酸二腺苷（Ap4A)、AppCHClppA能与粥样硬化斑块中的P2嘌呤受体特异性结合，斑块中大量存在的巨噬细胞、单核细胞、平滑肌细胞，表面都有P2嘌呤受体。在实验动物模型注药后15～30min即可显示斑块，靶／非靶比值达到7.4，且具有制备方便，产出率及纯度高等优点。Ap4A是ADP的竞争性抑制剂，同时也是抑制和治疗动脉粥样硬化的一种药物。
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内科学新进展 [:1700627046]
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内科学新进展 第二节 肿瘤核素显像现状与进展
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肿瘤是威胁人类健康的主要疾病之一，核医学显像从代谢功能的角度，为肿瘤的早期诊断创造了条件。近几年，随着医学的发展，特别是核医学影像设备、计算机技术、核医学药物、基因技术的发展，肿瘤核素显像在临床肿瘤诊断、研究中发挥着十分重要的作用。
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一、非特异性亲肿瘤显像
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