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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 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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非特异性亲肿瘤显像又叫阳性显像，是放射性显像剂被肿瘤细胞高度摄取而很少或不被正常组织吸收或摄取后排泄延缓，因此，靶／非靶组织的放射性比值明显增高，肿瘤局部浓集的放射性明显增多，对于探测脏器深部小病灶的灵敏度就明显提高。
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99mTc-MDP全身骨扫描探查转移性骨肿瘤是亲肿瘤显像的典型例子，由于其灵敏度高，且一次成像可以了解全身骨骼情况，较常规影像更能早期发现病变，骨转移病变往往在X线片显示前6个月已可被全身骨显像发现，因而在临床上已得到广泛应用。对于肺癌、前列腺癌、乳腺癌等各种肿瘤的分期、治疗选择、疗效观察和预后评估都有重要价值，为核医学常规显像，特别是当前骨转移瘤可以用核医学同位素内放射治疗来得到有效控制，因而已成为核医学的强项。
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自1969年首次发现67Ga可以在肿瘤局部浓聚，至今已广泛应用于肺癌、淋巴瘤、肝肿瘤、软组织肿瘤等多种肿瘤的诊断。67Ga是一种金属元素，半衰期为78h，其被肿瘤组织浓聚的确切机制尚不清楚，有以下三种学说：①转铁蛋白受体学说；②细胞膜通透性理论；③乳铁蛋白受体及其他受体作用理论。一般认为67Ga注入血中后先与转铁蛋白相结合，而后与肿瘤细胞膜上丰富的转铁蛋白受体结合而浓集于肿瘤组织。所以，它的浓聚与病灶血供增加、血管通透性增强、白细胞趋化、组织pH降低、细胞增殖快和分化差等因素有关。目前在淋巴瘤治疗后细胞活力监测，瘢痕组织和肿瘤复发的鉴别中有重要的临床价值。但由于：①67Ga也可被炎性灶、肉样瘤和手术伤口等摄取；②正常肝、脾、骨髓也有较多摄取；③67Ga经肠道排出干扰腹部肿瘤的诊断；④肿瘤坏死和化疗后肿瘤摄取减少等等原因，影响了其特异性。
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20lTl、99mTc-MIBI、99mTc-Tetrofosmin（TF）等心肌显像剂也能被肿瘤细胞摄取，近年来作为非特异性亲肿瘤显像剂得到广泛应用。99mTc-MIBI和99mTc-MDP乳腺癌显像的研究表明，其可作为钼钯摄影、超声乳房检查、红外乳房摄像和细针穿刺等检查的一种补充。浙江大学医学院附属第一医院研究表明，99mTc-MIBI核素显像诊断乳腺癌的灵敏度为83.3％，特异性80.0％，准确性为82.4％，阳性预测值90.9％，阴性预测值66.7％。99mTc-MIBI尚能用于甲状腺癌、甲状腺腺瘤、甲状腺癌淋巴及远处转移以及肺癌、骨肿瘤、鼻咽癌等肿瘤的诊断。恶性肿瘤细胞能特异性地摄取99mTc-MIBI可能的机制为：①被动跨膜转运，与Na+, K+ATP酶无关；②不与细胞的膜性成分结合；③与较高的细胞膜和线粒体电位密切相关；④恶性肿瘤细胞具有较高的代谢水平，能浓集99mTc-MIBI。99mTc-TF应有更多的优势。201Tl也能用于肿瘤诊断，与99mTc-MIBI一样，对于寻找分化型甲状腺癌的远处转移有灵敏度高和无需停用甲状腺素的优点。201Tl可用于检测脑肿瘤细胞的活力，如用201Tl滞留指数反映脑肿瘤组织学分类和肿瘤细胞的增殖能力，对探测肿瘤术后残留、复发和鉴别良恶性病变有很大价值。201Tl在肿瘤中的浓聚是多因素的，包括血流、肿瘤细胞活性、Na+-K+ ATP酶系统、非能量依赖转运系统、钙离子通道系统和细胞膜通特性等，其中主要与肿瘤细胞膜上的Na+-K+ ATP酶的主动转运有关。
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此外，131I探查功能性甲状腺癌转移灶，99mTc（V）DMSA诊断甲状腺髓样癌，131I或123I胆固醇肾上腺皮质显像诊断原发性醛固酮症，131I或123IMIBG肾上腺髓质显像诊断嗜铬细胞瘤和癌转移等都是比较特异的亲肿瘤阳性显像，能提供CT、MRI或超声等解剖显像所不能提供的功能性信息。99mTc-PPM对于肺鳞状细胞癌、腺癌和未分化癌有较高的摄取。
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