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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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二、乏氧显像
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组织乏氧是临床上多种疾病的一个主要特征，在判断这些疾病中的组织氧水平十分重要。血供不均一是许多恶性肿瘤的一个共有特征，从而可引起肿瘤急慢性乏氧。肿瘤组织的乏氧程度与其对放疗或化疗的抵抗性呈正相关，乏氧显像能直接提供组织低氧状况，其信息在临床诊断及治疗中有重要意义。实验研究表明，当乏氧剂进入细胞后，在酶的作用下，有效基团发生还原。在具有正常氧水平的细胞中，还原基团可重新被氧化为原有物质；而在乏氧细胞中，由于缺氧，再氧化不能发生，还原产物与细胞内物质不可逆结合，从而滞留在组织中。多数恶性肿瘤组织实质生长迅速，间质生长相对缓慢，导致肿瘤局部血供和需求失衡，发生缺氧；另外恶性肿瘤代谢旺盛，消耗大量的氧，使肿瘤局部处于乏氧状态。因此，肿瘤被归入乏氧组织，适用于乏氧剂显像。肿瘤细胞乏氧程度越高，其恶性程度就越高，且降低辐射治疗和抗癌药物的灵敏性。乏氧显像，对肿瘤乏氧程度的非侵入性测定，可以有效预测治疗效果或判断患者克服乏氧阻碍所进行治疗的有效程度。决定乏氧显像剂的灵敏度因素有：①放射性药物进入缺血区的量；②从正常含氧量细胞中清除的速度；③在乏氧组织中滞留的时间；④滞留在乏氧组织中的量。决定特异性的因素有：①病灶／本地比值的大小；②滞留区氧浓度的高低。目前乏氧显像剂有两大类，增敏剂硝基咪唑类化合物的还原产物能较多地与乏氧组织结合，用卤素类核素82Br或18F标记MISO（misonidazole); 碘标记的糖基硝基咪唑类化合物，如IAZR等；另外锝标记的化合物，如99mTc-BATO硝基咪唑类化合物，均可见到肿瘤内的放射性浓集。非硝基咪唑类乏氧组织显像剂的研究取得可喜的进展，其中酮类（AO）化合物的HL91（BnAo）经99mTc标记后在肿瘤组织有较高的浓集，其脂溶性较硝基咪唑类化合物明显降低，对乏氧组织的结合特异性更高，且不具有细胞毒性，是一种非常有开发前景的新型乏氧组织显像剂。总之，乏氧显像能用于肿瘤的诊断，评估乏氧程度，对于选择治疗方案，提高放疗、化疗疗效有重要意义。
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三、放射免疫显像
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放射免疫显像（radioimmuno imaging, RII）是指应用现代免疫学的基本原理与核素标记技术、核素探测技术以及核医学图像处理技术相结合的一种核医学显像方法。通过使用放射性核素标记一定量的特异性抗体，引入机体后，根据免疫学的基本原理，标记抗体与相应肿瘤表面的抗原通过免疫吸引，产生特异性的抗原抗体免疫结合反应，形成抗原抗体免疫复合物，从而使放射性核素标记抗体在肿瘤部位产生特异性集聚，然后在体外探测放射性核素在体内的分布图像，通过进行RII可以发现肿瘤存在的部位、形态、大小、肿瘤灶的多寡以及是否存在转移等情况，为临床判断肿瘤的位置、性质以及肿瘤侵犯范围、有否存在转移等提供科学依据。1953年，Pressman报道131I标记抗体体内脏器定位显像成功和1978年Goldenberg报道131I标记CEA抗体诊断结、直肠癌以来，以抗肿瘤抗体为载体，以放射性核素为“弹头”，将标记抗体这种生物导弹导向肿瘤部位的核显像技术，称为放射免疫显像（RII)，并迅速成为肿瘤诊断和研究的热点。20世纪70年代中期的单克隆抗体，80年代基因工程抗体的发展更促进这一技术的加速发展。放射免疫主要显像药物及应用：OncoScint CR/OV（Indium-111 Satumomab pendetide）用于CEA表达的癌症患者核素显像，主要检测原发或复发的结直肠癌患者的转移灶、位置、范围，也可以用于复发卵巢恶性肿瘤检测；ProstaScint（Indium-111 Capromab pendetide）主要是测定前列腺癌症患者的原发或转移灶；CEA-Scan（arcitumomab）是一个99mTc标记的鼠源性单抗片段，用于CEA表达的患者，主要是测定原发或复发的结直肠癌病灶；LymphoScan和AFPScan, 应用抗AFP多克隆抗体对肝癌患者进行RII显像的阳性率在30％～90％之间，差异比较大，主要是受肿瘤组织的血供是否丰富、肿瘤细胞是否分泌AFP、肿瘤是否存在坏死以及坏死组织占整个肿瘤组织的比例有关。虽然RII在临床上得到初步应用，但其探测的灵敏度有待进一步提高，关键是首先要有一个针对肿瘤的特异性抗原决定簇的特异抗体，并在各种肿瘤和每一个患者中呈高表达，其次要有尽量多的抗体进入肿瘤内；此外要选择合适的核素标记，标记抗体的免疫活性和稳定性；加速血液清除和T/NT增高；提高图像的清晰度和避免鼠源性抗体的人抗鼠抗体反应（HAMA）的产生以及抗体的改造等。
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四、前哨淋巴结显像
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前哨淋巴结（sentinel node）是原发肿瘤引流区域淋巴结中的特殊淋巴结，是原发肿瘤发生淋巴结转移所必经的第一批淋巴结，其组织病理学状态可以代表整个区域淋巴结的状态。如果前哨淋巴结无转移，则可在理论上推断整个区域淋巴结未受累。黑色素瘤的转移常局限于第一级引导的淋巴结，同样乳房癌时任何癌细胞脱离原发灶后转移到腋下的前哨淋巴结。以大颗粒放射硫化锝胶体（200～1000nm）注射在乳房四周，手术前进行淋巴结闪烁扫描（lymphoscintigraphy, LS）或手术时用小探头探测（PD）可容易地发现前哨淋巴结转移，后者比LS更为简便，只需2～3cm切口就能把转移的前哨淋巴结切除，避免了以往盲目解剖的扩大根治方法。通常PD比LS简单，在乳房癌中探测前哨淋巴结的阳性率达到97.7％，阳性预测率的正确性很高，除非多灶性癌。对＜1.5cm的小肿瘤来说，PD的预测值达100％。相信放射引导手术不久将替代腋下解剖。
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此外，PD还用于阴唇癌、胃癌、阴茎癌、宫颈癌等的淋巴结转移探测。阴唇癌四周注射硫化锝胶体可探查到盆腔前哨淋巴结转移。胃癌患者手术前静脉注射131I标记的胃癌单抗，最近通过胃镜注射在原发灶四周，手术时可正确地探测到腹腔淋巴结转移。
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五、18F-FDG PET显像
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正电子发射断层摄影（positron emisson tomography, PET)，是最新一代的核显像仪，PET已由研究阶段进入临床应用，至今，国外建立了上百个临床PET中心。实际上，国际上真正广泛应用于临床是在1998年以后，一些医院和研究机构拥有多台PET。
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PET显像的临床应用主要有肿瘤、心、脑疾病等三个方面，其中目前肿瘤占85％左右，心肌活力检测和脑退行性疾病、癫痫等病占15％左右。18F-FDG PET是应用18F正电子标记的脱氧葡萄糖，在己糖激酶的作用下，形成的FDG-6磷酸，不参与正常葡萄糖代谢，而在高糖酵解的肿瘤部位有较多的放射性浓集的原理来进行的。通常，肿瘤的恶性程度越高，高代谢的糖酵解越多，FDG的浓聚越多，相反低代谢良性疾病则FDG的浓聚少或不浓聚。因此18F-FDG PET显像不但可用于肿瘤诊断，还可用于良恶性疾病的鉴别诊断。
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18F-FDG PET显像在肿瘤方面的应用范围很广，可用于肺孤立结节、淋巴瘤、消化道肿瘤（包括结直肠、胰腺、胃、肝和食管肿瘤）、头颈部肿瘤包括甲状腺癌、乳腺癌、卵巢癌、黑色素瘤和脑肿瘤等病的诊断。18F-FDG PET显像在以下情况有独特的优势：①恶性肿瘤的诊断、良恶性肿块的鉴别和全身转移灶的探查，如肺部孤立性结节的良恶性质的鉴别，纵隔淋巴结以及全身远处转移提供的肿瘤的代谢情况远比CT等解剖学信息正确；②病程病期的分类为合理的治疗方案提出依据；③肿瘤术后复发还是瘢痕组织的鉴别；④肿瘤放疗后复发还是放疗后坏死；⑤肿瘤治疗如放疗和化疗前后疗效监测等都有十分重要的临床价值；⑥对于肿瘤标志物如CEA、AFP、CAl9-9等持续增高的患者进行原发和全身转移灶的寻找更有其独特的优势；⑦根据脑肿瘤特别是星状细胞和胶质母细胞瘤对FDG摄取程度来反映组织学的分化程度可补充病理形态学的不足；⑧全身健康检查可早期发现隐匿的微小病灶为早期治疗创造有利条件；⑨为精确放疗创造条件。
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由于FDG在病变组织浓聚多而血液清除快，有较高的靶／非靶比值，再加以采用全身衰减校正，图像的清晰度和分辨率有了进一步的提高，灵敏度可达到＜0.5cm的深部肿瘤也能分辨。此外，应用T/NT, 标准摄取比值（SUV）和局部葡萄糖代谢率（rLGlu MR）等定量指标，使方法的正确性得到保证，特别是对良恶性病变的鉴别有重要价值。虽然18F-FDG PET显像有上述诸多的优点，并有广泛的应用前景，但是FDG的摄取并非肿瘤组织所特有，FDG也可浓聚于心、脑等正常组织，而且炎症、肉样瘤、结核病变以及泌尿道等也有较多的FDG浓聚，因此也有一定的假阳性，但有较高的阴性预测值。
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总之，目前18F-FDG PET显像是最具发展前途的一种显像技术，相信随着临床应用经验的不断积累，PET显像仪的进一步改进和正电子显像剂的不断发展，如为解决功能图像和解剖图像同机融合的PET/CT的出现应用，使PET显像对疾病的诊断治疗和研究发挥更大的潜力。
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六、核素分子影像
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核素显像与现代分子生物学相结合开创了核素分子影像。就显像技术而言核素分子影像已不再局限于受体显像，而扩展为反义显像、基因表达显像和肽类显像。
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许多亚临床状态的疾病和隐匿的遗传性疾病得以明确诊断，分子核医学有着广阔的发展前景。
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1．受体显像
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受体显像（receptor imaging）是利用放射性核素标记的受体配体（包括各类激素、神经递质、神经调节剂、生长因子、生长抑素、细胞激动素等）与靶组织高亲和力特异受体蛋白相结合的原理，显示体内受体空间分布、密度与亲和力的一种方法，是集配体受体结合的高特异性和核素探测的高灵敏性于一体的显像技术。肿瘤受体显像就是利用放射性核素标记的配体与存在于相关肿瘤中的特异性受体相结合而使肿瘤得以显像的一种方法，鉴于诊断的灵敏性和特异性高，是肿瘤诊断的重要发展方向和新技术之一，并为今后肿瘤受体介导靶向治疗奠定了基础。因此，选择立体特异的配体作为放射性药物是实现肿瘤受体显像的重要前提和先决条件。肿瘤受体显像是一种无创的、能在活体内、从受体分子水平上研究肿瘤生物学的新方法。尽管目前尚未得到广泛应用，但人们相信它必将为肿瘤生物学研究、肿瘤显像与治疗开创新纪元，并对肿瘤病因学探讨、早期诊断、指导治疗和判断疗效具有重要的临床价值。
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国外神经多肽受体显像、类固醇受体显像与σ受体显像等已用于多种肿瘤的诊断、分期、治疗方案选择与预后评价，其中神经多肽受体显像得到了较广泛的临床研究与应用。其中主要是生长激素释放抑制素（SRS）受体显像与血管活性肠肽（VIP）受体显像。SRS受体显像剂包括123I或111In奥曲肽，111In mauritius（lanreotide)，99mTc标记的 sandostatin、RC160（vapreotide)、P587与P829（derpeotide）等。SRS受体显像主要应用于神经内分泌肿瘤、神经系统肿瘤、淋巴瘤，以及乳腺癌、肾癌及小细胞肺癌等。VIP受体显像：VIP是由28个氨基酸组成的多肽，具有扩张血管、刺激呼吸与增高血糖浓度等生物活性，故称为血管活性肠肽。
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VIP受体在胃肠胰腺肿瘤、嗜铬细胞瘤、成神经细胞瘤、无功能垂体瘤等神经内分泌肿瘤以及乳腺癌、卵巢癌、子宫内膜癌、前列腺癌、膀胱癌、结肠癌、食道癌、小细胞与非小细胞肺癌、脑瘤、淋巴瘤等肿瘤中具有高表达，因此，VIP受体显像可用于显示上述肿瘤。目前，131I标记的VIP已应用于肠道肿瘤与内分泌肿瘤、类癌、胰腺癌、嗜铬细胞瘤、甲状腺髓样癌、胃泌素瘤、Zollinger Ellison症等恶性肿瘤的临床诊断，VIP受体显像对肠道肿瘤的诊断灵敏度明显优于SRS受体显像，99mTc标记的VIP目前正在研究中。
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