將放射性物質注入人體，這聽起來很瘋狂，但是卻預示著一種有效技術，可獲取身體生理機能的“快照”。這便是核醫(yī)學成像的魅力，它將核技術、計算機、化學、物理、生物等多重學科技術與醫(yī)學融合，應用于疾病診療、藥物研發(fā)等用途。其中，正電子發(fā)射型計算機斷層顯像(PET)是該領域比較先進醫(yī)療影像技術，利用放射性粒子追蹤疾病(癌癥、神經(jīng)衰退性疾病等)。

如今，來自于加州大學的研究團隊正致力于研發(fā)世界上第一臺全身PET掃描成像儀，它可以實現(xiàn)身體的3D成像。他們認為，這一更精確、全面、靈敏的顯像技術，將推動我們對機體的認知，同時它可以監(jiān)測藥物、毒素等物質在體內的實時動態(tài)反應。

圖A是傳統(tǒng)的PET掃描儀;圖B是全身PET掃描儀(TB-PET)

上個月，他們在《Physics in Medicine and Biology》發(fā)表該項目的首篇論文，詳述了項目的早期進展。這一周，研發(fā)團隊負責人、加州大學的生物工程師Simon Cherry和Ramsey Badawi在《Science Translational Medicine》期刊發(fā)文，對這一儀器的應用前景進行了展望。

研發(fā)團隊將它取名為“探險家”(EXPLORER，EXtreme Performance LOng REsearch scanneR)，希望2018年它能首次應用于臨床。Science官網(wǎng)對兩位團隊負責人進行了采訪，具體內容整理如下：

Q：相比于傳統(tǒng)的PET，EXPLORER的優(yōu)勢是什么?

Ramsey Badawi：當下，幾乎所有應用于臨床的PET分子影像技術都因為信號采集量少而受限。體內輻射源會向各個方向釋放信號，從而干擾最終成像結果。

Simon Cherry：我們的全身PET掃描儀，可以在相同的輻射劑量下采集到更多的信號。這意味著，我們可以降低輻射量，而且在降低輻射劑量40倍的前提下，EXPLORER依然可以獲取等同于現(xiàn)有PET的信號量。

Q：EXPLORER涉及的輻射量具體是多少?

Ramsey Badawi：在最新的計算中，全身PET需要的輻射劑量相當于在美國洛杉磯和倫敦之間往返飛行一次。

Q：全身PET還有哪些用途?

Simon Cherry：EXPLORER一個令人激動的應用方向是助力藥物研發(fā)。我們可以將藥物帶上輻射性標志物，借助PET技術，我們可以動態(tài)監(jiān)測藥物在身體內的反應。這有利于我們檢測藥物潛在的毒副作用。或許，未來醫(yī)藥企業(yè)除了知道“藥物是否到達腫瘤部位”之外，還可以了解“藥物在肝臟中的劑量”。所以，它可以幫助我們篩選到更好的候選藥物，從而降低臨床試驗的失敗率。

Ramsey Badawi：另一個應用方向是毒理學。例如，我們生存的環(huán)境中有很多很多納米顆粒。通過唇膏、防曬霜等各種物質進入體內，但是我們并不清楚它們對機體的影響?，F(xiàn)在，我們可以嘗試利用持久示蹤劑標記一些納米粒子，EXPLORER在靈敏度增加的前提下，可以追蹤到它們，且時間長度可以達到1個月。這是現(xiàn)有PET技術未曾達到的時間極限。

Simon Cherry：除了藥物，我們還可以對細胞療法等醫(yī)療技術進行類似的監(jiān)測。具體而言就是標記免疫細胞或者干細胞，通過PET掃描記錄它們在身體內的活動，從而監(jiān)控療效和預后。

Q：這項技術距離臨床應用面臨著哪些障礙?

Simon Cherry：我們希望，2018年底進行首例臨床試驗。臨床試驗需要EXPLORER獲得FDA的審批，我們并不知道通過審核需要多長時間。另一個問題是數(shù)據(jù)的處理，我們如何將監(jiān)測器、電子設備上的大量數(shù)據(jù)導出?這些數(shù)據(jù)如何轉換成圖像?如何存儲這些數(shù)據(jù)?這些問題都需要一一處理。

Q：相比于現(xiàn)有的核醫(yī)學顯像技術，EXPLORER成本如何?

Simon Cherry：這是一個很難回答的問題。我們正在研發(fā)的原型——2米長的設備，費用是常規(guī)PET的3-5倍。這一價格類似于當下的高端核磁共振成像。

Ramsey Badawi：我們可以把成本放入效益中考慮。如果我們可以獲取額外且大量的信息，這意味著我們研發(fā)的是一個將改寫PET歷史的新成果，我們可以探討一個不同的商業(yè)模式。