將放射性物質(zhì)注入人體，這聽起來很瘋狂，但是卻預(yù)示著一種有效技術(shù)，可獲取身體生理機(jī)能的“快照”。這便是核醫(yī)學(xué)成像的魅力，它將核技術(shù)、計(jì)算機(jī)、化學(xué)、物理、生物等多重學(xué)科技術(shù)與醫(yī)學(xué)融合，應(yīng)用于疾病診療、藥物研發(fā)等用途。其中，正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層顯像(PET)是該領(lǐng)域比較先進(jìn)醫(yī)療影像技術(shù)，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(xué)的研究團(tuán)隊(duì)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(shí)現(xiàn)身體的3D成像。他們認(rèn)為，這一更精確、全面、靈敏的顯像技術(shù)，將推動(dòng)我們對機(jī)體的認(rèn)知，同時(shí)它可以監(jiān)測藥物、毒素等物質(zhì)在體內(nèi)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)反應(yīng)。
圖A是傳統(tǒng)的PET掃描儀;圖B是全身PET掃描儀(TB-PET)
上個(gè)月，他們在《Physics in Medicine and Biology》發(fā)表該項(xiàng)目的首篇論文，詳述了項(xiàng)目的早期進(jìn)展。這一周，研發(fā)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、加州大學(xué)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(yīng)用前景進(jìn)行了展望。
研發(fā)團(tuán)隊(duì)將它取名為“探險(xiǎn)家”(EXPLORER，EXtreme Performance LOng REsearch scanneR)，希望2018年它能首次應(yīng)用于臨床。Science官網(wǎng)對兩位團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人進(jìn)行了采訪，具體內(nèi)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(dāng)下，幾乎所有應(yīng)用于臨床的PET分子影像技術(shù)都因?yàn)樾盘柌杉可俣芟蕖ｓw內(nèi)輻射源會(huì)向各個(gè)方向釋放信號，從而干擾最終成像結(jié)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(jì)算中，全身PET需要的輻射劑量相當(dāng)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(gè)令人激動(dòng)的應(yīng)用方向是助力藥物研發(fā)。我們可以將藥物帶上輻射性標(biāo)志物，借助PET技術(shù)，我們可以動(dòng)態(tài)監(jiān)測藥物在身體內(nèi)的反應(yīng)。這有利于我們檢測藥物潛在的毒副作用?；蛟S，未來醫(yī)藥企業(yè)除了知道“藥物是否到達(dá)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(yàn)的失敗率。
Ramsey Badawi：另一個(gè)應(yīng)用方向是毒理學(xué)。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(zhì)進(jìn)入體內(nèi)，但是我們并不清楚它們對機(jī)體的影響?，F(xiàn)在，我們可以嘗試?yán)贸志檬聚檮?biāo)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(shí)間長度可以達(dá)到1個(gè)月。這是現(xiàn)有PET技術(shù)未曾達(dá)到的時(shí)間極限。
Simon Cherry：除了藥物，我們還可以對細(xì)胞療法等醫(yī)療技術(shù)進(jìn)行類似的監(jiān)測。具體而言就是標(biāo)記免疫細(xì)胞或者干細(xì)胞，通過PET掃描記錄它們在身體內(nèi)的活動(dòng)，從而監(jiān)控療效和預(yù)后。
Q：這項(xiàng)技術(shù)距離臨床應(yīng)用面臨著哪些障礙?
Simon Cherry：我們希望，2018年底進(jìn)行首例臨床試驗(yàn)。臨床試驗(yàn)需要EXPLORER獲得FDA的審批，我們并不知道通過審核需要多長時(shí)間。另一個(gè)問題是數(shù)據(jù)的處理，我們?nèi)绾螌⒈O(jiān)測器、電子設(shè)備上的大量數(shù)據(jù)導(dǎo)出?這些數(shù)據(jù)如何轉(zhuǎn)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(xué)顯像技術(shù)，EXPLORER成本如何?
Simon Cherry：這是一個(gè)很難回答的問題。我們正在研發(fā)的原型——2米長的設(shè)備，費(fèi)用是常規(guī)PET的3-5倍。這一價(jià)格類似于當(dāng)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(gè)將改寫PET歷史的新成果，我們可以探討一個(gè)不同的商業(yè)模式。