美國加州大學(xué)戴維斯分校科研團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一種新型的PET掃描儀——“探險(xiǎn)家”。研究證實(shí)，“探險(xiǎn)家”與目前的PET檢查相比，可將輻射劑量減少40倍，并仍然獲得與現(xiàn)有掃描儀相同的影像信號。據(jù)悉，這項(xiàng)研究成果有望在早期癌癥檢驗(yàn)領(lǐng)域大顯身手；而在醫(yī)學(xué)研究的其他領(lǐng)域，如藥品研發(fā)等方面同樣潛力巨大。
PET（Positron Emission Computed Tomography），意為“正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描”，其工作原理是先向人體注入放射性物質(zhì)，然后使用放射性粒子跟蹤腫瘤和神經(jīng)變性等疾病的跡象。據(jù)悉，PET掃描在早期疾病的診斷，尤其是在早期癌癥的發(fā)現(xiàn)上具有獨(dú)特優(yōu)勢，近些年這項(xiàng)技術(shù)為國際和國內(nèi)醫(yī)療機(jī)構(gòu)所逐漸采用。但現(xiàn)有PET掃描不乏爭議：掃描范圍比較小，且速度慢，因而被掃描者需承受較大的輻射劑量，甚至因此增加致癌風(fēng)險(xiǎn)。新的研究成果有望解決這一矛盾。
這項(xiàng)成果刊發(fā)于新近一期的頂尖學(xué)術(shù)刊物《科學(xué)·轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)》上，并為《科學(xué)》雜志網(wǎng)站報(bào)道。
現(xiàn)有技術(shù)爭論
非確定的檢測結(jié)果已知的輻射風(fēng)險(xiǎn)
PET的歷史不算短。早在上世紀(jì)七十年代，即有PET掃描儀進(jìn)入臨床。而近些年P(guān)ET的普及，往往和CT相結(jié)合，也即所謂“PET—CT檢測”。CT對我們來說并不陌生，其正式名稱為“X射線計(jì)算機(jī)斷層掃描，X—Ray computed tomography”，顧名思義，即用X射線透射人體，檢測X射線穿過人體后剩余的射線量，經(jīng)過計(jì)算機(jī)處理形成影像，能夠得到相當(dāng)詳細(xì)的人體解剖圖，極大地幫助醫(yī)生作出診斷。
但對于早期癌癥等病癥，因腫瘤太小或尚無明顯組織結(jié)構(gòu)變化，根據(jù)CT或磁共振檢測無法做出判斷。但在理論上，PET能夠分辨上述無明顯結(jié)構(gòu)變化的病灶：在進(jìn)行PET檢測前，需注射18F—FDG（氟代脫氧葡萄糖），這種藥物將正電子核素氟18標(biāo)記于葡萄糖。藥物進(jìn)入人體后，參與人體代謝，而惡性腫瘤理論上對于葡萄糖的消耗要超過正常細(xì)胞，因而會積聚大量正電子核素，形成“亮點(diǎn)”，從而被PET設(shè)備“捕捉”。
因能夠滿足大部分腫瘤的顯像，18F—FDG被譽(yù)為“世紀(jì)分子”。另外，18F—FDG并非適用于所有癌癥，針對前列腺癌、腦癌等也可使用其他藥物。但值得注意的是，針對部分胃癌、前列腺癌、膀胱癌、腎癌等，PET檢測效果并不如意。
此外，上述注射進(jìn)人體的藥物都具有放射性，其產(chǎn)生的輻射對人體可能產(chǎn)生潛在危害。2009年，北美放射學(xué)會學(xué)術(shù)刊物《放射醫(yī)學(xué)》發(fā)表研究報(bào)告警告，全身PET—CT掃描伴隨著大量的輻射劑量和癌癥的風(fēng)險(xiǎn)。
而這種危害的多少，乃至與其查出疾病治療的可能收益之間如何評估，醫(yī)學(xué)界并未取得完全一致意見。
因?qū)z測效果以及潛在放射性的質(zhì)疑，目前不少醫(yī)生都表示，不建議健康人使用PET—CT設(shè)備。而衛(wèi)生部在2011年印發(fā)的《2011—2015年全國正電子發(fā)射型斷層掃描儀配置規(guī)劃》也強(qiáng)調(diào)，“嚴(yán)格醫(yī)療機(jī)構(gòu)配置標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)準(zhǔn)入管理，規(guī)范使用，保護(hù)患者合法權(quán)益。PET—CT檢查陽性率不低于70％?！薄獡Q言之，面對可能的風(fēng)險(xiǎn)，醫(yī)生只有在判斷有極大可能（70%）疑似癌癥時，才可使用此設(shè)備。
“探險(xiǎn)家” 不僅僅是檢測早期癌癥
加州大學(xué)戴維斯分?？蒲袌F(tuán)隊(duì)的研究證實(shí)，“探險(xiǎn)家”與目前的PET檢查相比，可將輻射劑量減少40倍，并仍然獲得與現(xiàn)有PET掃描儀相同的影像信號?！耙虼耍覀兊膾呙鑳x可以用30秒完成目前需要20分鐘才能完成的事情；或者可以大幅降低輻射劑量，以很少的輻射劑量進(jìn)行掃描?！表?xiàng)目的負(fù)責(zé)人之一拉姆塞·巴達(dá)維教授表示。
減少輻射量的好處不僅僅是讓健康人可以更小的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行早期癌癥篩查，更重要的是，其在醫(yī)學(xué)研究方面有著重要潛力。
“減少輻射劑量將使我們可以在長時間里反復(fù)掃描相同的受試者，以便我們更好地確定慢性疾病如關(guān)節(jié)炎、糖尿病和肥胖癥的發(fā)病過程、原因和治療方法?！崩啡ぐ瓦_(dá)維表示。
事實(shí)上，多位醫(yī)學(xué)界人士告訴記者，人類對于很多病癥特別是慢性病可謂“知其然，而不知其所以然”，對于其成因、發(fā)病過程均屬“未知”。而“探險(xiǎn)家”在大大減少輻射計(jì)量后，則可以通過對健康人群的大樣本實(shí)驗(yàn)，試圖“破解”疾病的病因。
項(xiàng)目的另一位負(fù)責(zé)人西蒙·切里教授表示，與傳統(tǒng)的PET掃描儀相比，“探險(xiǎn)家”的另一個優(yōu)勢是，其獲得的影像范圍更廣，分辨率更高?！斑@樣可以讓我們更快地收集圖像，從而顯著減少掃描過程中因被掃描者運(yùn)動造成的模糊?！?/p>
“探險(xiǎn)家”的另一項(xiàng)可能大顯身手的領(lǐng)域是藥物開發(fā)，科研人員可以用PET“監(jiān)控”藥物如何影響機(jī)體?！盎蛟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?！扒欣锉硎?。
“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，從而監(jiān)控療效和預(yù)后?！鼻欣镎f。
未來 希望在3年內(nèi)進(jìn)入臨床
巴達(dá)維還提到，“探險(xiǎn)家”另一個應(yīng)用方向是毒理學(xué)。他舉例子稱，很多納米顆粒通過唇膏、防曬霜等進(jìn)入體內(nèi)，但是我們并不清楚它們對機(jī)體的影響。“現(xiàn)在，我們可以嘗試?yán)贸志檬聚檮?biāo)記一些納米粒子，‘探險(xiǎn)家’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(dá)到1個月?！?/p>
同時，因低劑量輻射帶來的幾乎無風(fēng)險(xiǎn)，“探險(xiǎn)家”還能夠介入孕婦及兒童的基礎(chǔ)研究中，如研究胎兒大腦發(fā)育、兒童發(fā)育障礙等等。
就其個人而言，切里還表示希望這項(xiàng)技術(shù)被應(yīng)用于多系統(tǒng)疾病的研究。切里表示，“探險(xiǎn)家”的應(yīng)用將極其廣泛，“我相信，將來的醫(yī)生和研究人員將以我們甚至從沒想過的方式使用這項(xiàng)技術(shù)，那將非常令人興奮?！毖芯繄F(tuán)隊(duì)預(yù)計(jì)，在2018年下半年，“探險(xiǎn)家”將進(jìn)行首次人體實(shí)驗(yàn)，而臨床實(shí)驗(yàn)將在獲得FDA（美國食品和藥物管理局）批準(zhǔn)后進(jìn)行，團(tuán)隊(duì)希望在3年內(nèi)進(jìn)入臨床。
從實(shí)驗(yàn)室到應(yīng)用的距離并不算短。研究團(tuán)隊(duì)面臨的一大問題是，“探險(xiǎn)家”的造價(jià)將為現(xiàn)有掃描儀的5—6倍。另外的挑戰(zhàn)是，基于“探險(xiǎn)家”的高精度，為處理大量數(shù)據(jù)，他們?nèi)孕枰倪M(jìn)和開發(fā)新的程序，以實(shí)現(xiàn)其全部功能。
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