Science：世界上第一个全身PET扫描仪，有望助力药物研发

将放射性物质注入人体，这听起来很疯狂，但是却预示着一种有效技术，可获取身体生理机能的“快照”。这便是核医学成像的魅力，它将核技术、计算机、化学、物理、生物等多重学科技术与医学融合，应用于疾病诊疗、药物研发等用途。其中，正电子发射型计算机断层显像（PET）是该领域比较先进医疗影像技术，利用放射性粒子追踪疾病（癌症、神经衰退性疾病等）。

如今，来自于加州大学的研究团队正致力于研发世界上第一台全身PET扫描成像仪，它可以实现身体的3D成像。他们认为，这一更精确、全面、灵敏的显像技术，将推动我们对机体的认知，同时它可以监测药物、毒素等物质在体内的实时动态反应。

上个月，他们在《Physics in Medicine and Biology》发表该项目的首篇论文，详述了项目的早期进展。这一周，研发团队负责人、加州大学的生物工程师Simon Cherry和Ramsey Badawi在《Science Translational Medicine》期刊发文，对这一仪器的应用前景进行了展望。

研发团队将它取名为“探险家”（EXPLORER，EXtreme Performance LOng REsearch scanneR），希望2018年它能首次应用于临床。Science官网对两位团队负责人进行了采访，具体内容整理如下：

Q：相比于传统的PET，EXPLORER的优势是什么？

Ramsey Badawi：当下，几乎所有应用于临床的PET分子影像技术都因为信号采集量少而受限。体内辐射源会向各个方向释放信号，从而干扰最终成像结果。

Simon Cherry：我们的全身PET扫描仪，可以在相同的辐射剂量下采集到更多的信号。这意味着，我们可以降低辐射量，而且在降低辐射剂量40倍的前提下，EXPLORER依然可以获取等同于现有PET的信号量。

Q：EXPLORER涉及的辐射量具体是多少？

Ramsey Badawi：在最新的计算中，全身PET需要的辐射剂量相当于在美国洛杉矶和伦敦之间往返飞行一次。

Q：全身PET还有哪些用途？

Simon Cherry：EXPLORER一个令人激动的应用方向是助力药物研发。我们可以将药物带上辐射性标志物，借助PET技术，我们可以动态监测药物在身体内的反应。这有利于我们检测药物潜在的毒副作用。或许，未来医药企业除了知道“药物是否到达肿瘤部位”之外，还可以了解“药物在肝脏中的剂量”。所以，它可以帮助我们筛选到更好的候选药物，从而降低临床试验的失败率。

Ramsey Badawi：另一个应用方向是毒理学。例如，我们生存的环境中有很多很多纳米颗粒。通过唇膏、防晒霜等各种物质进入体内，但是我们并不清楚它们对机体的影响。现在，我们可以尝试利用持久示踪剂标记一些纳米粒子，EXPLORER在灵敏度增加的前提下，可以追踪到它们，且时间长度可以达到1个月。这是现有PET技术未曾达到的时间极限。

Simon Cherry：除了药物，我们还可以对细胞疗法等医疗技术进行类似的监测。具体而言就是标记免疫细胞或者干细胞，通过PET扫描记录它们在身体内的活动，从而监控疗效和预后。

Q：这项技术距离临床应用面临着哪些障碍？

Simon Cherry：我们希望，2018年底进行首例临床试验。临床试验需要EXPLORER获得FDA的审批，我们并不知道通过审核需要多长时间。另一个问题是数据的处理，我们如何将监测器、电子设备上的大量数据导出？这些数据如何转换成图像？如何存储这些数据？这些问题都需要一一处理。

Q：相比于现有的核医学显像技术，EXPLORER成本如何？

Simon Cherry：这是一个很难回答的问题。我们正在研发的原型——2米长的设备，费用是常规PET的3-5倍。这一价格类似于当下的高端核磁共振成像。

Ramsey Badawi：我们可以把成本放入效益中考虑。如果我们可以获取额外且大量的信息，这意味着我们研发的是一个将改写PET历史的新成果，我们可以探讨一个不同的商业模式。

参考资料

World’s first full-body PET scanner could aid drug development, monitor environmental toxins

来源：生物探索（微信号 biodiscover）