哈佛醫學院分子影像研究中心主任談分子影像學

    在今年早些時候由美國國立生物醫學影像和生物工程研究所舉辦一次研討會上，哈佛醫學院/麻省總醫院分子影像研究中心主任Ralph  Weissleder作了專題講座，題目是“Imaging  Molecules:  The  Promise  of  Preemptive  Medicine”，這里的Preemptive  Medicine，與分子醫學或個性化醫學等名詞的含義相當，也就是在疾病產生前即實施干預或治療的醫學。

　　他說，分子醫學的進一步發展，必須依靠生物影像技術的進一步發展，必須依靠定量分析技術的發展，必須依靠化學探針技術的發展，同時，另外2大技術的支持也不可或缺，這就是納米技術和基因排序技術。

　　Weissleder稱，目前的生物影像技術，3D成像，是細胞和亞細胞水平顯像（即分子影像學）技術的前奏，分子影像學能夠使我們揭示出體外技術無法顯示出的生物學。

　　他稱，分子影像技術進展最大的一個領域便是建立在激光技術基礎之上的光學成像技術，這之中有熒光分子層析（FMT），也有人稱這種技術為光學PET。經過5到7年的開發，這種技術現在已經完全定量化，空間分辨率達到了0.5mm，為了使FMT得到實際應用，Weissleder及同事研究出對肺癌特殊敏感的蛋白酶探針，用于早期肺癌檢測。

　　該技術在準確性上可與蛋白質印記技術相媲美，具有無需活檢即可確診的能力。目前，他們正在投入大量資源進行FMT/CT融合成像設備的研制，他說這種設備將在生物醫學研究中產生巨大影響。

　　術中成像方面，他所在的實驗室已經開發出能夠用于顯微成像的光纖（fiber  optic），在直徑不到300微米的光纖上攜帶了透鏡。

　　他說，采用這種設備，通過將熒光蛋白物質黏附到淋巴細胞后，能夠對T淋巴細胞顯像，能對老鼠的某些腫瘤進行基因顯型研究。

　　在講座中，Weissleder還介紹了他們開展分子影像技術介入治療的情況。例如癌前病變的檢測上，他們采用具有熒光素染色能力的納米物質給不同的細胞染色，使醫生能夠在檢查時發現癌前病變，并予以治療。

　　他們采用波長在800~900  nm的近紅外光進行診斷，在腫瘤吸收了熒光染料并顯影后，采用另外波長的光波進行切除治療。  他稱，由于采用了納米材料，這種技術比最好的光動劑要好出百倍。

　　Weissleder及其同事已經成功地將多種化學物質塞入納米顆粒，制成非常小的化驗儀器，由于許多生物指標存在于血液中，因此，具有傳感功能的納米顆粒的應用引起了大家極大的興趣。

　　然而，任何能夠讀出這些納米化驗儀器的技術在敏感性上必須大大超出現有的技術水平，必須簡單易用，能夠升級，如果要對臨床醫學產生影響，則須具備能同時檢測DNA、蛋白質、代謝產物和藥物的能力。

　　目前，很少有能夠同時檢測這些項目的研究苗頭，但他在發言中，認為磁共振技術具有完成這種任務的潛力。他介紹說，應用磁共振技術時，采用納米粒子近端檢測（nanoparticle  proximity  assay），測量磁性納米物質周圍水蛋白質的T-2馳豫時間，他稱，5年前他們觀察到一種現象：當納米粒子的組織結構發生變化后，會對周圍的水分子產生不同影響，這些可被測量出的磁性納米粒子的效應能夠影響到數以十億計的水分子。

　　Weissleder說，測量出這種效應并不需要使用當今動輒數以百萬美元的儀器，他認為，手持影像系統或能顯像的芯片才是大家所需。他說，在他們實驗室，能檢測出此種效應的自制儀器費用在5美元，芯片是3厘米長，而磁體的費用只用了100美元，使用的是玩具商店都能買到的磁體。

　　他們這種儀器達到了能夠檢測1毫升液體中一個細菌的敏感程度，對哺乳動物血液標本中僅存的單個癌細胞也能檢測出來。

　　他稱，未來，完全可以做到只取病人一滴血，一分鐘左右即可化驗出各種標志物，他還認為，這項技術的發展速度得非常快，還可將具有這種能力的儀器放入到癌癥病人體內，動態監測腫瘤標志物。