分子影像學的學科發(fā)展


答案優(yōu)選

也正因為各種成像技術(shù)各有利弊,存在各種難點,因此,常常需要進行跨學科、多角度的交叉與合作,這里面既需要生命科學從分子水平提出亟待解決的問題,也需要物理、化學、生物數(shù)字、信息學等學科發(fā)展適應(yīng)分子影像學研究的理論與技術(shù),并應(yīng)用于該領(lǐng)域。同時,需結(jié)合當代前沿的納米科學技術(shù)。然而,缺乏多學科的合作成了阻礙分子影像學發(fā)展的瓶頸,尤其缺乏與生物、化學、物理、工程、計算機等相關(guān)學科的交流和合作。比如,在分子探針的設(shè)計、制備以及表征分析中,就需要生物工程、生物化學等相關(guān)專家的密切配合。
因此,跨學科的專家們首先要坐在一起,尋找共同感興趣的目標,這里面有臨床意義以及前期的基礎(chǔ);共同的興趣,如:MRI、CT、PET、超聲;應(yīng)在某些方面集中,如抗體。其次,為了提高合作研究的效率要組成固定的研究課題組,明確分工責任,明確時間節(jié)點。再其次就是經(jīng)費保證。以及共同發(fā)表文章各自的側(cè)重點等。所有以上這些是否需要書面協(xié)議?把這理清后才有可能更好地往前走,否則效率不高。 至此,影像醫(yī)學發(fā)展逐漸形成了3個主要的陣營:經(jīng)典醫(yī)學影像學:以X線、CT、MR、超聲成像等為主,顯示人體解剖結(jié)構(gòu)和生理功能;以介入放射學為主體的治療學陣營;分子影像學:以MR、PET、光學成像及小動物成像設(shè)備等為主,可用于分子水平成像。三者是緊密聯(lián)系的一個整體,相互印證,相互協(xié)作,以介入放射學為依托,使目的基因能更準確到達靶位,通過分子成像設(shè)備又可直接顯示治療效果和基因表達。分子影像學對影像醫(yī)學的發(fā)展有很大的推動作用,也與傳統(tǒng)的醫(yī)學影像學緊密相連。一些醫(yī)療器械制造商因此開發(fā)出了相應(yīng)的產(chǎn)品,如西門子的Biograph 16 TruePoint(正電子發(fā)射及計算機斷層掃描系統(tǒng)),融合影像系統(tǒng)以及前沿的應(yīng)用軟件,使研究人員能夠識別特定的生物學過程、監(jiān)測化合物的效用、實時測量疾病進展,促進了基礎(chǔ)研究和藥物研發(fā)工作,使影像醫(yī)學從對傳統(tǒng)的解剖、生理功能的研究,深入到分子水平的成像,去探索疾病的分子水平的變化,將對新的醫(yī)療模式的形成和人類健康有著深遠的影響。分子影像學概念分子影像學與傳統(tǒng)影像學的對比 自從X射線發(fā)明以來,醫(yī)學影像技術(shù)的發(fā)展大概經(jīng)歷了三個階段:結(jié)構(gòu)成像、功能成像和分子影像。醫(yī)學影像技術(shù)(包括結(jié)構(gòu)成像和功能成像)和現(xiàn)代醫(yī)學影像設(shè)備(如:計算機斷層成像CT、核磁共振成像MRI、計算機X線成像PET、B超)的出現(xiàn),使得傳統(tǒng)的醫(yī)學診斷方式發(fā)生了革命性變化。但是隨著人類基因組測序的完成和后基因組時代的到來,人們迫切需要從細胞、分子、基因水平探討疾病(尤其是惡性疾病)發(fā)生發(fā)展的機理,在臨床癥狀出現(xiàn)之前就監(jiān)測到病變的產(chǎn)生,從而實現(xiàn)疾病的早期預警和治療,提高疾病的治療效果。因此,1999年美國哈佛大學Weissleder等提出了分子影像學(Molecular Imaging)的概念:應(yīng)用影像學方法,對活體狀態(tài)下的生物過程進行細胞和分子水平的定性和定量研究。它是以體內(nèi)特定分子作為成像對比度的醫(yī)學影像技術(shù),能在真實、完整的人或動物體內(nèi),通過圖像直接顯示細胞或分子水平的生理和病理過程。它在分子生物學與臨床醫(yī)學之間架起了相互連接的橋梁,被美國醫(yī)學會評為未來最具有發(fā)展?jié)摿Φ氖畟€醫(yī)學科學前沿領(lǐng)域之一,是二十一世紀的醫(yī)學影像學。

分子影像學的學科發(fā)展

傳統(tǒng)影像學主要依賴非特異性的成像手段進行疾病的檢查,如不同組織的物理學特性(如組織的吸收、散射、質(zhì)子密度等)的不同,或者從生理學角度(如血流速度的變化)來鑒定疾病,顯示的是分子改變的終效應(yīng),不能顯示分子改變和疾病的關(guān)系。因此,只有當機體發(fā)生明顯的病理或解剖結(jié)構(gòu)的改變時才能發(fā)現(xiàn)異常。雖然圖像分辨率不斷提高,但是若此時發(fā)現(xiàn)疾病,已然錯過了治療的最佳時機。然而,在特異性分子探針的幫助下,分子影像偏重于疾病的基礎(chǔ)變化、基因分子水平的異常,而不是基因分子改變的最終效應(yīng),不僅可以提高臨床診治疾病的水平,更重要的是有望在分子水平發(fā)現(xiàn)疾病,真正達到早期診斷。分子影像學不再是一個單一的技術(shù)變革,而是各種技術(shù)的一次整合,它對現(xiàn)代和未來醫(yī)學模式可能會產(chǎn)生革命性的影響。
分子影像學的優(yōu)勢,可以概括為三點:其一,分子影像技術(shù)可將基因表達、生物信號傳遞等復雜的過程變成直觀的圖像,使人們能更好地在分子細胞水平上了解疾病的發(fā)生機制及特征;其二,能夠發(fā)現(xiàn)疾病早期的分子細胞變異及病理改變過程;其三,可在活體上連續(xù)觀察藥物或基因治療的機理和效果。通常,探測人體分子細胞的方法有離體和在體兩種,分子影像技術(shù)作為一種在體探測方法,其優(yōu)勢在于可以連續(xù)、快速、遠距離、無損傷地獲得人體分子細胞的三維圖像。它可以揭示病變的早期分子生物學特征,推動了疾病的早期診斷和治療,也為臨床診斷引入了新的概念。
分子影像學的學科發(fā)展

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