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Science:世界上第一個全身PET掃描器,有望助力藥物研發

將放射性物質注入人體, 這聽起來很瘋狂, 但是卻預示著一種有效技術, 可獲取身體生理機能的“快照”。 這便是核醫學成像的魅力,

它將核技術、電腦、化學、物理、生物等多重學科技術與醫學融合, 應用於疾病診療、藥物研發等用途。 其中, 正電子發射型電腦斷層顯像(PET)是該領域比較先進醫療影像技術, 利用放射性粒子追蹤疾病(癌症、神經衰退性疾病等)。

如今, 來自于加州大學的研究團隊正致力於研發世界上第一台全身PET掃描成像儀, 它可以實現身體的3D成像。 他們認為, 這一更精確、全面、靈敏的顯像技術, 將推動我們對機體的認知, 同時它可以監測藥物、毒素等物質在體內的即時動態反應。

圖A是傳統的PET掃描器;圖B是全身PET掃描器(TB-PET)

上個月, 他們在《Physics in Medicine and Biology》發表該專案的首篇論文, 詳述了項目的早期進展。 這一周, 研發團隊負責人、加州大學的生物工程師Simon Cherry和Ramsey Badawi在《Science Translational Medicine》期刊發文, 對這一儀器的應用前景進行了展望。

研發團隊將它取名為“探險家”(EXPLORER, EXtreme Performance LOng REsearch scanneR), 希望2018年它能首次應用於臨床。 Science官網對兩位團隊負責人進行了採訪, 具體內容整理如下:

Q:相比于傳統的PET, EXPLORER的優勢是什麼?

Ramsey Badawi:當下, 幾乎所有應用於臨床的PET分子影像技術都因為信號採集量少而受限。

體內輻射源會向各個方向釋放信號, 從而干擾最終成像結果。

Simon Cherry:我們的全身PET掃描器, 可以在相同的輻射劑量下採集到更多的信號。 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:在最新的計算中, 全身PET需要的輻射劑量相當於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一個令人激動的應用方向是助力藥物研發。 我們可以將藥物帶上輻射性標誌物, 借助PET技術, 我們可以動態監測藥物在身體內的反應。 這有利於我們檢測藥物潛在的毒副作用。 或許, 未來醫藥企業除了知道“藥物是否到達腫瘤部位”之外,

還可以瞭解“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, 從而降低臨床試驗的失敗率。

Ramsey Badawi:另一個應用方向是毒理學。 例如, 我們生存的環境中有很多很多納米顆粒。 通過唇膏、防曬霜等各種物質進入體內, 但是我們並不清楚它們對機體的影響。 現在, 我們可以嘗試利用持久示蹤劑標記一些納米粒子, EXPLORER在靈敏度增加的前提下, 可以追蹤到它們, 且時間長度可以達到1個月。 這是現有PET技術未曾達到的時間極限。

Simon Cherry:除了藥物, 我們還可以對細胞療法等醫療技術進行類似的監測。 具體而言就是標記免疫細胞或者幹細胞, 通過PET掃描記錄它們在身體內的活動, 從而監控療效和預後。

Q:這項技術距離臨床應用面臨著哪些障礙?

Simon Cherry:我們希望, 2018年底進行首例臨床試驗。 臨床試驗需要EXPLORER獲得FDA的審批, 我們並不知道通過審核需要多長時間。 另一個問題是資料的處理, 我們如何將監測器、電子設備上的大量資料匯出?這些資料如何轉換成圖像?如何存儲這些資料?這些問題都需要一一處理。

Q:相比于現有的核醫學顯像技術, EXPLORER成本如何?

Simon Cherry:這是一個很難回答的問題。 我們正在研發的原型——2米長的設備, 費用是常規PET的3-5倍。 這一價格類似于當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資訊, 這意味著我們研發的是一個將改寫PET歷史的新成果, 我們可以探討一個不同的商業模式。

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