正文
2016年RSNA年会上分子影像学方面的科学报告有50余篇，本文主要按照不同的系统分别进行综述。
中枢神经系统
血管生成在肿瘤增殖和侵袭中有重要作用，与胶质母细胞瘤患者生存预后欠佳显著相关。通过对41例初诊为胶质母细胞瘤的患者[平均年龄(62.32±12.09)岁]进行研究，将分子及基因组学生物标志物（TP53、Ki67、IDH、mTOR和EGFR等）与MR灌注成像参数值进行相关性分析，灌注参数包括肿瘤强化区的rCBV均值和最大值以及15%、25%、50%、75%、85%百分位数和四分位数间距，肿瘤强化周围区域的rCBV最大值。结果显示，肿瘤强化区rCBVmax、50%、75%和85%百分位数及四分位间距与mTOR之间有显著相关性（P=0.047）。瘤周rCBV值与mTOR和 EGFR显著相关（P=0.0183和0.0047）；Cox回归分析显示，瘤周rCBV值和年龄是对患者总生存期最有价值的预测指标（风险比=1.290和1.063）。ROC曲线分析显示，瘤周rCBV值比分子基因组学生物标志物的预后价值更好。肿瘤强化区以及周围区域在放射基因组学关联上的差异，提示胶质母细胞瘤可能通过mTOR-EGFR通路调控血管发生的差异，且瘤周rCBV预后价值更好，有助于指导临床针对肿瘤增殖和血管浸润进行靶向治疗。
构建一种基于T1-MRI的超小型多模态纳米颗粒（TAT/FITC-NaGdF4），它具有很高的纵向弛豫效应和荧光特性，采用CCK-8、ELISA酶联免疫吸附实验及流式细胞术分析测量其对过继T细胞的活性、增殖性及功能方面的作用，并将标记T细胞静脉输注入经原位接种GL261胶质瘤C57/BL6荷瘤鼠，在不同时间点扫描小鼠大脑的T1加权像。结果显示，TAT/FITC-NaGdF4对过继T细胞的标记效能超过95%，且对过继T细胞短时及长期的活性、增殖能力、产生细胞因子的能力及表面受体表达水平之间并没有显著影响。24h内C57/BL6小鼠原位胶质瘤中的标记T细胞能够通过MR-T1WI被敏感地检测到。研究表明，TAT/FITC-NaGdF4能够有效标记过继T细胞而不改变其特性，并且能够在活体原位胶质瘤中被MR-T1WI敏感地检测到，可作为一种新的、高性能的基于MR-T1WI的多模态对比剂。
基于T细胞的免疫治疗法为胶质母细胞瘤的治疗提供了一种极有前景的方法，但肿瘤的治疗效果难以进行实时监测。利用嵌合抗原受体（chimericantigen receptor，CAR）技术将健康志愿者外周血内分离出来的T细胞经EGFRⅧ-CAR特异性人类嵌合抗原受体进行转导，并用USPIO标记EGFRvIII-CART细胞来构建USPIO-CART细胞，将该细胞移植到U87-EGFRvIII胶质瘤裸鼠上，进行MRI和免疫组化检测。7.0TMRI和免疫组化结果显示，USPIO-CAR T细胞聚集到胶质瘤中，并对荷瘤裸鼠具有显著的治疗作用。这项研究表明，MRI可用于无创性、活体示踪CAR-T细胞分布和监控其治疗效果，对实体瘤的CAR-T免疫治疗的发展具有重要意义。
新型的基质金属蛋白酶（MMP）激活的光学成像探针能在活体内可视化MMP的活性。通过高脂饮食联合腹腔注射链脲佐菌素建立2型糖尿病模型。在光动力血栓法卒中发作后3~6h分别对野生型鼠和糖尿病鼠进行CD28腹腔注射，以促进内源性调节T细胞的表达，在中风后第7天进行明胶酶谱分析、免疫荧光染色、T2WI和近红外荧光色谱（NIRF）成像。结果显示，与对照组相比，CD28治疗的实验组表现出更小的梗死体积，在糖尿病鼠中尤为明显。明胶酶谱分析、免疫荧光染色显示MMP-9的表达在CD28治疗的实验组中下降。NIRF显示在糖尿病卒中鼠中平均荧光信号强度比（TBR）增加，并在CD28治疗后显著下调（糖尿病卒中组2.05vs. 1.57；野生卒中组1.78vs. 1.40）。研究表明，用CD28扩增调节性T细胞可改善糖尿病卒中的预后。并且，通过非侵入性的金属蛋白酶激活的光学探针成功显示MMP活性和卒中结局。
AuNCs-MnO2-SubMBs由阳离子型聚合电解质（PAH-MnO2NPs）、阴离子白蛋白模板化金纳米晶簇（BSA-AuNCs）和带负电荷的亚微米微气泡（SubMBs）组装制备，AuNCs具有强烈的红色荧光（Ex/Em=520/710nm）和良好的CT增强能力。荧光可以被MnO2有效地猝灭并在细胞中分解成Mn2+，而产生的Mn2+可用于对比增强MRI。SubMBs可用作聚焦超声（FUS）显像。AuNCs-MnO2-SubMBs具有MRI/NIRF/CT/FUS多模态成像的能力。注射AuNCs-MnO2-SubMBs并进行聚焦超声介导BBB开放之后，MRI/NIRF/CT多模态成像中肿瘤区域均有显著强化。此外，Mn2+的产生伴随着原位肿瘤中O2和PH值的显著上升，可有效缓解肿瘤缺氧状态从而减轻酸化、抑制血管发生。成熟的AuNCs-MnO2-SubMBs技术在诊断胶质瘤、综合调节肿瘤微环境方面具有极大的潜能。
酰胺质子转移（APT）成像是一种基于组织内源性细胞蛋白产生MRI对比的分子成像技术。对未确诊胶质瘤的24例患者进行APT扫描。在神经导航系统中将APT成像中预设的感兴趣区标记到配准的临床MR图像上。24例患者共计进行70次APT成像引导下的立体定向活检，对肿瘤级别、细胞密度、坏死程度以及增殖性等病理指标进行分析。结果显示，高级别样本活检部位在APT成像上的信号强度（2.65%±0.96%）显著高于低级别样本（1.82%±0.54%；P<0.001）。活检部位的APT信号强度与细胞密度及增殖性具有高度相关关系。这项研究表明， APT成像能显示不均质胶质瘤中最活跃及最具侵袭性的部分，有利于提高胶质瘤活检的采样精准性，尤其是在Gd对比剂增强图像上无明显强化的病变中。
心血管系统
纳米颗粒可以通过高通透性和滞留效应（EPR）被动积聚在缺血组织中。由于外周动脉疾病（PAD）导致肌肉缺血和新血管形成，纳米颗粒积聚，从而可进行PAD分子成像。一项使用后肢缺血大鼠模型的研究表明，64Cu-RGO-IONP-PEG通过EPR效应被动地积聚在缺血组织中，且随着局部血流灌注恢复正常而减少。该纳米颗粒可以作为未来的治疗靶点，应用于PAD疾病的临床诊断和治疗。
目前临床用于MRA的对比剂存在循环时间短、T1驰豫强度低和高渗漏率的缺点。通过两步热解法合成具有核/壳结构（NaYF4：Yb/ Er @ NaGdF4）的UCNPs，再用PEG修饰制备PEG-UCNPs颗粒。将PEG-UCNPs颗粒用于大鼠MRA。结果显示，PEG-UCNPs具有较好的分散性和稳定性，具有优越的MRI优势，如较高的松弛度（r1=12.01mM-1s-1），较长的循环时间（t1/2=79.8min）以及较低的渗漏率，保证了更好的成像质量。此项研究表明，PEG-UCNP是一种高性能转换纳米探针，使用5mgGd/kg的小剂量应用于MRA时，与临床常规MR对比剂的成像效果相比，靶血管系统显示更清晰。
利用PET研究超小金纳米颗粒（Au）的体内动态分布过程。64Cu-NOTA-Au-GSH具有良好的稳定性和高放射性，在注射24h后，具有>75％ID的64Cu-NOTA-Au-GSH纳米颗粒被清除，64Cu-NOTA-Au-GSH的清除半衰期小于6min。动态PET成像能更准确地提供关于器官（例如心脏，肾脏和肝脏）中纳米颗粒快速清除的药代动力学的相关信息。研究表明，64Cu-NOTA-Au-GSH的动态PET成像解决了目前在准确和非侵入性器官动力学成像方面的挑战，并且为研究其他超小纳米颗粒的肾清除机制提供了非常有用的工具。、
光谱光子计数计算机断层扫描（SPCCT）可量化金纳米粒子在体内的器官生物分布动力学。将兔子静脉注射金纳米颗粒（250mgAu/kg）。在3s、30min、1w和1m四个时间点进行SPECT扫描，测量主动脉、肝脏、脾脏、肾脏和骨髓内的金粒子的浓度。结果表明，金纳米颗粒在注射后30min内在血液内保持高浓度[(4.9±0.5)mg/mL]，随后浓度降低，并在1周[(1.8±0.6)mg/mL]至1个月[(1.9±0.5)mg/mL]时保持相同的水平。肝脏和脾脏的摄取与血液的金纳米颗粒浓度相关，骨髓的早期摄取相对延迟。SPCCT能够评估金纳米颗粒的分布和体内药代动力学特征。
泌尿系统
68Ga-RM2是一种合成的铃蟾肽受体拮抗剂，靶向位点是胃泌素释放肽受体（GRPr）。GRPr在前列腺癌（PC）中高度过表达，而它们在良性前列腺增生（BPH）和前列腺炎症组织中低表达。对27例生化复发性前列腺癌（BCRPC）的男性，注射68Ga-RM2后行PET-MRI扫描。结果显示，19例有阳性发现；MRI上8例有阳性发现。68Ga-RM2可产生高质量PET图像用于评估BCRPC患者的GRPr表达，68Ga-RM2可作为定位诊断前列腺疾病的有前景的PET放射性药物。
前列腺特异性膜抗原（PSMA）已经成为复发性前列腺癌（PCa）患者的PET成像的有希望的靶标，其具有更高的肿瘤检测效能。共有8项针对68Ga-PSMA-配体的PET-CT研究，包括850例患者（788例疑似复发，62例新诊断的PCa）。至少在52％的PSA<0.5ng/ml（n=89）、58％的PSA0.5~1.0ng/ml（n=82）、80％（71%~86％）的PSA1.0~2.0ng/ml（n=149）和91％（88%~93％）的PSA>2.0ng/ml（n=535）患者中，在68Ga-PSMA-配体PET-CT上检测到一个病变。三项研究提供了基于病变的准确性信息（967个病变），合并的精度分析显示敏感度为0.84（0.71~0.91），特异性为0.98（0.90~1.00），阴性预测值为0.96（0.89~0.99），阳性预测值为0.92（0.64~0.98）。研究表明，68Ga-PSMAPET-CT是一种有价值的检查方法，具有较高的诊断效能和肿瘤检测率，尤其对PSA水平低（PSA<0.5ng / dl）的疑似Pca患者的诊断具有重要意义。
肿瘤检测
肝脏可以清除大部分的对比剂，肝恶性肿瘤的分子成像受到挑战。肝癌过度表达CD146且与其侵袭性及转移性相关。89Zr-Df-YY146-ZW800是一种抗CD146的双标记单克隆抗体，可用于PET和NIRF成像。PET和NIRF的图像显示CD146-阳性的HepG2肿瘤对该抗体的持续明显摄取。而CD146-阴性的Huh7 和 CD146阴性的 HepG2肿瘤没有对该抗体的摄取增加。研究表明，89Zr-Df-YY146-ZW800具有用于PET和NIRF检查CD146特异性肝癌的良好性能。
在CT和MRI对比增强图像上表现不典型的肝细胞癌中约45%的患者需要病理证实。对2014－2016年同时进行CT/MRI和11C醋酸盐和18F的双标PET（DT）成像并经病理证实的HCC患者进行回顾性分析。通过CT/MRI对病灶进行典型和不典型表现的分析，通过DT对病灶进行阳性和非阳性的判断。结果显示，相较于单独的CT和MRI，DT结合CT及MRI可以增加HCC检查的敏感度（达100%），对于不典型肝癌的诊断效果非常显著。
派姆单抗是临床应用的人源性单克隆抗体，靶目标是活化T细胞和B细胞表面的细胞凋亡程序蛋白-1（PD-1）。通过PET检测89Zr标记的派姆单抗在活体内的药物代谢、生物分布及剂量学。结果显示，所有试验组中均可观测到89Zr标记的派姆单抗在循环系统内停留，在肝及脾内明显聚集，且派姆单抗对人类T细胞有特异性。派姆单抗的应用具有全身低剂量和重要器官内的高聚集，表明符合临床指征的患者可使用派姆单抗在抗PD-1治疗中受益。
催乳素受体（PRLR）作为卵巢癌的高特异度的生物标记。通过耦合钆螯合物、近红外荧光探针到人胎盘催乳素来对移植人卵巢癌细胞的大鼠进行MRI和近红外荧光成像。结果显示，该偶合物在区分PRLR阳性和阴性的卵巢癌具有高度特异性。由于98%卵巢癌表达PRLR受体，该方法提供了一种新的对于卵巢癌的成像方法，可用于检测那些体积小，局限于盆腔的可治愈卵巢癌，并鉴别肿瘤的良恶性。
通过钆螯合物、环磷酰胺和叶酸（FA）来修饰的末端为氨基的第五代聚酰胺胺树状大分子作为纳米复合物在体外和体内对人大细胞肺癌细胞（NCI-H460）进行成像。结果显示Cy5.5-Gd-AuDENPs-FA复合物可以是一种有潜力的可应用于CT、MRI和光学成像的对人非小细胞肺癌进行检测的复合物，同时可对其它表达叶酸受体的肿瘤进行成像。
CD146可以作为癌细胞从上皮到间叶组织转移的一种生物标记。通过一种抗CD146（YY146）的抗体对肺癌进行成像。制备64Cu-NOTA-YY146复合物，并定于表达CD146的H460和H23细胞成像。结果显示，H460和H23细胞对复合物的摄取明显增加。表明64Cu-NOTA-YY146可用于CD146过表达的肿瘤的靶向分子成像。
分子影像新方法
用YFP-Ec-DHFR融合基因转导的HCT116细胞，在免疫缺陷小鼠体内进行活性测定，肿瘤生长前2周注射18F-FPTMP，用PET-CT进行影像检查，发现18F-FPTMP具有高度特异性的活性及摄取率，其放射合成和体内应用给PET报道基因影像提供了一个简单的定量敏感的解决方案，并可以用于人体细胞治疗的影像研究。
铕纳米颗粒具有强烈的可视红光光谱。单分散Gd202S：铕纳米颗粒具有丰富的氧原子，可以作为亲氧性同位素89Zr标记的放射示踪剂。利用PET成像研究体内单分散Gd202S：铕纳米颗粒的放射稳定性，阐述了它的合成及体内外辐射发光纳米颗粒的应用，具有良好的放射稳定性。辐射发光影像（RLI）克服了传统可是发光影像组织的穿透能力的局限性。
普流尼克是一种新的非离子型表面活化剂，作为一种控制大小，产生100nm范围内的纳米球，具有临床可用的微气泡产生稳定的回声。这种稳定的普流尼克纳米球表现出最大限度增加峰值并减慢了肿瘤清除时间。组织学分析发现纳米球摄取的增加及最大限度保留于肿瘤组织内。研究表明这种介质具有在超声分子成像和肿瘤药物脉管分布中的潜在强化能力。
建立了一个双模PET/NIRF纳米颗粒为基础的影像介质在体外标记人类CAR T细胞，应用PET和红外线荧光介质成像研究CEA靶向人类T淋巴细胞过继转移中的药代动力学，并检测其卵巢癌小鼠模型中的治疗效果，从而解决在肿瘤治疗中非侵袭性的追踪CART细胞，有助于评估患者对肿瘤治疗反应及个体化方案的制定.
