我国目前¹⁸F、⁸⁹Zr、⁶⁸Ga、⁹⁹ᵐTc、¹³¹I、¹²³I和¹¹C诊断放射性核素的应用方向

健康产业是推进我国卫生健康事业高质量发展、促进人民健康的关键领域之一，也是我国战略性新兴产业的重要组成部分。放射性药物是核医学事业发展的基石,对放射性核素进行综合性研究有助于加快放射性药物技术创新与实际应用。

诊断性放射性核素是一种用于医学诊断的放射性物质，通过内部摄取或注射到患者体内，利用放射性 衰变的特性来获取有关患者身体结构、功能或代谢的信息。放射性核素被广泛应用于肿瘤的诊断、定量分析、临床分期的确定，以及对治疗效果的监测。

除此之外，还能够应用于监测和评估神经系统与心血管系统的疾病，以及对特定器官的功能进行特征性追踪，进而实现对疾病的临床诊断与评估。

诊断中应用的放射性核素一般有以下特点：

①半衰期短，进入人体后能够迅速衰变为稳定核素，减少对患者及周围环境造成的影响；

②多为直接或间接产生γ射线，以便于被探测和成像分析；

③有特定的组织亲和性，提供诊断的准确性。

¹⁸F

¹⁸F：发射正电子核素，半衰期为109.8min，是进行正电子发射计算机断层显像（positron emission tomography,PET）或单光子发射计算机断层显像(single photon emission computed tomography ,SPECT) 的优选。

FDG是葡萄糖的一个羟基被F原子取代所得。虽然能够经过细胞转运，但与正常葡萄糖不同，FDG磷酸化后生成的FDG-6-PO4被滞留在细胞内。因此¹⁸F-FDG可以作为示踪剂进行显像，获得细胞糖代谢的过程。

是PET技术从临床推广到被广泛认可中不可或缺的。作为一种经典PET诊断剂，¹⁸F-FDG主要用于心血管疾病和肿瘤的诊断。

¹⁸F-FDG通常被视为一种炎症指示物，特别是在血管炎症和缺氧炎症成像方面， 它发挥着至关重要的作用。这种物质在能量代谢活跃的细胞内大量积聚，因此被广泛应用于追踪。动脉粥样硬化是最常见的心血管疾病，炎症可以促成或加剧动脉粥样硬化的血栓并发症，是不稳定性斑块的重要病理特征。人体血管组织活检和动物实验中¹⁸F-FDG的摄取量与巨噬细胞数量呈正比，因此可以通过¹⁸F-FDG显像有效识别不稳定性斑块。最早¹⁸F-FDG显像研究发现有临床症状的患者相较于无症状者，其颈动脉18F-FDG摄取量高出27%。此后，大量研究报道¹⁸F-FDG显像在主动脉、下肢动脉以及冠状动脉不稳定性斑块的识别中取得显著成效。

目前¹⁸F-FDG PET/CT 在冠状动脉和颅内动脉等血管上还未获得常规临床应用，这是因其管径细小、临近¹⁸F-FDG高摄取的心脏或脑组织、心脏搏动等因素影响。

对于PET设备的空间分辨率限制，未来可以开发更为特异的显像剂或更加先进的影像融合设备来克服。

与正常细胞比较，癌细胞的能量代谢异常活跃，对¹⁸F-FDG的摄取显著增加，因此¹⁸F-FDG的浓集可以反映病变情况。肺癌患者的纵隔淋巴结是否发生转移对于确定疾病阶段和规划治疗策略有指导意义。以往CT检查只能提供出病变形态特征，而¹⁸F-FDG PET/CT 在显示病变区域的代谢活性及其相关的病理生理学信息方面表现出色。

研究表明相较于单独的CT扫描，¹⁸F-FDG PET/CT 在纵隔淋巴结有关N分期的诊断方面具有更高的准确率、敏感度、特异度、阴性及阳性预测。特别对于原发性肺癌纵隔淋巴结展现出较高的诊断效能，能更精确地评估纵隔淋巴结的转移状况。

¹⁸F-FDG PET/CT尽管在诊断上具有高准确性，但由于该技术在定性病变时主要是依据PET成像中示踪剂的摄取状况来判断的，仍有少数情况会出现假阴性和假阳性结果。造成假阴性的原因可能是肿瘤体积较小，未达到检测的空间分辨率，或者是在淋巴结中的微小转移未被成像捕捉到。至于假阳性，可能是由于生理性的摄取增加，或者是由炎症反应导致的淋巴结增大。因此，未来可以将PET/CT与其他诊断手段相结合，弥补单一检查可能存在的局限性，从而提高诊断的精确性。

^99mTc

^99mTc为同质异能衰变,半衰期为6.02h，故进入人体后,组织吸收的剂量小。其在化学性质、生物特性方面与碘相似。^99mTc作为一种显像剂或示踪剂进入人体后，可聚集到特定的正常脏器或病变组织。^99mTc药物在人体内释放出有穿透力的γ射线，通过SPECT被探测并记录下来，通过经过计算机分析处理得到各器官、组织或者病变部位的位置、形态、大小和功能图像数据。

^99mTc放射性药物是用于SPECT临床诊断的主要药物，广泛适用于骨、心肌和肾脏等多种组织器官的显像。^99mTc标记的膦酸盐衍生物可应用于全身或者局部骨断层显像，也能在急性心肌梗死后的恢复区域出现浓集，后来在心脏淀粉样变(cardiacamyloidosis,CA)患者中也发现^99mTc磷酸盐的聚集。骨或坏死心肌细胞内的羟基磷灰石晶体结构类似于离子交换柱，与显像剂发生离子交换或化学吸附作用紧密结合，然后在体外通过SPECT采集进行显影。

任何肿瘤都可能发生骨转移，有些肿瘤以骨转移为首发表现,并且很多都难以确定原发灶。所以，早期骨转移瘤的影像诊断在判断恶性肿瘤的分期和预后方面至关重要。^99mTc-MDP已经成为诊断肿瘤骨转移的一种广泛认可且最有效的的方法。^99mTc-MDP SPECT/CT融合显像相较于全身骨显像可以呈现更为全面和详细的骨功能和解剖图像，提高诊断单发骨转移瘤的效能，为治疗方案和预后的判断提供参考依据。既往研究已经证实99mTc-MDP SPECT/CT对肿瘤放疗后骨盆不全骨折与骨转移瘤的诊断价值。

转甲状腺素蛋白心脏淀粉样变（ATTR-CA），是CA的常见类型。^99mTc-焦膦酸盐（PYP）显像有助于无创地诊断心肌ATTR-CA。99mTc-PYP显像在诊断转甲状腺素蛋白相关（TTR） 突变基因患者是否合并 CA方面具有重要价值。

肾脏占位性病变常常伴有肾脏结构和功能的异常变化。传统的实验室检测或影像学手段仅提供解剖结构的信息，或者仅体现全肾功能，这往往难以满足多元化的临床需求。放射性核素动态显像能获得反映显像剂排泄和血流灌注的全过程图像，用于诊断疾病、评估脏器功能，弥补传统检查方法的局限。特别在测定分肾功能、诊断上尿路梗阻、评估活体肾移植供体肾功能等方面作用很大。虽然在定性诊断肾肿块病变方面，^99mTc-DTPA肾动态显像不如超声、CT尿路造影的价值高，但可以作为肾癌患者残余肾功能的评估方法，对疾病的预后具有很大价值。

中国国家药品监督管理局(CFDA)批准的正在临床使用的^99mTc放射性药物有骨显像剂锝[^99mTc]亚甲基二膦酸盐注射液，心肌灌注显像剂锝[^99mTc]司它比注射液、锝[^99mTc]甲氧异腈注射液，肾显像剂锝[^99mTc]喷替酸盐注射液、二巯丁二酸盐注射液、双半胱氨酸注射液等。但目前还不能实现药物理想的制备方法， 为了满足^99mTc放射性药物的临床转化需求，还需要不断发展新型高效、简便、易普及的标记技术。

⁸⁹Zr的应用

⁸⁹Zr是一种新型正电子核素,半衰期为78.4h，其衰变特性与单克隆抗体的生物半衰期相匹配，适合PET免疫显像。⁸⁹Zr标记药物具有很高分辨率,同时它们能特异性地结合到目标组织上，且对比度良好,具有很好的应用前景。

⁸⁹Zr适用于肽段、肽段聚合物、脂质体、微球、纳米粒子和蛋白的体内分布和代谢PET显像研究。

迄今为止，⁸⁹Zr标记的主要载体仍然是抗体。B7-H3(CD276)曾被称为“肿瘤相关抗原”，在肿瘤组织中广泛异常高表达，在正常组织上表达受限，使其成为理想的肿瘤靶向造影剂和治疗分子。

⁸⁹Zr标记的DS-5573诊断性能，在B7-H3阳性乳腺癌皮下瘤模型（B7-H3-MDA-MB-231）中，通过PET/MRI进行体内生物分布和成像研究。结果表明⁸⁹Zr-DS-5573a表现出对体内表达B7-H3的肿瘤的特异性和持久靶向性，并提示⁸⁹Zr-DS-5573a具有非侵袭性量化癌症患者肿瘤中B7-H3靶标表达的潜力,有望成为一种理想的PET显像示踪剂。此外，⁸⁹Zr-DS-5573a通过与B7-H3的特异性结合，有可能为T细胞生物学提供重要的见解。

精子顶体SLLP1结合蛋白(SAS1B)在包括子宫癌细胞在内的多种癌症类型中过表达,并开发不同的特异性结合SAS1B抗原的单克隆抗体(抗SAS1B)。用放射性核素标记这些抗体可以为成像和放射免疫治疗提供机会。

有研究用⁸⁹Zr标记抗SAS1B (SB5)用于PET显像,并测定其生物分布。生物分布研究与PET成像相匹配,并证实肿瘤的摄取,以及在骨骼中的积累。因此，⁸⁹Zr标记抗SAS1B抗体可以为子宫内膜癌的检测和治疗进展提供一种有效的途径。

前列腺癌是男性常见的恶性肿瘤，初次治疗后复发是常见的。早期发现的转移性或复发性疾病的诊断成像可用于规划潜在的治疗干预。

前列腺特异性膜抗原（prostate specific membrane antigen，PSMA）在转移性和激素难治性前列腺癌中的表达尤其高，使其成为前列腺癌诊断成像和内放射治疗的优秀候选者。用正电子发射核素放射性标记的 PSMA赖氨酸-尿素-谷氨酸抑制剂可用于PET的诊断成像。

PET成像利用标记为⁸⁹Zr的靶向分子来评估表达PSMA的肿瘤的负担，已成为指导和计划治疗的有用策略。

2023年美国泌尿外科协会年会公布Ⅲ期试验ZIRCON研究(一项开放标签、多中心临床试验)的最新数据，放射性诊断药物⁸⁹Zr-DFO-girentuximab有助于鉴别肾透明细胞癌和其他肾脏疾病,⁸⁹Zr-DFO-girentuximab PET/CT 检测的耐受性良好，能准确、无创性地识别IDRM的性质，即使是对肾脏中≤2cm的小病灶也有着突出的检验性能，对指导后续手术和治疗决策具有重要意义。

临床研究广泛证实⁸⁹Zr免疫PET技术的多项优势，如高空间分辨率地监测肿瘤细胞、展现全身病灶的受体表达和异质性、筛选阳性转移灶以及预测靶向治疗效果，在推动靶向药物治疗的发展方面发挥了重要作用。如果未来能借助更灵敏的PET扫描仪和先进的软件，减少辐射剂量，能使该技术迎来更广阔的应用前景。

⁶⁸Ga

PET显像技术中，正电子核素⁶⁸Ga的应用非常普遍，仅次于¹⁸F。⁶⁸Ga以其优越的核素性质、简单的化学标记性质、通过⁶⁸Ge-⁶⁸Ga锗镓发生器获得，且便于药盒化等优势，得到广泛的应用。

⁶⁸Ga半衰期较短，仅68min，且正电子衰变率高达89%，因此非常适用于标记那些能快速分布到靶点的分子，在患者进行静脉注射后约1h就可以获得高质量的PET图像。这样不仅减少对患者的辐照剂量，也给核医学化学师充足的准备时间。

肿瘤相关成纤维细胞（cancer-associated fibroblasts,CAFs）是肿瘤微环境中最主要的成分之一，成纤维细胞活化蛋白(fibroblast activation protein,FAP)是CAFs的标志性蛋白，在正常组织中几乎不表达，在多种肿瘤细胞中过度表达。而活化的心肌成纤维细胞（cardiac fibroblasts,CF）又与心室重构直接相关。

利用显像技术观察心肌细胞中FAP的表达，为评估心肌纤维化程度提供了一种可视化的方法。有研究使用PET检查急性心肌梗死(acute myocardial infarction,AMI) 后患者心脏⁶⁸Ga成纤维细胞激活蛋白α抑制剂(FAPI)的摄取模式，并研究其与冠状动脉造影结果的关联，证明AMI后成纤维细胞激活的体内可视化，摄取面积与受影响的冠状动脉区域非常一致，并且观察到从头建立的参数FAV与左心室功能和峰值肌酸激酶有很强的相关性。这种成像方式可能为AMI后早期结构重塑机制提供重要见解。

⁶⁸Ga-FAPI（⁶⁸Ga-DOTA-FAPI-04）对FAP的特异性和亲和力都很高，有良好的体内药动学性质，能清楚显示病变，并且具有高靶/非靶比。⁶⁸Ga-FAPI  PET/CT 成像能检测各种的原发性肿瘤和转移灶，相较于目前应用最广泛的¹⁸F-FDG PET/CT，它在实体肿瘤的诊断、分期及疗效监测等方面更具优势。

据不完全统计， 目前在研究的⁶⁸Ga标记的PET药物近百余种。

2016年，美国食品药品管理局(FDA)批准⁶⁸Ga-DOTA-TATE显像剂，用于生长抑素受体阳性神经内分泌瘤。2019年，⁶⁸Ga-DOTA-TOC获批上市，用于相同的适应证。

2020年，⁶⁸Ga-PSMA-11被批准用于PSMA阳性的前列腺癌患者病灶转移或复发的诊断。但目前来说，⁶⁸Ga-PSMA-11与其他常用示踪剂比较，在前列腺癌的患者中仍存在漏诊问题。⁶⁸Ga-PSMA-11-PET/CT在前列腺癌患者是否发生淋巴结转移诊断中所表现的低灵敏度尚不能替代淋巴结清扫术。未来随着技术改革、更多临床应用研究的开展，⁶⁸Ga-PSMA-11-PET/CT或许能够提高诊断灵敏度，让患者能够得到该项检查所带来的收益。

¹³¹I

碘是甲状腺合成甲状腺激素的主要原料，半衰期为8.02天，患者口服示踪量的¹³¹I(Na¹³¹I)后能被甲状腺摄取和浓集。用甲状腺功能测定仪测量¹³¹I在甲状腺部位发射的γ射线，其测量及其动态变化能够判断甲状腺的功能状态。通过测定人机体甲状腺的吸碘率、抑制率、半减期等试验指标，来诊断甲状腺疾病。

诊断性¹³¹I-全身显像（Dx-WBS）有助于探查术后残余甲状腺及可疑摄碘性转移灶,评估转移病灶的摄碘能力，协助计算¹³¹I治疗剂量。并且新版指南推荐Dx-WBS用于辅助完成疾病的分期及复发风险分层。

在¹³¹I治疗后的随访中，Dx-WBS有助于评估¹³¹I治疗的疗效，并通过评估病灶摄碘能力来预测¹³¹I治疗疗效,为后续的治疗策略提供指导。研究显示¹³¹I-SPECT可提高对转移灶的诊断效能，如果有条件行SPECT/CT融合显像，诊断的准确性更高。

¹²³I

¹²³I能够通过取代有机药物中的氢，生成各种¹²³I标记的显像剂。半衰期为与其他放射性金属核素比较，¹²³I显像剂的性质更接近前体药物。¹²³I具有优良的核性质，可以与γ照相机和SPECT匹配使用，其半衰期和γ射线能量非常适合核医学诊断的应用。

如与核素¹³¹I比较，放射性碘[¹²³I]化钠注射液用于甲状腺功能的测定和甲状腺显像时，患者吸收的内辐照剂量仅为碘[¹³¹I]化钠注射液的1%，分辨率高，图像清晰。

¹²³I放射性药物中最具特色的是¹²³I标记的中枢神经系统受体放射性药物。帕金森病是一种常见的老年神经系统退行性疾病，鉴别诊断难度大。而心肌对于间位碘代苄胍(metaiodobenzylguanidine，MIBG)的 摄取率降低，提示交感神经活性下降，有助于帕金森病的早期鉴别诊断。在帕金森病诊断中，该方法最早应用的是¹²³I-MIBG。近年来¹³¹I-MIBG心肌显像也逐渐得到应用。尽管¹³¹I-MIBG和¹²³I-MIBG都可以用于通过心肌摄取率对帕金森病进行诊断，但后者在帕金森病诊断的效能上更具优势。

神经母细胞瘤起源于肾上腺-交感神经谱系，特异性表达去甲肾上腺素转运体（norepinephrine transporter,NET）。MIBG作为一种去甲肾上腺素类似物，能被NET主动摄取，在神经母细胞瘤和正常表达NET的组织积聚。将¹²³I标记在MIBG上，通过静脉注射到患儿体内，一段时间后便可在体外用SPECT探测到¹²³I-MIBG在体内的分布，从而观察神经母细胞瘤病灶的位置和代谢特征。在神经母细胞瘤的诊断、分期和疗效监测中，¹²³I-MIBG表现高特异度和高灵敏度，发挥关键作用。同时，与¹²³I-MIBG平面显像相比，SPECT/CT断层显像的Curie评分诊断准确率及一致性更高。

¹²³I标记的放射性药物已广泛地用于多巴胺受体、乙酰胆碱受体、阿片受体、5-羟色胺受体、肾上腺素受体等受体和相关转运蛋白的显像研究，为临床诊断中枢神经系统各种疾病提供可能。此外，¹²³I标记的脂肪酸可用于心肌缺血部位的显像和心肌代谢的研究。

¹¹C

¹¹C-胆碱（¹¹C-CHO）是一种新型的放射性核素药物,属于胆碱类显像剂，半衰期为20.38 min，在PET显像中对脑肿瘤、鼻咽癌、膀胱癌等肿瘤的诊断分期、预后监测等方面展现了显著的应用价值。

可应用于脑肿瘤、鼻咽癌、膀胱癌等肿瘤的诊断分期、预后监测等方面，在于¹¹C-CHO能够通过特定的转运载体摄入细胞，并且在肿瘤增殖过程中被特异性高摄取。而正常脑组织对其摄取较低，因此能获得较高的靶/本比,增加病灶检测率。

有研究表明在诊断颅内占位病变方面，¹¹C-CHO脑代谢显像比¹⁸F-FDG的应用潜力更大，并且可以相互补充。但同时其在诊断某些良性肿瘤和肿瘤样病变中可能出现假阳性，因此需谨慎评估。综上所述，对于颅内良恶性病变的鉴别，应用¹¹C-CHO PET/CT 脑代谢显像是可行的，在临床具有重要意义。

阿尔茨海默病（Alzheimer disease,AD）的病程缓慢且不可逆，而其病理改变要早于相应的临床症状。将特异性针对AD病理学改变的放射性药物¹¹C-PIB引入体内，由PET显示体内的分布情况，从而达到诊断的目的，特别适用于发现明显形态学改变之前，早期疾病的诊断、发现亚临床病变以及评价治疗效果。

有研究分析结果表明¹¹C-PIB PET 显像作为一种无创的功能影像学检查方法，在AD的诊断上发挥重要作用， 可以为临床诊断提供一定的参考价值。

¹¹C-CHO  PET/CT在鼻咽癌的诊断、分期、靶区勾画等方面具有明显的优势,能够监测鼻咽癌引起的病例生理、生化方面的改变,尽管¹¹C-胆碱已经取得一定成果,但仍需要大量的研究资料来完善¹¹C-胆碱在鼻咽癌应用中的实用性及可靠性。随着¹¹C-胆碱成像技术的不断改进,成像方式的不断优化,¹¹C-胆碱PET/CT有望在鼻咽癌的临床应用中得到更多的完善。