放射藥理學概論第一講

放射藥理學概論第一講第1頁，共29頁，2023年，2月20日，星期五一、放射藥理學的形成和發(fā)展

放射藥理學(Radiopharmacology)是一門新興的學科，它是藥理學和核科學相互融合而發(fā)展起來的邊緣學科，它與藥理學，核科學，特別是核藥學有著非常密切的關系。

第2頁，共29頁，2023年，2月20日，星期五①放射性藥物第一次應用于人體內是在1925年，當時H.L.Blumgart用RaC制備成放射性示蹤劑，注射到人靜脈中，以測定正常人和心臟病人的血流速度。由于RaC能發(fā)射出γ射線，故從體外就可以測定，十分方便。②在1946年，美國橡樹岑實驗室制備一系列的較短半衰期的放射性藥物，供醫(yī)院和科研單位使用。五十年代后期反應堆和加速器提供了許多醫(yī)用放射性核素，例如，131I，198Au，51Cr，90Sr(鍶），55Fe，60Co等。并制備成各種放射性藥物制劑，配合各種核醫(yī)學儀器進行疾病的診斷和治療。

第3頁，共29頁，2023年，2月20日，星期五③二十世紀六十和七十年代，同位素發(fā)生器，99mTc和113mIn發(fā)生器相繼成為商品，使放射性藥物使用范圍大大開闊。七十年代末，加速器生產的短壽命核素123I，67Ga（鎵），111In（銦）及201Te（碲）開始受到重視。④同時，核醫(yī)學儀器有了很大發(fā)展，單光子發(fā)射計算機斷層技術(singlephotonEmissionComputedTomography，SPECT)和正電子發(fā)射計算機斷層技術(positronEmissioncomputedTomography，PECT)相繼向世，對11C，13N，15O，18F短壽命缺中子核素標記藥物提供更加光輝前景。第4頁，共29頁，2023年，2月20日，星期五單光子發(fā)射計算機斷層攝影（SPECT）的基本原理是：將能夠放出純粹α光子的放射性核素或藥物注入或吸入人體，通過顯像儀的探頭對準所要檢查的臟器接收被檢部位發(fā)出的射線，再通過光電倍增管將光電脈沖放大轉化成信號，經計算機連續(xù)采取信息進行圖像的處理和重建，最后以三級顯像技術使被檢臟器成像。

第5頁，共29頁，2023年，2月20日，星期五正電子發(fā)射計算機斷層掃描(PositronEmissionComputerizedTomography,簡稱PET)是目前最先進的醫(yī)療診斷設備。當人體內含有發(fā)射正電子的核素時，正電子在人體中很短的路程內（小于幾mm）即可和周圍的負電子發(fā)生湮滅而產生一對γ光子，這兩個γ光子的運動方向相反，能量均為0.511Mev，因此，用兩個位置相對的探測器分別探測這兩個γ光子，并進行符合測量即可對人體的臟器成像。

正電子發(fā)射計算機斷層顯像(PositronEmissionTomography，PET)系統(tǒng)是近年來受到臨床廣泛重視的核醫(yī)學顯像設備，并被譽為九十年代世界醫(yī)學重大發(fā)展之一，被認為“在核醫(yī)學史上奠定了一個劃時代的里程碑”。PET與其他影象技術相比，PET顯像劑能最大限度地與自然存在于機體內活性分子保持一致。一定意義上，PET是目前連接分子生物學與臨床醫(yī)學的最佳影像手段。第6頁，共29頁，2023年，2月20日，星期五各國藥典都收載了放射性藥物，例如1990年版的中華人民共和國藥典中有17種，而1990美國藥典（USP)中收藏了41種，但作為商品供應的放射性藥物遠比上述數(shù)量多。放射性藥物發(fā)展的同時，放射藥理學也因需要適應和發(fā)展起來，在1978年5月，在Austria的Innsbruck召開全世界的第一次放射性藥理學專題討論會(symposium)，代表各大洲37個國家的388名科學家出席會儀。并出版了三本論文集，(principleofRadiopharmacology)。隨后其發(fā)展速度更快。以后每4年開一次。第7頁，共29頁，2023年，2月20日，星期五二、放射藥理學的任務

藥理學的任務是研究藥物和機體的相互作用，放射藥理學的任務是研究放射性藥物(Radiopharmaceuticale)的藥物作用及其原理，體內過程、使用方法、不良反應及其規(guī)律。放射藥理學家和放射性藥物化學家合作，共同研究和開發(fā)新的放射性藥物，并探討放射性的化學結構與藥理作用之間的關系（構效關系）。放射藥理學作為藥理學的一個分支，是一新鮮的界面學科，是核科學技術和藥理學相互融合的產物，它對放射性藥物的研究可為核醫(yī)學提供新藥，還可為已經在用的老藥提出新的用途。放射藥理學的原理研究可為臨床醫(yī)學，生物化學等提供重要的深入的認識。

第8頁，共29頁，2023年，2月20日，星期五三、放射性藥物作用

放射性藥物的分子由放射性核素化合成藥物分子的一部分或者放射性核素結合在藥物分子上而形成，因此它的藥理作用由這兩部分所決定。放射性核素(Radionuclide)發(fā)射出適宜的α射線和β射線。γ射線穿透性強，可以穿過機體，人們在體外可用探測器對其進行深測，從而可以確定放射性藥物在機體內存在部位和數(shù)量，為診斷疾病提供依據(jù)。

第9頁，共29頁，2023年，2月20日，星期五放射性藥物中的放射性核素發(fā)射出β射線，可以破壞所濃集部位的異常組織和細胞，利用此特性可以治療某些疾病，如癌癥，此放射性藥物的治療又稱放射化學治療。放射性藥物在體內的分布，轉運及代謝是由藥物分子的化學結構、物理化學性質、劑型的特性所決定。這一特性使放射性核素能達到機體內某一部位以達到診斷和治療目的。因此人們將放射性藥物中的放射性核素比作核武器的原子彈頭，將放射性藥物中的藥物分子比作運載火箭，主要運用前者的威力，后者只起導航定向運載的作用。二者巧妙有機結合，這是放射性藥物能起到其它方法所無法起到的作用。

第10頁，共29頁，2023年，2月20日，星期五第11頁，共29頁，2023年，2月20日，星期五診斷作用放射性藥物如何起診斷作用呢？放射性藥物診斷原理有二：1．示蹤濃度曲線法：放射性藥物通過人體的某種器官的功能有在身體某一部位的濃度時程曲線，可以從體外探測，繪制?；蛘呓涍^一定時間間隔，采取血樣或尿樣測量其中的放射性活性，從而評價各臟器功能。第12頁，共29頁，2023年，2月20日，星期五2．顯像法放射性藥物診斷作用的另一種基本原則是放射性射線體內分布顯像法（Imaging），放射性藥物從體內發(fā)出的γ射線，在體外用閃爍掃描儀或閃爍照像機對某部位進行多點測量，可得到放射性藥物在體內分布圖像。這種圖像可以提供三方面信息，即臟器或組織中占位性病變的定位，大小和形態(tài)，（組織定位顯像）；臟器的某種功能狀態(tài)，（臟器功能顯像）和細胞的某種物質的代謝狀態(tài)（細胞代謝顯像）。

第13頁，共29頁，2023年，2月20日，星期五A）用于臟器顯像利用臟器和病變組織對放射性藥物攝取的差別，通過顯像儀器來顯示出臟器或病變組織的影像。一般采用的方法有兩種：一種是利用正常臟器有選擇性濃聚放射性藥物的能力，而病變組織濃聚能力缺乏或減弱。在顯像圖上可觀察到臟器的大小、位置、形態(tài)及放射性分布等情況，病變組織呈現(xiàn)為放射性缺損區(qū)；另一種是病變組織有選擇性濃聚放射性藥物的能力，而正常組織攝取能力缺乏或較差，在顯像圖上病變組織呈現(xiàn)為放射性濃聚區(qū)。第14頁，共29頁，2023年，2月20日，星期五

顯像的方式主要分為靜態(tài)和動態(tài)兩種。靜態(tài)顯像是在注入放射性藥物后一定時間，顯示放射性在臟器或病變組織內的分布，主要用于檢查器質性病變，特別是占位或缺血性病變。動態(tài)顯像是顯示在一定時間內的動態(tài)分布，所得結果不僅反映病變的部位，而且反映病變部位的功能狀態(tài)。目前人體內大部分臟器，如甲狀腺、肝、膽、腦、心肌、胰腺、骨骼、肺、腎上腺、淋巴腺及某些腫瘤等，均有放射性藥物用于顯像檢查。第15頁，共29頁，2023年，2月20日，星期五B）用于功能測定給病人注射、口服或吸入某種放射性藥物，測定有關臟器中，或血、尿、糞中放射性的動態(tài)變化，以反映臟器的功能。人體各臟器有不同功能，有的臟器能選擇性地濃集某種放射性藥物并進行代謝。當該臟器或其一部分發(fā)生功能異常時，其濃集放射性藥物的程度，以及濃聚和清除該藥物的速度將發(fā)生變化。用臟器功能測定儀從體外測定該臟器放射性的時相變化?？煞从彻δ墚惓５男再|、程度和區(qū)域。第16頁，共29頁，2023年，2月20日，星期五核醫(yī)學設備Gamma相機空間分辨率4mm；能量分辨率11%；Gamma相機是對體內示蹤核素釋放出來的Gamma射線進行探測并形成高分辨率的形態(tài)圖像。經數(shù)據(jù)處理后，可用于診斷甲狀腺、腦、費、肝、腎、心血管等臟器的病變和動態(tài)功能。第17頁，共29頁，2023年，2月20日，星期五第18頁，共29頁，2023年，2月20日，星期五Gamma刀：1968年，西班牙醫(yī)師Salorio采用DET/PET顯示癲癇低代謝區(qū)（即癲癇放電區(qū)），又采用X刀/伽瑪?shù)?，治?1只神經科疾病貓（局部藥物致癇）。結果，8只貓神經科疾病發(fā)作停止，3只貓仍然發(fā)作，說明立體定向放射治療可以用于癲癇治療，這是一個劃時代的貢獻。近年來，日本、韓國、美國、中國相繼開展了這項治療，有效率大大提高，取得了令人注目的療效。第19頁，共29頁，2023年，2月20日，星期五伽馬刀第20頁，共29頁，2023年，2月20日，星期五單光子發(fā)射計算機斷層（SPECT）在Gamma相機的基礎上，在體外設置探測器，得到數(shù)據(jù)，再由計算機計算得到斷層圖像。空間分辨率3mm；能量分辨率4%--5%正電子發(fā)射CT（PECT）利用放射性核素在原子列變時帶有正電子發(fā)射的特點，將正電子發(fā)射的短壽命同位素制成放射性藥物注入人體，測量這些放射性藥物在人體臟器內的分布。PECT可以研究血腦屏障的滲透性；了解正常和有精神疾病的腦功能；對心肌梗塞和腫瘤檢測效果優(yōu)于Gamma相機第21頁，共29頁，2023年，2月20日，星期五SPECT的結果2例癲癇患者SPECT圖像:發(fā)作間期低灌注(A圖)，發(fā)作期高灌注(B圖)。

癲癇灶發(fā)作間期在SPECT上呈低灌注暗影，發(fā)作期變?yōu)楦吖嘧⒘劣啊?/p>

第22頁，共29頁，2023年，2月20日，星期五PECT結果舉例癲癇患者PET圖像:癲癇灶在發(fā)作間期呈低代謝，發(fā)作期變高代謝。

第23頁，共29頁，2023年，2月20日，星期五放射性藥物的應用舉例：甲狀腺功能測定甲狀腺功能主要是：吸收碘、合成甲狀腺激素和分泌甲狀腺激素，即T3、T4，三碘甲腺原氨酸，甲狀腺素。 甲狀腺激素的功能有三：促進生長發(fā)育，促進代謝，提高神經系統(tǒng)興奮性第24頁，共29頁，2023年，2月20日，星期五測定甲狀腺功能主要從兩個方面進行：①甲狀腺所分泌的“產物”在血液循環(huán)中的濃度，來評價甲狀腺功能，如T3、T4；②放射性藥物進入體內，用探測器追蹤，測量它在有關臟器中的濃集，更新，排泄的速度和數(shù)量，以研究臟器的功能或病理狀態(tài)。第25頁，共29頁，2023年，2月20日，星期五口服I-－→胃腸吸收－→血液－→甲狀腺攝－→合成甲狀腺激素。（70—100μgI/d）T3·T4在正常情況下，與甲狀腺球蛋白結合，貯存于甲狀濾泡內不存在于血液中，與甲狀腺球蛋白結合的T3·T4在TSH（促甲狀腺激素）刺激下，被蛋白分解酶分解成游離的T3·T4（即FT3·FT4）才分泌引血液循環(huán)中去，進入血液的T3·T4立即與血漿中運載甲狀腺素的蛋白結合，輸送到全身各處。

第26頁，共29頁，2023年，2月20日，星期五a)硫脲類藥物有阻止甲狀腺內激素合成的作用—抑制過氧化氫酶和偶合酶作用，使酪氨酸不能碘化，兩個碘化了的酪氨酸不能偶合成T3T4。b)大量碘劑能直接阻止甲狀腺的釋放甲狀腺細胞內碘離子，碘離子濃度過高，還有抑制酪氨酸碘化作用，甲狀腺攝碘率也降低。c)許多陰離子也能被甲狀腺吸收，如Br-，TcO4-，SCN-，ClO4-可阻止甲狀腺從血漿中攝取碘，而且促使I-甲狀腺釋放出來。第27頁，共29頁，2023年，2月20日，星期五甲狀腺吸碘率測定

甲狀腺有攝取和濃聚碘離子的能力，它攝取碘離子的數(shù)量和速度與甲狀腺的功能狀態(tài)有著密切關系。

131I-和普遍I-有著相同的現(xiàn)化性質和生物化學性質，進入全內被甲狀腺攝取，攝取的量和速度可用γ探測器從體外直接測定。第28頁，共29