复旦大学附属华山医院核医学/PET中心作为国内最早引进PET技术的先行者,经过多年的持续建设,已发展为集临床诊断、科研创新、人才培养于一体的国内领先的高水平分子影像平台。目前,中心应用于临床和科研的PET示踪剂超过70种(图1),能够为个性化诊疗和前沿科学研究提供多样化、高质量的分子影像支持。
图1. 华山医院PET中心生产探针
依托华山医院核医学/PET中心的深厚技术积累和联影先进PET影像设备的优势,中心与联影科研团队自开展深度合作以来,在神经退行性疾病、癫痫和肿瘤等领域产出了一系列高质量科研成果。2025年,相关研究发表于Nature Communications、Brain、Alzheimers & Dementia、European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging等国际权威期刊(图2),持续引领高端PET影像设备在重大疾病领域的科研发展方向。
图2. 华山医院2025年代表性成果展示
一、阿尔茨海默病
阿尔茨海默病(Alzheimer’s Disease, AD)是最常见的神经退行性疾病,其核心病理特征为细胞外β-淀粉样蛋白(Amyloid-β,Aβ)斑块沉积与过度磷酸化Tau蛋白聚集构成的细胞内神经原纤维缠结。在Aβ、Tau及18F-FDG PET的基础上,华山医院核医学/PET中心围绕AD疾病率先开展多种新型分子探针的临床研究及应用,包括用于评估大脑突触密度的18F-SynVesT-1及反映代谢型谷氨酸受体5(mGluR5)表达水平的18F-PSS232。2025年,基于联影一体化PET/MR设备,华山医院核医学/PET中心围绕AD疾病的突触密度改变取得了一系列突破性进展。
作为一种靶向突触囊泡蛋白2A (Synaptic Vesicle Glycoprotein 2A, SV2A)的分子影像技术,SV2A PET能够在体定量评估全脑突触密度。基于18F-SynVesT-1的SV2A PET技术,栾颖等[1]的研究结合DTI结构连接与fMRI功能连接,首次揭示了AD患者突触丢失并非随机发生,而是严格受限于大脑连接组的拓扑结构,且其沿网络的传播动力学受磷酸化Tau病理的调控。在此基础上,栾颖等[2]的另一项成果进一步阐明了突触密度的“双重角色”:突触密度一方面决定了不同脑区对Tau沉积的初始易感性,另一方面参与了Tau相关的网络级突触丢失,为理解AD病理传播的结构与网络基础提供了关键证据。王杰等[3]通过纵向随访研究发现,认知障碍(CI)患者相较于健康人群在一年内表现出显著加速的突触丢失和Tau蛋白沉积,且Tau蛋白异常是驱动突触病理的重要机制。何坤等[4]的研究聚焦类淋巴功能受损与突触丢失之间的关系,提示类淋巴系统功能障碍可能通过加重突触退变参与AD进程,为AD疾病机制研究及治疗监测提供了参考。
mGluR5是一种分布于突触后膜的兴奋性G蛋白偶联受体,参与调节、整合大脑功能和突触传递。王燕等[5]研究发现,在早期AD患者中,Tau病理与mGluR5密切相关,且该关联呈性别特异性。这一结果不仅证实了Tau蛋白在介导突触功能障碍中的核心作用,也为开发性别特异性的mGluR5靶向治疗策略提供了理论基础。
二、其他神经系统疾病
帕金森病(Parkinson’s disease, PD)是继AD之后第二大神经退行性疾病,其主要病理特征为α-突触核蛋白(α-synuclein, α-syn)在外周和中枢神经系统的异常积累及黑质—纹状体区多巴胺能神经元的进行性丧失。18F-FP-CIT是一种具备高特异性的靶向多巴胺转运蛋白(dopamine transporter, DAT)的PET显像剂,在PD的早期诊断和疾病监测中具有重要临床价值。林华媚等[6]的研究基于一体化18F-FP-CIT PET/MR成像揭示了PD患者同时存在纹状体DAT功能减低和黑质致密部铁沉积增加,且二者呈负相关,提示黑质铁代谢异常与纹状体多巴胺能损伤在PD病理进程中关系密切。
进行性核上性麻痹(Progressive Supranuclear Palsy, PSP)是一种以神经元蛋白Tau异常积聚和葡萄糖代谢异常为特征的原发性Tau蛋白病,是PD鉴别诊断中重要的非典型帕金森综合征之一。借助18F-FDG、18F-FP-CIT、18F-florzolotau多示踪剂PET显像与DTI成像,焦方阳等[7]的研究揭示了PSP患者的类淋巴功能障碍与Tau蛋白沉积、异常的代谢脑网络活动有关,而与多巴胺能功能障碍无关,从影像学角度加深了对PSP这种具有复杂多面性的疾病发病机制的深入理解。
癫痫是一种以神经元异常同步放电导致反复发作为特征的慢性神经系统疾病,致痫区的精准定位始终是临床诊疗中的关键难题。李光磊等[8]进行了18F-FDG、18F-FMZ和18F-SynVesT-1的头对头影像学研究,结果表明18F-FMZ和18F-SynVesT-1 PET识别的病灶区较18F-FDG PET更为局限,并且18F-SynVesT-1 PET/MR呈现的异常分布区域占比与患者发病年龄相关。这一研究揭示了18F-SynVesT-1 PET/MR具有成为评估不同发病年龄癫痫患者生物标志物的潜力,可为癫痫患者的术前评估和个性化治疗提供重要信息。
三、肿瘤疾病
肿瘤的精准诊断、疗效评估与个体化治疗策略制定,高度依赖于对肿瘤生物学行为的全面解析。华山医院核医学/PET中心围绕肿瘤代谢、微环境、免疫靶点表达等关键环节,开展了多种新型PET示踪剂的临床研究与应用。2025年,中心基于联影PET/CT设备在脑胶质瘤、肝细胞癌、非小细胞肺癌等领域取得系列重要进展,为肿瘤的精准分型、疗效预测与治疗策略优化提供了关键影像学生物标志物与决策依据。
在胶质瘤领域,华涛等[9]的研究对比了68Ga-FAPI-04与18F-FET PET显像对疑似复发胶质瘤患者的诊断和预后价值。结果显示,复发性胶质瘤患者中68Ga-FAPI-04 PET获取的代谢肿瘤体积(MTV)是影响患者总生存期的关键因素,证实成纤维细胞活化蛋白(Fibroblast Activation Protein, FAP)表达在复发胶质瘤中的重要作用。虽然单独PET参数在鉴别胶质瘤复发与治疗相关改变的效能有限,但FAPI与FET的MTV比值可提升结合临床因素的诊断模型 AUC,展现出潜在的鉴别诊断价值。
针对程序性细胞死亡蛋白1(Programmed Cell Death Protein 1, PD-1)/程序性死亡配体1(Programmed Death-Ligand 1, PD-L1)轴的免疫疗法在非小细胞肺癌中显示出良好的治疗效果,但在治疗前评估患者的PD-L1表达水平对于提高免疫疗法的疗效至关重要。吴雁飞等[10]首次在非小细胞肺癌患者中开展了肽类PD-L1示踪剂68Ga-DOTA-WL12与纳米抗体示踪剂68Ga-NOTA-RW102的头对头临床对比研究。结果表明,68Ga-DOTA-WL12在原发灶和转移灶中的摄取与PD-L1表达水平的相关性更强,并且两种示踪剂分布也有所不同,表明基于肽和基于纳米抗体的放射性示踪剂可能具有不同的临床意义。
徐豪等[11]探究了68Ga-FAPI-04、11C-acetate与18F-FDG多示踪剂PET成像在肝细胞癌患者中的临床价值。研究发现,68Ga-FAPI-04与11C-acetate的双示踪剂联合方案在检测肝细胞癌病灶方面具有最高的灵敏度,展现出相较于传统18F-FDG PET在肝细胞癌筛查的潜力。同时,18F-FDG摄取水平在高/低组织学分级和病灶是否发生微血管侵犯的比较中表现出显著差异,可为识别高危病理亚型、指导治疗强度提供依据。
在实体瘤的滋养层细胞表面抗原2(Trophoblast Cell-Surface Antigen 2, TROP2)靶向治疗评估方面,姜东朗等[12]的研究表明TROP2靶向的68Ga-NOTA-T4 PET技术不仅可无创评估肿瘤中TROP2的真实表达状态,还可克服组织取样带来的异质性局限,为TROP2靶向治疗的患者筛选、疗效评估及动态监测提供重要影像学依据,从而推动精准肿瘤诊疗的发展。
未来展望
随着医学影像技术、人工智能及多中心协同模式的不断发展,以一体化PET/MR为代表的高端PET影像设备在神经系统疾病与肿瘤等重大疾病领域正展现出愈加重要的临床与科研价值。依托多项高质量科研成果,华山医院核医学/PET中心在多中心数据库建设、诊疗一体化实践及临床转化应用等方面建立了坚实的技术基础与创新体系。未来,华山医院核医学科/PET中心与联影将进一步深化产学研医合作,携手引领国内高端分子影像的前沿探索与临床实践变革。
1. 建库筑基:
启动神经分子影像多中心数据库建设
推动一体化PET/MR等高端PET影像设备在神经系统疾病中的广泛应用,亟需高质量、规模化、标准化的多中心数据支撑。为此,华山医院核医学/PET中心正联合多家医院开展神经分子影像多中心数据库的建设工作(图3)。通过整合多中心临床数据资源,实现数据共享与协同分析,多中心数据库的建设有望在未来为优化诊疗策略、推动靶向药物研发及科研成果转化提供高质量、标准化的数据支撑,全面提升国内神经分子影像领域的临床诊疗与科研水平。
图3. 多中心数据库建设
2. 智能升级:
AI赋能病灶精准识别与结构化报告
大语言模型与深度学习技术的突破,正深刻重塑医学影像的解读模式。传统核医学影像解读高度依赖医师的经验积累和时间投入,而医疗大语言模型在病灶精准识别、语义理解与结构化报告生成方面展现出巨大潜力,可有效帮助医师减轻工作负担、提升工作效率,进而辅助临床决策、提升医疗服务质量。未来,随着AI技术的不断迭代,医疗大语言模型有望深度嵌入临床工作流,实现从影像识别、报告生成到诊疗建议的全流程智能辅助,持续推动医学影像诊断向更智能化、精准化的方向迈进。
3. 流程重塑:
PET/MR助力诊疗一体化闭环管理
一体化PET/MR凭借其“功能+形态+代谢”多模态同步成像优势,在推进重大疾病诊疗一体化建设方面展现出独特价值。针对AD,PET/MR能够在同一生理状态下同步完成高分辨率脑结构、脑功能成像以及Aβ、Tau PET等分子显像,可将诊断窗口前移至临床前期,并为新兴靶向治疗药物(如仑卡奈单抗)的疗效评估和治疗过程中可能出现的淀粉样蛋白相关影像学异常(Amyloid-related Imaging Abnormalities, ARIA)监测提供客观证据(图4),实现“早筛—干预—随访”一体化管理,有力推进AD诊疗一体化流程的规范化发展。在肿瘤领域,PET/MR的应用价值贯穿“筛查—诊断—分期—治疗规划—疗效评估—复发监测”全链条,可早期识别微小病灶及隐匿性转移灶,精准完成肿瘤分期,为个体化治疗方案制定提供支撑,同时能及时评估治疗效果、早期识别复发迹象。
图4. 一名62岁男性患者在接受单抗治疗前后进行一体化Aβ PET/MR检查的代表性影像。左:治疗前;右:治疗6个月复查。Aβ PET显示脑内放射性摄取较治疗前减低;MRI显示左侧额叶见可疑高信号。
随着临床应用的不断深化,PET/MR在打破传统影像“单一评估、分散诊疗”局限的潜力将进一步释放,深度推动AD与肿瘤疾病诊疗模式向全流程协同化、精准化转型,为诊疗一体化建设注入更强动力。
结语
展望未来,华山核医学/PET中心与联影将持续深化产学研医合作,依托高端PET影像平台、前沿人工智能技术与多中心协同机制,聚焦重大疾病精准诊疗需求,持续推进数据库建设、智能诊断升级与诊疗流程革新,努力打造国际前沿的高端分子影像创新生态体系,展示“华山—联影”强强联合的创新实力与协同力量。
参考文献
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