核醫(yī)學(xué)，人類健康的朋友

【名醫(yī)簡介】王世真中國科學(xué)院院士?，F(xiàn)任北京協(xié)和醫(yī)院教授、PET中心顧問、核醫(yī)學(xué)國家重點實驗室學(xué)委會主任、中華醫(yī)學(xué)會名譽理事、中國核醫(yī)學(xué)會榮譽理事、中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院放射醫(yī)學(xué)所名譽所長。創(chuàng)辦了我國第一個同位素訓(xùn)練班，曾任我國核醫(yī)學(xué)會首屆主委、《中華核醫(yī)學(xué)》雜志首任總編輯。

說起原子彈，大概很少有人不知道或者沒聽說過。提起核醫(yī)學(xué)，可能有很多人都知之甚少。其實原子彈應(yīng)該叫“核彈”或“核武器”，因為它釋放的巨大能量來自“核反應(yīng)”。當(dāng)今世界，核武器始終對人類有著巨大威脅，而核醫(yī)學(xué)則是人類健康的朋友。這對孿生兄弟走的是完全不同的路子：一個威猛無比，動不動就嚇唬人；一個默默無聞，踏踏實實地為人類的科學(xué)事業(yè)做貢獻(xiàn)。

核醫(yī)學(xué)是原子核科學(xué)技術(shù)與醫(yī)學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物，它的任務(wù)是利用核技術(shù)來研究、診斷與治療疾病，也就是應(yīng)用同位素和加速器來探討、闡明或解決醫(yī)藥學(xué)問題。一方面，核醫(yī)學(xué)利用同位素可以進(jìn)行生物醫(yī)學(xué)研究，探索生命現(xiàn)象的本質(zhì)及其物質(zhì)基礎(chǔ)，加深人們對正常生理、生化過程的認(rèn)識，對疾病發(fā)生、發(fā)展的機(jī)理進(jìn)行探討。以及研究藥物的作用原理等；另一方面，可以直接利用放射性同位素或加速器來診斷和治療疾病?！昂思夹g(shù)”、“同位素”、“放射性”這些名詞隨著廣島原子彈的爆炸而迅速傳播，令人聞之心驚；而如今在醫(yī)學(xué)上的和平利用，正在給無數(shù)人的生命帶來新的希望。

從20世紀(jì)30年代開始，許多杰出科學(xué)家開始從事原子核科學(xué)的研究和應(yīng)用。1953年，美國最早成立了核醫(yī)學(xué)學(xué)會，“核醫(yī)學(xué)”學(xué)科由此而誕生。全世界生產(chǎn)的同位素總量中，有80％～90％應(yīng)用于醫(yī)學(xué)。全世界現(xiàn)有的加速器，約有一半是醫(yī)用的。

核醫(yī)學(xué)技術(shù)的應(yīng)用

如果你懷疑食堂的師傅把桌上的剩菜收集起來，混在第二天的菜里。你能有辦法證明嗎?最簡單的方法就是在剩菜里加點兒特別的東西，如果能在第二天的菜里找到，就可以證實了。這叫做“示蹤”，加進(jìn)去的東西叫做示蹤劑。在科學(xué)上，這一原理應(yīng)用極為廣泛，許多重大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，特別是生命科學(xué)的新發(fā)現(xiàn)都運用了這一原理。許多物質(zhì)可以用做示蹤劑，然而最準(zhǔn)確、最靈敏、應(yīng)用最廣泛的示蹤劑是“同位素”。

同位素示蹤方法的開創(chuàng)和推廣應(yīng)用，是顯微鏡發(fā)明以來生物醫(yī)學(xué)史上最重大的成就。它進(jìn)一步揭開了人和生物體內(nèi)新陳代謝變化的內(nèi)幕，使人類從此有可能洞悉生命現(xiàn)象的本質(zhì)、生命活動的物質(zhì)基礎(chǔ)，乃至疾病的發(fā)病原因和藥物的作用機(jī)制。

在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，同位素的應(yīng)用不僅極大地豐富了人們原有的生物醫(yī)學(xué)知識，也解決了許多以前無法解決的問題，并確立了不少新觀念。專家進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，生物體內(nèi)一切成分均處在不斷變化、相互交換和永遠(yuǎn)更新的狀態(tài)。與此同時，許多陳舊的、錯誤的認(rèn)識被打破了。例如，二氧化碳過去一直被認(rèn)為是人體代謝的最終產(chǎn)物而全部被排出體外，而同位素示蹤方法證明，它在體內(nèi)能被重新利用，再度合成糖、脂肪和氨基酸。目前在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)理論研究中，同位素就如同天平一樣被普遍利用，成為必不可少的工具。

最近幾年來，核醫(yī)學(xué)正邁進(jìn)PET(正電子發(fā)射斷層顯像)的新時代，PET在發(fā)達(dá)國家正處于醫(yī)學(xué)高科技之冠。它的絕妙之處，首先在于“打開了一個揭示大腦奧秘的窗”。人的情緒、思維，甚至人閉上雙眼和睜眼看圖時，大腦皮層中細(xì)微的糖代謝、血流等變化都能在屏幕上神話般地出現(xiàn)不同彩色圈像。PET不僅是檢查和指導(dǎo)治療腦部疾病、心臟病及腫瘤的最優(yōu)工具之一，也是研究醫(yī)藥學(xué)基本理論及實際問題的有力手段。一位美國著名專家曾說過：“PET是20世紀(jì)繼高能物理及基因工程之后第三個最偉大的成就。”

核醫(yī)學(xué)在研究疾病方面的巨大潛力才剛剛顯示出來。通過核素示蹤的方法，人們可追蹤活性物質(zhì)在體內(nèi)或細(xì)胞內(nèi)的去向，了解其轉(zhuǎn)移及轉(zhuǎn)變規(guī)律，這將會大大地促進(jìn)生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、藥學(xué)等相應(yīng)學(xué)科的飛速發(fā)展，為腦細(xì)胞表面受體及延緩衰老的研究、基因工程的突破、新藥的研制提供一條有益的途徑。

核醫(yī)學(xué)能為病人解決什么問題

在科學(xué)高度發(fā)達(dá)的今天，任何疾病，包括腫瘤、心臟病、腦部病變，只要及早發(fā)現(xiàn)和治療。病人就有康復(fù)的希望。而核醫(yī)學(xué)正是早期診斷疾病的最好手段之一。核醫(yī)學(xué)診斷的關(guān)鍵在于：它不僅能顯示形態(tài)學(xué)上的改變。而且能反映組織器官的功能變化，甚至是器官局部的功能變化。

在疾病形成的過程中，生化與功能的變化一般早于組織結(jié)構(gòu)或病理解剖的變化，而局部變化又常發(fā)生在全身變化之前。核醫(yī)學(xué)方法使人們能從體外觀察到體內(nèi)的生理、生化變化的過程，提供動態(tài)的定量資料，從而可以早期發(fā)現(xiàn)病變，是最靈敏的“醫(yī)學(xué)衛(wèi)士”。例如核素骨顯像對發(fā)現(xiàn)癌癥骨轉(zhuǎn)移灶比x線要早2～4個月；腎血流功能的動態(tài)顯像能發(fā)現(xiàn)早期的腎功能異常；單光子計算機(jī)發(fā)射斷層顯像對冠心病及心肌梗死的早期診斷遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其他檢查方法；PET更以極高的靈敏度和特異性成為國際上用于腫瘤早期診斷、分期、療效觀察和評價的最有力手段。特別對中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的疾病。如冠心病、心肌梗死的早期診斷遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其他檢查方法。對中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的疾病，如腦腫瘤、癩癇、抑郁、癡呆、運動障礙性疾病、腦血管和腦功能性疾病的診斷具有極大的應(yīng)用價值。

核醫(yī)學(xué)范圍內(nèi)的體外放射分析是極靈敏的超微量分析，曾用它普查19萬多人，結(jié)果發(fā)現(xiàn)300例肝癌，其中134例為無癥狀的早期病人，從而挽救了這部分人的生命。用它普查新生兒?？梢栽缙诎l(fā)現(xiàn)先天性甲狀腺功能低下，以便及時治療，防止呆小癥的發(fā)生。類似檢查，也可及早判斷人體以及胎兒有無發(fā)育畸形。近年來，”c和“c呼氣試驗已用于診斷導(dǎo)致胃一十二指腸潰瘍的幽門螺桿菌感染，鑒別診斷胰源性及腸源性脂痢等。受檢者只需服少量標(biāo)記物。定期呼出幾口氣，便可簡單、安全地達(dá)到診斷多種疾病的目的。

核醫(yī)學(xué)方法還為一些疾病的治療開辟了新途徑。如可成功治療一些甲狀腺疾病，I的B射線能有效地破壞甲狀腺組織，對甲狀腺功能亢進(jìn)的療效達(dá)90％以上。對于一些分化好的濾泡型或乳頭狀腺癌，I能有效地追殺已轉(zhuǎn)移擴(kuò)散到身體各處的癌細(xì)胞，療效比放射治療高得多。其他如真性紅細(xì)胞增多癥等多種血液疾病，核醫(yī)學(xué)都有有效的治療方案。除人們熟知的Co(“鈷炮”)治癌方法外，近十幾年來崛起的“生物導(dǎo)彈”技術(shù)，就是用載有放射性核素的單克隆抗體做“炮彈”，選擇性地攻擊體內(nèi)深處的癌細(xì)胞。近年來又采用小型回旋加速器產(chǎn)生高能量的快中子、質(zhì)子等進(jìn)入人體摧毀癌細(xì)胞。臨床試驗結(jié)果也很滿意。

由于核醫(yī)學(xué)具有靈敏、特異、簡便、安全、用途廣泛，以及能早期發(fā)現(xiàn)病變等特點，它已成為診斷及指導(dǎo)治療心、腦、腫瘤三大疑難疾病的最優(yōu)手段之一。在美國，凡設(shè)有250張床位以上的醫(yī)院，如果不具備核醫(yī)學(xué)人員和裝置，就不準(zhǔn)開業(yè)；1／3的就診病人需要進(jìn)行核醫(yī)學(xué)檢查。

核醫(yī)學(xué)檢查安全嗎?

提起“同位素”，許多人都很害怕，認(rèn)為離它越遠(yuǎn)越好。其實醫(yī)學(xué)用的放射性同位素劑量非常小。對人體是安全的。正如火可以燒傷人，但保持一定的距離卻可以取暖；人接觸220伏的電可以致死，但握著1.5伏的電池卻不會有任何傷害。實際上，自然界的放射核素幾乎無處不在，每個人的身體中每秒鐘有近40萬個放射性原子率變成其他原子，不過你不用擔(dān)心身體會裂開。

由此可見，放射性本身并不可怕，關(guān)鍵在于放射性的強度和照射時間的長短?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)認(rèn)為，如果有必要，正常人每年可以接受20次胸片或相當(dāng)劑量的照射，結(jié)果是安全的。其實，同位素一次性全身檢查的照射量加起來也不會超過一張x線胸片的放射量，因此不會引起毒副作用。

核醫(yī)學(xué)方法所用的放射性藥物都是極微量的，不會干擾身體正常的代謝，一般也不會引起毒副作用和過敏反應(yīng)。核醫(yī)學(xué)檢查中所用的示蹤劑，如PET檢查所用的同位素采用的多是碳、氮、氧等組成人體分子的主要元素，用它們的同位素制備的示蹤分子。對人體無害，也不會像一些CT造影劑那樣引起過敏反應(yīng)。

經(jīng)過發(fā)展，已經(jīng)成熟的核醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，對核醫(yī)學(xué)實驗室的設(shè)計、核射線的防護(hù)、放射性核素的安全操作及防護(hù)監(jiān)測都有極其完善的手段和措施。核醫(yī)學(xué)檢查的準(zhǔn)確性和特異性，加上它的安全和無創(chuàng)，將會更好地為患者服務(wù)。

未來核醫(yī)學(xué)的發(fā)展

核醫(yī)學(xué)，將是21世紀(jì)人類研究生命現(xiàn)象的最先進(jìn)的手段之一。在可預(yù)見的將來，核醫(yī)學(xué)將在以下幾方面大有作為。

(1)研制出更多的用于各種疾病診斷和治療的特異性標(biāo)記化合物。核醫(yī)學(xué)發(fā)展的先決條件是不斷研制出更靈敏、更特異的標(biāo)記化合物及放射性藥物。隨著人類基因組計劃的實施，許多與疾病相關(guān)的基因?qū)⒈唤沂??；虮磉_(dá)顯像、受體顯像、基因靶向核素治療等技術(shù)將會有更大的發(fā)展。

(2)PET技術(shù)的發(fā)展。到了20世紀(jì)末，作為核醫(yī)學(xué)最尖端技術(shù)的代表，PET將迅猛發(fā)展。它無創(chuàng)地反映活體內(nèi)與疾病相關(guān)的細(xì)致的生化變化。此外。它還能從體外顯示藥物在人體的作用部位和作用效果，并能夠無創(chuàng)地研究人體基因的表達(dá)狀況等。預(yù)計在中藥作用原理、經(jīng)絡(luò)本質(zhì)探討等傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)方面，PET也將顯示其獨特的優(yōu)勢。

(3)計算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展也將大大推動核醫(yī)學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。醫(yī)學(xué)信息融合，特別是影像融合技術(shù)的發(fā)展將能夠把病變的各種特征改變綜合起來分析，從而給臨床診斷和治療提供更大的幫助。而這其中。核醫(yī)學(xué)所提供的特征性信息也將發(fā)揮更大的作用。正是計算機(jī)的應(yīng)用，使一般核醫(yī)學(xué)成長為定量核醫(yī)學(xué)及動態(tài)核醫(yī)學(xué)。

對于核醫(yī)學(xué)，我們現(xiàn)在所應(yīng)用和所知道的還只是高山的一角，相信核醫(yī)學(xué)的不斷發(fā)展，必將為21世紀(jì)的醫(yī)學(xué)騰飛做出更大的貢獻(xiàn)。

(編輯湯知慧)