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核医学药物 Revised final draft November 26,2020ECTECT 的放射性药物的放射性药物放射性药物(radio?pharmaceuticals)是能够安全用于诊断或治疗人体疾病的放射性标记化合物。有些是放射性核素的无机或有机化合物，有些是放射性核素标记的生物制品。放射性药物的基本性质取决于两个基本成分：放射性核素(标记物)和与之相结合的药物(被标记物)。通过放射性核素及其标记药物在组织器官中选择性聚集或参与生理、生化等代谢过程来达到诊断目的。在此，我们将重点讨论适用于 SPECT 显像的放射性核素及其标记化合物。一、放射性核素适用于放射性药物的条件放射性核素是放射性药物的基础。ECT 显像用的放射性核素必须通过注射、口服、吸入等方式引入体内。因此对这类核素的基本要求是对机体无害和易于体外探测。1能发射中等能量的射线这是适用于 SPECT 显像的放射性核素的先决条件。由于射线具有很强的穿透能力，体外探测才能得以进行。射线的能量以 100400keV 为佳。能量太低时射线易被机体所吸收，使得探测效率降低；能量太高则探测器的准直效果不好，降低了仪器的空间分辨率。此外，最好选用不发射或少发射生物效应较高的射线的药物等，以减少人体的辐射剂量。2具有合适的生物半衰期并非所有能发射中等能量射线的放射性核素都能作为放射性药物注入人体内，还必须具备合适的物理半衰期。只有半衰期在数十分钟至数天之间的放射性核素才能适合体内使用。3这些放射性核素应具有合适的化学价态和较强的化学活性以便将它们制成供临床使用的各种放射性标记化合物。4这些放射性核素本身以及它们的衰变产物对人体应是无毒无害的若具有一定毒性，则临床使用的化学量必须控制在对人体无害的水平以下。二、放射性药物适用于 ECT 成像的条件绝大多数情况下，放射性核素和它们的初始制备状态尚不能直接用于 ECT 显像，而需要通过一些物理的、化学的或生物学的方法，将放射性核素的原子“引入”特定的化合物的分子结构中，这个过程称为标记。由此而后制成的放射性核素标记化合物即为放射性药物。1.具有良好的显像性能良好的显像剂引入体内后，应在靶器官有特异性浓聚，而本底尽可能的低。此外，还要求显像剂在靶器官的正常组织与病变组织之间的浓聚率有较大的差异。一般说来，在靶器官与邻近的非靶器官之间放射性药物浓聚量的比值在 5 倍以上时，才能认为显像剂在靶器官的浓聚是特异性的。在阴性显像时，要求显像剂在病变部位不浓聚或很少浓聚，我们称之为放射性稀疏或缺损；而阳性显像时，则要求显像剂在病变部位的浓聚量多于或明显多于正常部位，我们称之为放射性浓聚。2.具有合适的生物体内存留时间放射性显像剂在靶器官中应有合适的存留时间，以保障体外各时相的探测足以采集必要的数据。在显像完成后，放射性药物应能较快地被从体内清除，即具有较短的生物半衰期，以减少受检者接受的不必要的辐射剂量。物理半衰期是指放射性核素历经核衰变，其放射性强度或放射性原子数减弱或减少到一半所需要的时间；生物半衰期是指由于生物代谢，生物体内的放射性核素从体内排泄到原来引入量的半数所需要的时间；有效半衰期是指由于放射性衰变和生物代谢的共同作用，生物体内的放射性核素减少到原来引入量的一半所需要的时间。它们之间的关系是：3.放射性药物的制备过程应简单、快速，不需要复杂的设备和反应条件最理想的制备方法是一步法，即预先将标记过程中所需要的除放射性核素以外的所有物质通过简单混合或使其产生预反应而制成放射性药物的半合成品药盒，需要标记时，只需要将放射性核素加入，即可一步标记成功。目前，已有数十种商品化的半成品药盒供给临床使用。4.具有良好的稳定性放射性药物的稳定性的含义包括：化学稳定性、辐射稳定性、标记稳定性和体内稳定性。化学稳定性是指放射性药物具有确定的较为稳定的化学结构，使其在制备过程和药物储存过程中，不易发生分解氧化还原等化学变化，否则由此而生成复杂的副产物将影响药物的使用性能和有效使用期。辐射稳定性是指药物对自身辐射作用的耐受能力。辐射自分解是影响放射性药物稳定性的一个重要因素。一般说来，辐射自分解作用的强弱与放射性药物的比活性和射线的性质有关。比活性越高，射线程越短，电离密度越大，自分解作用就越强。标记稳定性是指放射性核素的原子或基团与化合物结合的牢固程度，只有那些牢固的不易因时间、温度、介质等条件的影响而脱落的标记物，才适用于 ECT 的显像。标记稳定性与核素的原子同标记物分子结合方式及位置等因素有关。体内稳定性是指当放射性药物引入机体后，不会因为介质条件的改变或生物活性物质的改变(如酶的作用等)而发生分解、变性或标记核素的脱落，一般通过动物体内试验来鉴定。三、放射性药物的制备放射性核素是放射性药物的基础，而放射性药物制备成功与否 ECT 显像成败的第一关。一般说来，放射性核素有 3个来源：核反应堆生产的放射性核素，加速器生产的放射性核素以及放射性核素发生器。本章重点讨论放射性核素发生器。1.放射性核素发生器放射性核素发生器是一种定期从较长半衰期的母体核素中分离出具有较短半衰期的子体核素的装置。这种装置结构简单，运输方便，它以长寿命的放射性核素作为运输和储存形式，以可以定期分离得到的短寿命放射性核素作为使用方式。自从 1964 年99锝m(99Tcm)问世以来，99钼99锝m发生器(99Mo99TcmGenerator)的临床应用极大地促进了核医学影像的发展。由于99Tcm是纯光子发射体，能量为 141keV，T1/2为 6.02h，其化学性质和碘相似，非常活泼，使其能够标记合成多种供临床使用的放射性药物，几乎可以用于所有脏器的显像。因此99Tcm成为目前最理想和最常用的放射性核素。在此，我们着重介绍99Mo99Tcm发生器(图 6-2)。99淋洗液接收瓶铅防护套生理盐水瓶吸附剂 图玻璃柱管6-2?99Mo99Tcm发生器结构示意图Mo99Tcm 发生器是一种内含母体核素99Mo，能产生子体素99Tcm的装置。母体核素99Mo 以99MoO4-的形式吸附在 Al2O3柱上，利用母子体化学性质不同可用 0.9NaCl 洗脱液将子体核素99Tcm以99TcmO4的形式洗脱下来，而母体仍留在发生器内，子体核素随母体衰变而增长，同时又因它自身的衰变而减少，因而可用连续衰变的公式计算。其结果列于表 6-1。表 6-199Mo99Tcm的衰变-生长关系(假定99Mo 的初始活度为 3.7GBq)从表 6-1 种可以看出：990hMo 放射性活度（GBq）1h2h3h6h12h18h23h48h66h72h96h132h3.703.673.623.583.483.623.062.912.231.851.741.370.9399Tcm放射性活度（GBq）Tcm/99Mo(%)00.360.660.931.562.252.502.552.141.781.671.320.899909.9018.226.045.068.981.987.795.996.296.196.196.2（1）由于存在分支衰变，99Mo 只有 87.6%衰变成99Tcm，其余部分直接衰变为99Tc。（2）99Mo 与99Tcm放射性强度达到暂时平衡的时间约为 44h，即 7 倍于子体99Tcm的半衰期，此后99Tcm与99Mo 的比值恒定在 96%左右不变。（3）一次淋洗后，若初始99Tcm放射性活度为 0，则其生长达到最大值所需时间约为 23h，此时99Tcm的放射性活度为当时母体放射性活度的 87.7%，所以每天淋洗 1 次最适宜。（4）若每天淋洗 2 次，则淋洗的间隔时间为 6h 和 18h。间隔 6h 生成的99Tcm可达到母体99Mo 的45%；间隔 18h 生成量可达 81.7%，接近最大值。因此每天淋洗 2 次也是可以的。99Mo99Tcm发生器最显着的优点是99Mo 的的半衰期较短，仅 67h。只要购得含有足够量99Mo 的99Mo99Tcm发生器，就可以至少在 1 周内每天淋洗出足够量的99Tcm供临床使用,十分方便。目前99Mo99Tcm发生器在国内已经商品化。2.99Tcm标记的放射性药物的制备(1)99Tcm的标记方法从99Mo99Tcm发生器获得的99Tcm以 Na99TcmO4形式存在于洗脱液中。99Tcm的氧化态可以从+1 价到+7 价。99Tcm高氧化态(+7 价)既不能与络合剂络合，也不被颗粒所吸附，因此不能用它直接制备供临床使用的标记药物。欲制备99Tcm标记用药物必须使用还原剂，首先将高氧化态锝还原为低氧化态，这是99Tcm标记络合物的第一步。因为99TcmO4是一种酸根阴离子，而根据络合理论，阴离子只能作为络合物的配位体，而不能成为中心离子。最常用的还原方法是采用氯化亚锡(SnCl2.2H2O)作还原剂。Sn2+在标记过程中可能具有两方面的作用：一是把99TcmO4-还原成可被络合剂络合的低价态99Tcm，再者可作为双金属鳌合物中的第二种金属离子。在酸性介质中反应如下:299TcmO4-+16H+3Sn2+=299Tcm4+3Sn48H2O此处99Tcm自+7 价还原为+4 价。在其他物理化学条件下，99Tcm还可能被还原为+3 价或+5 价。在低氧化态99Tcm化学性质活泼，在一定 pH 条件下可以和许多含 O、N、S 等有机或无机物产生作用形成络合物。这些99Tcm络合物无论在体内或体外均比较稳定，是目前临床应用最广泛的放射性药物，几乎占全部 SPECT 显像剂的 90%以上。(2)常用的99Tcm的标记化合物及其用途99Tcm的标记物一般可分为 3 类：标记微粒：99TcmMAA、99TcmRBC 等；形成络合物:99TcmMIBI、99TcmECD、99TcmDTPA 等。通过功能基团络合配基：99TcmDTPAHSA 等。见表 6-2。目前常用的99Tcm放射性药物均能很方便地获得发生器配套药盒，其中包含待标记物、还原剂SnCl22H2O、抗氧剂及支持物等组成的冻干品，按说明书加入一定量的淋洗液即可。表 6-2?常用的99Tcm标记的脏器显像剂放射性药品99临床用途甲状腺、心血池、血管、麦克尔憩室显像等TcmO499Tcm-MIBITcm-ECD、HMPAOTcm-MAATcm-MDPTcm-DTPATcm-EC、MAG3Tcm-DMSATcm-PHYTcm-EHIDATcm-DX105心肌灌注断层脑血流断层肺灌注显像、静脉血管造影骨骼显像肾脏(肾小球功能)显像肾脏(肾小管功能)显像肾脏皮质显像肝脏显像肝胆动态显像淋巴显像999999999999999999