第六章 第七节 核医学方法及其 在中医研究中的应用

1. 第六章 第七节 核医学方法及其 在中医研究中的应用

2. 作者介绍。 在中医基础实验研究中，同位素作为常用标记技术，得到普遍的使用。 定义：核医学是研究核素、核射线及其在医学领域中应用的学科。

3. 根据核医学的研究内容、研究手段和研究对象的不同，又可以将核医学分为：临床核医学、实验核医学（又称基础核医学）和分子核医学三个大类。根据核医学的研究内容、研究手段和研究对象的不同，又可以将核医学分为：临床核医学、实验核医学（又称基础核医学）和分子核医学三个大类。 临床核医学主要是应用核素、核射线和核仪器对病人进行诊断和治疗。 基础核医学是应用核素、核射线和核仪器进行医学基础理论和药物作用机理研究。 分子核医学根据核素的“分子”示踪原理，从细胞结构、生物化学反应及代谢等方面，在分子生物学、分子遗传学等分子医学水平上，揭示疾病的病因、病机、治疗及疗效和机理。

4. 由于微电子技术、分子生物学技术、基因工程和结构生物学等高新科学技术的发展，电子计算机、单克隆抗体等的出现，核仪器和试剂等有关核医学技术和方法迅速更新。核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，NMR）、正电子发射计算机断层（Positron Emission Computed Tomegraphy，PECT）、放射免疫显影（Radioimmune Image，RII）、放射免疫分析（Radioimmunoassay，RIA）、免疫放射分析（Immunoradiometric Assay，IRMA）等新仪器、新技术和新方法的建立和发展，使核医学对疾病早期诊断、早期治疗的优点更加突出。核医学在分子水平、基因水平上对疾病的诊断和治疗，使诊断更加迅速、灵敏和准确，使治疗更加有效，使基础医学研究如虎添翼。

5. 一、核医学的主要研究方法 目前核医学应用和研究的范畴主要有临床核医学、实验核医学和分子核医学三个方面。限于篇幅，本章重点介绍中医基础理论和临床研究中经常使用的实验核医学和分子核医学的主要方法及其原理。 （一）实验核医学 在中医临床和基础理论研究中，经常使用的核医学方法有：放射免疫分析（RIA）、免疫放射分析（IRMA）、受体放射性配基结合分析（Receptor Radio-ligand Banding Assay, RRLBA）、放射自显影（Autoradiography, ARG）、同位素视踪（Isotopic, IT）等技术，以及以IT为原理而建立的同位素渗入法测定细胞免疫功能等各种方法。

6. 1．放射免疫分析（RIA）的基本原理 RIA属于竞争免疫分析法，也称“标记分析物”技术（Ekins,1987）。其原理是：放射性标记抗原与非标记抗原同时竞争抗体上的有限位点，然后将结合与未结合的游离抗原分离，用液体闪烁仪或γ-计数仪测定其放射性分布，绘制标准曲线，从标准曲线中计算待测样本的含量。

7. 2．免疫放射分析法基本原理 IRMA与RIA的基本原理相似，其不同之处是RIA是用同位素标记抗原，而IRMA是标记抗体。尤其是单克隆抗体的出现，使IRMA迅速发展。由于标记的抗体可以与固体支持物以物理方法结合，使IRMA在分离结合与游离的抗原抗体复合物时变得简单、快速、准确，提高了工作效率和测量结果的精密度。

8. 3．受体放射性配基结合分析的基本原理 受体是细胞膜或细胞内一些能与生物活性分子，如神经递质、激素、蛋白质抗原以及药物或毒素等相互作用的大分子。它们是一类具有结合和识别能力、信号传导能力并产生生物效应的多肽或蛋白质。受体的概念早在1878年Langkey就提出了。但是，直到20世纪30年代，Clark研究乙酰胆碱对蛙心的作用，发现了剂量-效应曲线，才初步确定了受体反应的基本原理。其反应方程式如教材P223。 由于受体的放射性配基大多是氚标记物，因此，常用液体闪烁仪测量其放射性分布。新的液体闪烁仪都带有各种受体放射性配基结合分析的软件，可以由计算机直接给出数据。如果测定每个样本的饱和曲线，可以计算出该受体的结和容量（Rt）。当样本量少，可用单点法测量样本的Rt值。受体的单点测量公式如教材P224。

9. 不同的液闪检测系统

10. 4．标记免疫分析进展 RIA和RRLBA所用的标记物是同位素，所用的结合物是抗体和受体。由于同位素标记物对环境造成的污染不容忽视，促使科技工作者寻找其灵敏度可与同位素标记物媲美，而又不造成或减少环境污染的标记物。在这期间科学家使用酶标记技术、荧光标记技术及荧光偏振等标记技术。这些标记技术在用于标记免疫分析时，大大减少了放射性核素对环境的污染。但是，因为测量的灵敏度和稳定性较RIA、RRLBA差，以及许多生物活性物质还不能用酶标记及荧光标记技术测量，又给科学家提出了寻找新标记技术的课题。

11. 1976年Schroeder用化学发光标记技术建立了竞争性蛋白结合法测定生物素后，次年他和Halman又分别用化学发光免疫分析测定了甲状腺素（T4）。此后，化学发光免疫分析迅速发展。尤其是利用蛋白质工程及基因工程生产出单克隆抗体和抗体结合片段后，使化学发光免疫分析扩大到分析小分子抗原，尤其是甾体激素测定的所有样本。化学发光免疫分析技术体现了灵敏度高、稳定性好、重复性佳等优点，又增加了样本测量的全自动化进程。由于操作简单、样本用量少、测量速度快等优点，很受临床研究及临床检验单位的欢迎。1976年Schroeder用化学发光标记技术建立了竞争性蛋白结合法测定生物素后，次年他和Halman又分别用化学发光免疫分析测定了甲状腺素（T4）。此后，化学发光免疫分析迅速发展。尤其是利用蛋白质工程及基因工程生产出单克隆抗体和抗体结合片段后，使化学发光免疫分析扩大到分析小分子抗原，尤其是甾体激素测定的所有样本。化学发光免疫分析技术体现了灵敏度高、稳定性好、重复性佳等优点，又增加了样本测量的全自动化进程。由于操作简单、样本用量少、测量速度快等优点，很受临床研究及临床检验单位的欢迎。 化学发光免疫分析可分为竞争性和非竞争性发光免疫分析，它们的原理可用以教材P224公式表示。

12. 酶标检测系统

13. （二）分子核医学 分子核医学领域中最重要的技术是核素的示踪技术，它是分子核医学在医学、生物学中应用的最基本方法之一。在此基础上建立起来的核酸分子杂交、基因探针及基因诊断在临床及基础研究中得到广泛应用。 二、用核医学方法研究中医药的现状 （一）中医、中药基础理论中应用 （二）中医中药防治疾病机理研究 请自修。

14. 三、用核医学方法研究中医的范例 请自修。 四、展望 凡是在基础和临床研究中采用同位素做示踪剂的实验方法、临床诊断和治疗等新技术，都可以归纳到核医学的范畴。作为标记技术的放射性核素以其对被标记物生物性能影响小、灵敏度高，至今仍在生命科学研究中发挥着重要的作用。近些年，非放射性核素的化学发光标记技术的突破，进一步推动了标记技术的发展，其重要性已经在生命科学研究中显现出来。 核医学在中医、中药基础研究中发展较快，可以预计，在今后的中医药研究和发展中必将发挥出愈来愈重要的作用。

15. 五、核医学工作中放射性污染的防护 实验核医学工作中的核素多为半衰期较短、能量较低的125I、3H、14C、35S和32P等，它们都是开放性的放射源。例如分子生物学主要用35S、33P和32P等。 1．首先要了解不同同位素的特性，防护要求，以及废弃物的处理 操作之前要求培训。常见的问题是不了解，有恐惧心理。 2．减少外照射的方法 （1）缩短照射时间。 （2）增大与放射源的距离。

16. （3）屏蔽防护。 α射线穿透能力极小，只要戴上橡皮手套就可以防护。β射线，特别是高能量的β射线需要用有机玻璃屏蔽，而γ射线要求铅（铅玻璃）屏蔽。 不同类型的机玻璃屏蔽设备

17. 3．避免内照射的方法 避免内照射的方法主要是防止放射性物质进入体内。其方法有以下四个方面： （1）围封：按放射性水平分为不同结构和要求的房间和工作区域，使放射性工作操作在相应的区域内进行。例如：低活性区进行一般性放射性测定、试剂配制、放免分析等。操作可在铺有吸水纸的搪瓷盘中进行。在高活性区内进行示踪实验、病人检察、动物实验、开瓶分装、核素标记、污染物洗涤及废物的储存。核素标记最好能在通风橱和手套箱内进行，尽量减少和限制同位素的污染范围。一旦放射性物质洒落到手上、皮肤或工作服上，只要立即用水清洗即可驱除污染。若洒在地板或墙上，可用镊子夹住脱脂棉球搓拭，再用湿棉球搓洗数次即可。将被污染的棉球即刻放入放射线核素污物桶，以备集中处理。

18. （2）安全操作：熟练掌握操作技术，必要时在放射性操作前进行“冷实验”练习。严格遵守操作规程，避免与放射性物质直接接触，减少进入体内的机会。（2）安全操作：熟练掌握操作技术，必要时在放射性操作前进行“冷实验”练习。严格遵守操作规程，避免与放射性物质直接接触，减少进入体内的机会。 （3）保洁去污：注意防止放射性污染，在开瓶分装、液体配制时，防止易挥发性气体或粉末状核素的扩散，应在通风橱或手套箱内操作，保持环境、工作用品和人体表面的清洁。发现污染及时处理，对放射性废物应集中处理，妥善处理。 （4）做好个人防护：穿戴适当的个人防护衣具，如工作服、鞋、帽、口罩、手套以及围裙、套袖等。不在工作场所进食、吸烟。工作结束后进行卫生清洗，并做污染监测。