心肌梗死的核素分子影像学现状和研究进展

马宁帅(综述)，李素平(审校)

(川北医学院附属医院核医学科,四川 南充 637000)



医学影像学

心肌梗死的核素分子影像学现状和研究进展

马宁帅(综述)，李素平※(审校)

(川北医学院附属医院核医学科,四川 南充 637000)

摘要：心肌梗死的传统诊断方式(心电图、心肌酶学等)方便实用，但仍然存在着假阴性及疑似阳性的情况，并且难以对预后做出评估。核素分子影像学技术根据疾病病理生理机制寻找可构建放射性标记特异位点，以此制作分子探针，动态反映疾病的发展过程或组织脏器的功能情况；体外利用核素分子探测仪单光子发射计算机断层显像和正电子发射计算机断层显像探测梗死心肌信息，指导临床治疗和评估预后信息。该文就核素分子影像学在心肌梗死方面的现状和研究进展进行综述。

关键词：心肌梗死；核素分子影像学；诊断

经典的影像诊断(X线、CT、MR、超声等)主要显示的是一些分子改变的终效应，具有解剖学改变的疾病。分子影像学是以体内特定分子为成像对比度源，利用现有的一些医学影像技术对人体内部生理或病理过程在分子水平上进行无损伤的、实时的成像，反映活体状态下分子水平的变化，对其生物学行为在影像方面进行定性和定量研究。

核素分子影像学技术主要包括单光子发射计算机断层显像(single photon emission computed tomography，SPECT)和正电子发射计算机断层显像(positron emission tomography,PET)。根据疾病病理生理机制寻找可构建放射性标记特异位点，以此制作分子探针，动态反映某些疾病细胞分子水平某一特异位点的变化，检测疾病的发展过程或组织脏器的功能情况。SPECT和PET仪灵敏度高，以及与分子探针药动学性质相一致的动态模型计算方法，能为生物学过程相应机制提供绝对定量信息，已在临床广泛应用。

心肌梗死一直是临床关注的重症疾患之一。核医学成像技术能精确地探测心肌梗死，评估梗死灶对心肌的影响以及溶栓的效果，识别冬眠心肌或可逆转的缺血心肌，回答是否需要进一步的介入治疗。现就心肌梗死的核素分子影像学现状及研究进展予以综述。

199Tcm-焦磷酸盐显像

自Bonte等[1]于1974年发现99Tcm-焦磷酸盐显像(techne-tium pyrophosphate[99Tcm]，99Tcm-PYP)可用于心肌显像，99Tcm-PYP 在心脏领域得到了广泛的应用。急性心肌梗死时，心肌细胞缺血缺氧、死亡，钙输入增多，形成磷酸钙盐化合物沉积在坏死的心肌细胞中。99Tcm-PYP与坏死心肌细胞中的磷酸钙盐结合，进行体外显像就能显示出坏死心肌细胞。因此，99Tcm-PYP在正常心肌不显影，在急性心肌梗死病灶浓聚。

99Tcm-PYP的梗死“热区”显像能快速判定急性透壁心肌梗死的大小和位置。患者症状出现后24～72 h进行99Tcm-PYP显像灵敏度可达90%～95%，但特异度较低，约为68%，“炸面圈”征等局部特征性显像能提高特异度[2-3]。然而，患者从入院到重症监护病房实行抢救的过程中，这一显像方式无法开展，使它的实用性受到限制。因此，99Tcm-PYP显像不作为诊断急性心肌梗死的常规，绝大多数根据病史、心电图和血清酶动态变化明确诊断，只对诊断困难的疑似急性心肌梗死才有价值。

99Tcm-PYP显像在患者出院之后早期的随访中占有重要的地位。阳性范围大、持续显像阳性、已恢复部位再次阳性表明预后不良，并且再发心肌梗死和死亡的概率也增加。坏死心肌组织的显像呈现中心放射性低，周边放射性高的“炸面圈”征。“炸面圈”征以后发生充血性心力衰竭和死亡的概率增加[2,4]。Cheng等[5]报道冠状动脉造影正常的急性心肌梗死，99Tcm-PYP表现室壁运动节段性减弱。Onishi 等[6]报道，99Tcm-PYP可以通过观测室壁运动从而对心肌梗死之后室壁微血管的再灌注情况做出评估。近年来99Tcm-PYP显像诊断心肌淀粉样变的研究成为热点[7-9]，对于心电图出现疑似陈旧性心肌梗死的淀粉样心肌病变患者，99Tcm-PYP显像可以起到一定的鉴别诊断价值。

然而，仍存在着影响99Tcm-PYP显像诊断急性心肌梗死的因素[2]，如瓣膜或心包钙化灶、不稳定型心绞痛、室壁瘤、胸壁肿块、电损伤、心包炎。另外，Lin等[10]报道，在乌头碱中毒患者中，99Tcm-PYP显像可以出现弥漫性心肌摄取显像剂增强，提示心肌的坏死或心肌炎，并同时伴有血清肌钙蛋白及肌酸激酶的升高，与心肌梗死很难鉴别。

2抗肌凝蛋白单克隆抗体显像

心肌肌凝蛋白是心肌结构蛋白的重要组成之一，具有两条重链和四条轻链。当心肌细胞坏死时，细胞失去完整性，轻链即释放到血液中，而相对分子质量大的重链则留在坏死心肌细胞内，协助启动细胞凋亡、心室重构，并与心内膜纤维化有关[11-12]。

111In或99Tcm标记的抗肌凝蛋白抗体，穿过受损的细胞膜而与肌凝蛋白重链特异性结合，形成特异性的抗原抗体复合物，体外进行显像，显示坏死心肌的部位、范围及程度，表现为亲梗死灶的热区显像；Q波心肌梗死诊断的灵敏度为87%～98%，非Q波心肌梗死灵敏度为84%[13-15]。抗肌凝蛋白单克隆抗体显像优点：无骨骼遮挡，显示的梗死心肌范围较PYP显像小且更准确，只聚集于灌注固定性缺损心肌内(PYP还可聚集于可逆性缺血心肌)。只是显像剂注射后等待显像的时间较长，而且本底低，清除慢，肝脏摄取较高，这些均限制了抗肌凝蛋白单克隆抗体显像的应用。

399Tcm-葡糖二酸显像

葡糖二酸是一种六碳二元羧酸盐的葡萄糖类似物，是葡萄糖在生物体内代谢的产物之一，可以被急性严重缺血缺氧的心肌所摄取，结合在坏死心肌的核蛋白体上，特别对新鲜坏死心肌细胞有高度亲和力。99Tcm-葡糖二酸有以下优点：骨骼不显影；从尿中排泄，肝胆不显影；梗死灶浓聚速度快(注射后30 min心/肝比值明显高于其他组)。缺点是显像时间窗窄：冠状动脉阻塞4 h，99Tcm-葡糖二酸显像即呈阳性，24 h逐渐减低，75 h~7 d显像阴性。显像的最佳时间在24 h内，应当尽早显像保持诊断阳性率，以免出现假阴性。

499Tcm-甲氧基异丁基异腈显像

99Tcm-甲氧基异丁基异腈(99Tcm-methoxyisobutylisonitrile，99Tcm-MIBI)心肌灌注显像对急性心肌梗死的早期诊断有重要的价值[16]，在急性胸痛，但心电图为非诊断异常表现、心肌酶学正常的患者中，心肌灌注显像显示非常高的心肌梗死阴性预测值(99%)和无心脏事件预测值(97%)。99Tcm-MIBI心肌灌注显像对急性心肌梗死的诊断阳性率为90%～95%，而且可用来评估梗死、缺血的范围和大小，与心电图结合，可以将急性心肌梗死的诊断准确率提高到95%～98%，可明显缩短患者在急诊室留观时间。201TI显像能诊断94%胸痛发作24 h内的急性心肌梗死，心电图、酶学检查不能明确诊断者更有价值。

对于心肌梗死的溶栓治疗而言，99Tcm-MIBI心肌灌注显像还能动态监测疗效。由于几乎没有再分布，可以在溶栓前静脉注射99Tcm-MIBI，溶栓完毕患者病情稳定后才显像，此时显像的是溶栓前图像。第一次显像后再注射99Tcm-MIBI行第二次显像就是溶栓后的图像。根据两次图像上心肌放射性缺损的范围和大小变化就能确定溶栓治疗的效果。

由于心肌灌注显像受运动试验高峰心率的影响小，运动负荷/静息心肌灌注显像能鉴别病变心肌是缺血、梗死还是存活，其中99Tcm-MIBI运动负荷显像结合1 h后的再分布显像，也可以判断心肌损坏是否可逆[17]；确定受累心肌的范围，所检测出的缺血、梗死心肌部位易于确定出病变冠状动脉；门控心肌灌注显像能观察左心室功能和节段性室壁运动异常；双嘧达莫或腺苷心肌灌注显像能在心肌梗死早期(梗死后2～4 d)就对患者进行预后评价。凡固定性放射面积大，左心室功能低下或伴随残存心肌缺血(可逆性缺损)的患者，预后较差。进行硝酸甘油介入99Tcm-MIBI心肌显像可以预测心肌梗死血管重建术后早期心肌灌注改善情况。

599Tcm-心肌乏氧显像

心肌乏氧显像剂99锝m-4,9-二氮-2,3,10,10-四甲基十二烷-2,11-二酮肟(99Tcm-4,9-diaza-3,3,10, 10-tetramethyldodecan-2,11-dione dioxime，99Tcm-HL91)可以用在急性心肌梗死患者，用于探测存活心肌。99Tcm-HL91显像中急性心肌梗死患者阳性节段显像率比陈旧性心肌梗死患者显著增高。文献报道[18-19]，99Tcm-HL91乏氧显像具有良好的灵敏度、特异度和准确度，特异度可达到100%，优于99Tcm-MIBI显像。存活心肌摄取99Tcm-HL91也明显高于99Tcm-MIBI，99Tcm-HL91乏氧显像对于存活心肌在注射显像剂后3～4 h可以达到较稳定的水平。

699Tcm-心肌细胞凋亡显像

99Tcm标记的膜联蛋白可以进行心肌细胞凋亡的SPECT显像[20]，前期Taki等[21]利用99Tcm-Annexin V研究了大鼠心肌梗死后凋亡随时间的变化，Hofstra等[22]进行了人类临床试验，利用99Tcm-Annexin V SPECT显像检测了急性心肌梗死患者经过再灌注治疗后的心肌细胞的变化，结果显示这一显像方法可监测人类心肌细胞死亡的动态过程，为一种可望应用于临床的无创检测手段。然而，该显像剂的相对分子质量较大，不利于快速清除和早期显像，根据Hofstra等[22]报道，患者在注射显像剂后15 h才能显像，这使实际临床工作的开展存在一定限制。根据Annexin V的显像原理，近年来文献报道的小分子凋亡探针Duramycin[23-25]，在注射显像剂后30 min图像质量即可达到较高的水平，且具有比Annexin V 更强的结合力，在动物模型取得很好的效果，但还有待进一步的临床试验。

7基质金属蛋白酶显像

心肌梗死早期患者的血浆基质金属蛋白酶 (matrix metalloproteinases，MMPs)水平即可升高。在Su等[26]先后利用小鼠、犬实验，利用99Tcm-RP805作为MMPs显像剂，显示MMPs显像能反映心肌梗死后MMPs活化情况，心肌梗死区心肌有显著的放射性摄取。目前尚没有在临床广泛的使用。

8整合素αvβ3显像

目前整合素αvβ3显像实验中的放射性核素示踪剂的活性片段均由特异性与αvβ3结合的RGD序列(由精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸组成，Arg-Gly-Asp)构成。RGD肽成像(RGD imaging peptide，RIP)最早的研究于2008年在大鼠心肌梗死模型中探索了99Tcm标记的Cy5.5-RGD肽(CRIP)作为心肌纤维化显像剂的可行性[27]。2010年99Tcm标记的RGD肽被应用在10例心肌梗死患者中，作为针对心肌纤维化的显像剂，该实验联合使用心脏磁共振延迟强化技术。结果显示，99Tcm-RIP 显像阳性的7例心肌梗死患者3周后的RIP摄取与1年后心脏磁共振延迟强化的心肌瘢痕区域相一致，因此提示心肌梗死后早期整合素显像可预测纤维化形成[28]。有研究者利用18F-galacto-RGD(18F-RGD)对心肌梗死诱导的心脏重构大鼠模型进行了PET预后研究[20，29]。实验结果显示，心肌梗死后早期血流灌注缺损区的RGD的摄取与12周后由于心脏重构所致的心室容积扩大呈负相关，RGD显像结果在实验中被认为是心肌梗死后心脏修复过程中判断预后的一个因素。

9展望

核素分子影像学的运用为心肌梗死的诊断和预后评估提供了新的诊断方法，具有较灵敏度和特异度，在常规检测项目(心电图、心肌酶学等检查)无法作出确切诊断时提供有效的诊断依据，同时可以对预后情况作出一定程度的评估。随着显像剂的不断发展，以及从细胞分子水平探测心肌梗死的发生、发展过程，核素分子影像学检查对心肌梗死的预后评估取得了极大的发展，可以更准确地把握疾病的转归，有利于治疗方案的制订和调整。

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Research Progress on Nuclide Molecular Imaging in the Diagnosis and Assessment of Myocardial InfarctionMANing-shuai，LISu-ping.(DepartmentofNuclearMedicine，theAffiliatedHospitalofNorthSichuanMedicalCollege，Nanchong637000，China)

Abstract:Traditional diagnostic methods for myocardial infarction(such as electrocardiogram,cardiac enzymes,etc) are convenient and practical,although there are still occurrence of false negative and suspected positive cases,which makes it hard to assess the prognosis.Nuclide molecular imaging technology can build specific sites of radioactive labeling basing on pathophysiological mechanisms of the disease to make molecular probes,and dynamically reflect the progression of the disease or the function of the organization.Single photon emission computed tomography and positron emission tomography using Radionuclide molecule detector in vitro can detect status of myocardial infarction,in order to provide guidance for clinical treatment and assessment of the prognosis.Here is to make a review of the status and research progress on nuclide molecular imaging in myocardial infarction.

Key words:Myocardial infarction； Nuclide molecular imaging； Diagnosis

收稿日期：2014-06-23修回日期：2014-09-02编辑：楼立理

基金项目：四川省卫生厅科研课题(130336)

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.11.044

中图分类号：R445.5

文献标识码：A

文章编号：1006-2084(2015)11-2039-03