18F-FDG和18F-NaF示踪剂在大鼠经脉的microPET显像

张卫方，张彦彦，李 艳

(1.北京大学第三医院 核医学科，北京 100191； 2.中国中医科学院西苑医院 核医学科，北京 100091 )

18F-FDG和18F-NaF示踪剂在大鼠经脉的microPET显像

张卫方1，张彦彦1，李 艳2

(1.北京大学第三医院 核医学科，北京 100191； 2.中国中医科学院西苑医院 核医学科，北京 100091 )

探讨利用微型正电子发射断层显像(micro positron emission tomography system, microPET)显示示踪剂在足三里穴位注射后沿经脉走行的循经迁移线。分别将0.03～0.1 mL 200～300 uCi的18F-氟化钠和18F-FDG注入大鼠足三里穴位，分别进行microPET图像和CT图像采集，将microPET图像和CT图像融合并重建融合后的三维图像。结果表明：18F-FDG与18F氟化钠均能显示循经迁移线，但18F-氟化钠的骨骼摄取明显，18F-FDG优于18F-氟化钠在经脉中的显像，表明18F-FDG更适合用于经脉显像。

经脉；18F-FDG；18F-氟化钠；microPET；大鼠

经络理论是中医基础理论的重要组成部分，学者通过多种方法研究经络实质，验证经络的客观存在。自1981年以来，国内外学者在人及猪、狗、猴子、兔等动物经脉上通过γ照相机、单光子发射计算机断层显像(SPECT)技术研究经穴位注射核素99mTc后出现的线状放射性迁移轨迹，其循行路线与十四经脉基本符合，实验表明，放射性核素是客观显示经脉循行的可行方法[1-2]。2003年，祝总骧等[3]用正电子发射计算机断层显像(PET)对18F-FDG示踪剂的循经迁移线进行了立体透视，显示了经脉血气运行的三维定位，大鼠的PET经脉显像研究尚未见报道。本研究通过微型正电子发射断层显像(microPET)对健康大鼠进行18F-FDG和18F-氟化钠示踪剂的循经迁移线显像，探讨并比较两种示踪剂经脉显像的可行性。

1 材料与方法

1.1 实验动物

健康雄性SD大鼠10只，体重210～230 g，由中国中医科学院西苑医院动物实验室提供，实验前适应性喂养1 d。按照不同的示踪剂分设2组，每组5只。

1.2 穴位选择

参照全国针灸学会实验针灸研究会制定的

“实验动物针灸穴位图谱”选取足三里穴位。

1.3 检测方法

对10只SD大鼠分别行微型正电子发射断层显像(microPET)(德国西门子公司的Inveon MM Gantry LG CT型)检查，示踪剂18F-FDG和18F-氟化钠(北京原子高科股份有限公司生产)放化纯度>95%。大鼠microPET检查前禁食8 h，将大鼠放入吸气室内，通过吸入混有2%异氟烷的纯氧实施麻醉。麻醉完全后，小腿剔毛，将大鼠俯卧位固定于扫描床，使大鼠头部长轴和扫描器长轴平行且位于扫描器视野内。选取左和/或右下肢足三里穴位注射示踪剂，每次200～300 uCi/0.03～0.1 mL，注射深度2 mm，注射后立即进行10 min的microPET采集图像，之后进行10 min的CT采集。通过滤波反投影(FBP)算法和CT衰减校正进行影像重建。在检查过程中通过面罩持续吸入混有2%异氟烷的纯氧(1 L/min)维持大鼠麻醉状态。

2 结果与讨论

足三里穴注射18F-FDG、18F-氟化钠后的microPET显像结果分别示于图1、图2。注射示踪剂后可见,放射性从足三里注射点迅速上行，呈现出清晰的沿经脉迁移的上行三维立体定位线，同时注射局部放射性逐渐减少，探测范围内两组双肾和膀胱均显影，18F-氟化钠组的骨骼摄取明显。

a——出现注射部位以上至腹部的一条线状影，双肾、膀胱显影，箭头所示左侧大片黑影是注射药物部位(注射体积0.1 mL)；b——CT融合后的横断；c——CT融合后的冠状位图；d——CT融合后的矢状位图图1 足三里穴注射18F-FDG后的microPET显像结果a——A line shadow appears from the injection site to the abdome, both kidneys and bladder could be seen, The dark shadow on the left is the injection site,as shown in the arrow (The injection volume is 0.1 mL); b——Cross sectional reconstruction fused with CT; c——Coronal reconstruction fused with CT; d——Sagittal reconstruction fused with CT.Fig.1 microPET imaging afer injection of 18F-FDG at Zusanli point

a——出现注射部位至腹部的线状影，骨骼普遍摄取明显，双肾、膀胱显影，箭头所示为注射点(注射体积0.03 mL)；b——CT融合后的横断位图；c——CT融合后的冠状位图；d——CT融合后的矢状位图图2 足三里穴注射18F-氟化钠后microPET显像结果a——A line shadow appears from the injection site to the abdome, Bone radioactivity uptake was significant, both kidneys and bladder could be seen, The arrow refers to the injection site (The injection volume is 0.03 mL); b——axial PET/CT; c——Coronal PET/CT; d——Sagittal PET/CTFig.2 microPET imaging afer injection of 18F-NaF at Zusanli point

经络研究[4]及放射性核素技术研究证明[2，5]，经络是人体内的三维空间结构运行气血的实体通道，三维定位是经络、经络理论研究的关键。中医理论认为，“气为血之帅，血为气之母”，气血运行是显像的动力和物质基础，选择低分子Na99mTcO4等作为气之载体可显示皮下的伏行分肉之间的经脉循行路线，高分子物质注入经穴后不出现线状迁移。18F是目前PET最常用的正电子核素，其标记的药物18F-FDG和18F-氟化钠作为临床常用的显像剂，均为小分子物质，容易获得，因此尝试用此两种药物进行经脉显像。

葡萄糖是人体重要的能量来源，是维持人体生理功能最重要的物质之一[6]，将核素18F取代葡萄糖2位羟基后成为葡萄糖类似物氟代脱氧葡萄糖(18F-FDG)，18F-FDG相对分子质量不到200，在体内经己糖激酶催化后生成18F-FDG-6-磷酸，后者不能进一步代谢而停留在细胞内，其正常生理性摄取主要有脑、心肌、肝、脾、胃肠道、肾、膀胱等。本研究显示经穴位注射18F-FDG后采集到的持续出现的循经迁移线，和经过静脉注射后短暂出现的血管线不同，认为该轨迹是小分子18F-FDG入注、吸收、移动、输运的过程，反映机体经络的气血运行活体状态，进一步验证经络循行的实体通道特性。

18F-氟化钠是正电子显像药物，进入体内后选择性地吸附于骨骼系统[7]，Marina等[8]对18F-氟化钠在大鼠体内的生物学分布情况的研究表明，药物注入大鼠体内后血液和脏器中的摄取快速下降，而骨骼中的摄取20 min内不断升高，可通过肾清除，使双肾、膀胱显影。本研究经穴位注射18F-氟化钠后除了骨骼的明显放射性摄取外，出现的循经迁移线和18F-FDG显示的上行线基本一致。与中性有机物18F-FDG不同，18F-氟化钠在体内以阴性离子状态存在，相对分子质量更小，虽然为骨显像剂，同样经穴位注射后能通过经脉的实体通道输运离子，显示经脉的循经迁移线。

核素循经经脉显像是可视化研究经络的直观、可行的方法，重复性好，动物PET的经脉立体三维microPET显像研究结果为进一步经络实质的显像研究提供实验依据。

3 小结

本研究分别用18F-氟化钠和18F-FDG对经脉进行了显像研究，18F-氟化钠和18F-FDG均能显示循经迁移线，18F-FDG组经脉循行线显示清晰，本底低，18F-氟化钠虽属于小分子，利于经脉显像，但骨骼摄取明显，影响了经脉线的显示结果。本工作为通过PET/CT技术进一步研究传统中医的经络实质提供了实验依据。

[1] Tiberin R, Gheorghe G, Popescu S I. Do meridians of acupuncture exist?A radioactive tracer study of the bladder meridian[J]. Am J Acupunct, 1981, 9: 251-256.

[2] 孟竟璧，田嘉禾. 十四经络显像探秘[M]. 北京：中国科学技术出版社，1998.

[3] 祝总骧，徐瑞民，田嘉禾，等. 正电子断层扫描显示经脉血气运行的三维定位[J]. 中国自然医学杂志，2003，5(3)：129-132.

Zhu Zongxiang, Xu ruimin, Tian Jiahe, et al. Positron emission computed tomography(PET) study on the 3-Dimensional pathway of isotopic tracer migration along meridian of human body[J]. Chin J Nat Med, 2003, 5(3): 129-132(in Chinese).

[4] 马莳. 黄帝内经灵枢注证发微[M]. 北京：学苑出版社，2007.

[5] 孟凡迅，王静，刘芳，等. 核素循经迁移路线在实体结构上的初步定位[J]. 解剖学杂志，2006,29(3):336-338.

Meng Fanxun, Wang Jing, Liu Fang, et al. Localization of nuclide in substantial structure along the meridian[J]. Chinese Journal of Anatomy, 2006, 29(3): 336-338(in Chinese).

[6] 翟士桢，杨志，杜进.18F-FDG的放射性标记、显像原理与临床研究进展[J]. 同位素，2011，24：59-66.

Zhai Shizhen, Yang Zhi, Du Jin. Research progress in radiolabeling, imaging mechanism and clinical applications of18F-FDG[J]. Journal of Isotopes, 2011, 24: 59-66(in Chinese).

[7] 郭飞虎，李明光，李光，等. PET显像剂18F-氟化钠的制备、作用机制和临床应用[J]. 核化学与放射化学，2017，39(2)：138-144.

Guo Feihu, Li Mingguang, Li Guang, et al. Preparation, imaging mechanism and clinical application of pet imaging agent sodium18F-fluoride[J]. Journal of Nuclear and Radiochemistry, 2017, 39(2): 138-144(in Chinese).

[8] Marina B S, Marcella A S, Eduardo S V, et al. Synthesis, quality control and dosimetry of the radiopharmaceutical18F-sodium fluoride produced at the center for development of nuclear technology-CDTN[J]. Brazilian Journal of Pharmaceutical Sciences, 2010, 46(3): 563-569.

Meridians Imaging of18F-FDG and18F-NaF Tracers Using MicroPET in Rats

ZHANG Wei-fang1, ZHANG Yan-yan1, LI Yan2

(1.DepartmentofNuclearMedicine,PekingUniversityThirdHospital,Beijing100191,China; 2.DepartmentofNuclearMedicine,XiyuanHospitalCACMS,Beijing100091,China)

In order to research the migration line after injection of the tracer to Zusanli acupoint.18F-FDG or18F-sodium fluoride was injected into Zusanli acupoint of the rats in doses of 0.03～0.1 mL (200～300 uCi). The microPET image and CT image were acquired respectively and fused together and reconstruction of 3D.18F-FDG and18F-sodium fluoride could show the migration line in meridian objectively, however, the18F-sodium fluoride showed significant bone uptake.18F-FDG was superior to18F-sodium fluoride in meridians imaging. The results showed that18F-FDG was more suitable for use in meridians imaging.

meridian;18F-FDG;18F-sodium fluoride; microPET; rats

2017-03-29;

2017-05-10

国家重大科学仪器设备开发专项子任务项目(2013YQ03092306)

张卫方(1970—)，女，内蒙古人，主任医师，主要从事心脏、肿瘤诊断研究

李 艳，主任医师，E-mail: lyxy2006@sina.com

R817

A

1000-7512(2017)03-0200-04

10.7538/tws.2017.youxian.018