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为解决结核病（TB）诊断与治疗难题，研究人员聚焦 PET/CT 成像技术在抗 TB 药物开发中的应用。通过评估 [1?F] FDG 等示踪剂，发现其可监测 MTb 感染病理变化，为 TB 药物研发提供新方向，助力优化治疗方案。
结核病（Tuberculosis, TB）如同潜伏在人类文明中的古老幽灵，自 8000 年前的 DNA 证据便已留下它肆虐的痕迹。作为由结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis, MTb）引发的慢性传染病，它曾长期占据传染病致死榜首位，即便在 2022 年，仍以 1060 万新发患者和 130 万死亡病例，成为仅次于新冠的 “健康杀手”。MTb 的狡猾之处在于其能在宿主体内形成潜伏感染，全球约 17 亿人携带 MTb，其中 5% 在感染后两年内可能发展为活动性 TB。更棘手的是，MTb 感染呈现高度异质性，细菌可处于复制、休眠、激活等不同生理状态，加上耐药性突变、免疫逃逸及宿主合并症（如 HIV 感染）等因素，导致现有 6 个月的标准化治疗方案面临依从性差、毒性反应多、耐药菌株激增等困境。开发更高效、精准的诊断工具与治疗方案，成为全球公共卫生领域的迫切需求。
在这样的背景下，比利时鲁汶大学（Katholieke Universiteit Leuven）、南非比勒陀利亚大学（University of Pretoria）等机构的研究人员，将目光投向正电子发射断层扫描（Positron Emission Tomography, PET）与计算机断层扫描（Computed Tomography, CT）结合的 PET/CT 成像技术，探索其在抗 TB 药物开发中的应用潜力。相关研究成果发表于《npj Imaging》，为破解 TB 诊疗难题提供了全新视角。
研究人员主要借助以下关键技术展开探索：一是利用 [1?F] 氟代脱氧葡萄糖（[1?F] FDG）等放射性示踪剂，通过 PET/CT 成像监测 MTb 感染过程中的代谢活动与病理变化；二是运用多种动物模型（如小鼠、兔子、猕猴等）模拟人类 TB 感染场景，评估药物在不同生理状态下的疗效与药代动力学特征；三是结合临床前研究与临床数据，分析 PET/CT 成像在监测治疗反应、预测耐药性等方面的价值。
PET/CT 成像在 TB 病理监测中的应用
MTb 感染可引发肺部空洞、肉芽肿形成、肺实变等复杂病理变化，传统诊断方法难以动态追踪这些微观层面的动态过程。研究发现，[1?F] FDG-PET/CT 可通过检测 TB 病灶的葡萄糖代谢活性，直观反映细菌负荷与炎症程度。例如在猕猴模型中，该技术成功可视化肉芽肿的形成与消散过程，并能区分活动性感染与潜伏感染。此外，针对 MTb 在免疫细胞内的隐藏机制，PET/CT 还可揭示药物在坏死性肉芽肿、空洞等 “药物难治性微环境” 中的渗透能力，为评估药物疗效提供关键依据。
新型放射性示踪剂的开发与挑战
尽管 [1?F] FDG 是目前应用最广泛的示踪剂，但其主要反映炎症代谢活性，缺乏 MTb 特异性。为此，研究人员尝试开发新型示踪剂，如靶向细菌细胞壁合成的 [1?F] 氟代海藻糖（[1?F] FDT）、监测组织缺氧的 [1?F] 氟代米索硝唑（[1?F] FMISO）等。其中，[1?F] FDT 通过 MTb 特有的海藻糖摄取途径实现精准靶向，在动物模型中展现出与 [1?F] FDG 相当的灵敏度，且能更清晰地区分感染组织与正常组织。然而，示踪剂的开发面临多重挑战，包括特异性不足、药代动力学优化、辐射剂量控制等，需结合分子设计与临床前验证进一步突破。
PET/CT 在药物研发中的转化价值
在抗 TB 药物开发流程中，PET/CT 的价值贯穿从早期筛选到临床验证的全链条。以新型药物 Pretomanid 为例，通过将其标记为 [1?F] Pretomanid，PET/CT 成像清晰显示了药物在脑结核模型中的分布特征 —— 尽管在肺部摄取较低，但在中枢神经系统感染灶中呈现高特异性聚集，这为优化该药在结核性脑膜炎中的给药方案提供了直接证据。此外，PET/CT 还可用于评估药物组合疗法的协同效应，如监测贝达喹啉（Bedaquiline）与 Pretomanid 联用对耐药菌株的清除效率，通过动态追踪药物在不同组织 compartment 的浓度变化，建立药代动力学 - 药效学（PK/PD）模型，加速耐药治疗方案的迭代。
动物模型的选择与影像技术伦理
研究对比了多种动物模型在 PET/CT 成像中的适用性：小鼠成本低但病理模拟不足，猕猴虽能高度重现人类 TB 病理，却受限于伦理与成本。C3HeB/FeJ “Kramnik” 小鼠等特殊品系可形成类似人类的肺部肉芽肿，成为性价比更高的选择。同时，PET/CT 的无创性与纵向监测能力，契合 “3R 原则”（替代、减少、优化），通过减少实验动物数量与有创操作，提升研究伦理水平。例如在猕猴疫苗研究中，同一动物可多次接受成像监测，避免了传统终点法对样本量的大量需求。
临床应用前景与现存挑战
尽管 PET/CT 在临床前研究中表现卓越，但其临床普及仍面临两大障碍：一是设备与示踪剂的可及性，尤其在 TB 高发的中低收入国家；二是缺乏统一的成像判读标准，不同中心间的数据可比性有待提升。此外，MTb 菌株的遗传多样性（如 H37Rv、CDC1551 等常用实验室菌株与临床分离株的差异）可能导致研究结果的偏倚，未来需纳入更多耐药菌株与地域代表性菌株，增强结论的临床转化价值。
这项研究首次系统阐述了 PET/CT 成像在 TB 全程管理中的潜力，从病理机制解析到药物研发再到个性化治疗监测，PET/CT 技术有望重塑 TB 诊疗范式。通过可视化 MTb 与宿主的动态互作，该技术不仅为抗 TB 药物提供了实时疗效评估工具，更推动了 “精准医疗” 理念在感染性疾病领域的落地。随着新型示踪剂的开发与影像技术的革新，PET/CT 或将成为终结 TB 大流行的关键 “武器”，助力全球向 2030 年消除 TB 的目标迈进。
