综述：分子PET成像：解锁癌症代谢的秘密

这篇综述系统阐述了分子正电子发射断层扫描（PET）在癌症代谢研究中的关键作用，重点介绍了[18F]-FDG等放射性示踪剂的临床应用，以及AI驱动图像分析和新型靶向示踪剂（如[68Ga]-PSMA）的最新进展。文章强调PET技术通过可视化糖酵解、氨基酸代谢和缺氧等过程，为肿瘤早期诊断、治疗监测和预后评估提供了不可替代的功能性影像支持。

　　

癌症代谢的分子影像解码

正电子发射断层扫描（PET）技术通过捕捉肿瘤细胞的异常代谢活动，为癌症研究提供了独特的视角。不同于传统影像学仅显示解剖结构，PET能动态呈现葡萄糖摄取、氨基酸利用等生化过程，揭示恶性肿瘤"嗜糖如命"的瓦氏效应（Warburg effect）等特征性改变。

代谢成像的基石

PET成像的核心在于放射性示踪剂的设计原理。当[¹⁸F]-FDG（氟代脱氧葡萄糖）进入细胞后，被磷酸化滞留于胞内，其浓聚程度通过标准化摄取值（SUV）量化。这种葡萄糖类似物虽已成为临床金标准，但在前列腺癌等低代谢肿瘤中表现欠佳，促发了[¹¹C]-胆碱等替代示踪剂的开发。

多维度代谢图谱

现代PET技术已突破单一糖代谢成像：

• 氨基酸示踪：[¹¹C]-蛋氨酸可标记胶质瘤的蛋白质合成活性
• 脂质探针：[¹¹C]-乙酸酯揭示肝癌细胞的膜脂重构
• 缺氧检测：[¹⁸F]-FMISO在放疗靶区勾画中定位顽固病灶
• 免疫PET：锆-89标记抗体追踪PD-1/PD-L1免疫检查点

临床转化突破

在非小细胞肺癌中，PET/CT使30%患者临床分期上调；前列腺癌PSMA成像可检出0.5cm转移灶。更引人注目的是"诊疗一体化"（theranostics）模式——如[⁶⁸Ga]/[¹⁷⁷Lu]-PSMA在诊断同时实施靶向放疗，使晚期患者生存期延长40%。

技术融合革命

深度学习算法将PET图像分析带入新维度：

• 卷积神经网络（CNN）自动分割肿瘤亚区
• 放射组学特征预测EGFR突变状态
• 动态PET建模量化示踪剂动力学参数

PET/MRI联用则兼具代谢信息与软组织对比优势，在儿童肿瘤和神经系统肿瘤中展现特殊价值。

挑战与机遇并存

尽管存在示踪剂半衰期短（如¹¹C仅20分钟）、设备普及度低等限制，纳米载体示踪剂和微型PET研发正突破这些瓶颈。随着代谢组学与影像组学的深度整合，PET技术将继续推动精准肿瘤学迈向新高度。

临床价值再定义

从早期肺癌筛查到免疫治疗响应预测，PET影像已渗透癌症全程管理。其真正革命性在于将抽象的代谢通路转化为可视化的临床决策依据——正如缺氧成像指导放疗增敏，或FDG-PET早期预警化疗耐药。这种"看见不可见"的能力，正持续重塑现代肿瘤诊疗范式。