核医学用于感染性疾病诊断：我们能改进吗？

《European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging》：Nuclear medicine for the diagnosis of infectious diseases: can we improve?

　　

常规诊断的临床背景与局限性

尽管肿瘤疾病无可否认地激增，但解决同样重要且全球性增加的感染性疾病严重程度也至关重要。根据世界卫生组织（World Health Organization，WHO）和国际癌症研究机构（International Agency for Research on Cancer，IARC），到2050年癌症将增加77%，每年约达到3500万新诊断病例[1]。就感染而言，WHO和全球疾病负担研究一致认为，尽管由于疫苗和改善的卫生条件，感染病例有所减少，但抗生素耐药性将导致死亡率急剧上升，根据GRAM研究，到2050年细菌感染死亡人数将增加67–70%[2]。

这种不断增加的负担并非主要由病毒感染驱动，而主要是由细菌感染（尤其是多重耐药（multi-drug resistant，MDR）菌株引起的细菌感染）和侵袭性真菌感染所推动[3]。

迄今为止，最确定的感染诊断依赖于在可行的情况下通过直接组织活检或液体抽吸进行微生物学鉴定。不幸的是，这些操作并非总是可行，且由于取样限制也不总是准确。血清学标志物和炎症指数可提供补充数据，但即使如此，它们也常常为阴性或不确定。同样，内镜检查也常常因可行性差或本身具有侵入性而受到限制。

在结构成像方面，常规放射学手段，包括超声、计算机断层扫描（computed tomography，CT）和磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI），擅长提供感染对宿主组织和器官继发效应的详细解剖图像。然而，它们仅提供感染的间接证据，如水肿、组织损伤、血管增生，但无法显示活动性感染灶本身或潜在病原体。

因此，尽管有可用的微生物培养、详细的基因分型和解剖成像技术，但缺乏确定的微生物学诊断和感染范围会延迟充分治疗开始或导致抗生素过度使用。分子核医学可提供一种组织病理学类型的信息，可能有助于减少误诊数量并加快诊断流程和治疗随访。因此，科学研究和药物开发必须将重点扩展到肿瘤学、神经科学和心脏病学（这些领域近期主导了投资）之外，并积极瞄准日益增长的感染性疾病领域。

五个关键问题与“通用放射性药物”的冗余

为了真正优化患者管理，现代分子影像必须解决五个基本研究重点：
- 感染诊断：明确确认感染是否存在。
- 感染类型：区分特定病原体类别（病毒、细菌、真菌或其他病因）。
- 感染范围：全面映射哪些组织和器官受累。
- 感染严重程度：确定过程是局部性的还是已转移。
- 监测治疗效果。

考虑到这五个关键重点，期望单一放射性药物为所有问题提供全面答案是非常不现实的。必须开发一系列靶标特异性放射性药物，制药行业将有助于促进转化管道。

与核心脏病学可以明显类比：正如研究人员成功利用不同的放射性药物独立评估冠状动脉血流、心肌代谢、心脏神经支配和细胞活力一样，感染性疾病也必须采用相同的多示踪剂理念。临床医生应拥有用于无菌性炎症的专用放射性药物、用于革兰氏阳性菌的专用放射性药物、用于革兰氏阴性菌的专用放射性药物，以及针对病毒和真菌的特异性探针。历史上追求单一的“一刀切”感染显像放射性药物的做法，如今已不足以覆盖所有临床需求。

当前技术水平：现有放射性药物的优势与局限性

尽管存在明确的临床需求，但目前核医学的商业格局仍仅限于两种主要类型的放射性药物：
- 放射性核素标记的自体白细胞，用^99mTc-HMPAO标记（白细胞（White Blood Cells，WBC））或用¹¹¹In-羟基喹啉标记（后者仍在特定地区使用，尤其是北美）[4]。
- ¹⁸F-氟代脱氧葡萄糖（¹⁸F-FDG）[5]。

这两种成像方式各有明显的优缺点，但均无法全面解决上述五个核心临床问题。一方面，放射性核素标记的白细胞可以有效区分真正的感染与单纯的无菌性炎症，同时准确界定感染灶的范围和严重程度，但监测治疗反应的敏感性较低[6]。另一方面，¹⁸F-FDG在区分活动性感染与无菌性炎症时特异性低得多，这损害了其在确定真实疾病范围和严重程度方面的准确性[7]。然而，¹⁸F-FDG对纵向监测治疗反应高度敏感，并且临床使用更方便。

至关重要的是，这两种现有方法均无法明确影响患者的病原体类型。这种诊断缺口常常迫使医生在无法获得微生物学诊断时，开始经验性的广谱抗菌或抗真菌治疗（ex juvantibus）。

结论与未来方向

总之，当前感染显像的格局凸显了显著未满足的临床需求。虽然放射性核素标记的自体白细胞和¹⁸F-FDG仍然是有价值的诊断工具，但其固有的病原体特异性局限性往往使临床医生无法获得明确的微生物学答案，导致次优或延迟的靶向治疗。

为弥合这一缺口，未来的研究和药物开发必须放弃寻找通用放射性药物，转而关注病原体特异性放射性药物的验证[8,9,10,11]。正如多示踪剂策略在心脏病学和肿瘤学中彻底改变了精准医学一样，建立针对无菌性炎症、革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌、病毒和真菌的专用成像平台是唯一可行的前进之路[12,13]。只有转向靶标特异性分子诊断，核医学才能真正改善患者预后、优化抗菌药物管理并开创感染性疾病精准医学时代。

最后，尽管传染性疾病将不断且日益加重医疗保健系统负担，但分子成像技术在全球的分布和可及性非常不均匀。事实上，感染患病率、死亡率和抗生素耐药性最高的全球区域往往装备最差。因此，在改进现有放射性药物的同时，增加全球核医学设备也是可取的。

论文解读：核医学感染显像的现状与未来——从通用示踪剂到病原体特异性诊断

在感染性疾病负担日益加重的背景下，传统诊断方法面临诸多局限。据世界卫生组织（World Health Organization，WHO）和国际癌症研究机构（International Agency for Research on Cancer，IARC）预测，到2050年癌症新发病例将增加77%，而感染性疾病尤其是多重耐药菌（multi-drug resistant，MDR）和侵袭性真菌感染导致的死亡率也将大幅上升。尽管疫苗和卫生改善使感染病例有所减少，但抗生素耐药性将导致细菌感染死亡人数在2050年前增加67–70%。当前感染的确定性诊断依赖组织活检或体液抽吸的微生物学鉴定，但常因不可行或取样误差而失败；血清学标志物和内镜检查亦存在不足。常规影像学如CT和MRI只能显示水肿、组织损伤、血管增生等间接征象，无法直接显示感染灶或病原体。因此，缺乏快速准确的病原学诊断常导致治疗延迟或抗生素滥用。分子核医学可提供一种组织病理学类型的信息，有望减少误诊并加快诊断流程，这正是开展该领域深入探讨的原因。

研究人员在《European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging》发表论文，系统分析了当前核医学感染显像的现状。研究指出现有商业放射性药物仅两类：放射性核素标记的自体白细胞（以^99mTc-HMPAO或¹¹¹In-羟基喹啉标记）和¹⁸F-氟代脱氧葡萄糖（¹⁸F-FDG）。这两种方法各有优势，但均无法区分病原体类型，无法完全满足感染诊断、感染类型、感染范围、感染严重程度和疗效监测这五大核心临床问题。研究人员提出，必须放弃寻找“通用”放射性药物的思路，转而发展病原体特异性放射性药物，建立类似核心脏病学多示踪剂策略的感染显像体系。这一观点对精准医学和抗菌药物管理具有重要意义。

在技术方法方面，本文并非原始实验研究，而是一篇基于流行病学数据和文献分析的专家观点。研究人员引用了WHO、全球疾病负担研究、GRAM研究等权威数据，比较了现有放射性药物的敏感性与特异性，并通过类推理方式论证多示踪剂策略的必要性。文中没有涉及具体实验样本队列，也未描述试剂或培养操作步骤。

研究结果部分按照原文小标题逐一阐述。

“常规诊断的临床背景与局限性”：通过分析流行病学和诊断技术文献，指出传统微生物学、血清学、内镜和常规影像学方法在感染诊断中的不足。研究表明，这些方法要么可行性受限，要么只能提供感染继发改变的间接证据，无法可视化活动性感染灶或病原体，因此需要分子核医学提供组织病理学类型的信息。

“五个关键问题与‘通用放射性药物’的冗余”：通过逻辑论证，提出感染显像必须回答的五个核心问题：感染是否存在、病原体类型、受累范围、严重程度和疗效监测。研究人员认为，单一放射性药物不可能全面回答这些问题，必须开发多种靶标特异性放射性药物。与核心脏病学中分别评估血流、代谢、神经支配和细胞活力的多示踪剂策略相类比，感染显像也需要针对无菌性炎症、革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、病毒和真菌的专用探针。

“当前技术水平：现有放射性药物的优势与局限性”：通过比较放射性核素标记白细胞与¹⁸F-FDG的优缺点，证明现有手段无法识别病原体类型。放射性核素标记白细胞可区分感染与无菌性炎症并明确范围和严重程度，但监测治疗反应敏感性低；¹⁸F-FDG特异性差，无法区分活动性感染与无菌性炎症，但敏感性高且使用方便。两者均不能提供病原体类别信息，导致临床常需经验性广谱治疗。

“结论与未来方向”：总结当前感染显像存在显著未满足的临床需求，现有放射性药物缺乏病原体特异性。研究人员呼吁放弃通用示踪剂，验证病原体特异性放射性药物，并建立针对不同病原体的专用显像平台。同时指出全球核医学设备分布不均，感染负担最重的地区装备往往最差，因此需要增加全球核医学设备可及性。

讨论部分总结：当前感染显像的肿瘤学、神经科学和心脏病学之外的投资重心需向感染领域转移。未来研究方向应聚焦于病原体特异性放射性药物的验证和转化，以填补诊断空白。研究结论最终可翻译为：只有转向靶标特异性分子诊断，核医学才能真正改善患者预后、优化抗菌药物管理并开创感染性疾病精准医学时代。