WHAT?JERRY也能照PET?-数字PET实验室

科普的开始，让我们先从一只老鼠说起。

这只嚣张又幸福的JERRY，总有吃不完的奶酪，还天天欺负TOM。

回到正题，今天我们要说的是医学实验用的小白鼠。

没错，真正的小白鼠课可没有JERRY那么调皮捣蛋，他们可是人类健康事业的大功臣！

小白：医学研究为什么要用动物做实验呢？

小编：因为在生物医学领域，对人类疾病的研究都需要在动物模型上实施，以了解疾病的分子生物学特征、发生发展规律与转移、诊疗药物在体内的代谢过程等，再将实验结果外推到人体。

通俗地说：生物研究以及新药开发不能直接用人体做实验，只有用动物做模型。

小白：那为什么动物实验会重点用小白鼠呢？

专家说

1、白鼠基因序列和人类相似，是哺乳动物的代表。

2、白鼠间个体差异小,而在一般的自然种群中,同种动物间的个体差异是很大的(尽管外表相同),主要表现在先天的身体素质上。

3、数量足繁殖周期快且易标记。

4、繁殖速度快，经济成本较低。

小白：哇！原来JERRY有这么多益处！让我们向它们致敬！

小白：今天不是要讲JERRY也能照PET的主题吗？问题来了，为什么要将PET应用到小动物身上呢？

传统的动物实验方法是将大量模型动物分批、分时段处死、解剖，取组织器官以适当的检测手段观察病例变化，分析功能状态和生化、代谢过程。这种方法的不利之处有：

1、需要大量实验动物和反复多批次实验，代价高昂、费时繁琐。

2、存在动物个体差异，对需要观察的生物现象的连续性具有影响。

3、解剖实验会受操作影响，难免干扰实验结果。

因此，将生物医学影像技术如PET、MRI、CT、光学等引入小动物科学实验中，为小动物的活体影像观察提供了重要的实验手段。

专家说

小动物PET是基于正电子发射断层显像(PET)技术发展起来的专门用于小动物活体实验研究的断层显像装置，与临床用PET系统相比，其系统空间分辨率和灵敏度较临床用PET更高，以适应小体积动物模型研究的要求。无创定量的小动物PET影像方法在药物研制和开发、疾病研究、基因显像等领域有重要作用。

先来看一段视频。（视频不长，不是土豪也可以随意观看。）

小白：视频中的老鼠怎么这么巨大？小编：小动物PET的主要实验对象就是小鼠（mouse）和大鼠（rat），视频中的这只老鼠就是大鼠了！悄悄告诉你：比起小鼠，大鼠性情更加温和哦！我们简单梳理一下动物PET实验流程：

分享一个小秘密：给老鼠打针可是一门技术活，因为示踪剂要打入老鼠尾巴上的血管，必须得用直径极小的针管注射，老鼠尾巴上有肉眼难以察觉的鳞片，那可比人类的皮肉硬得多！

小白：实验室MM的打针技能厉害了！不过我有一个疑问，为什么是小动物PET不是小白鼠PET？难道还有别的动物?

小编：当然了！对于特异性较强的疫病就不可能选用小白鼠，例如禽流感，最佳实验动物就是鸡，因为它在其它动物就可能不会增殖或不会表现出临床症状等。另外，还有豚鼠，兔子，树鼩，猴子等。

感受一下猴子放到PET仪器上的图：

小白：那和临床PET相比，小动物PET有什么技术优势呢？

小白：既然有这么强的技术优势，那小动物PET到底可以应用在哪些生物医学研究领域呢？

肿瘤成像

小鼠肺癌：显示微小的肿瘤转移灶一直是PET发展追求的目标，小动物数字PET优秀的空间分辨率性能目前已经可以很好的对小鼠体内微小肿瘤转移灶进行显像。

Lin H. et al. Interplay of Th1 and Th17 Cells in Murine Models of Malignant Pleural Effusion. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. vol. 189 No. 6. 2014. (IF=13.118)肺癌小鼠FDG-PET显像，感谢武汉协和医院呼吸内科、北京朝阳医院呼吸内科提供素材

脑成像

PET由于其能活体观察脑功能，在脑成像中一直具有重要地位。但是在医学研究中常使用的大、小鼠的脑体积远小于人脑，使得使用PET观测鼠脑面临巨大的技术挑战。现有PET对鼠脑观测的极限任局限于皮层，但是实际神经科学研究却需要体积更小的皮层下结构的细致。

Chu, et al., 23-hour-restraint stress induces long-term depressive-like phenotypes in mice, Scientific Reports, vol. 6, No. 32935, 2016 (IF=5.228)

幽闭小鼠脑部FDG-PET显像，感谢上海交通大学Bio-X中心提供素材

心脏成像

Mohamed, et al., New approach for simultaneous respiratory and cardiac motion correction in cardiac PET (NAMC-CPET), Physics in Medicine and Biology, vol. 60, No. 19, pp. 7779-7804, 2015（IF=2.761）

健康西藏小型猪FDG-PET成像

此外，小动物PET可对活体进行动态扫描，直接观测到药物在动物体内的运输、代谢全过程，刻画时间活度曲线，对研究药物的生物分布、药代动力学等有重要价值。

小白：看来小动物PET还真是个厉害东东!

小编：当然啦！下面再来个更厉害的!

2010年，华中科技大学数字PET实验室研发出全球首台全数字小动物PET。到目前为止，已完成3000例以上的实验动物研究，空间分辨率达到0.87 mm。全数字小动物PET和全数字临床PET都采用了MVT全数字化采样技术，将更有利于动物实验结果向临床应用的转化。

2017年1月17日，芬兰国家PET中心小动物成像实验室主任Tove Gronroos教授、小动物成像实验室研究助理Aake Honkaniemi、高级研究员韩春雷教授来到中国，与华中科技大学数字PET团队就中芬开展关于小动物PET成像技术的深度合作进行交流探讨，并对小动物PET机器运行流程进行了为期两天的细致考察。