会议主题为“分子影像学”的香山科学会议第194次学术讨论会于2002年10月30－11月1日在杭州花家山举行。香山会议聘请浙江大学唐孝威院士、第二军医大学陈宜张院士和浙江大学胡汛教授为本次会议执行主席，来自全国从事相关研究工作的医学、生物、化学、物理、工程、计算机、农业等方面的40多位专家学者参加了会议。会议就分子影像学的创立与研究现状，未来发展方向及其重大意义，等方面进行了广泛而深入的交流和讨论。
一． 分子影像学的创立与现状
执行主席陈宜张院士认为，分子影像学是在基因组学、蛋白质组学和常规医学影像技术的基础上发展起来的一门新兴学科，其突出特点是用影像的手段非侵入性地对活体内的参与生理和病理过程的分子进行定性或定量可视化观察，因此在临床医学、应用生物学领域有重大应用前景。近五年来，世界各国对分子影像学都给予高度关注，如美国国立卫生研究院（NIH）充分认识到这个技术的潜在意义，宣布相关的一系列计划并提供实施经费。2002年8月在Boston会议上成立了美国分子影像学学会，举行了第一次年会。围绕肿瘤的研究，准备建立若干个分子影像中心，并提出若干小动物成像计划。
唐孝威院士作了在“分子影像学”为题的主题评述报告中指出，分子影像学是传统的医学影像技术与现代分子生物学相结合产生的一门新兴的学科；分子影像技术是利用现有的一些医学影像技术（如PET，fMRI,，OCT）对生命体内部生理和病理过程在分子水平上进行的无损伤实时成像，尤其重要的是，它是在体（in vivo－活体）的特异性检测，能获得体内特定分子分布的三维图像。据此，他归纳了分子影像学作为一门技术性学科的三个要素：分子探针，信号放大，高灵敏探测。对于分子探针的要求，他综合了三条：一要有生物学兼容性，参与正常生理过程；二需克服生理屏障，有效到达靶位置；三是有独特靶分子，与探针特异性结合。对信号放大与高灵敏探测，唐孝威院士认为这是一个跨学科的问题，是对非生物背景与生物学如何很好结合的课题，是对工程学家与计算机专家的一个挑战。唐院士列举了现有的一些探测方法，指明了相应的特点及需要解决的问题。最后，他进一步阐述了分子影像学在医学、药学、农学上的广泛应用，未来可能的应用方向及前景。
胡汛教授做了题为“肿瘤成像的分子探针”的主题评述报告。 “肿瘤医学中为什么要用到分子影像学？”，他认为是传统成像存在的局限性所致，如在肿瘤形成的早期阶段诊测、肿瘤性质的判断、入侵或代谢的准确评估、抗肿瘤治疗的实时观测等方面存在缺陷。而分子成像技术在这些方面就有不可替代的优点，因为它主要针对肿瘤由分子阶段到细胞学阶段的检测，不似传统成像针对的是细胞学阶段到组织学阶段的检测，这是一个非常了不起的进步。同时，胡教授认为随人类基因组学和蛋白质组学的迅猛发展，提供了人类肿瘤发生发展过程中分子的系列变化，如启动疾病发生的分子、促进疾病发展的分子、疾病预后的分子、评估治疗效果的分子，分子影像学就是乘这股春风而来。他认为其中很重要的一环是有效的分子探针的设计，结合国内外最新的研究成果，胡教授对分子探针的种类作了深入浅出的介绍：肽类分子探针；用化学分子合成法合成能与靶分子特异结合的小分子探针；核酸类探针；可激活的分子探针(smart molecular probe-智慧探针).胡教授还应大家的要求介绍了自己在小分子“智慧”探针合成上的工作和想法，多位学者会上表示了合作开发与研究的兴趣。
与会专家在发言中指出，分子影像学在我国的发展应遵循简便、高效、准确的原则，其中准确性应是重点。结合我国情况，还应做到低价格，广大群众才能享受到科技发展的好处。同时，分子影像学的研究，既要注重基础研究，又要注重应用研究，还要做好两者的衔接，充分认识到这一点对分子影像学在我国的发展有方向上的战略意义。前期的分子生物学研究要跟上，要与动物研究和临床研究密切联合起来，不仅生物学家、医学专家、化学的专家、物理学的专家、图像检测处理专家、计算机专家都要参与进来，不能在低水平重复，要结合中国实际，把优势集中，组织人员，搞大综合，争取有突破。
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二． 分子影像技术与疾病
浙江大学肿瘤所郑树教授作了“分子成像与肿瘤”的中心议题报告。她从临床的角度谈到分子成像的作用和可能带来的变革，也从一个全新的视角揭示了对分子影像基于临床应满足的诸多要求。微环境的分子标志是分子显像的基础，包括启动疾病发生生物的标志，疾病发生发展中临床前分子事件的标志，疾病临床阶段的标志，治疗中变化的生物标志。因此，对影像技术的直观要求是活体显示、可测量生化过程、明确性质与发展、及药效评估等，从而在临床上达到早期、更早期、及前期的诊断治疗，干预阻断，评估疗效，预后估计。另一方面，郑教授还阐述了肿瘤形成的相关网络观念，提出寻找网络中节点基因和特异性强的基因作为分子靶的思想，总结了分子靶筛选的相关策略。
与会专家认为，分子影像学的发展，主要有两个方面，一是不断改善的探测仪器（如PET），二是探讨显像剂或标志物，从生化药物角度研究。另外，放射性核素标记的配体在体内直接探测受体的新方法，具有用来研究神经递质、神经肽及其受体的作用，可为早期发现和防治疾病开辟道路。而PET和SPECT等功能性显像技术可无创伤性探察各种生理过程，为解决神经系统疾病提供了基础。分子影像主要用于三方面的研究：临床研究，具有进行无创伤、功能性、代谢性显像；基础研究，主要用MicroPET，可研究活体的连续的病理和药理过程；新药研究，体现在西药、中药有效成分和复方研究、分子显像剂研究等方面。该报告重点介绍了核医学显像方法，认为它具有灵敏度高、可定量、以及把动物实验结果直接推至临床等优点。
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三． 分子影像技术与化学
就化学对分子影像学的作用和影响，刘伯里院士作了“受体分子显像与化学探针”的报告。该报告从PET、SPECT、MRI等不同影像手段的优缺点如分辨率、成本和标记物合成技术的难易等因素出发分析了当前分子影像技术的发展趋势，用脑神经中枢系统的各类受体的分子显像为例，阐明化学探针－放射性标记物的发展现状及应用前景，对放射性药物的未来发展提出几点建议。
与会专家指出，以碳纳米材料为基体的低毒高效纳米材料造影增强剂在分子影像学中可有重要的应用。由于碳纳米材料作显像剂有低毒性、高灵敏度的特点，如能联上特异分子，就可实现高选择性的靶向作用，甚至成为细胞内的对比剂。通过组合化学方法来设计专一性的低分子量的化学分子传感器的四种方式，分别是：1> 探针与标记肽段具有反应性能，激活探针并发出荧光；2>.封闭的探针和标记肽段非键结合，激发荧光；3>.直接识别生物分子表面的若干特征性区域；4>.双重标记。与会专家认为，化学应用于分子影像学的主要方面应是探针的设计和创新，组合化学确实对筛选探针是有大作用的。核素可直接标记于受体，如99mTc可通过配位络合，只要空间适宜，距离合适，既可直接标记也可间接标记，还可用配体交换法标记，但要进行特异标记目前有困难。MRI分子成像的作用：组织对比分辨率高，时空分辨率亦高，虽有敏感性尚低的缺点，但就发展前景来看，正逐步由非特异生理特性成像发展到特异性细胞水平的分子成像，并将在疾病的早期发现，定位定性定量，疗效监测等方面发挥作用。
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四． 分子影像技术的应用
第二军医大学的何成教授在报告中提出，荧光单分子检测技术能够实时显示目标分子的分布与运动轨迹，准确、直观、动态地再现生命分子的活动时空，认为可作为研制药物的技术平台。荧光单分子检测技术可为药物提供高通量的活体的筛选平台。
激光磷屏系统在农业科学研究中的应用，尤其针对分子影像学在食物安全方面（如农产品）的前期检测中的应用应该得到重视。
与会专家还对PET的发展及应用方面的改进提出了看法，认为PET系统的完善可能为揭示农作物生命活动的本质提供一种快速有效且方便的可视化工具。并认为在植物的基础研究中分子成像技术亦是大有用武之地，如水的运输机理，种子中物质定向等的研究。
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五 我国分子影像学发展的机遇与挑战
我国分子影像学的发展面临着机遇与挑战并存，与会专家在讨论中提出了许多好的意见和建议。
1. 必要性
分子影像学作为一门新型的交叉学科，具有传统成像手段所不具有的优点：无创伤、实时、活体、特异、精细（分子水平）显像等独特性质。因此，与会专家充分估计了它的作用，如它在医学临床上可做到疾病早期诊断、定性定量、预后评估等；在药物研制上做到药代动力学分析、药物疗效的评估、作为药物设计开发的技术平台等；在相关医疗设备产业上可起到推动自主知识产权的新设备研制，带动相关的产业结构提升和低价高效适宜国情的技术的开发；在农业及环境监测上有利于实现产品和食品早期更早期（成为商品之前）的安全检测，动物流行病的早期发现，生态变化的实时监测与控制等；在生物医学农业等领域的基础研究上做到生命体内部分子的实时在体观测定位，分子间作用关系网络的研究，生理病理代谢过程的直观等。
与会专家一致认为分子影像学作为一门正在发展的极具潜力的应用性学科，它的作用远不止上面所列举的部分，有些作用可能是我们今天完全想象不到的。而且，从广义上讲，分子影像学对我国广大人民的卫生健康亦有深远的影响，正如与会专家强调的：“我们总不能把我国13亿多人的健康总放在外国人身上或外国设备上，我们必须有自己的相关设备和研究力量”。因此，我国必须发展分子影像学及其相关设备。
2．可能性
与会专家认为，我国在相关学科的基础研究方面与世界先进水平相比是有较大差距的，但传统影像学的差距目前看比较小，我们在功能影像学上有基础。所以，我国分子影像学的发展可凭借影像学发展的历史背景，这个背景就是我国在PET，MRI，SPECT等方面已有一定的规模与经验，这是一个有利的条件，而且有一批人正在做。
分子影像学是建立在传统成像的基础之上的，可喜的是我国已经开展了一些研究，并有相当的技术储备。中科院有机所的组合化学技术；中科院高能所的有关碳纳米技术；清华、浙大、华中科技大学等单位都在做分子影像学方面的光学成像技术；浙大肿瘤所和国内我了解的几个单位在做肿瘤探针的合成；北京师范大学多年从事的核素标记物的研究，和国内的PET研究等。会上交流了一些新的思路有：（1）应用分子生物学与组合化学方法进行新探针的设计；（2）组合化学的广泛介入；（3）纳米技术C60与组合化学的结合；（4）99TC新用途的探索；（5）在体条件下深层（2cm以上）红外光的探查新方法（国外已有FMT）；（6）在植物生物学应用分子影像研究。
以上是我们具有的基础，也是我国进一步发展分子影像学的支撑点。
3．紧迫性
鉴于分子影像学的巨大科学应用潜力和产业价值，近五年来，世界各国对分子影像学都给予高度关注，如美国和欧洲相继成立了专业协会，开展了活动，政府开展了一系列计划并提供实施经费。与会专家指出：从分子影像学本身的历史来看，国外也仅仅是最近四、五年来的事。我们提出这一方向，是及时的。我国在这一领域，目前尚有差距。但分子影像学是一门新学科，历史包袱相对少，有利于我们迎头赶上；同时，正因为新，所以它充满生机活力，发展迅猛，如不能迎头赶上，就会越落越远。
4．组织建设
与会专家提出，会后几位主席应继续发挥作用，通过各种方式把大家在组织起来，开展连续性的活动，推动我国分子影像学的发展。要加强合作与交流，支持成立有关组织，开展学术交流活动,建议创办一个分子影像学的网站，供大家交流与学习。
5．人才培养
人才最关键，要培养具有interface knowledge （跨学科知识）的interface person（跨学科人才）。为吸引更多的人才加入到这一行列，应加强学科宣传，要开展多种形式的培训活动，如讨论会、培训班等，或象美国的做法，大学成立相应学科专业。
6．政府支持
与会专家呼吁国家在这方面给予更多的资金和物力支持，也呼吁各地方部门要与科学家结合起来，重视研究的产业化问题。
分子影像学作为一门新型的交叉学科，要由政府和相关部门组织，拿出几年和更长期的规划，组织跨学科跨平台的交流与合作，物力与人力要有所倾斜，合理调配资源，做到有所为和有所不为。与会学者一致认为国家和有关部门要更重视原创性的研究，要把有限的资源集中，对开展原创工作的学者要给予更多的资金物力上的支持，争取在某些方面有重要突破。
要积极进行分子影像学学理论基础研究，把分子影像学列入我国重大发展研究计划中去，开展相关技术攻关，建立试验装置和实验室，正确选择前沿课题，开展交叉研究，突出应用，尤其是医学上的应用等想法。
执行主席陈宜张院士在会议总结时指出，今后要努力：（1）向领导机关反映这门新学科——分子影像学的重要性；（2）与分子影像学发展密切的相关的规划、人才培训等工作的推进；（3）适时进行分子影像学学术会议，在网上传播我国分子影像学的进展，并便于同行交流；（4）促进国产影像设备的研制，包括microPET；（5）组织项目申请，争取国家支持。
