Munculnya pencitraan molekuler merupakan tonggak penting dalam sejarah pencitraan medis, dan Kementerian Sains dan Teknologi, Kementerian Kesehatan, dan Yayasan Ilmu Pengetahuan Alam Nasional Tiongkok sangat mementingkan penelitian kedokteran molekuler dan pencitraan molekuler. Namun, bagaimanapun juga, pencitraan molekuler masih dalam tahap awal, dan kerja sama multidisiplin, terutama komunikasi dan kerja sama interdisipliner, sangat dibutuhkan untuk mendorong kelancaran pengembangan penelitian pencitraan molekuler. Pencitraan molekuler adalah ilmu pencitraan molekul spesifik pada tingkat jaringan, seluler dan subseluler, yang mencerminkan perubahan pada tingkat molekuler dalam organisme hidup, dan studi kualitatif dan kuantitatif perilaku biologisnya. Oleh karena itu, pencitraan molekuler adalah produk dari penggabungan teknik biologi molekuler dengan pencitraan medis modern, sedangkan pencitraan diagnostik klasik (sinar-X, CT, MR, ultrasound, dll.) terutama menunjukkan efek akhir dari beberapa perubahan molekuler dengan penyakit yang berubah secara anatomis; pencitraan molekuler, dengan mengembangkan alat, pereaksi, dan metode baru, menyelidiki kelainan pada tingkat seluler dan molekuler dalam proses penyakit, mendeteksi kelainan sebelum berubah secara anatomis Pencitraan molekuler adalah jembatan antara biologi molekuler dan kedokteran klinis dengan mengembangkan alat, reagen, dan metode baru untuk mendeteksi kelainan pada proses penyakit pada tingkat seluler dan molekuler, dan untuk mendeteksi kelainan tanpa adanya perubahan anatomis pada penyakit. Selesainya Proyek Genom Manusia diketahui menawarkan kemungkinan faktor risiko/pencegahan/intervensi medis yang bersifat individual dalam waktu dekat. Dengan munculnya “omics”, seperti genomik/proteomik (fungsional), farmakogenomik, dan kemajuan lain dalam biologi sistem, pengobatan yang dipersonalisasi bergerak dari konseptual ke klinis. Pencitraan molekuler, yang memberikan informasi molekuler/genetik non-invasif/minimal invasif dan dapat direproduksi secara in vivo/kuantitatif/real-time/visualisasi, dan bahkan informasi interaksi multi-molekuler, kini menjadi hal yang biasa. Informasi yang unik dan realistis tentang individu ini merupakan prasyarat untuk pengobatan individual. Pencitraan molekuler, bagian penting dari histologi diagnostik, tidak hanya merupakan alat teknis yang penting dengan banyak keuntungan dalam penelitian dasar, tetapi juga akan menjadi jembatan penting untuk penerjemahan hasil penelitian dasar ke aplikasi klinis, yang berperan dalam menghubungkan revolusi medis ini dengan praktik kedokteran di masa depan. Selain itu, dengan kemajuan bahan nano multifungsi, pencitraan molekuler pasti akan semakin mencairkan batas antara diagnosis dan pengobatan. Kemajuan dalam pencitraan molekuler merupakan pelengkap terapi penargetan; pencitraan molekuler dapat mengatasi banyak masalah utama yang dihadapi terapi penargetan, seperti evaluasi efek terapi secara real-time pada tingkat molekuler. Pencitraan molekuler juga menawarkan keuntungan yang signifikan dalam proses pengembangan obat. Pencitraan molekuler akan menjadi tonggak penting lainnya dalam pencegahan penyakit dan optimalisasi intervensi klinis, yang memainkan peran utama dalam model pengobatan individual. Prinsip-prinsip pencitraan molekuler Pencitraan molekuler menggabungkan biokimia molekuler, pemrosesan data, nanoteknologi, dan pemrosesan gambar, dan di masa depan akan dapat memberikan informasi yang benar-benar kualitatif, terlokalisasi, dan kuantitatif untuk diagnosis klinis karena spesifisitasnya yang tinggi, sensitivitasnya, dan resolusi gambarnya yang tinggi. Dengan demikian, jelaslah bahwa pencitraan molekuler tidak lagi merupakan perubahan teknologi tunggal, tetapi merupakan integrasi berbagai teknologi. Ada tiga elemen kunci untuk pencitraan molekuler, yang pertama adalah probe molekuler yang sangat spesifik, yang kedua adalah teknik amplifikasi sinyal yang sesuai dan yang ketiga adalah sistem deteksi yang secara sensitif dapat memperoleh gambar beresolusi tinggi. Ini mengintegrasikan informasi genetik, biokimia, dan probe pencitraan baru ke dalam tubuh manusia, yang digunakan untuk memberi label pada “target” (molekul lain) yang diteliti, memperkuat “target” melalui teknologi pencitraan molekuler, mendeteksinya dengan teknik pencitraan yang canggih, dan kemudian, melalui Serangkaian teknik pasca-pemrosesan gambar digunakan untuk mengungkapkan proses biologis pada tingkat molekuler dan seluler dalam jaringan hidup, yang mengarah ke diagnosis sub-klinis dan pengobatan penyakit. Kesulitan dalam pencitraan molekuler Namun demikian, masih ada banyak masalah mendesak yang perlu ditangani dalam pembentukan platform teknologi pencitraan molekuler. Misalnya, sensitivitas pencitraan molekuler MR yang buruk; resolusi spasial yang rendah dari teknik kedokteran nuklir; kebisingan latar belakang yang tinggi dan penetrasi jaringan yang rendah pada pencitraan optik; menyelidiki imunogenisitas dan transpor in vivo; serta integrasi data dan pasca-pemrosesan berbagai alat pencitraan. Pencitraan molekuler berakar pada biologi molekuler/seluler dan teknik pencitraan serta kimia, dan pengembangannya tidak terutama didasarkan pada pengembangan perangkat keras peralatan pencitraan, tetapi pada kemajuan dalam biologi molekuler dan pengembangan probe. Sebagai disiplin ilmu yang sedang berkembang, pencitraan molekuler dicirikan oleh persimpangan dan integrasi multidisiplin. Dengan isu-isu ilmu hayati sebagai intinya, proyek ini mengacu pada perkembangan “disiplin ilmu dasar”, dan dicirikan oleh kolaborasi silang multidisiplin dan beragam aspek, serta integrasi teknologi dan inovasi peralatan. Dari segi elemen inti penelitian pencitraan molekuler, hampir tidak terbayangkan bagi berbagai praktisi pencitraan klinis untuk melakukan penelitian yang bermanfaat tanpa tim yang memadai. Perlunya kolaborasi interdisipliner dalam pencitraan molekuler juga disebabkan oleh fakta bahwa berbagai teknik pencitraan memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing, serta berbagai kesulitan, dan oleh karena itu sering kali membutuhkan persinggungan dan kolaborasi interdisipliner dan multisegi, yang membutuhkan ilmu kehidupan untuk merumuskan masalah yang mendesak pada tingkat molekuler, dan disiplin ilmu fisika, kimia, biodigital, dan informatika untuk mengembangkan teori dan teknik yang diadaptasi ke dalam penelitian pencitraan molekuler dan diaplikasikan ke lapangan. Pada saat yang sama, ada kebutuhan untuk menggabungkan teknologi nanosains mutakhir kontemporer. Namun, kurangnya kolaborasi multidisiplin telah menjadi hambatan dalam pengembangan pencitraan molekuler, terutama kurangnya komunikasi dan kolaborasi dengan disiplin ilmu terkait seperti biologi, kimia, fisika, teknik, dan komputasi. Sebagai contoh, desain dan persiapan probe molekuler serta karakterisasi dan analisisnya memerlukan kolaborasi erat antara para ahli di bidang bioteknologi, biokimia, dan disiplin ilmu terkait lainnya. Oleh karena itu, para ahli interdisipliner pertama-tama harus duduk bersama dan menemukan target yang menjadi kepentingan bersama. Pelatihan bakat dalam pencitraan molekuler Memahami tren perkembangan dan karakteristik pencitraan medis modern serta mendorong perkembangan pencitraan medis di Tiongkok, pelatihan bakat adalah kuncinya. Menyiapkan sistem disiplin pencitraan medis yang rasional dan melatih talenta pencitraan medis baru sesuai dengan kebutuhan pengembangan disiplin ini adalah prioritas utama. Program penelitian pencitraan molekuler dipromosikan dengan penuh semangat di berbagai bidang, yang tidak hanya merupakan platform penelitian yang unggul, tetapi juga merupakan cara penting untuk menerjemahkan dari penelitian dasar ke praktik klinis. Para ahli radiologi khususnya tidak terbiasa dengan disiplin interdisipliner yang sedang berkembang ini dan struktur pengetahuan mereka perlu diperbarui. Pendidikan tinggi adalah wilayah turun-temurun untuk pelatihan, tetapi buku teks pencitraan medis saat ini hampir tidak mencakup pencitraan molekuler. Buku teks pendamping harus dikembangkan untuk memasukkan prinsip-prinsip dasar pencitraan molekuler, metode penelitian, tren perkembangan dan kemajuan dalam pencitraan molekuler sebagai bagian dari pelatihan dasar. Pengembangan “kekuatan pendorong dasar” pencitraan medis, seperti biologi molekuler, teknik medis, kimia sintetis, dan ilmu informasi, harus ditekankan dalam pendidikan ahli radiologi. Fokus pada kemajuan dalam ilmu kehidupan dan berperan aktif dalam bidang kedokteran pencitraan. Ada kebutuhan mendesak untuk mendirikan institusi akademik nasional dalam pencitraan molekuler. Jadikan pencitraan molekuler sebagai bagian penting dari pendidikan berkelanjutan dan kembangkan pelatihan dan pertukaran dalam spesialisasi terkait. Pertukaran dan kerja sama dengan disiplin ilmu klinis harus dikembangkan dengan cara yang lebih luas dan mendalam. Personel berkualifikasi tinggi dari spesialisasi yang relevan harus secara aktif diperkenalkan untuk berpartisipasi dalam penelitian pencitraan molekuler. Evaluasi pencitraan molekuler Masalah utama dalam pencitraan molekuler adalah bagaimana mengevaluasi secara objektif efek pengiriman dan ekspresi, terutama secara in vivo (pada hewan atau manusia). Metode saat ini untuk menunjukkan ekspresi gen terbagi dalam dua kategori utama: invasif dan non-invasif atau minimal invasif. Jika molekul atau (dan) gen tertentu akan dicitrakan secara in vivo, empat prasyarat yang diperlukan harus dipenuhi: probe afinitas tinggi yang memiliki perilaku farmakokinetik yang masuk akal secara in vivo; probe ini dapat menembus penghalang metabolisme biologis seperti pembuluh darah, jaringan mesenkim, membran sel, dan lain-lain; metode penguatan sinyal secara kimiawi atau biologis; dan teknik pencitraan yang sensitif, cepat, dan beresolusi tinggi. Dampak pencitraan molekuler pada kedokteran pencitraan Sejauh ini, perkembangan kedokteran pencitraan secara bertahap telah membentuk 3 kamp utama: pencitraan medis klasik: terutama sinar-X, CT, MR, pencitraan ultrasound, dll., Yang menunjukkan anatomi manusia dan fungsi fisiologis; radiologi intervensi sebagai kamp terapeutik utama; pencitraan molekuler: terutama MR, PET, pencitraan optik, dan perangkat pencitraan hewan kecil, dll., Yang dapat digunakan untuk pencitraan pada tingkat molekuler Ketiganya saling terkait erat. Ketiganya terkait erat secara keseluruhan, saling menguatkan dan berkolaborasi satu sama lain, dengan radiologi intervensi sebagai tulang punggung, sehingga gen target dapat mencapai lokasi target dengan lebih akurat, dan peralatan pencitraan molekuler dapat secara langsung menampilkan efek terapeutik dan ekspresi gen. Oleh karena itu, pencitraan molekuler akan memiliki dampak besar pada pengembangan kedokteran pencitraan, memungkinkannya untuk beralih dari studi tradisional anatomi dan fungsi fisiologis ke pencitraan pada tingkat molekuler untuk mengeksplorasi perubahan penyakit pada tingkat molekuler, yang akan berdampak besar pada pembentukan model medis baru dan kesehatan manusia. Pekerjaan saat ini hanyalah awal dari pengobatan molekuler, dan seiring dengan semakin dalamnya penelitian tentang patogenesis penyakit, lebih banyak hasil penelitian pengobatan molekuler akan diterapkan pada diagnosis genetik dan pengobatan penyakit klinis, dan kerja sama interdisipliner antara pengobatan molekuler dan praktik klinis akan diperluas dan diperkuat untuk mendorong perkembangan pencitraan molekuler yang sehat melalui interaksi multidisiplin. Departemen Pencitraan Medis kemudian akan menjadi lebih terbuka dan cenderung mengintegrasikan biokimia, biofisika, bioteknologi, dan pencitraan medis.