概述：

缺氧是许多实体瘤的共同特征，也是导致癌症发生的关键因素之一。它不仅与肿瘤转移和对化疗的抵抗力相关，还可以降低肿瘤预后评估的准确性。利用乏氧靶向放射性药物，科学家们使用正电子发射断层扫描（PET）和单光子发射计算机断层扫描（SPECT）的非侵入性成像方法，探测和纠正肿瘤缺氧。这种乏氧靶向药物含有硝基咪唑基团，可以在缺氧条件下与细胞内的大分子结合，并被困在缺氧的细胞或组织中。近期，在缺氧肿瘤示踪和治疗领域有了重大突破，研究人员已开发出几种新型含硝基咪唑的PET和SPECT示踪剂。本综述将逐一介绍这些示踪剂的研究进展。

简介：

缺氧是指组织无法获得足够氧气(O₂)维持正常的生物功能。肿瘤细胞的不断增殖会导致肿瘤血管出现异常，从而影响对肿瘤尤其是肿瘤内部供血能力。此外，癌细胞的不断增殖还会增加肿瘤对葡萄糖和氧气的需求量，因此，在O₂供应紧缺和高消耗的双重影响下，使肿瘤陷入缺氧的微环境，这也是癌症细胞侵袭的巧妙策略之一。

肿瘤中的缺氧微环境是大多数实体肿瘤的一个共同特征，通常含氧量低于1000ppm。许多研究表明，缺氧不仅能促进宫颈癌、前列腺癌、胶质母细胞瘤和胃癌等恶性肿瘤的进展，还与其他多种癌症的形成和发展密切相关。在这个过程中，低氧诱导因子（hypoxia-inducible factors, HIF）起着重要的作用。HIF是一种转录因子，能够转录多种低氧诱导基因，使细胞能够应对低氧环境的反应，而实体肿瘤中经常出现HIF的过度表达，这会调节许多与肿瘤生长和存活相关的因子。缺氧诱导的机制使得很多癌症能够适应、克服缺氧微环境，许多转移性恶性肿瘤，如软组织肉瘤、乳腺癌、妇科癌和胰腺癌，都与缺氧有密切的关联。多年来的研究发现，缺氧与放化疗耐药有直接或间接的相关性，并对癌症的预后产生不利影响。此外，缺氧还与不良预后和患者死亡率之间存在相关性。鉴于缺氧与恶性进展、放射抵抗、化疗抵抗和治疗失败的相关性，对肿瘤的缺氧状况的评估也成为癌症治疗中至关重要的一步。因此，深入了解肿瘤中的缺氧现象以及其对治疗的影响是必要的。

分子成像是一种通过使用特定的成像探针来示踪、表征和量化活体生物生理代谢过程的技术。这项技术如今在神经科学、心脏病学、基因治疗、肿瘤学等领域发挥着重要作用，为我们提供了对生物代谢过程、病理和疾病机制深入了解的机会。为了以非侵入性的方式观察和研究疾病的发展，研究人员已经开发了多种分子成像方法，如解剖成像法，包括计算机x射线断层扫描(CT)和磁共振成像(MRI)；放射性核素示踪法，包括正电子发射断层扫描(PET)和单光子发射计算机断层扫描(SPECT)；光学成像法；以及混合成像(或多模态成像)法，包括PET/CT, SPECT/CT和PET/MRI等。这些令人激动的分子成像技术不仅使我们有机会深入了解生物系统的内部运作，而且还为非侵入性的观察提供了可能性，分子成像技术正催生着许多令人振奋的新发现。

PET和SPECT已经成为生物学和临床领域广泛使用的成像技术，因其高灵敏度、深穿透性和广泛的放射性药物适用范围而备受推崇，被广泛用于多种疾病的诊断和治疗研究，如血管疾病、心脏病、中枢神经系统疾病（包括阿尔茨海默病和帕金森病）、慢性炎症疾病以及多种癌症类型。核医学中，PET（正电子发射断层扫描）和SPECT（单光子发射计算机断层扫描）的发展离不开一个重要因素，那就是设计和合成适用于分子成像的放射性药物，也就是我们常说的探针，如¹⁸F、¹¹C、¹²⁴I、⁶⁸Ga和⁶⁴Cu等。其中18F标记的药物最为常见，因为它们具备良好的物理和化学特性，与水分子的空间参数相近，正电子的能量也较低（0.635 MeV）。此外，¹⁸F的半衰期为110分钟，这使得18F在合成标记，运输方面优势明显。至于SPECT放射性药物，目前常用的标记核素有^99mTc（半衰期为6小时）、¹²³I（半衰期为13.3小时）和²⁰¹Tl（半衰期为73小时），与PET放射性药物相比，SPECT标记核素所发射的能量更低，从而对患者的辐射暴露也相对较低，但是，SPECT比PET更容易发生光子散射和被吸收，从而导致图像中的光子数量较少、灵敏度较低和图像噪声较高。

研究机构：全北国立大学

全北国立大学（전북대학교，JEONBUK NATIONAL UNIVERSITY）创建于1947年，是韩国国立旗舰大学之一，亦是其中历史最为悠久者，BK21工程重点建设高校 。学校坐落在韩国南部全罗北道的全州市，现有17个学院和14个研究生院，并与世界各地的各种机构合作，提供高质量的教育、研究和支持设施。