药物成瘾的功能磁共振成像的研究现状及方向
核磁共振技术在药学的应用研究进展

3、药效研究
3、药效研究
核磁共振技术可以用于研究药物在生物体内的药效及作用机制。通过对动物 模型或临床试验中的肿瘤、炎症等病变部位进行核磁共振谱的测定,可以观察药 物对这些病变部位的作用效果及对生物体的影响,为药物的评价和治疗方案的制 定提供依据。
3、药效研究
结论 核磁共振技术在药学领域具有广泛的应用前景,为新药发现、药物递送和药 效研究等方面提供了重要的技术支持。然而,该技术的应用仍存在一定的挑战, 如样品制备、实验成本、数据分析等方面的困难。未来,随着核磁共振技术的不 断发展和优化,相信其在药学领域的应用将会得到进一步的拓展和深化。
参考内容
引言
引言
核磁共振(NMR)技术是一种广泛应用于各个领域的分析方法,特别是在药学 领域中,它已经成为研究药物代谢、药效评估和新药研发的重要工具。近年来, 随着定量核磁共振技术的发展,其在药学领域的应用也取得了显著的进展。本次 演示将详细介绍定量核磁共振技术的原理、优势和应用场景,并阐述其在药学领 域的应用现状和发展趋势。
研究方法
液体核磁共振主要用于研究溶液中的药物分子,通过测定分子中不同氢原子 或碳原子的化学位移、偶极耦合常数等参数,可以获得分子的构象、构型、相互 作用等信息。而固体核磁共振则适用于研究固态药物或药物与生物体系的相互作 用,可直接测定药物在生物体系中的构象变化和作用方式。
研究进展
1、药物发现
1、药物发现
3、新药研发
ห้องสมุดไป่ตู้
3、新药研发
新药研发是推动医药行业发展的重要环节,而药物分子的结构和质量对于其 药效和安全性具有重要影响。定量核磁共振技术在药物研发中的应用主要集中在 药物分子的结构和质量控制方面。利用定量核磁共振技术可以准确地测定药物分 子的三维结构,有助于了解药物分子的构效关系,为新药研发提供重要指导。此 外,定量核磁共振技术还可以用于药物质量控制,通过测定药品中有效成分和杂 质的含量,确保药品的质量和安全性。
脑功能显像技术在药物成瘾研究中的应用及有关研究进展

*基金项目:国家重点基础研究发展计划(973计划)/精神活性物质依赖的生物学基础及防治0(2003CB515400)资助项目**通讯作者:E-m ai:l Sh ijie @bj m u .edu .cn[综述]脑功能显像技术在药物成瘾研究中的应用及有关研究进展*时 杰**赵励彦 陆 林(北京大学中国药物依赖性研究所,北京,100083)摘要 在介绍脑功能显像技术在药物成瘾研究中的应用及国内外有关研究进展的同时,结合我们已完成或正在进行中的研究内容,探讨药物成瘾者在依赖、戒断、复发等不同状态下脑内血流灌注、葡萄糖代谢和神经受体及转运体等发生的形态和功能活动的改变,以寻找与渴求和复发相关的神经核团、神经通路及受体作用系统,进而明确病理性记忆的神经生物学基础,了解依赖和复发过程中神经机制,从而为寻找有效的治疗措施提供理论基础。
关键词 功能影像;正电子发射计算机断层扫描;单光子发射计算机断层扫描;功能性磁共振;阿片;精神兴奋剂RECENT PROGRESS OF BRA I N F UNCTI ONAL I M AG I NG I N DRUG ADD ICTI ONSH I Ji e ,Z HAO L i y an,LU L i n(National Institute on Drug D e p endence ,P eking University ,Beijing,100083)ABSTRACT Functi o na l i m age has been used to exp l o re the neurob i o log ica l m echan is m o f add iction in the past t w o decades .In this rev ie w ,w e w ill d iscuss the app lication and the pr ogress of the Positron E m ission To m ography (PET),S i n g le Photon E m i s sion Co m puted To mography (SPECT )and FunctionalM agneti c Resonance I m ag i n g (M f R I)i n t h e drug abuse .W e also rev ie w our recent findings usi n g PET,SPECT and M f RI in patients w ith opiate w ithdra w al and w ith m ethadone m a i n tenance treat m en.t W e found that the dopa m i n e transporter (DAT)w as sign ificantly decreased i n the bra i n o f subjects w ith hero i n abuse and these changes lasted for si x m onths a fter abstinence fro m drug use ,w hich i n dicates that dr ug abuse can i n duce long -lasti n g i m pair m ent i n the brain .W e a lso observed a si g nifican t decrease o f reg i o na l cerebral blood flo w (r CBF)in b ilateral cerebral fr onta l lobes ,te m pora l lobes ,t h e insula and t h e ipsilatera l basal nuclei i n MDMA sub j e cts .I n our recen t p ilot st u dy ,w e found the functi o na l acti v ati o n i n duced by her o in cues w as sign ificant different i n m any brain area of hero i n add ict and con tro l subjec.t Taken together ,f u ncti o na l i m ages p lay a critica l role in understandi n g the neuronal pr ocesses of addiction and w ill lead the direction i n future research for m edication developm en t of add iction treat m en.tKEY W ORD S f u ncti o na l i m age ;positron e m ission to m ography ;sing le photon e m ission co m puted to mography ;functionalm agne tic resonance i m aging ;op iate ;psychosti m ulant 20世纪90年代以来,随着神经功能影像技术(PET 、SPECT 、M f RI)的发展,使人类有机会能够在活体内研究参与物质成瘾的特殊脑区和核团,这为深入研究药物成瘾的神经生物学机制提供了良好的契机。
磁共振动脉自旋标记技术在常见成瘾疾病中的研究进展

--磁共振动脉自旋标记技术在常见成瘾疾病中的研究进展张洁综述陈军审校【摘要】随着社会、经济的发展,成瘾疾病患病率逐渐升高$长期吸烟%饮酒、阿片药物及兴奋剂滥用成为全球关注的公共卫生问题&以往对成瘾疾病的脑灌注研究多采用PET及SPECT技术,相比之下,动脉自旋标记技术(ASL)具有无创%易操作%、低成本等优点,成为对成瘾患者进行横向或纵向研究的有工具$本文就磁共振ASL技术在常见成瘾疾病中的研究应用进行综述$【关键词】动脉自旋标记;磁共振成像;成瘾;脑灌注;慢性酒精依赖;阿片依赖;兴奋剂;吸烟吸毒和酗酒对健康、经济和社会造成的不良全球关注的问题,在全球残疾调整寿命年中,0.8%的总病酒精叫美国成瘾医学会提出成瘾患者具有难以中,「求药物,情绪失常,行为自,人际关叫随着影像技术的发展,成瘾的神经化学及神经生PET发射型计层摄影术(single photon emission computed tomography,SPECT)进研究,并发滥用药物之在相大多的成瘾疾病多以心理学为进,经生物学对成瘾疾病的&相PET及SPECT技术,动脉自旋标记技术(arterial spin labeling,ASL(作为一种无需使用对剂的MR灌注成像方法,能在个体水平供定量的灌注测量值,对成瘾患者在治疗期间区域灌注变化进行监测,从而个体化的给予,有助于减轻戒断症状,遏制患发&此外其无创、易操作、、低成本、成像较快优点,便于对成瘾患进研究,适合中枢经系统成瘾性物质的磁共振成像研究,动态研究成瘾物质如何改变大脑灌注状态,进改变神经元活动,以及对神经功能的影响,探讨治疗药物对成瘾疾病的相关区域脑功能的变化及治效果的评估&文将对磁共振ASL技术在常见成瘾疾病中的研究进展予以/述&ASL原理及分类动脉自旋标记是利用动脉血中水分子作为示踪剂的无创MR技术,通过采集两次数据,生成一对标记像及控制像,标记像中磁化的血液水质子在进入感兴趣组织之前通过施加高频脉冲来反转进行标记,控制像中磁化后的血液水质子未进行反转⑷,之将标记像与对照像进剪影即得到灌注像,由于灌注像号,多次采集进平均,得到最终的脑血流图⑸。
药物成瘾的功能影像学研究进展

[综述]药物成瘾的功能影像学研究进展*王绪轶郝伟**(中南大学湘雅二医院精神卫生研究所,长沙,410011)药物成瘾是世界上当前最严重的公共卫生问题之一,目前认为药物成瘾是一种慢性、复发性的脑部疾病。
它具有两个重要特征:(1)不顾后果地强迫性觅药行为;(2)极高的复发率。
对药物成瘾的确切机制,目前尚未完全阐明。
近年来发展出的一些影像学技术包括单光子发射计算机断层显像(sing le photon e m issi o n co m puted to m og raphy,SPECT),正电子发射断层扫描术(positr on e m ission to m og raphy, PET)和功能性磁共振成像(f u ncti o na l m agnetic resonance i m aging,M f RI),它们能够直观地反映脑的功能情况,为了解药物成瘾的机理提供了新的方法,本文就精神兴奋剂和阿片类药物成瘾的功能影像学研究作一简要的总结,重点在于药物成瘾过程中所涉及的神经环路和脑区,对于神经递质、受体等的变化不做主要描述。
1成瘾药物对脑的作用111急性作用药物的急性作用是指给予药物短时间后脑功能发生的变化。
最初用药时产生的强烈欣快体验是成瘾行为形成的首要因素,因此了解药物的急性作用是研究成瘾行为的基础。
出于伦理的考虑,这方面的研究大多数是在动物模型上进行的,只有少部分研究是在人体上完成的。
11111精神兴奋剂急性给予大鼠可卡因后,M f RI 发现在一些单胺含量丰富的脑区如前额叶、背侧纹状体、伏隔核、黑质、海马、丘脑等处信号增强,研究不同剂量可卡因作用的研究也有类似的发现。
同时还发现,上述研究的PET结果显示,尽管这些脑区对药物剂量反应一致,但反应时间却不一样,并以基底节、边缘结构为解剖学界限,后面的脑区到达最大信号要迟于额叶。
用猕猴研究也发现前额叶信号增强,而且主要位于背外侧[1-4]。
*受国家重点基础研究发展计划(973)课题(2003CB515400)和国家自然科学基金(30370522)资助**通讯作者:E-m ai:l weohao57@chi T e:l0731-*******给健康人注射甲基苯丙胺出现兴奋时,用M f R I 检测发现,其眶额皮质、扣带回前部的嘴部以及腹侧纹状体信号增强。
药物分析中的核磁共振代谢研究

药物分析中的核磁共振代谢研究药物分析是药学领域中的重要研究内容,其目的是通过各种分析方法来了解药物的结构、活性和代谢途径等信息。
其中,核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance,简称NMR)在药物分析中的应用日益广泛。
本文将重点探讨药物分析中的核磁共振代谢研究,旨在为读者展示该研究领域的最新进展和应用价值。
一、核磁共振代谢研究的概述核磁共振代谢研究是利用核磁共振技术对生物体内药物代谢产物进行定性和定量分析的方法。
通过在核磁共振谱图中观察代谢产物的特征峰,结合化学位移和耦合常数等参数,可以推断出代谢反应的类型和位置,并且进一步了解药物在体内的代谢途径。
二、核磁共振代谢研究的方法核磁共振代谢研究的方法主要包括正常代谢物标记法、同位素标记法和立体化学标记法等。
正常代谢物标记法是将药物的特定原子或官能团以特定同位素进行标记,通过监测药物在体内的代谢过程来研究药物代谢途径;同位素标记法则是用具有放射性同位素的药物进行研究,如碳十四标记法和氚标记法等;而立体化学标记法则是将药物的立体构型进行标记,以研究药物的立体选择性代谢反应。
三、核磁共振代谢研究在药物开发中的应用核磁共振代谢研究在药物开发中起到了至关重要的作用。
首先,通过核磁共振代谢研究可以帮助药物研发人员确定药物的稳定性和代谢途径,从而评估药物在体内的代谢活性和毒性;其次,核磁共振代谢研究可以帮助研究人员优化药物的分子结构,以提高药物的代谢稳定性和生物利用度;此外,核磁共振代谢研究还可以帮助预测药物的药物相互作用和药物-代谢产物之间的相互转化规律,为临床应用提供重要依据。
四、核磁共振代谢研究的挑战与前景虽然核磁共振代谢研究在药物分析中具有广泛的应用前景,但也面临一些挑战。
首先,核磁共振代谢研究需要高度纯净的样品和复杂的仪器设备,所需的成本较高;其次,核磁共振代谢研究对研究人员的技术要求较高,需要熟练掌握核磁共振技术和药物代谢学的知识。
酒精依赖和药物滥用的脑影像学特征

酒精依赖和药物滥用的脑影像学特征一、引言酒精依赖和药物滥用是全球范围内的盛行问题,给个人和社会带来严重影响。
近年来,针对这些成瘾行为进行脑影像学研究取得了重要进展,揭示了与酒精依赖和药物滥用相关的脑区及功能异常。
本文将综述目前关于酒精依赖和药物滥用的脑影像学特征的研究成果。
二、酒精依赖的脑影像学特征1. 结构性变化多项研究发现,长期酗酒者的大脑皮层厚度和灰质体积较非饮酒者明显降低。
尤其是前额叶皮层、扣带回以及脑室系统等区域的神经元密度减少。
此外,纹状体在酗酒者中也表现出改变,其体积减小与戒断反应的严重程度呈正相关。
2. 功能连接异常功能性核磁共振成像(fMRI)研究发现,在执行认知任务时,存在着经验驱动因素对认知控制的影响。
酗酒者的前额叶皮层和海马体间的功能连接被破坏,导致决策和情绪调节的困难。
此外,脑中的奖赏系统也显示出异常活动,在面临奖励或诱惑时,酒精依赖者在杏仁核和纹状体等相关脑区活动增强。
三、药物滥用的脑影像学特征1. 结构性变化使用成瘾类药物(如可卡因、大麻等)的个体显示出较正常人群更高的白质损失。
尤其是可卡因使用者呈现出灰质量减少以及大脑两半球之间通过胼胝体传输信息受限。
此外,药物成瘾也与海马体结构减小以及背侧前扣带区皮层厚度减少有关。
2. 功能连接异常fMRI研究揭示了药物成瘾对大脑功能连接模式产生的深远影响。
可卡因滥用者在决策任务中表现出不稳定、易冲动和注意力差等问题,并呈现出与奖赏系统相关的活动异常。
而大麻滥用者则表现出工作记忆和学习能力的下降,并且前扣带区功能连接受损。
四、酒精依赖和药物滥用的共同特征1. 组织结构损伤无论是酒精依赖还是药物滥用,都与大脑组织结构的改变有关。
神经元密度减少、皮层厚度减小、白质改变等都是共同的特征,这些破坏导致了认知功能下降。
2. 奖赏系统异常慢性使用成瘾类物质会直接影响大脑中的奖赏系统,使个体对药物或酒精等物质产生持续渴求。
这种奖赏系统的异常活动是成瘾行为继续和加重的一个重要因素。
核磁共振技术在新药研发中的应用研究
核磁共振技术在新药研发中的应用研究核磁共振技术,简称NMR,是一种用于物质分析的非破坏性检测技术。
它利用原子核的自旋磁矩与外加磁场相互作用的规律,通过测量样品中原子核的共振信号,得到样品成分、化学结构及分子动力学等信息。
核磁共振技术已广泛应用于生命科学、医学及化学等领域,特别是在新药研发中的应用越来越受到重视。
一、核磁共振技术在新药研发中的应用现状新药研发是一项复杂而漫长的过程,涉及到新药分子的发现、优化、筛选、安全性和有效性评价等多个环节。
在这个过程中,核磁共振技术是一个有效的工具,可以帮助研究人员了解分子结构、三维构象、药物代谢和药效等信息,为新药的设计和开发提供重要支持。
目前,核磁共振技术在新药研发中的应用主要包括:1.结构确定核磁共振技术可以对化合物的结构进行准确测定,揭示分子主链、官能团以及它们之间的化学键。
这对于研究人员来说至关重要,因为药物分子的结构关系到其机理和效能。
利用核磁共振技术可以确定新药分子的结构,包括药物分子与受体相互作用时的构象。
通过研究分子结构和构象,研究人员可以优化新药的配方、改善药效、降低副作用等。
2.动力学研究核磁共振技术可以测量分子中的原子核自旋磁矩的变化,对于了解分子的动态性质有很大的帮助。
在新药研发中,研究分子的动力学行为对于分子机理与药效研究非常重要。
研究人员可以利用核磁共振技术了解分子各种空间位形与动态过程,进一步优化分子锁定机制、提高药物的敏感性和特异性,同时也可以提高药物效能并减少副作用。
3.代谢物分析新药研发中还需要对药物在体内代谢过程进行研究。
通过利用核磁共振技术可以研究药物在体内的代谢途径、药代动力学和药物相互作用等细节,从而了解药物的代谢过程。
而且,由于核磁共振技术不会破坏样品,且具有高度的灵敏度和选择性,能够在细胞水平药代动力学过程的观测上提供实时反馈,可以更好地设计新的药物试验。
二、核磁共振技术在新药研发中的优点相较于其他的分析技术,核磁共振技术在新药研发中具有以下优势:1. 完全非破坏性检测核磁共振技术是一种非破坏性检测技术,不同于传统的质谱和光谱等严重伤及重要样品的检测方法,核磁共振技术对样品没有任何伤害。
尼古丁成瘾的神经影像学研究进展
下来将对 尼古丁 成瘾的影像学研究进展进行回顾和总结 。 1尼古 丁摄入 的 慢性效 应
尼古丁摄人 的慢性效应是 指长期吸烟 的吸烟 者在脑结 构 、脑神 经 组织 ( 如 白质 、灰质)和脑神经递质等方面的改变 。 磁共振 成像 ( Ma g n e t i c R e s o n a n c e I ma g i n g ,MR I )可 以检测 到 细 小的脑 部结 构变 化 。有 文献 报道 ,吸 烟者 吸烟史 与脑 沟和脑 室扩
发 射体 层 成 像 ( P o s i t r o n E mi s s i o n T o mo g r a p h y ,P E T ) 、单光子发射计算机体层成像 ( S i n g l e P h o t o n E mi s s i o n C o mp u t e d T o mo g r a p h y ,
2 . 1西药治疗
导人 中药离 子 ,对药物病 况处理具有指 导性 ,在特 定状态 下完 成 药物 的作用 ,实 现了膝 关节骨性关节炎局部治疗效果[ 1 0 】 。
4小 结 尽管 目前治疗K O A 的方法 很多 ,显示很好的疗效 ,但单 ・ 方法 治 疗效 果不够理想往往 只能缓解症状 ,至今仍然没有 一种 理想的 防治 方 法 ,对于单一方法治疗效果不佳 、反复发作、晚期患者并拒绝手术治疗
的指导 ,刺激人 体新陈代谢功能的正常发挥。
3 . 2 中药离子导人
果 。从 中医角度分析 ,针灸法 也是 电针疗法 的 一种 ,其对膝 关节功 能恢复 的效果也很 明显_ ] J 。主要 方法 包括 :神灯 照射 、电针足三里 、
阳陵泉等 ,要根 据患者骨组织 的功能状态进行选择 ,确保治疗后不 会 造成各种异常的症状 。 2药 物治 疗
苯丙胺类成瘾人群功能影像学检测脑结构与功能变化的研究进展
Journal of Kunming Medical University CN53-1221R昆明医科大学学报2018,39(8):129耀133苯丙胺类成瘾人群功能影像学检测脑结构与功能变化的研究进展薛凤麟1,2),洪仕君1),曾晓锋1),杨荆1),杨根梦1),周一卿1),李利华1)(1)昆明医科大学法医学院,云南昆明650500;2)昆明医科大学第一附属医院病理科,云南昆明650032)[摘要]苯丙胺类毒品滥用是目前全球最严重的公共卫生问题,属于慢性复发性脑病.长期滥用苯丙胺类精神兴奋剂会导致特定的脑结构和功能的变化,而了解成瘾物质的慢性作用时涉及的脑区、神经环路以及生物学基础是明确成瘾行为的确切机制、和寻找有效治疗的根本途径所在.目前国际上应用一系列功能影像学技术,包括磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI),功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fM-RI)、磁共振光谱(magnetic resonance spectroscopy,MRS)、弥散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)和正电子发射断层扫描术(positron emission tomography,PET),观察不同脑区容量/体积的变化情况、脑的血流量变化情况、及脑认知功能异常变化情况.研究结果表明功能影像学技术能够直观反映吸毒人群脑的结构与功能情况,将有助于阐明苯丙胺类毒品成瘾的确切机制,为了解此类毒品成瘾的机理提供了新的方法,特此作一综述.[关键词]苯丙胺;成瘾;功能影像学;脑结构;脑功能[中图分类号]R749.9[文献标志码]A[文章编号]2095-610X(2018)8-0129-05Progress of Functional Imaging in Brain Structure and Functional Changes in People with Amphetamine AddictionXUE Feng-lin1,2),HONG Shi-jun1),ZENG Xiao-feng1),YANG Jing1),YANG Gen-meng1),ZHOU Yi-qing1),LI Li-hua1)(1)School of Forensic Medicine,Kunming Medical University,Kunming Yunnan650500;2)Department of Pathology,The First Affiliated Hospital of Kunming Medical University,Kunming Yunnan650032,China)[Abstract]Amphetamines abuse is defined as a chronic recurrent encephalopathy,and it is a global public health problem which seriously threatens the health of human and the social stability.Long-term abuse and addiction of amphetamines leads to structural and functional changes of specific encephalic regions.Further researches on these encephalic regions,the network of brain and biological information may be helpful to understanding drug abuse mechanism and possible therapeutic measures.Recently,a series of functional imaging techniques,including magnetic resonance imaging(MRI),functional magnetic resonance imaging(fMRI),magnetic resonance spectroscopy(MRS),diffusion tensor imaging(DTI),and positron emission tomography(PET),were used to detect different brain structural changes of the volume and density of encephalic regions,functional changes of cerebral blood flow and brain cognition.The results showed functional imaging techniques play significant roles to detect different structural and functional changes of the brain.Based on these results,the researchers aim to clarify the mechanisms of drug abuse.That is the main focus of this review.[Key words]Amphetamines;Addiction;Functional imaging techniques;Structural;Functional[基金项目]国家自然科学基金资助项目(81560302)[作者简介]薛凤麟(1980~),女,山西大同人,在读博士研究生,主治医师,主要从事法医病理学(毒品滥用与中枢神经系统病变)研究工作.洪仕君与薛凤麟对本文有同等贡献.[通信作者]李利华.E-mail:lilihua1229@第39卷130昆明医科大学学报在世界范围内,毒品滥用已经成为威胁人类健康、社会稳定和经济发展的严重问题;新型毒品苯丙胺类的滥用趋势正逐渐成为严重公共卫生问题,并愈来愈引起法医毒理学研究领域的重视.苯丙胺类毒品是由人工合成的非儿茶酚胺拟交感神经药,具有很强的中枢兴奋作用,容易形成依赖性,涉及有几十个品种,根据其化学结构及药理作用的不同,分为4种类型,即:兴奋性苯丙胺类,代表药物为甲基苯丙胺;致幻型苯丙胺类;抑制食欲型苯丙胺类;混合型苯丙胺类.苯丙胺类毒品经过口服、吸入或静脉注射等途径进入人体后,极易通过血脑屏障,并迅速发挥毒理作用.该类毒品选择性作用于脑干以上中枢神经系统,使突触间隙单胺类神经递质(多巴胺、去甲肾上腺素、5羟色胺等)含量上升;同时损害多巴胺能神经.目前,应用功能影像学技术研究苯丙胺类精神兴奋剂引起的人脑特定脑结构和功能的变化,正成为法医学毒品滥用领域的热点.1磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)磁共振成像技术于20世纪80年代正式应用于临床,已经广泛应用30余年.原理是采用静磁场和射频磁场使人体组织成像,在成像过程中具有亚毫米的分辨率,高级脉冲序列设计的MRI不使用电子离辐射和造影剂即可获得高分辨率的结构图像,这便于区分脑组织中的灰质、白质及脑脊液.计算机体层成像(CT)提供的图像是组织对X射线吸收的空间分布图像,解决了人体器官影像重叠问题,但在提供人体器官的生理状态信息的方面任然存在局限性.当患病机体的病变组织与其周围正常组织的吸收系数相同时,就难以提供有价值的诊断信息.只有当病变发展到改变了器官形态、位置和病灶自身增大到给人以异常感觉时才能被发现.与X线及CT相比,MRI能够及时准确的反映出脑及神经系统失常和早期病变[1].MRI装置则是借助核磁共振原理,准确检测原子核弛豫时间T1和T2,产生无重叠的质子密度体层图像,从而反映人体组织中有关化学结构的变化;同时通过计算机重建得出成分图像,进一步区分同样密度的不同组织和同一组织的不同化学结构对中枢神经系统组织坏死和退行性疾病的早期诊断效果有极大的优越性.1.1脑区容量/体积变化MRI能够精确测量正常人群与吸毒人员不同脑区脑组织容量/体积.大量动物实验表明甲基苯丙胺(methamphetamine,MA)滥用会造成神经元损伤,而对MA成瘾人群的人体研究相对较少,主要数据来源有尸体解剖和对部分MA成瘾人群的体内研究.大剂量苯丙胺类毒品会对人类及灵长类动物多巴胺能神经元造成持久的损伤改变;一项早期应用低场强结构磁共振成像技术的研究发现,与健康男性志愿者相比,MA成瘾男性及可卡因成瘾男性的颞叶容量/体积较小,而额叶皮质没有显著性差异[2].后续研究表明,MA成瘾男性相应脑区灰质容量/体积减小的同时,还伴有白质容量/体积增大.Thompson等[3]于2004年报道了应用高分辨率结构性核磁共振成像仪对MA长期滥用人群的检测结果,3T皮质地图显示大脑皮层、海马及旁边缘皮质均出现显著的灰质缺损,提示MA成瘾机制与海马及大脑皮层边缘系统有关.另一项应用自动形状分析技术的研究发现,MA成瘾人群胼胝体的曲率和宽度与对照组有显著性差异[4].2005年一项大样本研究对50位MA成瘾并戒断2a以上的人群进行检测,发现纹状体体积显著增大,并提示MA通过激活神经胶质细胞和诱导炎症反应产生脑组织损伤,纹状体体积增大可能是对MA产生的神经毒性作用的代偿反应[5].2010年基于体素的形态学分析(VBM)表明,与对照组相比,MA成瘾人群中前额叶脑回灰质密度明显下降,而白质无显著性差异[6].1.2脑容量/体积变化与苯丙胺类毒品滥用模式MA成瘾人群相关脑区容量/体积的变化与其滥用MA的持续时间及暂停MA的间隔时间有关.2005年有研究发现吸毒人群纹状体体积明显缩小提示其终身滥用MA的事实.而关于戒毒时间长短与其脑区体积变化的研究目前甚少见报道[5].2006年有研究发现MA滥用人群戒毒时间小于6月者与戒毒时间超过6月者相比,前者右侧中前额叶皮质的灰质密度相对较低,提示MA滥用人群戒毒时间越长,其脑区容量/体积恢复情况也越接近正常人群[7].近期一项VBM技术发现了戒毒时间与脑区结构异常的关系,戒毒时间越长,其双侧杏仁核、纹状体、小脑扁桃体及左梭状回的灰质密度回升越明显[6].目前尚未见毒物累积量与脑区体积变化的相关性研究报道.1.3脑容量/体积变化与认知功能多项研究表明两者之间存在关系.MA滥用人群中那些在词汇回忆测试中分值较低的人员均存在海马体积明显缩小的事实[6];纹状体体积缩小的吸毒人群存在语言功能流畅程度降低和驾驶机动车提速能力受限的情况[5];一项应用VBM技术及威斯康辛卡分类测试同样发现了神经-行为功能的相关性[7].2功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)相对于传统MRI而言,fMRI是新型神经影像学技术,产生于二十世纪九十年代,根据测量到的大脑各个区域的耗氧量,来判断某个区域是否处于活动之中.原理是将磁共振成像技术与分子生物学、神经化学和电生理学相结合,利用磁共振造影来测量神经元活动所引发的血液动力学改变,显示大脑各个区域内静脉毛细血管中血液氧合状态所起的磁共振信号的微小变化.目前主要运用于研究人脑及脊髓的活动与功能,包括感觉、运动、语言及记忆等机能的神经机制,并揭示脑和思维的关系.fMRI具有无创伤、动态检测的特点,已在脑神经科学领域显示出广阔的应用前景[8].2.1决策能力损害Paulus和他的团队于2003年开始对吸毒人群的神经系统与决策能力进行fMRI研究.毒品成瘾人群决策能力的变化表现为会做出错误的选择,而这又会对他们继续长期滥用毒品产生影响.MA 成瘾人群因习惯性学习的主导性而产生刺激-反应[9].2.2执行能力损害人脑执行功能相关脑区包括:纹状体、前额叶、杏仁核.前额叶投射区域以前额叶背外侧(DLPFC)、眶额叶(OFC)及前扣带回(ACC)为重点.fMRI研究证实甲基苯丙胺滥用人群在DLPFC、OFC、ACC等区域激活减弱,在杏仁核激活增强[10].另一项研究发现甲基苯丙胺滥用组在前额叶白质FA值显著降低,提示该区域弥漫性轴索损伤,表明前额叶-纹状体环路白质纤维的完整性能够提示依赖者神经毒性的严重程度及复吸评估[11].Simon等[12]发现MA成瘾人群在左尾状核和双边壳的扩散度显著升高,提示首次滥用的年龄小,日均剂量大,累积剂量大.基底节的扩散度显著升高,意味着该区域有炎症、脱髓鞘病变,同样与首次滥用的年龄、日均剂量有关.3磁共振波谱(magnetic resonance spectroscopy,MRS)MRS是磁共振成像和波谱技术相结合的新型功能分析诊断方法[13],特点是无创测定人体内特定组织区域化学成分的含量和浓度,与传统MRI相比,MRS在检测神经元内物质与能量代谢方面体现出优势.应用脑部磁共振波谱研究较多的有精神疾病、脑梗死、脑肿瘤、癫痫和代谢性疾病等[14].Sung等[15]研究发现甲基苯丙胺成瘾人群与健康人群相比,前额叶磷酸肌酸水平明显下降.应用MRS测定N-乙酰天门冬氨酸(NAA)NAA主要位于成熟神经元内,是神经元的内标记物,是正常波谱中最大的峰.NAA下降见于神经元损害,包括缺血、创伤、感染、肿瘤等,脑外肿瘤无NAA峰[16].应用MRS测定肌酸(Cr/Pcr)Cr/Pcr是神经细胞能量代谢的提示物,在低代谢状态下增加,而在高代谢状态下减低;一般较稳定,常作为其它代谢物信号强度的参照物;正常脑波谱中,Cr是第2高波峰.Cr/Pcr升高见于创伤或高渗状态;而Cr/Pcr降低见于缺氧,中风或肿瘤[17].应用MRS测定谷氨酸和谷氨酰胺(Glx)谷氨酸是一种兴奋性神经递质,主要的氨摄取途径;谷氨酰胺参与神经递质的灭活和调节活动,Glx升高见于缺氧性脑病[18].应用MRS测定胆碱(Cho)Cho由磷酸胆碱、磷酸甘油胆碱、磷脂酰胆碱组成,反映脑内的总胆碱量;是细胞膜磷脂代谢的成份之一,是细胞膜转换的标记物,反映了细胞膜的运转,和细胞的增殖,Cho是髓鞘磷脂崩解的标志[19].应用MRS测定肌醇(MI)MI是神经胶质细胞的标记物,是最重要的渗透压或细胞容积的调节剂,MI升高提示慢性病灶胶质增生[20].国际上应用MRS对MA成瘾人群的研究发现,长期滥用MA导致纹状体区脑化学成分发生显著变化,关注较多的化学成分包括NAA、Cho、MI[21].随着科技的不断进步,研究者对MA成瘾人群脑内化学代谢物质的检测广度也在不断拓展.131第8期薛凤麟,等.苯丙胺类成瘾人群功能影像学检测脑结构与功能变化的研究进展4弥散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)DTI是又一种较新的fMRI形式,依据水分子移动方向制图.DTI数据包括:容积比(VR)、各向异性分数(FA)及相对各向异性(RA).以上参数用于评估脑白质的解剖结构,揭示神经纤维束的走行方向和完整程度.是有效观察和追踪脑白质纤维束的非侵入性检查方法[21].主要用于脑部尤其对白质束的观察、追踪,脑发育和脑认知功能的研究[22],脑疾病的病理变化以及脑部手术的术前计划和术后评估.利用DTI技术测量脑组织水分子扩散运动的各向异性分数,这种特征可以反映神经纤维束的走向.研究者对毒品成瘾人群的大脑进行DTI成像研究,考察脑内白质纤维束的变化,FA值的变化和对相应纤维进行示踪研究[23].重点考察多巴胺系统相关部位、边缘系统深入灰质内的纤维连接的变化,希望发现毒品成瘾人群在核团之间的纤维连接不同于正常人的具体位置和病变程度.Moeller等[24]应用DTI成像研究可卡因依赖者,发现胼胝体前部膝部和喙部的FA值显著降低,这一点与行为实验的冲动性呈负相关,与辨别力呈正相关.这个结果与先前认为额叶参与了可卡因成瘾人群抑制功能受损的理论相一致.5正电子放射断层造影术(positron emission tomography,PET)PET将CT与MRI2种不同成像技术有机结合,是核医学领域先进的临床检查影像技术,适用于早期诊断疾病,在没有形态学改变之前发现亚临床病变以及评价治疗效果.目前,PET在肿瘤、冠心病和脑部疾病这3大类疾病的诊疗中显示出重要的价值[25].PET技术是目前唯一的用解剖形态方式进行功能、代谢和受体显像的技术,利用氟代脱氧葡萄糖(18F-FDG)了解MA在大脑的影响.已有多项研究表明MA成瘾人群在纹状体和丘脑葡萄糖低代谢,而在顶叶皮层葡萄糖高代谢.Volkow等[26]研究发现MA成瘾人群在丘脑多巴胺转运体和多巴胺受体密度下降,五羟色胺转运体和囊泡单胺转运体(VMAT2)低密度.有研究表明MA成瘾人群在大脑边缘地区葡萄糖代谢异常.London等[27]研究发现MA成瘾人群在额叶白质发现葡萄糖代谢下降.额叶白质与执行功能密切相关,从大脑结构上进一步了解MA对执行功能的影响.Sekine等[28]应用PET 研究发现MA成瘾人群经过2a的戒断期,在中脑、纹状体、丘脑、前额叶皮质、岛叶处有神经胶质细胞被激活,产生过度炎症,可能导致神经末梢轴索损伤,即慢性神经毒性的机制.6小结以甲基苯丙胺为代表的苯丙胺类毒品滥用已经成为严重威胁人类健康及安定的全球公共卫生问题,近年来对毒品依赖与成瘾研究较多,但文献都缺乏研究定论,成瘾的机制尚未完全阐明,了解毒品物质的慢性作用所涉及的脑区、神经环路以及生物学基础是明确成瘾行为的确切机制、和寻找有效治疗的根本途径所在.毒品对人脑结构和功能影响将是国内外研究的热点,随着科学技术的进步,功能影像学技术(MRI、fMRI、MRS、DTI及PET 等)因其具有高时间和空间分辨率、无创伤性、可在活体上重复研究等优势,势必在毒品依赖与成瘾领域的研究发挥越来越重要的作用.[参考文献][1]孙娜,赵晋华,乔文礼.PET、MRI和PET-MRI多模式分子显像在脑胶质瘤中的应用[J].世界临床药物,2012,33(10):634-639.[2]BARTZOKIS G,BECKSON M,LU P H,et al.Age related brain volume reductions in amphetamine andcocaine addicts and normal controls:implications foraddiction research[J].Psychiatry Research:Neuroimaging,2000,98(2):93-102.[3]THOMPSON PM,HAYASHI KM,SIMON SL,et al.Structural abnormalities in the brains of human subjectswho use methamphetamine[J].The Journal ofNeuroscience,2004,24(26):6028-6036.[4]OH J S,LYOO I K,SUNG Y H,et al.Shape changes of the corpus callosum in abstinent methamphetamine users[J].Neuroscience Letters,2005,384(1-2):76-81.[5]CHANG L,CLOAK C,PATTERSON K,et 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核磁共振技术在药物研究中的应用
核磁共振技术在药物研究中的应用药物研究一直是科学家们关注的焦点,寻找新药物并验证其有效性、安全性是一个漫长而艰苦的过程。
为了在药物研究中提高效率和准确性,科学家们拥有了越来越多的工具和技术。
其中,核磁共振(NMR)技术在药物研究中的应用日益广泛。
本文将深入探讨核磁共振技术在药物研究中的应用。
一、药物自身的研究药物自身的化学结构是制定治疗方案和研发新药的重要依据,而核磁共振技术可以提供高分辨率的分子结构信息。
通过核磁共振技术,科学家们可以分析药物分子的结构、键长、化学位移等信息,从而更好地了解药物分子的性质和行为。
这对于研究药物的活性部位、反应机制和结构优化等具有重要意义。
例如,若药物的分子结构可以准确地确定,那么科学家们可以通过模拟和研究药物与目标蛋白质之间的相互作用方式,从而进一步推断如何设计出更优秀的药物分子。
二、与目标蛋白质的相互作用研究药物的疗效源于其与目标蛋白质的相互作用。
而核磁共振技术可以用于解析药物与蛋白质之间的相互作用机制,从而更好地理解药物的活性部位和优化药物设计。
例如,一个重要的研究领域是药物的非竞争性抑制剂,这类药物可以与蛋白质的某个区域结合,从而抑制蛋白质的酶促活性。
然而这类药物与目标蛋白质的结合方式往往很难解析。
通过核磁共振技术,科学家们可以具体地了解药物与蛋白质之间的相互作用模式,进而推断更好的药物设计。
三、药物代谢和毒性研究药物的代谢和毒性研究是药物研究的重要环节。
核磁共振技术可以帮助科学家们了解药物的代谢途径和药代动力学,从而对药物的疗效和安全性进行评估。
例如,核磁共振技术可以用于研究新药物如何在人体内分解和代谢,分析药物代谢产物的结构和数量,进而评估药物的代谢途径、代谢速度,预测药物的分布和排泄方式等。
此外,核磁共振技术也可以帮助科学家们研究药物的毒性和副作用,例如分析药物如何影响细胞的结构和成分。
四、结语总之,核磁共振技术在药物研究中的应用可谓是广泛而深入。
它不仅可以提供高分辨率的分子结构信息和分析药物与蛋白质之间相互作用的机制,还可以用于药物代谢和毒性研究。
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药物成瘾的功能磁共振成像的研究现状及方向
作者:吴仁华, WU Ren-hua
作者单位:汕头大学医学院第二附属医院医学影像科,515041
刊名:
中华医学杂志
英文刊名:NATIONAL MEDICAL JOURNAL OF CHINA
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本文链接:/Periodical_zhyx200823003.aspx。