楊曉鋒　涂　蓉*

磁共振釓靶向對比劑的研究現(xiàn)狀及展望

楊曉鋒1，2涂蓉1*

特異性MR靶向對比劑通過與體內特定的靶點結合顯示活體分子靶點狀態(tài)，為臨床提供分子水平的信息。選擇針對特定靶點的特異性運載體和良好的MR顯像劑，是構建良好分子探針的一個關鍵因素。釓劑作為臨床常用的MR對比劑，在構建分子探針上具有諸多優(yōu)勢，目前在MR分子成像領域進行了大量實驗研究。就目前研究常用的分子靶點和分子探針，對MR釓靶向對比劑的研究現(xiàn)狀及展望進行綜述。

磁共振成像；對比劑；釓劑；分子探針；靶分子

Int J Med Radiol，2016，39（5）：549-554

特異性MR靶向對比劑通過與體內特定的靶點相結合顯示活體分子靶點狀態(tài)，在分子成像研究中具有重要的地位。MR靶向對比劑又稱MR分子探針，是在現(xiàn)有非靶向性對比劑的基礎上開發(fā)的能夠顯示人體組織生理或病理過程中特異性靶分子的對比劑，可為臨床疾病的早期診斷和治療，以及研究疾病的發(fā)生機制提供分子水平的信息[1]。探針由轉運載體和顯像劑兩部分構成，選擇針對特定靶點的特異性運載體和良好的MR顯像劑，是構建良好靶向性分子探針的關鍵因素。本文就目前研究較常用的靶點對MR釓靶向對比劑的研究現(xiàn)狀及展望進行綜述。

1　MR靶向對比劑的分類及MR釓靶向對比劑的優(yōu)勢

目前能夠用于MR分子探針成像的MR對比劑（又稱顯像劑）根據(jù)成像機制不同主要分為兩類：陽性（T1）增強對比劑和陰性（T2）對比劑。由于T2對比劑具有較高的磁矩會產(chǎn)生“暈影效應”（標記區(qū)域的邊界被擴大以及影像模糊的一種效應）[2]，對早期微小腫瘤病變分子成像造成干擾，因此T1對比劑比T2對比劑更適于臨床應用。

目前臨床應用的T1對比劑主要由釓、錳、鋅等離子螯合而成，且以釓劑應用最廣。由于體內特異性靶點的分子表達密度有限（尤其在早期腫瘤病變），并且受生物化學合成技術限制，目前構成分子探針的載體與對比劑耦合率較低，由此造成病變內用于分子成像的MR對比劑的分布濃度及絕對值較低，所以采用較高弛豫率的釓對比劑具有優(yōu)勢。釓對比劑作為臨床應用最廣的MR對比劑具有以下特點：釓離子為強順磁性物質，在T1WI上顯示信號增高，符合診斷醫(yī)生的觀察習慣；能與多種物質結合為穩(wěn)定的螯合物，如-DTPA（diethylenetriaminepentaacetic acid，二乙烯三胺五乙酸）；空間分辨力和信噪比較高，偽影較少等，因此實驗研究中應用廣泛[3]。

根據(jù)靶向機制分為主動靶向和被動靶向兩大類：主動靶向是通過一些能與體內特異性靶點結合的抗體、多肽或核酸適配體等物質介導釓對比劑納米制劑靶向到被檢測組織[4]。被動靶向是利用巨噬細胞吞噬或增強探針組織間滲透性和駐留性（enhanced permeability and retention，EPR）效應[4-5]等將探針遞送到特定部位特定組織。因此，進行MR分子成像研究首先要選擇合適的成像靶點[6]。

2　MR釓靶向對比劑在腫瘤靶點選擇上的研究現(xiàn)狀

目前，針對腫瘤尤其是惡性腫瘤的MR釓分子探針研究較多，就其靶點而言主要集中在以下幾個方面：腫瘤新生血管生成高表達的血管內皮生長因子及其受體、整合素αvβ3、纖維蛋白-纖維連接蛋白復合物等；由于腫瘤增殖活躍而高表達的葉酸受體；腫瘤特異性癌蛋白黏蛋白-1；與腫瘤細胞凋亡有關的腫瘤端粒酶逆轉錄酶；與乳腺癌激素療法關系密切的乳腺癌激素受體以及腫瘤血管通透性增加所致的腫瘤被動靶向等。

2.1靶向腫瘤血管內皮生長因子及其受體的MR釓分子探針眾所周知，惡性腫瘤的生長、轉移必然伴隨著新生血管的生成，各種惡性腫瘤(包括轉移瘤)在直徑超過2 mm后如果沒有新生血管的生成是不能繼續(xù)生長的。血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）是最主要的血管生成促進因子，隨著對各種血管內皮生長因子和血管生成所需的各種因子的深入研究，已經(jīng)有研究者利用腫瘤表達的這些因子為靶點進行MR釓靶向成像。Liu等[7]以VEGF為靶點、以anti-VEGF（血管內皮生長因子抗體）、PLA-PEG-PCL（聚乳酸-聚乙二醇-聚己內酯）復合物為載體連接Gd合成了MR釓靶向納米分子探針anti-VEGF PLA-PEG-PCL-Gd，并在肝癌HepG2細胞荷瘤鼠（瘤徑約15 mm）體內進行對照性成像實驗，通過腫瘤部位與非靶向性釓劑馬根維顯（臨床常用T1對比劑）對照比較顯示出明顯的信號增強及延遲增強，實驗組（靶向探針組）約2 h信號強度達到峰值，其后增強信號延遲超過12 h，12 h后腫瘤區(qū)內仍有明顯信號增強，而對照組（非靶向釓劑馬根維顯組）則于注射后10 min到達峰值，其后迅速恢復強化前信號強度，這個試驗表明了該探針的靶向性，并顯示出其對早期肝癌的診斷優(yōu)勢，有望應用于早期肝癌的MR分子成像診斷。Smith等[8]通過對超過400例13種常見的人類腫瘤（膀胱、乳腺、結腸、頭頸部、肝、肺、皮膚、前列腺、卵巢、胰腺、腎、胃及甲狀腺等部位人類原發(fā)腫瘤）及正常組織進行VEGFR-2免疫組化分析發(fā)現(xiàn)，VEGFR-2廣泛高表達于大多數(shù)實體腫瘤血管內皮細胞中，在惡性腫瘤細胞中及其他正常細胞中極低表達或不表達。基于VEGFR-2的腫瘤血管內皮細胞的特異性高表達，He等[9]以生物素（biotin）、牛血清蛋白（bovine serum albumin，BSA）及VEGFR-2單克隆抗體（anti-VEGFR-2）復合物為運載體與二乙烯五胺乙酸釓（Gd-DTPA，臨床常用非靶向性的釓對比劑釓噴酸葡胺）共同連接合成以VEGFR-2為靶點的MR釓靶向分子探針anti-VEGFR-2-BSA-Gd-DTPA-biotin，利用該探針對C6、RG2腦膠質瘤模型荷瘤鼠（瘤體積分別約175 mm3、143 mm3）進行MR成像，發(fā)現(xiàn)C6膠質瘤荷瘤鼠腫瘤周邊強化明顯，RG2膠質瘤荷瘤鼠腫瘤整體強化明顯，強化均持續(xù)超過2 h，由此顯示出該分子探針能夠實現(xiàn)對靶點VEGFR-2的靶向性成像，亦同時進一步提示了VEGFR-2在不同細胞類型腫瘤的高表達位置及范圍，為不同類型腫瘤的血供特點或生長侵犯特點及壞死程度研究提供了線索。

2.2靶向腫瘤細胞整合素αvβ3的MR釓分子探針整合素是細胞表面的一類跨膜糖蛋白，是另一種重要的腫瘤血管生成相關物質，在腫瘤新生血管生成、侵襲和轉移過程中起著重要作用，其中αvβ3的作用尤為重要。整合素αvβ3識別序列是精氨酸-甘氨酸-天門冬氨酸（Arg-Gly-Asp，RGD）序列，所以也被稱為RGD依賴整合素。唐等[10]研究發(fā)現(xiàn)，多種腫瘤細胞內脈絡膜新生血管（choroidal neovascularization，CNV）形成初期高表達整合素αvβ3，在正常組織器官及成熟血管內皮細胞中不表達或低表達。由于整合素αvβ3在腫瘤新生血管內皮細胞中較高的特異性表達及其與RGD的特異性親和，Park等[11]制備以整合素αvβ3為靶點的MR釓分子探針HPMAGd-RGDfK，其是以聚馬來酸（Hydrolyzed Polymaleic Anhydride，HPMA）、RGD小肽（RGDfk）復合物為運載體與Gd相結合而成，并對荷有人乳腺癌細胞MDA-MB-231裸鼠模型進行MR成像實驗，顯示該探針能夠特異性靶向乳腺癌中整合素αvβ3，鼠尾靜脈注入對比劑2 h后，腫瘤T1信號增強仍明顯強于非靶向性對比劑Gd-DTPA。Park等[12]將環(huán)狀RGD小肽（cyclic RGD peptide）連接羧酸化的環(huán)戊胺（aminocyclopentane，ACP）或環(huán)己胺（aminocyclohexane，ACH）作為載體與Gd-DOTA（臨床常用非靶向性的釓對比劑釓特酸葡甲胺）偶聯(lián)，形成靶向整合素αvβ3的MR釓分子探針Gd-DOTA-c(RGD-ACPK)和Gd-DOTA-c(RGD-ACH-K)，對荷U87膠質母細胞移植瘤鼠（瘤徑5～7 mm）進行MR靶向性成像實驗顯示出良好的靶向性成像，兩種分子探針強化峰值時間均在40 min，強化持續(xù)約120 min，且Gd-DOTA-c（RGD-ACH-K）較Gd-DOTA-c（RGDACP-K）弛豫率更高。Goswami等[13]的研究也證實了載體RGD與腫瘤靶點整合素αvβ3的靶向性，其以環(huán)狀RGD肽為載體與Gd-DOTA連接合成MR釓分子探針Gd-DOTA-cRGD，靶向腫瘤血管整合素αvβ3，對人前列腺癌PC-3細胞小鼠移植瘤MR成像顯示增強作用是單純Gd劑的12倍，強化時間持續(xù)4 h，明顯長于非靶向Gd-DOTA。Chen等[14]用整合素αvβ3靶向肽RGD連接釓劑在體外對人惡性神經(jīng)膠質瘤U87細胞進行靶向實驗證實其靶向性特點的基礎上，進一步利用該MR釓分子探針對荷人口腔表皮樣癌KB細胞裸鼠（瘤徑8～16 mm）給予抗腫瘤血管生成藥物后長達80 d的腫瘤生長曲線追蹤觀察，得出30 min的對比廓清率是研究腫瘤血管生成和抗血管生成治療反應的早期評估的有用參數(shù)，顯示出該MR釓分子探針及整合素αvβ3靶點可以用于抗腫瘤血管生成類藥物療效的評估。

2.3靶向腫瘤纖維蛋白-纖維連接蛋白復合物的MR釓分子探針據(jù)Neri等[15]實驗報道表明，腫瘤組織中有區(qū)別于正常組織的凝血物質纖維蛋白-纖維連接蛋白復合物，纖維蛋白使微血管通透性增加，而纖維連接蛋白與腫瘤新生血管形成有關，這些都有助于腫瘤的快速生長和侵襲力增加。小分子多肽CLT1（環(huán)肽CGLIIQKNEC）能夠靶向結合腫瘤中的纖維蛋白-纖維連接蛋白，而不與正常組織中的這些物質相結合?；谶@些前期研究，Ye等[16]以CLT1為載體連接Gd-DTPA合成了纖維蛋白-纖維連接蛋白復合物為靶點的MR釓分子探針CLT1-（Gd-DTPA）并進行了對照試驗研究，其將小肽靶向的CLT1-(Gd-DTPA)對比劑和無靶向性的Gd-(DTPA-BMA)對比劑注入荷有MDA-MB-231乳腺癌的母系裸鼠動物模型（瘤徑5～8mm）。對腫瘤基質中的纖維蛋白-纖維連接蛋白復合物進行MR成像。CLT1-（Gd-DPTA）對比劑特異性地結合到腫瘤并產(chǎn)生明顯的對比增強，增強效果至少持續(xù)60 min。相比之下，非特異性對比劑Gd-（DTPA-BMA）很快從體內代謝，30 min后幾乎無任何增強效果。此研究表明CLT1對纖維蛋白-纖維連接蛋白復合物的靶向性及其可以用于乳腺癌特異性的MR分子成像，是MR釓分子探針較成功的例子。Zhou等[17]應用另一種能夠與纖維蛋白-纖維連接蛋白復合物靶向性結合的五肽小分子精氨酸-谷氨酸-賴氨酸-活性半胱氨酸-丙氨酸（Cys-Arg-Glu-Lys-Ala，CREKA）為載體連接Gd-DOTA制備MR釓靶向對比劑CREKA-Tris（Gd-DOTA）3，對乳腺癌4T1細胞株轉移瘤小鼠模型進行靶向性成像實驗，成功靶向直徑＜0.5mm（體積＜0.125 mm3）的轉移瘤，大大提高了早期轉移瘤的顯示率。

2.4靶向葉酸受體的MR釓分子探針葉酸（folic acid，F(xiàn)A）是一種水溶性的小分子B族維生素，又稱維生素B9，可被哺乳動物細胞利用合成絲氨酸、蛋氨酸和嘌呤等。由于腫瘤細胞增生活躍，在大多數(shù)上皮組織來源的惡性腫瘤（如胃癌、卵巢癌及口腔癌等）細胞表面FA受體（folate receptor，F(xiàn)R）的數(shù)量及活性顯著高于正常細胞，因此用FA作為載體的分子探針可靶向腫瘤細胞表面的靶點FR，提高對上皮組織來源的惡性腫瘤細胞的特異性靶向性成像效果。目前基于這個靶點研究較多，萬等[18]合成了FR靶向釓劑MR對比劑Gd-DTPA-FA，對荷胃癌SGC-7901細胞瘤的裸鼠進行MR成像，并進行了對照試驗。實驗組小鼠腹腔注射該靶向對比劑，對照組裸鼠注射等摩爾量的未偶聯(lián)FA的Gd-DTPA。靶向對比劑注射后即刻、1 h、2 h及3 h腫瘤信號強度均明顯較注射前信號高，而對照組除注射后即刻及1 h外，其他時間（2、3 h）的腫瘤信號強度與注射前差異均無統(tǒng)計學意義。結果顯示，該靶向對比劑較非靶對比劑可顯著延長移植瘤的信號增強時間，表明了腹腔注射該分子探針亦具有穩(wěn)定的靶向性。Kalber等[19]亦用FA為載體合成了小分子質量的FR靶向對比劑Gd-DOTA-Folate，體外細胞（人卵巢癌細胞）實驗發(fā)現(xiàn)該MR釓分子探針對FR陽性細胞具有特異性靶向作用，并進一步荷人卵巢癌細胞瘤裸鼠（瘤徑7～10 mm）活體實驗發(fā)現(xiàn)該分子探針可增強FR陽性細胞腫瘤組織的T1WI信號，并且延遲強化超過14 h。近來Ye等[20]亦合成了FR靶點的MR釓靶向對比劑FA-PEG-G2-Gd-DTPA，其是以β-環(huán)糊精為中心，在第2代聚乙二醇（PEG）的末端偶聯(lián)Gd-DTPA和FA。實驗發(fā)現(xiàn)縱向弛豫率是馬根維顯的4倍。并進行了對照試驗，對荷人口腔表皮樣癌KB細胞的裸鼠（瘤徑約5 mm）鼠尾靜脈分別注射此分子探針及無靶向性Gd-DTPA后進行MR掃描試驗，顯示此靶向對比劑與Gd-DTPA強化程度比較，峰值高約2倍，此分子探針強化峰值時間為15 min、延遲強化時間超過150 min，而馬根維顯峰值時間5 min、延遲強化時間約60 min，顯示出明確的靶向性。

2.5靶向腺癌細胞黏蛋白-1的MR釓分子探針黏蛋白-1（Mucin1，MUC1）是一種高度糖基化的1型異源二聚體跨膜糖蛋白，又稱附膜蛋白，是跨膜分子，是一種癌蛋白。正常情況下MUC1呈低水平表達，極性分布于乳腺、呼吸道、胃腸道及泌尿生殖道分泌上皮細胞的近管腔面。在上皮細胞腫瘤中，MUC1異常過表達，并失去極性，遍布于整個細胞表面。C595（Anti-MUC1 Monoclonal Antibody，MUC1單克隆抗體）是針對人類MUC1的蛋白核心的抗體，體內實驗表明C595通過與MUC1親和抑制腫瘤的生長[21]。利用這種親和力及MUC1靶點的特異性，Mirzaei等[22]合成了以腫瘤蛋白MUC1為靶點的MR釓分子探針，其以陰離子線性球形樹狀大分子（anionic linear globular dendrimer，ALGDG2）連接Gd、C595而成Gd-ALGDG2-C595。體外靶向前列腺癌Pc3細胞實驗顯示這種探針對Pc3細胞具有較高的特異性和親和力，結合穩(wěn)定。隨后進行了MTT（2-4-甲基-2-噻唑基-5-二苯基-2-溴化四唑）實驗，結果顯示不同濃度的此探針對Pc3細胞具有不同的毒性作用，顯示出隨著濃度增高毒性增強的特點。結果表明，此探針對前列腺癌細胞同時具有生長抑制作用，有待體內MR成像實驗驗證。

2.6靶向腫瘤端粒酶逆轉錄酶的MR釓分子探針端粒穩(wěn)定的維持是所有惡性腫瘤細胞最明顯的特征，有85%～90%的惡性腫瘤以激活端粒酶的方式來維持端粒的穩(wěn)定，而在正常體細胞中除活化了的淋巴細胞、生殖細胞外，幾乎檢測不到其活性，因此端粒酶已成為腫瘤診斷和治療研究的熱點之一[23]。Ren等[24]以人端粒酶逆轉錄酶反義寡核苷酸（human telomerase reverse transcriptase antisense oligonucleotide，hTERT ASON）為載體連接Gd-DOTA而成Gd-DOTA-hTERT ASON，對高表達人端粒酶逆轉錄酶（human telomerase reverse transcriptase，hTERT）的荷A549細胞肺腺癌移植瘤小鼠（瘤徑5～10 mm）進行對照性MR靶向性成像實驗顯示，實驗組注射靶向性分子探針Gd-DOTA-hTERT ASON、對照組注射無靶向性的Gd-DTPA，兩組強化峰值時間均約為30 min，對照組延遲強化時間約2 h，實驗組延遲強化時間達6 h，顯示出明顯的靶向性強化特點，且該分子探針可抑制腫瘤端粒酶活性，有望同時抑制腫瘤的增殖。

2.7靶向乳腺癌激素受體的MR釓分子探針乳腺癌的發(fā)生發(fā)展過程中雌激素、孕酮具有重要的作用。乳腺癌病人雌激素受體（oestrogen receptor，ER）和孕酮受體（progesterone receptor，PR）在乳腺癌細胞核具有相對較特異性的表達，它們在乳腺癌的陽性或陰性表達決定了該腫瘤能否接受激素的調控，表達陽性腫瘤一般分化程度較高，發(fā)生內臟轉移概率較小，并對激素治療敏感，因此利用這種特異性高表達來實現(xiàn)乳腺癌的MR靶向成像，對早期診斷和治療方案的篩選以及預后判斷都具有重要意義。目前最常用的為ER成像[25]。Pais等[26-27]以釓劑化合物材料四甲基吡啶醋酸釓（pyridine tetra-acetate-Gd，PTA-Gd）為基礎，分別與17β-雌二醇（一種天然雌激素制劑）和泰莫昔芬（臨床常用雌激素部分激動劑，具有雌激素樣作用）結合，合成MR釓分子探針E-PTA-Gd、T-PTA-Gd，其中PTA-Gd作用就是對ER表達進行陽性或陰性顯像。其進行了荷ER表達陽性人乳腺癌細胞瘤小鼠在體成像實驗，結果表明，由于E-PTA-Gd對ER具有靶向性，這種靶向成像使ER表達陽性與陰性腫瘤得以明顯區(qū)分。由于T-PTA-Gd信號增強主要集中于肌肉組織，對腫瘤不具有明顯靶向性，但其具有重要的鑒別提示意義，因此值得進一步研究。

2.8MR釓分子探針腫瘤被動靶向區(qū)別于以上主動靶向的運載體，被動靶向是利用巨噬細胞吞噬或EPR效應[4-5]等將探針遞送到特定部位特定組織。如Fujimoto等[28]就是利用淋巴結內巨噬細胞對脂質體的吞噬作用，將Gd-DTPA包埋于脂質體中，注射于腹膜后淋巴結反應性腫大的兔的后腿，進行MR成像，顯示髂窩及深部腹膜后淋巴結明顯增強，這個實驗為淋巴轉移灶的特異性靶向成像提供了一條新的思路。田等[29]利用腫瘤EPR效應原理，用聚乙烯亞胺（PEI）包裹釓－介孔硅后掛接帶負電荷的粒徑為30 nm的納米金顆粒制備了MR-光學雙模態(tài)分子探針：釓-納米金復合物，在對荷人結腸癌肝轉移瘤及皮下轉移瘤小鼠模型尾靜脈注射該分子探針后MR掃描顯示15 min開始有轉移瘤和正常肝臟的T1增高信號出現(xiàn)，30 min時信號最強，在60、90、120min時信號逐漸降低，成功顯示出直徑約5 mm的肝臟轉移瘤和直徑約3.2 mm的皮下轉移瘤。

3　MR釓分子探針在非腫瘤病變成像中的研究

由于對非腫瘤病變細胞特異性的靶點缺乏研究，目前MR釓分子探針在這方面的應用報道主要見于以下兩方面。

3.1靶向血栓纖維蛋白的MR釓分子探針血栓形成于心腔、動靜脈及微血管中。無論是動脈血栓、靜脈血栓還是微血管血栓都是在凝血酶作用下使纖維蛋白原轉變成纖維蛋白，其后纖維蛋白網(wǎng)絡血小板、白細胞、紅細胞等血細胞而形成。新鮮血栓或陳舊血栓中均含有豐富的纖維蛋白，且其不存在于正常循環(huán)血液中，因此有研究者利用這種血栓中特異性存在的纖維蛋白對血栓進行了MR分子成像研究。Yu等[30]利用脂質體包埋的氟炭納米微粒與Gd-DTPA直接連接，通過纖維蛋白靶點來對心血管內膜表面的早期粥樣硬化斑塊進行MR成像，顯示了特異性的成像效果。EP-2104R是一個MR釓分子探針，其以釓為對比劑、以小分子肽為載體，能夠選擇性靶向并可逆地結合纖維蛋白，Vymazal等[31]的臨床研究結果顯示，對確診或擬診血栓病例注射EP-2104R后2～6 h行MR成像，血栓能夠清晰顯示。注射EP-2104R 20～36 h后動脈與心腔內血栓信號依然增加，顯示出此MR分子探針的有效靶向性。王等[32]應用對照研究評價EP-2104R的靶向性及顯示血栓形成時間的能力，在兔急性和亞急性頸動脈血栓形成動物模型中分別注射纖維蛋白靶向性的EP-2104R和臨床常用的Gd-DTPA，結果顯示EP-2104R準確地發(fā)現(xiàn)了急性期和亞急性期血栓強化于2～3 h達到峰值，且亞急性期血栓的強化程度較急性期血栓明顯增高。

3.2基礎醫(yī)學研究細胞的可視化研究已經(jīng)成為MR分子成像發(fā)展的重要部分[33]。Hueber等[34]于1998年首次報道了將Gd螯合劑與異硫氰酸四甲基羅丹明直接偶聯(lián)而成的MR釓分子探針并應用在非洲爪蟾胚胎細胞譜系的研究。Hiller等[35]利用Gd（Ⅲ）標記的磷脂結合蛋白V（Annexin V）借助MR分子成像來研究細胞凋亡。由于Annexin V對于凋亡細胞表面高表達的蛋白磷脂酰絲氨酸有高度親和力，結果顯示MR分子成像對于凋亡細胞有很好的成像作用。

4　雙模態(tài)MR釓靶向對比劑的研究

隨著臨床應用的需求，各種影像技術交叉研究形成雙模態(tài)甚至多模態(tài)分子成像探針，即兩種以上顯像技術合成的對比劑，例如光學-MR雙模態(tài)靶向對比劑就是其中一種。多項研究表明，利用光學分子成像手術導航技術能夠幫助醫(yī)生在術中發(fā)現(xiàn)微小癌灶，將亞毫米級的病變組織在術中實時顯示出來，從而提高病人的預后效果[36-39]。如Tan等[40]以環(huán)肽CGLIIQKNEC二代納米球（CLT1-Generation2，CLT1-G2）為載體連接Gd、Cy5合成光學-MR釓雙模態(tài)分子探針CLT1-G2-(Gd-DOTA-MA)-Cy5，靶向腫瘤中的纖維蛋白-纖維連接蛋白，其后對荷人Pc3細胞原位前列腺腫瘤裸鼠模型（瘤徑3～5 mm）進行了MR及熒光成像實驗，實驗組注射該靶向對比劑，對照組注射無靶向性KAREC-G2-(Gd-DOTA-MA)-Cy5（KAREC為隨機肽鏈），注射對比劑后MR觀察40 min顯示實驗組移植瘤強化程度明顯高于對照組，并且兩組腫瘤區(qū)信噪比差異隨著時間的推移而減小。熒光成像實驗顯示注射該靶向對比劑2 h后腫瘤組織熒光強度明顯強于心、肺、腦等其他組織，說明了該分子探針具有利用MR及光學成像設備雙模態(tài)靶向性特異成像的可行性。

5　展望

由于腫瘤病變發(fā)病率的增高及腫瘤早期診斷、早期治療的療效不斷改善，目前MR釓分子探針的研究主要集中在腫瘤成像方面，對于非腫瘤病變的研究相對較少。MR分子成像的難點在于特異性靶點的選擇及分子探針的合成，目前MR分子成像研究尚處于初級實驗階段。雖然從理論上講，理想的靶點應該具有高穩(wěn)定性、高特異性、高親和力等特點，但是影像學成像成本過高，如果選擇特異性很強的靶點，很難廣泛應用于臨床。選擇廣譜的靶點，則有利于臨床應用。腫瘤新生血管形成相關的靶點相對廣譜，其中尤以VEGF、VEGFR及整合素αvβ3的研究相對集中。隨著分子生物化學理論技術及材料化學技術研究的不斷深入，越來越多的具有高穩(wěn)定性的相對廣譜的分子探針將被研發(fā)出來，從而在分子及細胞水平上對疾病做出早期定性和定量診斷，甚至在評估病變療效方面也有廣闊的應用前景。

[1]涂蓉,李韓建,尤曉光.磁共振靶向對比劑的研究現(xiàn)狀和未來[J].功能與分子醫(yī)學影像學(電子版),2012,1:242-244.

[2]Na HB,Hyeon T.Nanostructured T1MRI contrast agents[J].J Mater Chem,2009,19:6267-6273.

[3]張紫欣,梁宇霆,孟穎.卵巢癌的MR分子成像研究進展[J].國際醫(yī)學放射學雜志,2015,38:339-342.

[4]柳盈盈,范田園.磁共振釓造影劑納米制劑的研究進展[J].中國新藥雜志,2013,22:787-792.

[5]Petros RA,Desimone JM.Strategies in the design of nanoparticles for therapeutic applications[J].Nat Rev Drug Discov,2010,9:615-627.

[6]趙陽,彭景,張雪寧.MR分子探針與分子成像的研究進展[J].國際醫(yī)學放射學雜志,2015,38:455-460.

[7]LiuYJ,ChenZJ,LiuCX,etal.Gadolinium-loadedpolymeric nanoparticles modified with Anti-VEGF as multifunctional MRI contrast agents for the diagnosis of liver cancer[J].Biomaterials, 2011,32:5167-5176.

[8]Smith N,Baker D,James N,et al.Vascular endothelial growth factor receptors VEGFR-2 and VEGFR-3 are localized primarily to the vasculature in human primary solid cancers[J].Clin Cancer Res, 2010,16:3548-3561.

[9]He T,Smith N,Saunders D,et al.Molecular MRI differentiation of VEGF receptor-2 levels in C6 and RG2 glioma models[J].Am J Nucl Med Mol Imaging,2013,3:300-311.

[10]唐仁泓,龍劍鋒,陳百華.整合素αvβ3組織因子及血管內皮細胞生長因子在實驗性脈絡膜新生血管中的表達[J].中南大學學報(醫(yī)學版),2009,34:762-767.

[11]Park J,Lee JJ,Jung JC,et al.Gd-DOTA conjugate of RGD as a potential tumor-targeting MRI contrast agent[J].Chem Biol Chem,2008,9: 2811-2813.

[12]Park JA,Lee YJ,Ko IO,et al.Improved tumor-targeting MRI contrast agents:Gd(DOTA)conjugates of a cycloalkane-based RGD peptide [J].Biochem Biophys Res Commun,2014,455:246-250.

[13]Goswami LN,Ma L,Cai Q,et al.cRGD peptide-conjugated icosahedral closo-B12(2-)core carrying multiple Gd3+-DOTA chelates for αvβ3integrin-targeted tumor imaging(MRI)[J].Inorg Chem,2013,52: 1701-1709.

[14]Chen WT,Shih TT,Chen RC,et al.Integrin αvβ3-targeted dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging using a gadoliniumloaded polyethylene gycol-dendrimer-cyclic RGD conjugate to evaluate tumor angiogenesis and to assess early antiangiogenic treatment response in a mouse xenograft tumor model[J].Mol Imaging,2012,11: 286-300.

[15]Neri D,Carnemolla B,Nissim A,et al.Targeting by affinity-matured recombinant antibody fragments of an angiogenesis associated fibronectin isoform[J].Nat Biotechnol,1997,15:1271-1275.

[16]Ye F,Jeong EK,Parker D,et al.靶向對比劑CLT1-(Gd-DTPA)在小鼠乳腺癌磁共振分子成像效果的研究[J].磁共振成像,2011,2: 325-330.

[17]Zhou Z,Qutaish M,Han Z,et al.MRI detection of breast cancer micrometastases with a fibronectin-targeting contrast agent[J].Nat Commun,2015,6:7984.

[18]萬丹晶,鐘高仁,朱建華,等.葉酸受體靶向磁共振對比劑157Gd-DTPA-Folate增強裸鼠腫瘤信號的初期評估[J].核技術,2006,29: 605-608.

[19]Kalber TL,Kamaly N,So PW,et al.A low molecular weight folate receptor targeted contrast agent for magnetic resonance tumor imaging[J].Mol Imaging Biol,2010,13:653-662.

[20]Ye M,Qian Y,Tang J,et al.Targeted biodegradable dendritic MRI contrast agent for enhanced tumor imaging[J].J Control Release, 2013,169:239-240.

[21]易守會,輦偉奇,吳志鵑,等.MUC1與腫瘤:信號通路和臨床研究[J].重慶醫(yī)科大學學報,2015,40:1059-1064.

[22]Mirzaei M,Mehravi B,Ardestani MS,et al.In vitro evaluation of Gd3+-anionic linear globular dendrimer-monoclonal antibody:potential magnetic resonance imaging contrast agents for prostate cancer cell imaging[J].Mol Imaging Biol,2015,17:770-776.

[23]朱高紅,任炳秀,衛(wèi)江亮，等.Gd-DOTA-hTERT ASON磁共振腫瘤端粒酶靶向顯像實驗研究[J].中國癌癥雜志,2013,10:821-828.

[24]Ren BX,Yang F,Zhu GH,et al.Magnetic resonance tumor targeting imaging using gadolinium labeled human telomerase reverse transcriptase antisense probes[J].Cancer Sci,2012,103:1434-1439.

[25]Bensch F,Kruchten M,Lamberts L,et al.Molecular imaging for monitoring treatment response in breast cancer patients[J].Eur J Pharmacol,2013,717(1-3):2-11.

[26]Pais A,Gunanathan C,Margalit R,et al.In vivo magnetic resonance imaging of the estrogen receptor in an orthotopic model of human breast cancer[J].Cancer Res,2011,71:7387-7397.

[27]Pais A,Biton IE,Margalit R,et al.Characterization of estrogen-receptor-targeted contrast agents in solution,breast cancer cells,and tumors in vivo[J].Magn Reson Med,2013,70:193-206.

[28]Fujimoto Y,Okuhata Y,Tyngi S,et al.Magnetic resonance lymphography of profundus lymph nodes with liposomal gadolinium-diethylenetriamine pentaacetic acid[J].Biol Pharm Bull,2000,23:97-100.

[29]田秀梅,鄭小麗,陽范文，等.釓-納米金雙模態(tài)分子成像探針的研制[J].中華生物醫(yī)學工程雜志,2015,21:195-200.

[30]Yu X,Song SK,Chen J,et al.High-resolution MRI characterization of humn thrombus using a novel fibrin-targeted paramagnetic nanoparticle contrast agent[J].Magn Reson Med,2000,44:867-872.

[31]Vymazal J,Spuentrup E,Cardenas-Molina G,et al.Thrombus imaging with fibrin-specific gadolinium-based MR contrast agent EP-2104R:results of a phaseⅡclinical study of feasibility[J].Invest Radiol,2009,44:697-704.

[32]王志紅,劉懷軍,吳文新，等.應用纖維蛋白靶向對比劑對兔頸動脈急性和亞急性血栓的MRI分子影像學評價[J].腦與神經(jīng)疾病雜志,2009,17:257-260.

[33]李妹玲,文明.腫瘤干細胞的MR可視化研究進展[J].國際醫(yī)學放射學雜志,2014,37:568-571.

[34]Hueber MM,Staubli AB,Kustedjo K,et al.Fluorescently detectable magneticresonanceimagingagents[J].Bioconjug Chem,1998,9:242-249.

[35]Hiller KH,Waller C,Nahrendorf M,et al.Assessment of cardiovascular apoptosis in the asolated rat heart by magnetic resonance molecular imaging[J].Mol Imaging,2006,5:115-121.

[36]遲崇巍,葉津佐,王坤,等.術中精準醫(yī)學診療方法-光學分子影像手術導航技術[J].生物產(chǎn)業(yè)技術,2014,5:7-11.

[37]Savariar EN,Felsen CN,Nashi N,et al.Real-time in vivo molecular detection of primary tumors and metastases with ratiometric activatable cell-penetrating peptides[J].Cancer Res,2013,73:855-864.

[38]Nagtegaal ID,Quirke P.What is the role for the circumferential margin in the modern treatment of rectal cancer[J].Clin Oncol,2008,26: 303-312.

[39]Newman MI,Samson MC.The application of laser-assisted indocyanine green fluorescent dye angiography in microsurgical breast reconstruction[J].Reconstr Microsurg,2009,25:21-26.

[40]Tan M,Ye Z,Lindner D,et al.Synthesis and evaluation of a targeted nanoglobular dual-modal imaging agent for MR Imaging and imageguided surgery of prostate cancer[J].Pharm Res,2014,31:1469-1476.

（收稿2016-03-11）

Research status and prospect of MR Gd target contrast agent

YANG Xiaofeng1,2,TU Rong1.1 Department of

Radiology,Hainan Medical College Affiliated Hospital,Haikou 5701022,China;2 Department of Radiology,Central Hospital District,The First Hospital of Shijiazhuang

Specific MR(magnetic resonance)targeted contrast agents by combining to the specific target in vivo can provide molecular level information for clinic.For constructing great molecular probe,the key is to select a specific carrier targeting specific target molecule and great MR contrast agent.As a common MR contrast agent in clinical situation,Gd has many advantages in the construction of molecular probe.A lot of experimental studies in MR molecular imaging field have been reported.By introducing the perspective of target molecule and carrier used commonly in current research,the status and prospect of MR Gd target contrast agent were reviewed in this paper.

Magnetic resonance imaginge;Contrast agent;Gadolinium;Molecular probe;Target molecule

10.19300/j.2016.Z4239

R445.2

A

1海南醫(yī)學院附屬醫(yī)院放射科，海口570102；2石家莊市第一醫(yī)院中心院區(qū)影像科

涂蓉，E-mail：turong37472@126.com

*審校者

國家自然科學基金（81460262）