蔣日烽， 穆可濤， 石晶晶， 姚義好 翻譯　朱文珍 審校

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RSNA2015分子影像學(xué)

蔣日烽， 穆可濤， 石晶晶， 姚義好 翻譯朱文珍 審校

RSNA2015報(bào)道的分子影像學(xué)研究進(jìn)展主要包括以下幾個(gè)方面：①靶向特異性分子探針及復(fù)合分子探針的研發(fā)和應(yīng)用：如靶向特異性超順磁氧化鐵納米探針，放射性核素示蹤劑免疫，復(fù)合超聲微泡對(duì)比劑及光學(xué)對(duì)比劑等，應(yīng)用于腫瘤血管靶向顯像，腫瘤診斷、治療療效評(píng)估及腫瘤淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移等。②新型的放射學(xué)分子成像方法：如磁性粒子成像，磁共振波譜成像及化學(xué)交換飽和轉(zhuǎn)移成像等。③多模態(tài)或多參數(shù)分子顯像：MRI、PET、SPECT、超聲及光學(xué)分子成像技術(shù)中兩種或多種技術(shù)的結(jié)合。④干細(xì)胞追蹤及顯像。

分子影像； 示蹤劑； 對(duì)比劑； 磁性粒子成像； 干細(xì)胞

疾病的形態(tài)學(xué)改變一般都晚于基因，分子，代謝及功能的變化。因此基于形態(tài)學(xué)的傳統(tǒng)影像學(xué)方法在早期發(fā)現(xiàn)和診斷疾病方面具有局限性。分子影像學(xué)作為目前國(guó)內(nèi)外影像學(xué)研究的前沿和熱點(diǎn)，能夠通過(guò)一些顯像探針或顯像方法有效地探測(cè)疾病的基因，分子，代謝及功能等分子生物學(xué)改變，有望為臨床診斷和治療帶來(lái)新的突破。2015年北美放射學(xué)年會(huì)關(guān)于分子影像的內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面。

MRI分子影像

1.對(duì)比劑及探針

Fe3O4@PAA-RGD是一種新型的整合蛋白靶向的USPIO，偶聯(lián)RGD的USPIO能特異性標(biāo)記αvβ3整合蛋白過(guò)表達(dá)的血管內(nèi)皮細(xì)胞，因此通過(guò)MR的T2*mapping掃描能夠檢測(cè)人原位鼻咽癌模型中腫瘤血管的生成，并評(píng)估抗血管生成藥物(阿瓦斯汀，化學(xué)成分為貝伐單抗)的療效。

Feraheme是一種新氧化鐵納米顆粒，具有超順磁性，可用作MRI對(duì)比劑。其在體內(nèi)可經(jīng)過(guò)淋巴系統(tǒng)轉(zhuǎn)運(yùn)至淋巴結(jié)，可通過(guò)胞飲作用進(jìn)入巨噬細(xì)胞。通過(guò)對(duì)12位確診轉(zhuǎn)移性甲狀腺癌患者(3例髓質(zhì)型，9例乳頭型)在術(shù)前進(jìn)行MRI掃描，并將手術(shù)切除的34枚淋巴結(jié)MRI顯像結(jié)果與術(shù)后的病理結(jié)果進(jìn)行對(duì)照。結(jié)果表明該方法檢測(cè)中心淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的敏感度為76.92%，特異度為95.74%。檢測(cè)周?chē)馨徒Y(jié)轉(zhuǎn)移的敏感度為82.76%，特異度為91.78%。因此，納米顆粒的增強(qiáng)MRI成像是一種安全準(zhǔn)確的術(shù)前檢測(cè)甲狀腺癌患者轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的方法。

MPO-Gd是一種特殊的靶向髓過(guò)氧化物酶(MPO，由促炎性髓細(xì)胞分泌)的MRI分子探針。通過(guò)對(duì)35只雌性SJL大鼠多發(fā)性硬化模型在疾病發(fā)作的高峰期(12 d)注射MPO-Gd進(jìn)行4.7T磁共振成像，發(fā)現(xiàn)MPO-Gd能更好的評(píng)估和研究β干擾素(IFN)和醋酸格拉替雷(GA)兩種臨床常用的治療多發(fā)性硬化的一線藥物在體內(nèi)的先天性免疫反應(yīng)。

3Gd-HPPH是一種葉綠素的衍生物(HPPH)與3Gd(DTPA)的結(jié)合物，是一種新的親腫瘤造影劑。通過(guò)對(duì)8只兔子中央耳動(dòng)脈手動(dòng)注入VX2兔癌細(xì)胞。2～3周后，給動(dòng)物注射18F-FDG并行PET/CT掃描，30 min后注射3Gd-HPPH行1.5T磁共振檢查。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，3Gd-HPPH的MRI較PET/CT發(fā)現(xiàn)更多轉(zhuǎn)移病灶，組織學(xué)檢查證實(shí)這些病灶與VX2轉(zhuǎn)移相對(duì)應(yīng)，許多大小為1～2 mm。3Gd-HPPH可以輕松發(fā)現(xiàn)大于2 mm的轉(zhuǎn)移灶，并且在48 h內(nèi)均顯示親腫瘤性，該化合物可作為全身MRI成像的造影劑，從而改變腫瘤的成像和分級(jí)方式。

磁共振波譜成像

磁共振波譜成像(magnetic resonance spectroscopic imaging, MRSI)與磁共振波譜不同，它是一種3D的磁共振波譜序列，作為一種較新的分子影像技術(shù)，它能夠定量測(cè)量?jī)?nèi)源性代謝水平。

傳統(tǒng)的MRI很難準(zhǔn)確確定膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的范圍，因此基于傳統(tǒng)MRI的放射治療患者腫瘤復(fù)發(fā)率高。對(duì)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者進(jìn)行12～14 min的全腦3D高分辨1H-MRSI采集。通過(guò)比較MRSI代謝圖與組織病理檢查的關(guān)系，確認(rèn)其在識(shí)別傳統(tǒng)MRI無(wú)法顯示的腫瘤區(qū)域的價(jià)值，并為準(zhǔn)確勾畫(huà)腫瘤邊界幫助放射治療計(jì)劃制定提供輔助。結(jié)果顯示，全腦3D的MRSI用于放療計(jì)劃制定的輔助是可行的，并可能改變腫瘤的靶向體積。因此，膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的放療計(jì)劃將被MRSI改善，這將潛在導(dǎo)致復(fù)發(fā)率的減低。

超極化13C核磁共振波譜成像(MRSI)是最近開(kāi)發(fā)的技術(shù)，能實(shí)時(shí)檢測(cè)注射13C標(biāo)記物及其代謝物。對(duì)荷有基因工程胰腺導(dǎo)管腺癌(PDAC)腫瘤鼠注射[1-13C]丙酮酸。注射后通過(guò)MRSI獲得腫瘤溶解產(chǎn)物的1H和13C核磁共振波譜數(shù)據(jù)。結(jié)果顯示，丙酮酸轉(zhuǎn)化成乳酸在PDAC中普遍較正常胰腺高，其可被13C-丙酮酸鹽磁共振成像定量顯示，從而增加胰腺導(dǎo)管腺癌的診斷準(zhǔn)確性。

肝損傷和炎癥可能導(dǎo)致肝纖維化、門(mén)脈高壓和肝硬化。但目前還沒(méi)有顯示肝組織炎癥的成像方法。超極化13C核磁共振波譜成像是一個(gè)新興的工具，可能有助于顯示急性肝損傷。通過(guò)對(duì)11只雄性CD1小鼠通過(guò)IP注射肝毒素CCl4誘導(dǎo)肝損傷(n=6)或僅注射載體(n=5)行極化的[1-13C]丙酮酸14T核磁共振掃描發(fā)現(xiàn)，單劑量肝毒素CCl4處理小鼠可導(dǎo)致肝臟出現(xiàn)乳酸和丙氨酸顯著快速上升，并可通過(guò)超極化13C進(jìn)行核磁共振檢測(cè)。

評(píng)估卵巢癌的早期治療反應(yīng)需要靶分子，如絡(luò)氨酸激酶。對(duì)雌性大鼠注射人卵巢癌細(xì)胞(SKOV3)17 d后，給予絡(luò)氨酸激酶抑制劑(帕唑帕尼)或安慰劑治療。在治療前、后2 d、2周行磁共振T2WI、超極化13C核磁共振波譜成像和18F-FDG PET/CT掃描。結(jié)果顯示，帕唑帕尼能有效抑制卵巢腫瘤生長(zhǎng)。在治療2 d后，MRSI顯示帕唑帕尼治療組的丙酮酸鹽向乳酸鹽的轉(zhuǎn)化率明顯提高，而在18F-FDG PET/CT上無(wú)陽(yáng)性發(fā)現(xiàn)。因此，超極化13C-丙酮酸鹽MRSI所顯示的后期的代謝過(guò)程(丙酮酸鹽向乳酸鹽的轉(zhuǎn)化)可作為卵巢腫瘤荷瘤鼠對(duì)絡(luò)氨酸激酶抑制劑(帕唑帕尼)的治療反應(yīng)早期指標(biāo)。

化學(xué)交換飽和轉(zhuǎn)移

化學(xué)交換飽和轉(zhuǎn)移(chemical exchange saturation transfer,CEST)成像是一項(xiàng)可以對(duì)新陳代謝活性化合物進(jìn)行檢測(cè)和成像的磁共振成像技術(shù)，可用來(lái)區(qū)分腫瘤類(lèi)型和代謝特征。CEST成像不使用同位素且無(wú)放射性，所以可以用于患者的復(fù)查。

對(duì)10例乳頭狀瘤病毒陽(yáng)性口咽癌患者的病變處行CEST成像。CEST序列采集包含腫瘤的最大截面。采用29個(gè)相對(duì)應(yīng)的頻率(從-7.8 ppm到+7.8 ppm)獲取Z-頻譜。不對(duì)稱(chēng)分析被用來(lái)提取CEST的對(duì)比度。對(duì)腫瘤，淋巴結(jié)和周?chē)M織行ROI測(cè)量。結(jié)果顯示，CEST在腫瘤和周?chē)M織之間形成鮮明對(duì)比。注射葡萄糖會(huì)使腫瘤區(qū)域的CEST對(duì)比顯著增加。CEST成像對(duì)頭頸部腫瘤的代謝物提供了新的對(duì)比度，對(duì)放療患者治療前后的監(jiān)測(cè)評(píng)估展現(xiàn)出巨大潛力。

對(duì)36例肺結(jié)節(jié)患者進(jìn)行CEST和FDG-PET/CT成像，并進(jìn)一步行病理檢查。根據(jù)最終的結(jié)果，分為惡性腫瘤組(n=26)和良性腫瘤組(n=10)。所有的受試者根據(jù)CEST檢查計(jì)算得到不對(duì)稱(chēng)磁化轉(zhuǎn)移率(MTRasym)。通過(guò)興趣區(qū)(ROI)測(cè)定的方法測(cè)定所有肺結(jié)節(jié)的MTRasym值和最大標(biāo)準(zhǔn)化攝取值(standard uptake value max,SUVmax)，并分析MTRasym值和SUVmax值的相關(guān)性。結(jié)果顯示，惡性腫瘤組的MTRasym平均值和SUVmax值顯著高于良性結(jié)節(jié)組。通過(guò)各自確定的閾值，MTRasym對(duì)肺結(jié)節(jié)鑒別的敏感度為80.8%，特異度為70.0%，準(zhǔn)確度為77.8%；SUVmax對(duì)肺結(jié)節(jié)鑒別的敏感度為69.2%，特異度為60%，準(zhǔn)確度為66.7%，二者無(wú)顯著性差異。MTRasym值和SUVmax值無(wú)顯著相關(guān)性。因此，在肺結(jié)節(jié)的良惡性鑒別上，CEST成像的作用不低于FDG-PET/CT成像。

使用粘多糖化學(xué)交換飽和轉(zhuǎn)移(GagCEST)評(píng)估脊柱關(guān)節(jié)炎(SpA)患者腰椎間盤(pán)(IVD)粘多糖(GAG)含量。9例SpA患者的90個(gè)腰椎椎間盤(pán)和九個(gè)年齡匹配的健康對(duì)照組(8例強(qiáng)直性脊柱炎;1例炎癥性腸病相關(guān)性脊柱炎)行3T磁共振檢查。核磁共振成像序列包括結(jié)構(gòu)像，矢狀面T2WI評(píng)估五個(gè)腰椎間盤(pán)(L1到S1)的Pfirrmann得分。GagCEST生化成像ROI法分析髓核(NP)和纖維環(huán)(AF)。根據(jù)椎間盤(pán)根據(jù)Pfirrmann得分分組統(tǒng)計(jì)分析患者和對(duì)照的GagCEST(MTRasym值)。結(jié)果顯示，對(duì)于形態(tài)學(xué)上(T2WI)沒(méi)有退變的椎間盤(pán)(Pfirrmann得分1分和2分)，GagCEST分析顯示脊柱關(guān)節(jié)炎(SpA)患者髓核(NP)和纖維環(huán)(AF)的粘多糖(GAG)值顯著降低。因此，GagCEST可以顯示腰椎間盤(pán)GAG的含量，可以在椎間盤(pán)形態(tài)改變之前發(fā)現(xiàn)椎間盤(pán)退變。

其它

對(duì)APP23型鼠(該鼠腦內(nèi)大腦淀粉樣斑塊(AP)沉積量隨年齡增長(zhǎng))采用7T小動(dòng)物磁共振行動(dòng)物掃描，通過(guò)幅度圖和相位圖得到PADRE圖像。PADRE配備了相位選擇以對(duì)比增強(qiáng)正確顯示AP的位置。結(jié)果顯示，PADRE圖像的AP信號(hào)位置和APP23鼠大腦的免疫組織化學(xué)染色圖像的位置一致。PADRE信號(hào)強(qiáng)度和年齡呈顯著線性相關(guān)。因此PADRE圖像可以顯示真正淀粉樣斑塊的信號(hào)，有較高的臨床篩查檢測(cè)淀粉樣斑塊的潛力，可適用于阿爾茲海默病的臨床前檢查。

磁性粒子成像

磁性粒子成像(magnetic particle imaging,MPI)是一種全新的放射學(xué)成像方法，可為人類(lèi)提供無(wú)輻射分子成像。該技術(shù)通過(guò)探測(cè)體內(nèi)的磁性氧化鐵納米顆粒來(lái)生成三維圖像，并具有在短短數(shù)毫秒之內(nèi)采集高時(shí)間分辨率圖像的能力，旨在利用高時(shí)間分辨率來(lái)解決令許多現(xiàn)有成像技術(shù)束手無(wú)策的問(wèn)題。

通過(guò)小鼠(n=4)尾靜脈泵注入磁性對(duì)比劑鐵羧葡胺，而后對(duì)注入心血管內(nèi)的磁性示蹤劑進(jìn)行快速三維動(dòng)態(tài)成像(MPI)并融合于T2WI，從而實(shí)時(shí)跟蹤和顯示心血管內(nèi)的納米粒子。結(jié)果顯示，MPI可以清晰顯示示蹤劑進(jìn)入下腔靜脈之后移動(dòng)到心臟，然后進(jìn)入肝臟的整個(gè)過(guò)程。通過(guò)MPI動(dòng)態(tài)成像可以估算血流速度，這在評(píng)估動(dòng)脈粥樣硬化等疾病狹窄管腔方面具有重要價(jià)值。

小細(xì)胞肺癌DMS 273 FUGLW細(xì)胞與SPIOs孵育24h后通過(guò)尾靜脈注射入NODSCID裸鼠體內(nèi)，注射后24h行MPI/MRI檢查。MPI采用自制的MPI掃描儀，而MRI通過(guò)孔徑為60mm的7T磁共振掃描儀獲得。采用普魯士藍(lán)染色顯示SPIO分布。結(jié)果顯示，MPI可敏感顯示小細(xì)胞肺癌小鼠模型體內(nèi)的標(biāo)記腫瘤細(xì)胞。MPI在肺部檢測(cè)到的高信號(hào)顯示DMS 273 FUGLW細(xì)胞的存在，其他器官顯示基線信號(hào)。組織學(xué)分析SPIOs標(biāo)記細(xì)胞的確分布于肺實(shí)質(zhì)，對(duì)照器官如肝臟和心臟沒(méi)有SPIOs沉積。因此，在臨床相關(guān)的小細(xì)胞肺癌小鼠模型中，MPI是一個(gè)可用來(lái)評(píng)估標(biāo)記腫瘤細(xì)胞分布的工具。

PET分子影像

1.靶向或特異性示蹤劑

Bs-F(ab')2是由Cetuximab和TRC105兩個(gè)單克隆片段合成一種異質(zhì)二聚體，同時(shí)靶向表皮生長(zhǎng)因子受體EGFR和CD105。將其同NOTA進(jìn)行偶聯(lián)，標(biāo)記64CU用于PET成像。使用U87人膠質(zhì)瘤細(xì)胞(EGFR/CD105 +/+)模型對(duì)雙特異性抗體的體內(nèi)/外特性進(jìn)行研究，體外的病理檢查結(jié)果同體內(nèi)的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。使用64Cu-NOTA-Bs-F(ab')2對(duì)荷瘤鼠進(jìn)行PET檢查，結(jié)果表明腫瘤對(duì)64Cu-NOTA-Bs-F(ab')2具有顯著的吞噬作用。對(duì)荷瘤鼠注射一個(gè)阻斷劑量的Cetuximab或TRC105后，能顯著減少腫瘤對(duì)64Cu-NOTA-Bs-F(ab')2的攝取。因此該雙特異性抗體能夠同時(shí)靶向EGFR和CD105，其對(duì)腫瘤細(xì)胞的靶向作用具有協(xié)同作用，對(duì)腫瘤的診斷及療效評(píng)估具有重要意義。

64Cu-NOTA-YY146是一種基于CD146的免疫PET靶向示蹤劑。將U87MG(人膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞，CD146陽(yáng)性)和PC3(人前列腺癌細(xì)胞，CD146陰性)注入無(wú)胸腺裸鼠制作皮下瘤并通過(guò)磁共振T2WI進(jìn)行評(píng)估。將YY146(鼠抗CD146的單克隆抗體)與p-SCN-Bn-NOTA、64Cu結(jié)合制成64Cu-NOTA-YY146，并進(jìn)行PET掃描、組織病理學(xué)檢查和生物分布的評(píng)估。結(jié)果顯示，64Cu-NOTA-YY146具有高放射性純度和特異度，且對(duì)原位膠質(zhì)母細(xì)胞瘤模型成功無(wú)創(chuàng)地進(jìn)行靶向CD146的免疫PET成像，64Cu-NOTA-YY146具有高度的特異性和親和力，對(duì)高級(jí)別膠質(zhì)瘤的診斷和治療具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

去甲腎上腺素轉(zhuǎn)運(yùn)體(NET)已被證明是與眾多神經(jīng)精神病學(xué)和心血管病理學(xué)相關(guān)。1111C Me@HAPTHI是一種新型NET-PET示蹤劑，通過(guò)相關(guān)方法檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，該化合物對(duì)人類(lèi)NET較好的親和力和選擇性，且具有穩(wěn)定性及預(yù)期血腦屏障穿透性，是一種非常有前景的新型NET-PET示蹤劑。

Ga-68 PSMA是一種前列腺特異膜抗原相對(duì)特異性顯像探針。對(duì)25例前列腺癌患者(3例分期和22例生化治療失敗再分期)行Ga-68 PSMA PET/CT，CECT和NaF PET/CT掃描。在病灶-病灶和患者-患者的基礎(chǔ)上分析成像結(jié)果一致性和不一致性。結(jié)果顯示，Ga-68 PSMA PET/CT較傳統(tǒng)成像技術(shù)的優(yōu)越性主要在檢測(cè)原始病灶、淋巴結(jié)和軟組織轉(zhuǎn)移。然而，18F-NaF PET/CT似乎能在生化治療失敗患者再分期時(shí)發(fā)現(xiàn)更多的骨骼病變。因此，Ga-68 PSMA PET/CT進(jìn)行一站式前列腺癌分期和再分期很有價(jià)值。

18F-氟代乙酰氨基-1-己烷苯胺(18F-FAHA)是一種新型PET示蹤劑，可在動(dòng)物癌癥模型中用于組蛋白脫乙酰酶(HDAC)活性成像。HDAC是表觀遺傳變化的關(guān)鍵促進(jìn)因素，并已被證明可以使腫瘤抑制基因沉默。因此，HDAC是目前癌癥治療的靶點(diǎn)。7只HDAC過(guò)表達(dá)的MDA-MB-468腫瘤異種移植裸鼠移植瘤模型。當(dāng)異種移植的腫瘤大小明顯時(shí)(5～10 mm)，通過(guò)尾靜脈注射18F-FAHA并采用小動(dòng)物PET掃描儀行動(dòng)態(tài)PET掃描成像，評(píng)估腫瘤血容量和18F-FAHA結(jié)合率以表示HDAC的活性。結(jié)果顯示，PET成像可采用18F-FAHA示蹤劑顯示HDAC活性。使用PET成像能夠確定HDAC活性在個(gè)體間和個(gè)體內(nèi)的變異，不需要活檢即可制定個(gè)體化治療方案。

2.氨基酸代謝顯像劑

(S)2-氨基-5-疊氮基-4-18F氟戊酸(AzFPe)是一種新型的18F標(biāo)記的氨基酸放射學(xué)藥物。通過(guò)顱內(nèi)植入腦瘤膠質(zhì)瘤的雄性BALB/c小鼠尾靜脈注射AzFPe后的行生物分布和60min的動(dòng)態(tài)小動(dòng)物PET成像。與其他已知的系統(tǒng)L氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)體基質(zhì)FDOPA和FET等相比，AzFPe被證明在正常腦組織有較好的實(shí)用性和吸收性，在神經(jīng)膠質(zhì)瘤的小鼠模型中具有重要價(jià)值和前景。

18F-FACBC是一種氨基酸類(lèi)似物，可作為顯像劑用于晚期乳腺癌患者新輔助治療前后的監(jiān)測(cè)。對(duì)23名初次確診的晚期乳腺癌患者經(jīng)過(guò)新輔助化療方案后再進(jìn)行手術(shù)切除，在化療前后行18F-FACBC PET/CT檢查，并計(jì)算原發(fā)乳腺腫塊和轉(zhuǎn)移結(jié)節(jié)的SUVmax等，其結(jié)果與術(shù)后的病理結(jié)果對(duì)比。結(jié)果顯示，18F-FACBC PET/CT顯像在評(píng)估新輔助化療效果方面具有重要臨床應(yīng)用價(jià)值。

3.多功能納米系統(tǒng)

蛋黃/殼結(jié)構(gòu)多功能納米系統(tǒng)是將上轉(zhuǎn)換納米粒子(UCNP稀土紅外上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料)表面涂有一層致密硅(dSiO2)殼，形成UCNP@dSiO2，其次是再加上凝固殼厚度的可控的介孔硅納米殼(MSN)形成UCNP@dSiO2@MSN。Na2CO3蝕刻法用于選擇性地蝕刻dSiO2，留下蛋黃/殼結(jié)構(gòu)納米粒子標(biāo)記成UCNP@HMSN。然后逐步進(jìn)行材料表面工程去結(jié)合(或標(biāo)記)NOTA，聚乙二醇(PEG)連接器，TRC105(抗CD105抗體)和64Cu形成64CuUCNP@HMSN-PEG-TRC105。疏水性(例如，舒尼替)和親水性(例如，阿霉素)藥物均可加載入U(xiǎn)CNP@HMSN。對(duì)4T1荷瘤小鼠進(jìn)行PET系統(tǒng)成像和生物分布以評(píng)估和證實(shí)腫瘤靶向能力。結(jié)果驗(yàn)證了一個(gè)普遍適用的靶向蛋黃/殼結(jié)構(gòu)納米系統(tǒng)體內(nèi)成像的可行性。在蛋黃/殼結(jié)構(gòu)中可包裹UCNP、QD、SPION或其他納米晶體，這為未來(lái)在PET成像引導(dǎo)下對(duì)腫瘤靶向藥物輸送提供幫助。

超聲分子影像

超聲成像是廣泛使用，廉價(jià)，實(shí)時(shí)的成像方法，患者無(wú)輻射損傷，作為一線影像方法可以評(píng)估很多器官。近來(lái)，靶向?qū)Ρ仍鰪?qiáng)超聲影像(超聲分子影像)已在臨床前研究中嶄露頭角，這依賴(lài)于靶向結(jié)合于某些疾病脈管系統(tǒng)過(guò)表達(dá)的分子標(biāo)志物的超聲對(duì)比劑的出現(xiàn)。

將人類(lèi)大腸癌腺癌異種移植植入20只雌性無(wú)胸腺的裸鼠。在基線和使用瑞戈非尼或安慰劑治療一周后，使用VEGFR-2靶向微泡(BR55)對(duì)比增強(qiáng)超聲和動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)MRI進(jìn)行動(dòng)物成像。最終取組織行免疫組織化學(xué)CD-31(微血管密度)，TUNEL(凋亡)和VEGFR-2染色。結(jié)果顯示，對(duì)比增強(qiáng)超聲和動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)MRI顯示瑞戈非尼療法顯著抑制腫瘤灌注。此外超聲顯示治療組中VEGFR-2靶向微氣泡顯著減少，與免疫組織化學(xué)結(jié)果中VEGFR-2表達(dá)的顯著降低一致。因此在實(shí)驗(yàn)結(jié)直腸腺癌中VEGFR-2靶向?qū)Ρ仍鰪?qiáng)超聲靶向微氣泡監(jiān)測(cè)瑞戈非尼療效和動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)MRI和免疫組織化學(xué)結(jié)果顯著相關(guān)。

將21名乳腺占位患者和24名卵巢占位患者注射BR55微泡后5～29 min內(nèi)每2 min使用二維超聲分子成像(USMI)進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測(cè)。乳腺腫塊周?chē)恼＝M織和對(duì)側(cè)的卵巢作為自身對(duì)照?；颊唠S后進(jìn)行術(shù)后病灶的切除和CD31和KDR的染色。病理學(xué)家將血管的KDR表達(dá)水平分為4級(jí)(無(wú)，弱，中，高)。并將超聲結(jié)果和病理結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果顯示，使用BR55用于乳腺和卵巢腫塊USMI成像是安全有效的，且靶向KDR的USMI信號(hào)強(qiáng)度與免疫組化顯示的血管KDR表達(dá)水平是一致的。

對(duì)19只結(jié)腸癌皮下荷瘤鼠進(jìn)行隨機(jī)分組，11給予抗腫瘤血管生成治療(單劑量抗血管生成藥物貝伐單抗)，8只給予安慰劑治療。使用三維超聲儀進(jìn)行成像。在經(jīng)脈注射靶向MBVEGFR對(duì)比劑24 min后進(jìn)行USMI成像。注射非靶向微泡時(shí)進(jìn)行DCE-US成像。使用免疫熒光(IF)的方法評(píng)估VEGFR2的表達(dá)水平。結(jié)果顯示，兩種三維超聲成像技術(shù)均能評(píng)估抗血管生成治療的效果，信號(hào)強(qiáng)度與VEGFR2表達(dá)水平顯著相關(guān)。因此，USMI和DCE-US兩種三維超聲成像方法對(duì)評(píng)估結(jié)腸癌抗腫瘤血管生成治療效果均具有顯著作用，與精確評(píng)估體內(nèi)腫瘤新生血管的金標(biāo)準(zhǔn)效果相近。

光學(xué)分子影像

將人原發(fā)性肝癌細(xì)胞(HepG2,Huh-7)、肝轉(zhuǎn)移癌細(xì)胞(HT-29)和c-Met陰性細(xì)胞(LNCaP)與一種改進(jìn)的對(duì)c-Met具有高親和力的Cy5熒光染料進(jìn)行孵育及結(jié)合測(cè)定。熒光信號(hào)強(qiáng)度與c-Met表達(dá)水平相關(guān)。在裸鼠的肝臟被膜下注射HepG2、Huh-7和HT-29細(xì)胞制作原發(fā)性及轉(zhuǎn)移性肝癌的模型(n=24)。在探針注射8h后進(jìn)行近紅外熒光成像(NIRF)。通過(guò)NIRF測(cè)量多器官的熒光信號(hào)分析探針在體內(nèi)的分布。并對(duì)組織切片進(jìn)行免疫組化分析原發(fā)性及轉(zhuǎn)移性肝癌細(xì)胞c-Met的表達(dá)情況。結(jié)果顯示，使用探針?lè)跤腸-Met陽(yáng)性細(xì)胞的熒光信號(hào)強(qiáng)度明顯高于LNCaP細(xì)胞組，且熒光信號(hào)強(qiáng)度與c-Met表達(dá)水平具有顯著的相關(guān)性。由于大多數(shù)的人原發(fā)性和轉(zhuǎn)移性肝癌具有c-Met過(guò)表達(dá)的特性，因此針對(duì)c-Met的光學(xué)成像能準(zhǔn)確檢測(cè)肝腫瘤的范圍及特性，有助于術(shù)中導(dǎo)航及個(gè)體化治療。

通過(guò)親水-疏水交互形成聚合物微粒，包括mPEG-PCL(甲氧基聚酯(乙二醇)聚(己內(nèi)酯))和普朗尼克F-127。融合蛋白(CREKA(H-Cys-Arg-Glu-Lys-Ala-OH))是一種對(duì)纖維蛋白原-纖維蛋白復(fù)合物具有高親和力五肽被共價(jià)結(jié)合到微粒上。血栓特定治療藥物，替羅非班，(tirofiban)是一種糖蛋白Ⅱb-Ⅲa抑制劑，也被加載到微粒。對(duì)大鼠下腔靜脈(IVC)進(jìn)行狹窄24～48 h處理引起亞急性血栓形成。為了便于成像，我們把微粒與吲哚菁綠(ICG)結(jié)合，ICG是一個(gè)近紅外熒光團(tuán)，其吸收峰值為800 nm。應(yīng)用帶有CREKA的血栓靶向微粒，能高度敏感且特異的于狹窄后6 h(沒(méi)有明顯的血栓可見(jiàn))和24 h(最大數(shù)量的可見(jiàn)血栓)的血栓形成區(qū)進(jìn)行顯像。且在下腔靜脈IVC狹窄動(dòng)物，帶有CREKA的血栓靶向微粒加載上10%的治療量tirofiban(T10/CREKA)，較僅使用10%的治療量tirofiban者，血栓重量減少65%。因此基于診斷治療的新型微粒聚合物可對(duì)血栓栓塞疾病進(jìn)行更有效的成像和更安全的治療。

多模態(tài)或多參數(shù)分子影像

表達(dá)人類(lèi)鈉碘同向轉(zhuǎn)運(yùn)體(hNIS)，熒光素酶(Luc2)和芥末基因的重組逆轉(zhuǎn)錄病毒在巨細(xì)胞病毒(CMV)啟動(dòng)子的控制下轉(zhuǎn)導(dǎo)Lewis肺癌細(xì)胞(LLC)形成LLC/NLW。LLC/NLW被移植到C57BL/6小鼠雙側(cè)大腿根部。在131I治療組，小鼠腹腔內(nèi)注射131I治療。樹(shù)突狀細(xì)胞免疫治療組每周瘤內(nèi)注射樹(shù)突細(xì)胞。雙重治療組，小鼠腹腔內(nèi)注射131I和瘤內(nèi)注射樹(shù)突細(xì)胞。每一組的療效使用在體PET/SPECT/CT和生物熒光成像系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)控。結(jié)果顯示，LLC/NLW腫瘤對(duì)124I的攝取顯著高于LLC腫瘤。生物熒光成像也顯示了LLC/NLW腫瘤較LLC腫瘤更高的活性。在雙重治療組LLC/NLW腫瘤的大小顯著減小。因此，肺癌模型使用放射碘基因療法和樹(shù)突狀細(xì)胞(DC)免疫療法聯(lián)合治療具有更好的療效。

對(duì)21名乳腺侵潤(rùn)性導(dǎo)管腺癌患者行FDG-PET-MR檢查并確定腫瘤的分子亞型。兩人獨(dú)立使用軟件測(cè)量PET-MR的參數(shù)：ADC、Ktrans、Ve、Kep、IAUC、SUVmax、SUVmean及MTV，并分析各參數(shù)與腫瘤分子亞型、分級(jí)和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移發(fā)生時(shí)間的相關(guān)性。結(jié)果顯示，PET-MRI多參數(shù)生物標(biāo)記與乳腺導(dǎo)管腺癌的分子亞型(ER、PR、HER2及Ki67表達(dá))和分級(jí)具有相關(guān)性，與腫瘤遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的發(fā)生時(shí)間沒(méi)有相關(guān)性。

干細(xì)胞追蹤及顯像

鐵標(biāo)記間充質(zhì)干細(xì)胞(MSC)在內(nèi)窺鏡引導(dǎo)下注入迷你豬模型的尿道括約肌(n=14)。采用3T磁共振分別在注射MSC后3周，3個(gè)月和6個(gè)月后進(jìn)行掃描。使用快速自旋回波序列行高分辨率豬尿道括約肌的解剖成像檢測(cè)SPIO粒子。注射細(xì)胞在MR的分布與組織學(xué)結(jié)果行相關(guān)性研究。結(jié)果顯示，檢測(cè)的迷你豬模型的括約肌可清晰顯示其內(nèi)的鐵沉積。此外，干細(xì)胞注射后6個(gè)月動(dòng)物模型體內(nèi)的鐵沉積依然可見(jiàn)。MRI和組織病理的比較顯示了極好的相關(guān)性。因此，MRI可以作為一個(gè)有價(jià)值的工具來(lái)追蹤識(shí)別MSC的遷移和沉積。

球囊栓塞建立豬急性心肌梗死模型1周后，腺病毒攜帶有綠色熒光蛋白(GFP)轉(zhuǎn)基因MSC或ILK-MSCs，采用超順磁性氧化鐵(USPIO)標(biāo)記的GFP/ILK，通過(guò)冠狀動(dòng)脈移植到缺血心肌。在移植后24 h，1周，2周，通過(guò)1.5T在體磁共振分子成像跟蹤細(xì)胞向心臟歸巢和遷移。計(jì)算冰凍切片GFP表達(dá)，移植2周后普魯士藍(lán)染色檢測(cè)移植細(xì)胞鐵粒子。結(jié)果顯示，使用在體MR分子成像可以可靠地檢測(cè)并跟蹤USPIO標(biāo)記的MSC。心肌梗死后移植ILK-MSCs可以增加MSCs的歸巢率。因此，MR分子成像可以識(shí)別和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)移植細(xì)胞體以確定ILK對(duì)MSCs歸巢的影響。

430030武漢，華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬同濟(jì)醫(yī)院放射科

蔣日烽(1983-)，男，福建龍巖人，博士研究生，主要從事中樞神經(jīng)系統(tǒng)影像學(xué)診斷工作。

朱文珍，E-mail：zhuwenzhen@hotmail.com

R445.2; R814.42

A

1000-0313(2016)01-0013-04

10.13609/j.cnki.1000-0313.2016.01.004