魏奶杰，王廣基，張經(jīng)緯

（中國(guó)藥科大學(xué)江蘇省藥物代謝動(dòng)力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京 210009）

面對(duì)重大疾病精準(zhǔn)治療的臨床緊迫需求，生物醫(yī)藥行業(yè)正在從傳統(tǒng)的小分子化學(xué)藥物時(shí)代進(jìn)入精準(zhǔn)靶向生物藥/細(xì)胞治療藥物的個(gè)性化治療時(shí)代。其中，基于活細(xì)胞藥物的先進(jìn)細(xì)胞療法被認(rèn)為是醫(yī)藥治療領(lǐng)域的新支柱［1］。根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，截至2021年4月16日，全球共計(jì)有2 073種在研的活細(xì)胞治療藥物［2］。作為活細(xì)胞藥物治療的成功案例之一，靶向CD19 的嵌合抗原受體（CAR）工程化T 細(xì)胞（CAR-T 細(xì)胞）的臨床使用獲批及其展現(xiàn)出的令人激動(dòng)的臨床療效，為腫瘤免疫治療開(kāi)啟了一個(gè)“活細(xì)胞藥物”的全新時(shí)代［3］。而更多的修飾改造的干細(xì)胞、免疫細(xì)胞、血細(xì)胞藥物以及活體微生物藥物等，正在成為未來(lái)的新興熱點(diǎn)。例如，間充質(zhì)干細(xì)胞（mesenchymal stem cell，MSCs）由于能夠自我更新、可分化為各種特化細(xì)胞類(lèi)型、具有免疫調(diào)節(jié)以及向受損組織分泌營(yíng)養(yǎng)因子和遷移的能力［4］，在治療腦損傷［5-6］、心肌梗死［7］、肺纖維化［8-9］、系統(tǒng)性紅斑狼瘡［10-11］、肝纖維化［12］等疾病上具有廣闊的應(yīng)用前景，目前全球范圍內(nèi)已有多個(gè)MSCs 的臨床研究結(jié)果發(fā)布，并且證實(shí)了基于MSCs 的細(xì)胞療法具有可行性和有效性?；罴?xì)胞藥物的研發(fā)以及治療的成功實(shí)施均需要建立在充分闡明移植后細(xì)胞體內(nèi)動(dòng)態(tài)過(guò)程的基礎(chǔ)上。然而，移植的活細(xì)胞藥物在體內(nèi)的動(dòng)態(tài)過(guò)程，如細(xì)胞的生物分布、活性、增殖、歸巢等，因研究技術(shù)和策略發(fā)展的羈絆，仍然不清楚。傳統(tǒng)的藥物吸收、分布、代謝和排泄的研究思路和方法并不完全適用于活細(xì)胞藥物的藥代動(dòng)力學(xué)研究。為了更好的了解活細(xì)胞藥物在體內(nèi)的動(dòng)態(tài)過(guò)程，無(wú)創(chuàng)可視化成像技術(shù)進(jìn)入人們的視線(xiàn)，并且成為一種重要手段。通過(guò)對(duì)細(xì)胞進(jìn)行探針標(biāo)記，借助各種成像設(shè)備，可視化地監(jiān)測(cè)移植細(xì)胞在體內(nèi)的時(shí)間和空間分布，有助于確定最佳的移植細(xì)胞數(shù)量、優(yōu)化給藥方案、提高移植效率、增強(qiáng)作用的靶向性、降低潛在的靶外積累風(fēng)險(xiǎn)。

理想的活細(xì)胞藥物體內(nèi)無(wú)創(chuàng)可視化示蹤應(yīng)該具備以下特點(diǎn)：（1）對(duì)活細(xì)胞藥物進(jìn)行標(biāo)記并不影響其活性、分化能力、治療功能等；（2）能夠示蹤活細(xì)胞藥物在體內(nèi)的多個(gè)生物學(xué)行為，包括活性、遷移、分布、分化等；（3）具備足夠長(zhǎng)時(shí)間的無(wú)創(chuàng)可視化監(jiān)測(cè)能力。上述成像要求對(duì)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)提出了挑戰(zhàn)。近年來(lái)，放射性核素成像（radionuclide imaging，RI）、磁共振成像（magnetic resonance imag?ing，MRI）、磁顆粒成像（magnetic particle imaging，MPI）、計(jì)算機(jī)斷層掃描成像（computed tomography，CT）、熒光成像（fluorescence imaging，F(xiàn)I）、光聲成像（photoacoustic imaging，PAI）等成像技術(shù)已經(jīng)被大量應(yīng)用于示蹤移植的活細(xì)胞藥物，并成功用于活細(xì)胞藥物的體內(nèi)動(dòng)態(tài)過(guò)程研究。本文對(duì)當(dāng)前研究中的主要細(xì)胞成像示蹤技術(shù)進(jìn)行綜述，旨在進(jìn)一步提高活細(xì)胞藥物體內(nèi)成像能力，從而為活細(xì)胞藥物的研發(fā)及其移植治療提供更加科學(xué)的理論依據(jù)。

1 放射性核素成像技術(shù)（RI）

RI 技術(shù)主要有單光子發(fā)射斷層成像技術(shù)（single photon emission computed tomography，SPECT）和正電子發(fā)射斷層成像技術(shù)（positron emission tomography，PET）［13］。RI 技術(shù)具有較強(qiáng)的臨床相關(guān)性、良好的敏感性及可定量性。標(biāo)記細(xì)胞用的111In，89Zr，68Ga 等作為FDA 批準(zhǔn)使用的放射性核素成像造影劑，具有優(yōu)良的生物相容性和非免疫原性，并且兼具價(jià)格低廉、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。利用這些造影劑可在體外直接對(duì)活細(xì)胞藥物進(jìn)行標(biāo)記，并通過(guò)放射性核素成像示蹤其在體內(nèi)歸巢和分布的動(dòng)態(tài)信息［14-16］。Gholamrezanezhad 等［17］利用PET 成像技術(shù)研究了MSCs 在肝硬化患者體內(nèi)的分布變化情況。首先利用111In 在體外對(duì)MSCs 進(jìn)行標(biāo)記，然后通過(guò)肘正中靜脈進(jìn)行移植，PET 成像結(jié)果表明，靜脈輸注后放射性信號(hào)首先在肺部顯示，然后逐漸轉(zhuǎn)移到肝和脾。但是直接標(biāo)記的放射性示蹤劑的量會(huì)隨著細(xì)胞的增殖而稀釋?zhuān)虼瞬贿m用于長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)活細(xì)胞藥物。解決這一問(wèn)題較好的方法是使活細(xì)胞藥物穩(wěn)定表達(dá)PET/SPECT 成像所需的報(bào)告基因，活細(xì)胞移植后進(jìn)一步在體連續(xù)輸入特定的探針，利用報(bào)告基因?qū)氲氖荏w與特定探針的相互作用對(duì)活細(xì)胞藥物進(jìn)行即時(shí)成像。Minn 等［18］構(gòu)建了表達(dá)前列腺特異性膜抗原（PSMA）的CD19-tPSMA（N9del）T 細(xì)胞，并使用特異性造影劑［18F］DCFPyL 進(jìn)行在體PET 成像研究。利用該成像技術(shù)發(fā)現(xiàn)外周血和骨髓中的CD19-tPSMA（N9del）CAR-T細(xì)胞數(shù)量與腫瘤中的數(shù)量之間存在明顯差異，這一發(fā)現(xiàn)提示了臨床上進(jìn)行無(wú)創(chuàng)、可重復(fù)監(jiān)測(cè)CAR-T 細(xì)胞分布的必要性。Emami-Shahri 等［19］則構(gòu)建了表達(dá)人鈉/碘轉(zhuǎn)運(yùn)體（hNIS）的CAR-T細(xì)胞，在荷瘤鼠中使用99mTcO4-放射示蹤劑進(jìn)行放射性核素成像，該研究為CAR-T細(xì)胞在體內(nèi)的高分辨率連續(xù)成像提供了無(wú)創(chuàng)且快速的方法。雖然采用報(bào)告基因-特異性探針這一策略可以有效地避免示蹤劑的稀釋?zhuān)嬖诟淖兗?xì)胞功能和增加免疫原性的風(fēng)險(xiǎn)。因此，利用內(nèi)源性抗原與抗體反應(yīng)的免疫PET 技術(shù)迅速發(fā)展起來(lái)，該技術(shù)兼具了單抗的高特異性和PET 顯像的高 靈 敏 度［20］。Simonetta 等［21］針 對(duì)CD19 特 異 性CAR-T 細(xì)胞的共刺激因子設(shè)計(jì)了免疫PET 成像方法，可以對(duì)CD19 特異性CAR-T 細(xì)胞在B 細(xì)胞淋巴瘤小鼠模型中的激活、擴(kuò)增和靶向腫瘤浸潤(rùn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。盡管如此，在核素成像實(shí)驗(yàn)中研究人員也發(fā)現(xiàn)，單一的核素成像技術(shù)無(wú)法提供解剖信息，必須與其他解剖成像方法相結(jié)合［22］，如PET/CT［23］、PET/MRI［24］等。

2 磁共振成像技術(shù)（MRI）

MRI 技術(shù)適用于活細(xì)胞藥物體內(nèi)無(wú)創(chuàng)縱向監(jiān)測(cè)，它表現(xiàn)出優(yōu)越的空間分辨率，良好的組織穿透和對(duì)比度，并能獲取病理生理和解剖信息。近年來(lái)，以氧化鐵納米顆粒作為造影劑的MRI 在活細(xì)胞藥物體內(nèi)可視化領(lǐng)域得到廣泛關(guān)注。Mathiasen等［25］首次在慢性缺血性心臟病患者中證明，在體使用MRI 示蹤心肌內(nèi)注射的氧化鐵納米顆粒標(biāo)記的MSCs 是安全可行的，并且在移植兩周后，依然能夠在心肌部位檢測(cè)到MSCs 的磁共振信號(hào)。類(lèi)似的，Xie 等［26］用氧化鐵納米顆粒標(biāo)記CAR-T 細(xì)胞，在不影響細(xì)胞生物學(xué)特性和殺傷效率情況下，用MRI 技術(shù)示蹤C(jī)AR-T 細(xì)胞在膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中的動(dòng)態(tài)浸潤(rùn)和滯留時(shí)間，同時(shí)證明了CAR-T 細(xì)胞用于治療膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的早期效果。由于MRI 檢測(cè)細(xì)胞的前提是對(duì)細(xì)胞進(jìn)行磁共振探針標(biāo)記，因此在不影響細(xì)胞活性的情況下，更高的標(biāo)記效率和更長(zhǎng)的探針駐留時(shí)間，可使MRI 達(dá)到更好的成像效果。Egawa 等［27］利用DNA 雙鏈雜交原理，將兩個(gè)短單鏈DNA oligo［dT］20和oligo［dA］20分別與神經(jīng)干細(xì)胞（neural stem cells，NSCs）和氧化鐵納米顆粒偶聯(lián)。修飾后的氧化鐵納米顆粒具有更好的細(xì)胞攝取率、更高的標(biāo)記效率和更強(qiáng)的體內(nèi)MRI 信號(hào)，移植到大鼠腦紋狀體中的NSCs 可以通過(guò)MRI 進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)30 d 的掃描檢測(cè)。除了氧化鐵納米粒，（19F）［28-29］、釓［30］、石墨烯氧化物［31］等也可以作為MRI 造影劑，用于活細(xì)胞藥物示蹤。Hingorani等［32］在全氟化碳（perfluorocarbon，PFC）納米乳劑中加入TAT 細(xì)胞穿透肽，CAR-T 對(duì)PFC 的攝取量增加7 倍多，同時(shí)提高了19F MRI 用于體內(nèi)成像的靈敏度。但是MRI 技術(shù)時(shí)間分辨率低，無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行連續(xù)成像，造成了其使用的局限性。

3 磁顆粒成像技術(shù)（MPI）

MPI 技術(shù)由荷蘭飛利浦研究所（Philips Research）于2005 年推出，是基于功能和斷層影像技術(shù)檢測(cè)磁性納米顆?？臻g分布的示蹤方法，MPI信號(hào)僅由氧化鐵納米顆粒提供，而不從周?chē)M織中獲取，可直接對(duì)氧化鐵的強(qiáng)磁化進(jìn)行成像［33］。MPI 具有無(wú)輻射、高信噪比、零信號(hào)衰減以及高靈敏度的特點(diǎn)，因此MPI 可成為體內(nèi)細(xì)胞追蹤的理想平臺(tái)。Zheng 等［34］使用MPI 在12 d 的時(shí)間內(nèi)監(jiān)測(cè)了氧化鐵納米顆粒標(biāo)記的MSCs 在大鼠體內(nèi)的動(dòng)態(tài)分布，標(biāo)記的MSCs 注射后立即截留在肺組織中，隨后在1 d 內(nèi)轉(zhuǎn)移到肝臟，其在肝臟中的清除半衰期為4.6 d。動(dòng)物處死后進(jìn)一步通過(guò)MPI確定了肺、肝、脾和心臟中MSCs 的生物分布，驗(yàn)證了MPI 可量化MSCs 生物分布的能力。同時(shí)，Nejadnik 等［35］也證明MPI 技術(shù)可用于氧化鐵納米顆粒標(biāo)記的MSCs 體內(nèi)示蹤。研究發(fā)現(xiàn)，MPI 提供的信號(hào)能夠確認(rèn)移植部位的細(xì)胞在第1 天和第14天之間存在顯著性差異，而MRI 技術(shù)提供的信號(hào)無(wú)法區(qū)分第1 天和第14 天的差別，提示MPI 定量的靈敏度和準(zhǔn)確度顯著高于MRI。示蹤劑的性質(zhì)決定MPI 的圖像質(zhì)量，球形的氧化鐵納米顆粒是目前最主要的MPI 造影劑，但是其標(biāo)記的細(xì)胞在體內(nèi)的示蹤效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能令人滿(mǎn)意。因此，開(kāi)發(fā)適用于MPI 的高性能磁示蹤劑對(duì)于提高M(jìn)PI 的靈敏度和分辨率至關(guān)重要。Wang 等［36］通過(guò)將球形氧化鐵納米粒改成立方體氧化鐵納米粒，提高了氧化鐵納米粒的磁成像能力。這種立方氧化鐵納米粒標(biāo)記的干細(xì)胞在體外成像時(shí)，通過(guò)MPI 能夠檢測(cè)到極低濃度的細(xì)胞（每微升30個(gè)細(xì)胞）。即便是在復(fù)雜的體內(nèi)環(huán)境下，不論組織深度如何（肺、肝），通過(guò)MPI 能檢測(cè)到至少2 500 個(gè)細(xì)胞。此外，由于基于立方體氧化鐵納米顆粒的MPI 具有較高的敏感性，因此可以實(shí)時(shí)揭示MSCs 在后肢缺血小鼠模型中的遷移和分布規(guī)律。由此可見(jiàn)，在現(xiàn)有的分子成像模式中，MPI 顯示出獨(dú)特的高靈敏度、定量準(zhǔn)確性和縱向監(jiān)測(cè)的能力。但值得注意的是，MPI并不能提供解剖學(xué)信息。

4 計(jì)算機(jī)斷層掃描成像技術(shù)（CT）

CT 技術(shù)是臨床應(yīng)用最廣泛的成像技術(shù)之一，具有成本效益高、空間分辨率高、掃描時(shí)間短、成像過(guò)程簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，這使得CT 成為一種用于細(xì)胞示蹤的重要成像方式。目前研究發(fā)現(xiàn)金（Au）納米粒具有固有的高X 射線(xiàn)吸收系數(shù)，高生物相容性和無(wú)毒性，這些特點(diǎn)使Au 納米粒成為一種具有良好發(fā)展前景的CT 造影劑［37-38］。Betzer 等［39］發(fā)現(xiàn)使用Au 納米標(biāo)記間充質(zhì)干細(xì)胞不僅幾乎不影響細(xì)胞活性和功能，還能利用CT 成像技術(shù)對(duì)移植進(jìn)入大腦內(nèi)的細(xì)胞進(jìn)行長(zhǎng)期示蹤和成像。Yu等［40］成功開(kāi)發(fā)了一種pH 敏感納米示蹤劑CPP-PSD@Au，用于增強(qiáng)體內(nèi)標(biāo)記和長(zhǎng)期CT 成像示蹤間充質(zhì)干細(xì)胞。使用該探針，實(shí)現(xiàn)了移植MSCs 在肺纖維化模型小鼠中的位置、分布和遷移長(zhǎng)達(dá)35 d 的原位可視化。此外，為了解決傳統(tǒng)CT 技術(shù)中造影劑的圖像可能被骨組織的高強(qiáng)度所掩蓋、難以準(zhǔn)確提取雙組份成像圖像的問(wèn)題，最新的雙能計(jì)算機(jī)斷層掃描DECT 技術(shù)通過(guò)兩種不同能量的X 射線(xiàn)的照射，可以消除質(zhì)量密度對(duì)圖像信號(hào)的影響，準(zhǔn)確地區(qū)分來(lái)自各種組織或物質(zhì)的圖像信號(hào)。Wan 等［41］利用這一技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了干細(xì)胞在骨再生過(guò)程中長(zhǎng)達(dá)14 d 的示蹤。然而，CT 圖像的對(duì)比度取決于組織對(duì)X 射線(xiàn)衰減的差異，而許多軟組織在X 射線(xiàn)衰減上的差異極其細(xì)微，導(dǎo)致無(wú)法區(qū)分相鄰組織，造成CT 成像的敏感性低、軟組織圖像對(duì)比度有限［42］。

5 熒光成像技術(shù)（FI）

FI 技術(shù)最常見(jiàn)的標(biāo)記方式是直接標(biāo)記，將熒光材料與活細(xì)胞藥物進(jìn)行直接孵育，從而對(duì)細(xì)胞進(jìn)行標(biāo)記示蹤。Chen 等［43］利用硫化銀量子點(diǎn)（Ag2S QDs）對(duì)MSCs 進(jìn)行標(biāo)記，首次通過(guò)FI 技術(shù)在體動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)MSCs 在趨化因子SDF-1α 作用下向皮膚傷口遷移和分布的動(dòng)態(tài)過(guò)程。Yang 等［44］利用硫化鉛量子點(diǎn)（PbS QD，λex= 1 300 nm）作為造影劑，不影響MSC 增殖、自我更新和分化能力。在岡上肌腱撕裂模型小鼠關(guān)節(jié)內(nèi)注射3 種不同密度MSCs，并利用FI 進(jìn)行縱向監(jiān)測(cè)。成像結(jié)果發(fā)現(xiàn)3組MSCs的遷移方向相似，但遷移起始時(shí)間、停留時(shí)間和細(xì)胞在足跡周?chē)臏袈什町惡艽?。其中，中等密度組在修復(fù)階段停留時(shí)間最長(zhǎng)，足跡周?chē)?xì)胞滯留率最高，有利于愈合。

與無(wú)機(jī)量子點(diǎn)相比，基于有機(jī)熒光染料的納米顆粒具有出色的生物相容性和熒光穩(wěn)定性，從而成為干細(xì)胞標(biāo)記示蹤的潛在替代品。吲哚菁綠是一種獲得FDA 批準(zhǔn)的近紅外染料，Mazza等［45］利用脂質(zhì)體將其包載制成高生物相容性、高近紅外熒光信號(hào)的納米探針來(lái)標(biāo)記MSCs，并使用IVIS 成像系統(tǒng)可對(duì)移植入皮下的細(xì)胞示蹤兩周，對(duì)移植進(jìn)入顱內(nèi)的細(xì)胞示蹤一周。在近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的熒光材料中，聚集誘導(dǎo)發(fā)光（aggregation-induced emission，AIE）的特性引起了生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。Yang等［46］設(shè)計(jì)了具有33%的較高量子產(chǎn)率的AIE 量子點(diǎn)，并在脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞（adipose mesenchymal stem cells，ADSCs）中表現(xiàn)出顯著的保留能力，在傳代72 h 后的單個(gè)細(xì)胞中仍能明顯檢測(cè)到熒光信號(hào)。體內(nèi)研究表明，AIE 量子點(diǎn)能夠作為一種有效熒光成像造影劑，用于精確示蹤移植的ADSCs 在輻射誘導(dǎo)的皮膚損傷小鼠中的行為。此外，利用熒光素酶及其底物催化反應(yīng)而產(chǎn)生天然光源的生物熒光成像（bioluminescence imagining，BLI），其不需要外界光照射的特點(diǎn)有助于避免成像過(guò)程中背景熒光和生物自身熒光信號(hào)的干擾，可用于活細(xì)胞藥物示蹤中長(zhǎng)時(shí)間的非侵入性成像，并能提供移植后細(xì)胞存活率的信息。Rabinovich 等［47］開(kāi)發(fā)了一種增強(qiáng)版的螢火蟲(chóng)熒光素酶報(bào)告基因，它可以轉(zhuǎn)導(dǎo)到原代小鼠T 細(xì)胞中，并且可以提供足夠的靈敏度來(lái)示蹤小鼠體內(nèi)小于1萬(wàn)個(gè)T細(xì)胞。而Santos等［48］則開(kāi)發(fā)了一種使用膜錨定形式的高斯熒光素酶（extGLuc）進(jìn)行生物發(fā)光T 細(xì)胞成像，該酶可在小鼠和人原代T 細(xì)胞中穩(wěn)定表達(dá)，extGLuc+細(xì)胞在體內(nèi)外均能發(fā)出更強(qiáng)的生物發(fā)光信號(hào)。這種成像方法能夠顯示體內(nèi)CAR-T 細(xì)胞在腫瘤中的累積、駐留，還能與腫瘤細(xì)胞伴隨成像。

6 光聲成像技術(shù)（PAI）

PAI 技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種非入侵式和非電離式的新型生物醫(yī)學(xué)成像方法，具有對(duì)比度高、空間分辨率高、對(duì)組織功能特征敏感等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，在生物醫(yī)學(xué)和臨床領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用潛力。目前，Yin 等［49］報(bào)道了一種基于高分子半導(dǎo)體的納米探針（OSPNs+），并用PAI 技術(shù)示蹤移植進(jìn)入活體小鼠的MSCs。結(jié)果顯示，與未標(biāo)記的細(xì)胞相比，皮下成像和腦成像的光聲信號(hào)增強(qiáng)幅度分別為40.6 倍和21.7 倍。Kim 等［50］開(kāi)發(fā)了一種更加簡(jiǎn)單有效的方法，用光聲成像對(duì)普魯士藍(lán)納米顆粒（PBNPs）標(biāo)記的MSCs 進(jìn)行示蹤，標(biāo)記的MSCs 在移植入裸鼠皮下后表現(xiàn)出強(qiáng)烈的光聲對(duì)比，檢出限可維持在每微升200 個(gè)細(xì)胞的較低水平。并且標(biāo)記粒子的高敏感性和持久的光聲對(duì)比使得移植的5 × 104個(gè)MSCs 在裸鼠皮下能夠進(jìn)行持續(xù)14 d的可視化監(jiān)測(cè)。

PAI不僅用于活細(xì)胞藥物給藥后的示蹤，還使活細(xì)胞藥物的精確靶向移植、體內(nèi)縱向示蹤成為了可能，為進(jìn)一步對(duì)活細(xì)胞移植后的活性監(jiān)測(cè)提供了基礎(chǔ)。Donnelly 等［51］使用金納米球成功標(biāo)記了MSCs，并利用超聲和光聲成像實(shí)時(shí)指導(dǎo)MSCs注射的針頭放置，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)遞送，改善治療效果。Dhada 等［52］使用惰性金納米棒（Au NRs）包覆活性氧（ROS）敏感的熒光染料（IR775c）作為PAI 成像造影劑。當(dāng)MSCs 死亡時(shí)，胞內(nèi)ROS 含量增加，IR775c 的光聲信號(hào)增強(qiáng)，而Au NRs 的光聲信號(hào)對(duì)ROS 不敏感，因此MSCs 的生存情況可以通過(guò)IR775c 與Au NRs 光聲信號(hào)的比值來(lái)監(jiān)測(cè)。利用該技術(shù)進(jìn)行體內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)，移植進(jìn)入小鼠下肢肌肉的MSCs 在24 h 內(nèi)顯著死亡，10 d 后大約只剩下5%的活力。

7 多模態(tài)成像技術(shù)

每一種成像方式都有其自身的優(yōu)缺點(diǎn)，單獨(dú)采用一種成像方式難以滿(mǎn)足活細(xì)胞藥物體內(nèi)示蹤要求。因此，結(jié)合兩種或兩種以上的多模態(tài)成像方式可以相互補(bǔ)充，更具應(yīng)用前景。

Bao等［53］開(kāi)發(fā)了一種結(jié)合Au納米顆粒和螢火蟲(chóng)熒光素酶（RfLuc）的雙重標(biāo)記策略，在肺纖維化小鼠模型中對(duì)移植的MSCs 進(jìn)行CT/BLI 雙模態(tài)成像示蹤。BLI可以監(jiān)測(cè)MSCs 在體外和體內(nèi)的生存情況，靈敏度高。但是在體內(nèi)的示蹤過(guò)程會(huì)受到低穿透深度和低空間分辨率的限制，因此配合CT成像技術(shù)，同時(shí)記錄移植后MSCs 的存活、位置和分布的準(zhǔn)確信息。為了實(shí)現(xiàn)更靈敏的成像，Harm?sen 等［54］設(shè)計(jì)了一種非基因組標(biāo)記的，基于FI/PET多模態(tài)成像的標(biāo)記策略。利用FI/PET 活性納米探針標(biāo)記細(xì)胞，以提供基于PET 的高靈敏度、全身成像，并同時(shí)實(shí)現(xiàn)廣域和高分辨率熒光成像，可以成功對(duì)移植后的CAR-T 細(xì)胞全身示蹤長(zhǎng)達(dá)一周。Hua 等［55］構(gòu)建了熒光/生物發(fā)光/拉曼散射（FI/BLI/SERS）三模態(tài)成像，用于示蹤MSCs 治療心肌梗死的體內(nèi)行為。近紅外二區(qū)熒光成像和生物發(fā)光成像技術(shù)能夠動(dòng)態(tài)地評(píng)估標(biāo)記MSCs 在體內(nèi)的分布和代謝。另一方面，SERS 能夠在心臟組織中精確定位標(biāo)記的MSCs，揭示MSCs 分布和遷移模式的細(xì)節(jié)。傳統(tǒng)的多模態(tài)成像探針多采用直接標(biāo)記的方法，該方法基于將成像探針主動(dòng)/被動(dòng)遞送到細(xì)胞內(nèi)，存在標(biāo)記效率低、影響細(xì)胞活性等缺點(diǎn)。為了解決這些問(wèn)題，Lim 等［56］利用生物正交標(biāo)記策略，對(duì)MSCs 進(jìn)行精確標(biāo)記，利用FI/MRI 雙模態(tài)成像，對(duì)MSCs 在卒中模型鼠大腦中的遷移和分布開(kāi)展長(zhǎng)達(dá)14 d 的精確監(jiān)測(cè)。除了上述介紹的技術(shù)外，在當(dāng)前的研究中還有CT/FI［57］、CT/MRI［58］、FI-MRI［59］、PAI-FI［60］等技術(shù)，故多模態(tài)成像是克服單一成像方法不足最高效、實(shí)用的策略。

8 結(jié) 語(yǔ)

本文總結(jié)了各種成像技術(shù)用于活細(xì)胞藥物示蹤的研究進(jìn)展，各種成像技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)如表1 所示。然而單一成像技術(shù)的應(yīng)用往往存在許多的局限性，不能全面地了解活細(xì)胞在體內(nèi)的動(dòng)態(tài)過(guò)程。在今后的研究中，應(yīng)該更加注重多種成像技術(shù)相結(jié)合，從更多的維度去研究活細(xì)胞藥物的體內(nèi)過(guò)程。在各種成像技術(shù)中，探針不可或缺，但是當(dāng)前所選用的探針普遍存在伴隨細(xì)胞增殖后稀釋、在細(xì)胞的生理活動(dòng)過(guò)程中可能被排出、被其它細(xì)胞非特異性吞噬等問(wèn)題，導(dǎo)致不能準(zhǔn)確提供移植細(xì)胞的體內(nèi)示蹤信息。因此，結(jié)合多模態(tài)檢測(cè)的發(fā)展趨勢(shì)，克服探針現(xiàn)有的弊端，開(kāi)發(fā)新型探針及其標(biāo)記技術(shù)，將提高活細(xì)胞藥物體內(nèi)示蹤的準(zhǔn)確性和特異性，促進(jìn)活細(xì)胞藥物的體內(nèi)動(dòng)態(tài)過(guò)程研究，為活細(xì)胞藥物的研發(fā)和臨床應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

表1 各種活細(xì)胞藥物體內(nèi)成像技術(shù)的比較