RSNA2019分子影像學(xué)

穆可濤，張巨，田甜，朱文杰，劉棟，黃義，朱文珍

中樞神經(jīng)系統(tǒng)

Zhang等利用溶劑熱合成法制備疏水型多功能上轉(zhuǎn)換納米粒子(UCNPs)，并對(duì)其進(jìn)行生物素化獲得bion-UCNPs，結(jié)果顯示bion-UCNPs具有均勻的粒徑(約25 nm)，具有良好的分散性和低毒性,弛豫率為6.124 mM-1S-1。通過(guò)激光掃描共聚焦顯微鏡觀察，GL261膠質(zhì)瘤細(xì)胞對(duì)生物素化的納米探針相較于非生物素化探針具有更好的內(nèi)吞作用，且生物素受體預(yù)飽和后，膠質(zhì)瘤細(xì)胞的內(nèi)吞作用明顯減少。生物素化納米探針在膠質(zhì)瘤區(qū)域產(chǎn)生的T1信號(hào)在24 h內(nèi)均可通過(guò)MRI觀察到，且標(biāo)記的腫瘤區(qū)域隨時(shí)間增加而擴(kuò)大，結(jié)果表明bion-UCNPs可通過(guò)生物素受體有效靶向膠質(zhì)瘤，在膠質(zhì)瘤侵襲邊緣表現(xiàn)出明顯的T1增強(qiáng)作用，精確顯示散在膠質(zhì)瘤邊界周?chē)哪z質(zhì)瘤細(xì)胞。

Hou等建立C6膠質(zhì)瘤大鼠模型(n=26)，隨機(jī)分為治療組(n=13)和對(duì)照組(n=13)，治療組大鼠給予貝伐珠單抗7天，分別于治療后第0、1、3、5、7天進(jìn)行常規(guī)MRI和DCE-MRI掃描，動(dòng)態(tài)觀察腫瘤體積及MRI參數(shù)，第7天取腫瘤組織進(jìn)行病理檢查。結(jié)果顯示治療組在貝伐單抗治療后第7天的腫瘤體積及腫瘤體積變化率明顯小于對(duì)照組。治療組Ktrans、Kep值降低，而對(duì)照組升高;Ve在治療組升高，而在對(duì)照組降低。治療后第5天和第7天，兩組的MRI參數(shù)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明DCE-MRI可實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)評(píng)估膠質(zhì)瘤抗血管生成治療的早期效果。

膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(GBM)是惡性的Ⅳ級(jí)膠質(zhì)瘤，由于藥物無(wú)法通過(guò)血腦屏障，化學(xué)療法和新型分子策略常常會(huì)失敗。AG-488(FLAG-003)是一種新型配體，在腫瘤細(xì)胞和癌癥小鼠模型中具有確定的抗血管生成和抗微管特性。前期研究顯示AG-488可縮小GBM腫瘤體積并延長(zhǎng)生存期。Carberry等利用正電子發(fā)射體11C進(jìn)行放射性標(biāo)記AG-488獲得11C AG-488，在靜脈內(nèi)注射50～100 μL11C AG-488后獲得60 min動(dòng)態(tài)MicroPET/CT圖像。MicroPET成像顯示了在心臟、肺和肝臟中的分布以及良好的BBB滲透，表現(xiàn)為隨著時(shí)間的推移，最初的示蹤劑攝入量增加，并且在大腦中顯著滯留，表明11C AG-488具有良好的BBB滲透性，有助于加快GBM靶向藥物的開(kāi)發(fā)，且PET提供了一種實(shí)時(shí)工具來(lái)評(píng)估藥物動(dòng)力學(xué)。

Sun等研制一種可用于長(zhǎng)期體內(nèi)和體外單個(gè)細(xì)胞示蹤的超靈敏磁共振對(duì)比劑，其在交變磁場(chǎng)(AMF)干擾下可使溶酶體逃逸到細(xì)胞質(zhì)中。用Fe含量50 μg/mL的渦旋磁氧化鐵納米環(huán)(FVIOs)標(biāo)記SD大鼠的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(BMSCs)。分別對(duì)1組、5組和10組標(biāo)記的BMSCs進(jìn)行了體外MRI檢查。在體內(nèi)成像時(shí)，通過(guò)立體定向定位技術(shù)將10、100和1000個(gè)標(biāo)記的BMSCs注入SD大鼠大腦，采用7.0T MRI行磁敏感加權(quán)成像。培養(yǎng)1 h后，加入AMF進(jìn)行連續(xù)干擾。培養(yǎng)23 h后在共聚焦顯微鏡下觀察骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞染色及溶酶體逃逸效應(yīng)。再利用綠色熒光蛋白(GFP)標(biāo)記-BMSCs與FVIOs以相同的方法共培養(yǎng)，并根據(jù)細(xì)胞數(shù)量移植到SD大鼠的紋狀體中，進(jìn)行長(zhǎng)期的磁共振檢測(cè)。結(jié)果顯示，在體外MRI圖像中，單個(gè)FVIOs標(biāo)記的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞信號(hào)與對(duì)照組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。體內(nèi)MRI圖像顯示至少有10個(gè)移植的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞可以被強(qiáng)MRI信號(hào)檢測(cè)到。共聚焦結(jié)果還表明，在BMSCs與FVIOs共培養(yǎng)早期，AFM干擾可成功促進(jìn)FVIOs在10 min內(nèi)從溶酶體逃逸到細(xì)胞質(zhì)中。同樣的FVIOs標(biāo)記的GFP-BMSCs被移植到大鼠的大腦中，8周后仍在7.0T MRI上可以檢測(cè)到。免疫熒光組織化學(xué)分析顯示，部分移植細(xì)胞仍然存活，與MRI檢測(cè)到的信號(hào)位置一致。以上表明FVIOs具有超高的MRI靈敏度，可以準(zhǔn)確地在體內(nèi)外追蹤單個(gè)細(xì)胞，并在交變磁場(chǎng)的干擾下使溶酶體逃逸至細(xì)胞質(zhì)中，為干細(xì)胞的進(jìn)一步治療提供了強(qiáng)有力的示蹤技術(shù)支持，促進(jìn)干細(xì)胞治療更快更好地進(jìn)入臨床。

Zhang等構(gòu)建了基于超微超順磁氧化鐵納米顆粒的肽靶向納米探針(PA-USPIONs)，從而實(shí)現(xiàn)高選擇性及敏感性的致癲癇區(qū)域T1MR成像。在紅藻氨酸介導(dǎo)的小鼠癲癇模型中，胃酶抑素A(PA)可以特異性針對(duì)P-糖蛋白(P-gp)過(guò)表達(dá)的致癲癇區(qū)域，其被共軛于PEGylated USPIONs的表面。在室溫下使用3.0T MRI掃描獲得PA-USPIONs納米探針的弛豫率，體內(nèi)外生物安全性也被進(jìn)一步分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是在體內(nèi)還是體外，相比傳統(tǒng)臨床使用的對(duì)比劑(Gd-DTPA)，PA-USPIONs納米探針具有更好的T1強(qiáng)化程度和更高的r1弛豫率；更重要的是其對(duì)腦組織，在組織學(xué)和血液學(xué)的檢測(cè)中表現(xiàn)出良好的生物相容性，這項(xiàng)技術(shù)在精確切除致癲癇區(qū)域方面展現(xiàn)出良好的應(yīng)用潛力。

心血管及呼吸系統(tǒng)

肺疾病的影像學(xué)表現(xiàn)和病情嚴(yán)重程度有時(shí)并不完全相符，Molotkov等試圖構(gòu)建一種可量化的檢測(cè)方法以評(píng)估氣血屏障的完整性。他們使用鼻內(nèi)遞送脂多糖(LPS)構(gòu)建急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)模型，遞送LPS 72 h后，對(duì)小鼠模型靜脈注射Cy7-或68-鎵(68Ga)標(biāo)記的鼠白蛋白，2 h后使用MILabs光學(xué)成像(OI)/CT平臺(tái)以及Inveon PET掃描儀進(jìn)行小鼠成像。肺計(jì)數(shù)分別采用光學(xué)成像和PET獲取和量化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)LPS遞送后72 h Cy7-白蛋白在肺上的活度顯著升高，同時(shí)伴隨門(mén)控CT上的異常表現(xiàn)及支氣管肺泡灌洗液Cy7-白蛋白量的異常；為解釋這些發(fā)現(xiàn)，他們使用68Ga放射性標(biāo)記白蛋白，發(fā)現(xiàn)肺損傷72 h后，標(biāo)記后白蛋白的PET結(jié)果與光學(xué)成像結(jié)果相關(guān)，證明了肺的病理活動(dòng)，提示異常的上皮滲透率；得出的結(jié)論為68Ga標(biāo)記的白蛋白可被用作量化異常上皮滲透率的放射性示蹤劑，用于提示包括ARDS在內(nèi)的一類(lèi)肺病理變化。此外，Cy7-白蛋白光學(xué)成像作為潛伏期68Ga標(biāo)記白蛋白的替代品可提供高通量篩查作用，從而逆轉(zhuǎn)潛在疾病進(jìn)程。

侵襲性真菌感染在免疫抑制患者中十分常見(jiàn)，并可危及患者生命。Shaikh等收集28例確診為侵襲性真菌感染的患者，均接受抗真菌藥物治療，并在治療前及治療中多個(gè)不同時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行FDG-PET/CT規(guī)范化掃描。對(duì)每一次FDG-PET/CT掃描，通過(guò)觀察病灶的總糖酵解率、代謝體積、最大標(biāo)準(zhǔn)吸收值、標(biāo)準(zhǔn)吸收峰值等參數(shù)評(píng)估抗真菌療效并進(jìn)一步指導(dǎo)臨床診療過(guò)程。最終共完成98次FDG-PET/CT掃描，F(xiàn)DG-PET/CT檢查徹底改變了50%患者的治療決策，病灶總糖酵解率及代謝體積可預(yù)測(cè)抗真菌治療效果。表明FDG-PET/CT對(duì)于檢測(cè)侵襲性真菌感染治療療效、指導(dǎo)治療決策有重要意義。

Liu等將雄性SD大鼠隨機(jī)抽取分配入實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組。大鼠麻醉后開(kāi)胸結(jié)扎左前降支冠脈制成AMI模型。25 μg/mL的超順磁氧化鐵結(jié)合0.75 μg/mL的L-poly-lysine標(biāo)記的骨髓間葉干細(xì)胞(BMSCs)48 h，隨后BMSCs被收集并注射入梗死區(qū)域，建模后第1天和第14天行MRI檢查。左室射血分?jǐn)?shù)(LVEF)及其他心功能參數(shù)、心肌張力、形態(tài)學(xué)改變、信號(hào)改變使用CVI42軟件進(jìn)行分析，客觀評(píng)估BMSCs對(duì)AMI的療效。結(jié)果顯示，實(shí)驗(yàn)組SPIO標(biāo)記區(qū)域的信號(hào)強(qiáng)度顯著低于對(duì)照組(P<0.001)。舒張末期容積(EDV)、收縮末期容積(ESV)、LVEF在第1天和第14天的實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，第1天的PSR和PSC在實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組間差異亦無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；但在第14天時(shí)，對(duì)照組的徑向應(yīng)變峰值(PSR)和環(huán)向應(yīng)變峰值(PSC)顯著低于實(shí)驗(yàn)組(P<0.05)。研究結(jié)果表明BMSCs對(duì)AMI的治療在EDV、ESV和LVEF方面沒(méi)有表現(xiàn)出顯著改善，但是延遲了心肌張力的損傷，MRI可以用于評(píng)估SPIO標(biāo)記的BMSCs治療AMI的效果。

Mohamed等使用光譜光子計(jì)數(shù)計(jì)算機(jī)斷層攝影(SPCCT)的K邊緣成像和金納米顆粒定量檢測(cè)動(dòng)脈粥樣斑塊內(nèi)的巨噬細(xì)胞成分，對(duì)7只動(dòng)脈粥樣硬化和4只非動(dòng)脈粥樣硬化的NZW兔注射金納米顆粒，使用SPCCT進(jìn)行K邊緣成像，基于主動(dòng)脈壁內(nèi)金-K邊緣圖像的衰減定量分析斑塊內(nèi)的金濃度；并進(jìn)行透射電子顯微鏡(TEM)和免疫組化檢查，以確認(rèn)巨噬細(xì)胞對(duì)金納米粒子的攝取。結(jié)果顯示，注射金納米顆粒后SPCCT的常規(guī)圖像和K邊緣圖像上血管腔均顯示為增強(qiáng)效應(yīng)，但只有K邊緣圖像能顯示出斑塊的增強(qiáng)改變，TEM和免疫組化的結(jié)果證實(shí)巨噬細(xì)胞中有大量金納米顆粒沉積。研究結(jié)果表明，使用SPCCT的K邊緣成像和靜脈注射金納米顆粒對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊中的巨噬細(xì)胞進(jìn)行無(wú)創(chuàng)性定量檢測(cè)，有助于動(dòng)脈粥樣硬化的診療和預(yù)后預(yù)測(cè)，特別是冠狀動(dòng)脈粥樣硬化的成像。

脂肪組織

Chen等利用MRI觀察老鼠體內(nèi)鳶尾素對(duì)白色脂肪組織褐變的誘導(dǎo)作用，給7只雌鼠腹膜內(nèi)注射鳶尾素與鹽水適量。注射前與注射后14天掃描T1WI與化學(xué)位移選擇成像測(cè)量白色脂肪組織的體積及信噪比。結(jié)果顯示早期的白色脂肪細(xì)胞成功被培養(yǎng)并成熟化，被鳶尾素干預(yù)后，隨著鳶尾素的濃度增加，白色脂肪細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的表達(dá)水平顯著增加；MRI提示皮下、內(nèi)臟及總白色脂肪組織的體積和信噪比均較對(duì)照組顯著減少，表明脂類(lèi)分解減少而褐變?cè)黾?；鳶尾素組白色脂肪組織顯示的區(qū)域顯著減少，而蛋白質(zhì)表達(dá)水平顯著增加。研究結(jié)果證實(shí)MRI可無(wú)創(chuàng)性評(píng)價(jià)鼠內(nèi)鳶尾素對(duì)白色脂肪組織褐變的誘導(dǎo)作用。鳶尾素在誘導(dǎo)白色脂肪組織褐變過(guò)程中有潛在重要作用，可用于代謝疾病的治療研究，且MRI可在此過(guò)程中發(fā)揮重要的監(jiān)測(cè)作用。

內(nèi)臟脂肪轉(zhuǎn)化為棕色脂肪對(duì)降低代謝疾病風(fēng)險(xiǎn)十分有利，但這項(xiàng)研究受限于褐變過(guò)程中的轉(zhuǎn)化抵制及體內(nèi)無(wú)創(chuàng)成像技術(shù)的匱乏。Scotti等利用縱向Z光譜MRI測(cè)量轉(zhuǎn)基因鼠模型的脂肪沉積大小及脂肪水分?jǐn)?shù)來(lái)觀察白色脂肪組織褐變過(guò)程，轉(zhuǎn)基因小鼠連續(xù)2周每天喂食定量β3-AR興奮劑，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前及開(kāi)始后4天、10天、15天依次掃描4次9.4T MRI。在T2WI上測(cè)量腎周脂肪沉積大小，結(jié)合化學(xué)交換飽和轉(zhuǎn)移(CEST)序列的Z光譜成像計(jì)算每一層的脂肪水分?jǐn)?shù)。研究結(jié)果顯示，在腎上腺素藥物長(zhǎng)期作用的小鼠變異模型中，Z光譜成像證實(shí)了白色脂肪組織的褐變。內(nèi)臟脂肪與代謝疾病的高風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)，褐變過(guò)程中存在轉(zhuǎn)化抵制，監(jiān)測(cè)褐變過(guò)程可指導(dǎo)代謝疾病的治療。

目前部分研究指出大部分成人的棕色脂肪細(xì)胞可經(jīng)腎上腺素系統(tǒng)激活，一旦激活，細(xì)胞產(chǎn)熱將影響身體的能量平衡，可在體重管理上發(fā)揮重要作用。Kumar等將6位成人隨機(jī)分成兩組,分別暴露在冷環(huán)境中1 h或攝取腎上腺素系統(tǒng)興奮劑3 h后完成15O-水及18F-FDG PET/CT掃描，計(jì)算鎖骨上棕色脂肪組織的血流和糖攝取。結(jié)果顯示在冷環(huán)境暴露下，棕色脂肪組織血流、氧消耗、全身日能量消耗均較興奮劑攝取組明顯增加。研究結(jié)果證實(shí)使用興奮劑是可以激活棕色脂肪組織產(chǎn)熱的，但是激活效果不如暴露在冷環(huán)境下。與冷環(huán)境暴露這種天然的棕色脂肪激活方式相比，藥物學(xué)刺激身體能量消耗只是一種微不足道的方法，不適合用于生活中的體重管理。

肝腫瘤

二階近紅外(NIR Ⅱ)分子探針光聲成像用于腫瘤診斷在過(guò)去幾十年里引起了極大的重視，但是其在用于診斷原發(fā)性肝癌方面仍有巨大挑戰(zhàn)，主要緣于肝臟血管豐富以及缺乏特異性探針。Hai等檢測(cè)了精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸環(huán)肽(cRGD)共軛超微CuS@BSA-RGD NPs并封裝牛血清蛋白(BSA)，在1064 nm處顯示出高吸收。封裝BSA使得NPs具有良好的生物相容性，并展現(xiàn)出優(yōu)秀的耐光性和生理穩(wěn)定性，cRGB的共軛可以提高腫瘤對(duì)NPs的攝取。深部組織的光聲圖顯示出低背景，這是由于生物組織在NIR Ⅱ窗光吸收較低以及光子散射。NPs在荷瘤小鼠的腫瘤中獲得了良好的濃聚，實(shí)現(xiàn)了高敏感性的光聲可視化，該NPs在體內(nèi)和體外均無(wú)毒，展現(xiàn)出在原發(fā)性肝癌檢測(cè)方面的巨大潛力。

Salamon等對(duì)不同氧化鐵示蹤劑在體外肝腫瘤模型熱消融過(guò)程中，使用磁性離子成像(MPI)監(jiān)測(cè)溫度變化，在體外肝組織模型中加入不同的氧化鐵示蹤劑(L93、Bayer-Schering、LS008、Load Spin Labs、MM4、TOPASS GmbH，濃度為0.1～0.5 mg/mL)，在銅線加熱肝組織模型的過(guò)程中使用MPI系統(tǒng)監(jiān)測(cè)溫度變化。結(jié)果顯示，在加熱過(guò)程中MPI系統(tǒng)中所有示蹤劑的信號(hào)均增加，其中L93隨溫度變化的敏感性最高。研究結(jié)果表明，MPI適用于監(jiān)測(cè)肝臟腫瘤消融模型中的溫度分布和變化，其靈敏度取決于所使用的示蹤劑。在消融手術(shù)過(guò)程中使用MPI進(jìn)行實(shí)時(shí)和3D監(jiān)測(cè)可優(yōu)化并引導(dǎo)腫瘤消融。

新型示蹤劑

早期診斷肝纖維化對(duì)避免病情繼續(xù)進(jìn)展為肝硬化具有重要意義，但目前缺乏有效的影像學(xué)手段。Wu等利用靶向納米顆粒BaBiF5@PDA@HA作為寶石能譜CT(GSCT)對(duì)比劑來(lái)診斷肝纖維化，通過(guò)8周蛋氨酸及膽堿缺乏(MCD)飲食構(gòu)建肝纖維化小鼠模型，將正常飲食小鼠作為對(duì)照組，注射納米顆粒后測(cè)量CT值。相應(yīng)組織行天狼星紅染色以進(jìn)行病理學(xué)評(píng)估。結(jié)果顯示，在注射后10～80 min，實(shí)驗(yàn)組的CT值顯著高于對(duì)照組(P<0.0001)，最大差異出現(xiàn)在第30分鐘[(88.33±11.00)HU vs(47.78±3.53)HU]。實(shí)驗(yàn)組的能譜曲線顯示在30 min時(shí)單能量水平降低，CT值增高。此X線衰減特征使BaBiF5@PDA@HA在低單能量圖上具有診斷肝纖維化的潛力。40 keV水平單能量顯示出最高的CT值[(130.67±13.96)HU]，從而具有更強(qiáng)的敏感性；此外，40 keV水平影像與病理的對(duì)應(yīng)性也更好。

目前，標(biāo)記脂肪源性干細(xì)胞(ADSC)以體內(nèi)成像均需要在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對(duì)細(xì)胞進(jìn)行處理。臨床條件下，ADSC的獲取和種植均在一次手術(shù)內(nèi)完成。為了實(shí)現(xiàn)快速鐵標(biāo)記，Nejadnik等使用定制的微流體裝置，先將ADSC壓縮，恢復(fù)時(shí)細(xì)胞體積的變化會(huì)引起納米顆粒的對(duì)流和攝取。ADSC經(jīng)過(guò)摻入納米氧化鐵的微流體裝置，細(xì)胞鐵攝取水平利用DAB-普魯士藍(lán)、熒光顯微鏡以及ICP檢測(cè)。標(biāo)記和未經(jīng)標(biāo)記的ADSC體外及體內(nèi)(豬膝)樣本行MRI及MPI檢查。結(jié)果發(fā)現(xiàn)超過(guò)95%的ADSC獲得標(biāo)記，標(biāo)記組的鐵攝取量每個(gè)細(xì)胞超過(guò)1pg。氧化鐵納米顆粒標(biāo)記的ADSC表現(xiàn)出明顯更短的T2弛豫時(shí)間[(24.2±2.1)ms vs(79.5±0.8)ms，P<0.05]。注入豬膝標(biāo)記后的ADSC顯示出明顯更高的鐵沉積[(1.13±0.07)ug vs(0.008±0.003)ug，P<0.05]以及更低的T2弛豫時(shí)間[(33.0±6.2)ms vs(102.7±5.9)ms，P<0.05]，表明細(xì)胞鉆孔技術(shù)可以提供快速的ADSC納米鐵顆粒標(biāo)記，并可用于MRI和MPI檢測(cè)。

具有獨(dú)特空腔結(jié)構(gòu)的鐵蛋白是一種新興的基于蛋白質(zhì)的抗癌藥物納米平臺(tái)，可用于藥物的體內(nèi)傳遞，但這種單一載藥方式的效果仍不夠理想。Chen等合成了一種新型鐵蛋白納米顆粒，阿霉素作為化療藥物包裹于鐵蛋白空腔結(jié)構(gòu)內(nèi)，再將放射增敏劑硫化鉍納米晶體鑲嵌在載藥鐵蛋白的多肽外殼上，分別在HeLa癌細(xì)胞和荷瘤鼠上進(jìn)行體外和體內(nèi)療效評(píng)估。結(jié)果顯示，鐵蛋白的多肽殼通過(guò)配位相互作用為硫化鉍晶體提供了成核位點(diǎn)，同時(shí)抑制了硫化鉍納米晶體的進(jìn)一步生長(zhǎng)，使硫化鉍納米晶體牢固地鑲嵌在多肽上，不僅可以增強(qiáng)鐵蛋白結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，防止藥物在體循環(huán)過(guò)程中的破裂泄漏，而且還可作為極好的CT對(duì)比劑和放射增敏劑，用于體內(nèi)的精準(zhǔn)影像和癌癥聯(lián)合治療，在體外和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)均得到有效抑制。研究結(jié)果表明，將硫化鉍納米晶體鑲嵌在包裹阿霉素的鐵蛋白的多肽殼上的設(shè)計(jì)思路，可用于活體內(nèi)CT精準(zhǔn)成像和聯(lián)合化療，進(jìn)一步拓寬了鐵蛋白在納米藥物中的應(yīng)用。

腫瘤轉(zhuǎn)移是乳腺癌患者死亡的主要原因。上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化的標(biāo)志是纖連蛋白表達(dá)增加，與高危乳腺癌和轉(zhuǎn)移有關(guān)。Yao等合成靶向纖連蛋白的雙模式NIR-Ⅱ熒光和光聲納米探針，首先通過(guò)有機(jī)合成反應(yīng)得到NIR-Ⅱ染料，并通過(guò)包封產(chǎn)生納米點(diǎn)，再用五肽CREKA(Cys-Arg-Glu-Lys-Ala)進(jìn)一步修飾納米點(diǎn)得到具有靶向性的納米點(diǎn)(SQ@DSPE)，它與纖連蛋白結(jié)合，而纖連蛋白在快速生長(zhǎng)的乳腺癌的腫瘤微環(huán)境中含量很高。研究結(jié)果顯示，SQ@DSPE在915 nm處顯示出較高的吸收率，在1000 nm附近具有最大發(fā)射。配制的納米點(diǎn)可成功用于雙重NIR-Ⅱ熒光和NIR-Ⅰ光聲成像，用于精確的無(wú)創(chuàng)血管造影。以CREKA修飾的靶向納米點(diǎn)的協(xié)同雙峰成像具有較高的特異性和敏感性，以CREKA修飾的靶向納米點(diǎn)的協(xié)同雙峰成像對(duì)精確顯示乳腺癌具有較高的敏感度和特異度。納米點(diǎn)的光熱轉(zhuǎn)換行為和光動(dòng)力活性使乳腺癌的光熱/光動(dòng)力療法(PTT/PDT)成為可能。研究結(jié)果表明，雙模態(tài)NIR-Ⅱ熒光和光聲納米點(diǎn)具有早期發(fā)現(xiàn)高危乳腺癌和轉(zhuǎn)移的潛力。

氧化鐵納米顆粒(ION)是臨床 MRI的常用對(duì)比劑，但信號(hào)始終受到內(nèi)源性鐵的影響，阻礙了ION的定量測(cè)量。Masthoff等將57Fe-ION MRI與激光剝蝕-電感耦合等離子體質(zhì)譜(LA-ICP-MS)相結(jié)合，用于區(qū)分非放射性與內(nèi)源性鐵(56Fe)，以評(píng)估ION的分布和長(zhǎng)期結(jié)果。健康的C57BL/6小鼠(n=5)注射57Fe-ION，在注射后2h、1d、3d、7d、30d 和 90d 進(jìn)行9.4T MRI掃描獲得T2WI，觀察ION 在肝臟、脾臟、腎臟和大腦中的分布。老鼠處死后提取器官進(jìn)行LA-ICP-MS分析，以量化57Fe和56Fe同位素比值。結(jié)果顯示，結(jié)合57Fe-ION MRI和LA-ICP-MS可評(píng)估ION的分布和長(zhǎng)期結(jié)果，基于ION的MRI鐵定量法可進(jìn)行細(xì)胞水平的鐵離子追蹤。

新的影像學(xué)成像方法

Jiang等通過(guò)流式細(xì)胞儀和Western blot檢測(cè)了不同細(xì)胞系(SW620，SW480，HCT8)的體外PD-L1表達(dá)，隨后近紅外染色標(biāo)記抗PD-L1單抗，并通過(guò)光學(xué)成像測(cè)試其檢測(cè)結(jié)直腸癌種植瘤小鼠PD-L1表達(dá)水平的能力。最后，基于體內(nèi)成像的結(jié)果對(duì)不同新鮮切除的組織行光學(xué)成像量化，以行生物分布研究。NIR-PD-L1-mAb最終的蛋白濃聚為47.9 μg/m，染色/蛋白比為1.954。SW620、SW480和HCT8細(xì)胞系表現(xiàn)出PD-L1的陽(yáng)性表達(dá)，SW620細(xì)胞系的PD-L1表達(dá)較其余兩個(gè)細(xì)胞系更高。體內(nèi)成像顯示SW620荷瘤小鼠具有最高的熒光信號(hào)，其次分別為SW480和HCT8。SW620荷瘤小鼠最高的熒光強(qiáng)度出現(xiàn)于注射后120小時(shí)，首先見(jiàn)于腫瘤，然后見(jiàn)于脾、肝。而SW480和HCT8荷瘤小鼠的最高熒光強(qiáng)度首先出現(xiàn)于脾，然后為肝和腫瘤。該研究結(jié)果顯示這三種細(xì)胞系中SW620表達(dá)更高的PD-L1，NIR-PD-L1-mAb可以特異性結(jié)合CRC細(xì)胞表面的PD-L1。這項(xiàng)技術(shù)可以安全地提供腫瘤的PD-L1表達(dá)水平信息，從而為制定治療方案和病情評(píng)估提供參考信息。

Kim等構(gòu)建human OATP 1B3 cDNA添加于CMV啟動(dòng)子(pCMVhOATP1B3)以介導(dǎo)OATP在靶細(xì)胞中的表達(dá)，為形成對(duì)照，Kim等進(jìn)一步使用空白質(zhì)粒搭配CMV啟動(dòng)子(pCMVblank)，上述DNA轉(zhuǎn)染非肝源性HEK 293細(xì)胞。Western blot和共聚焦顯微鏡用于檢測(cè)OATP蛋白表達(dá)。細(xì)胞在體外采用不同濃度的釓塞酸培養(yǎng)24 h，使用9.4T MRI掃描儀進(jìn)行檢查。OATP1B3免疫熒光染色后Western blot和共聚焦顯微鏡顯示pCMV-hOATP1B3轉(zhuǎn)染的HEK 293細(xì)胞膜產(chǎn)生了大量的OATP1B3蛋白。MRI試管試驗(yàn)顯示只有pCMV-OATP1B3轉(zhuǎn)染的細(xì)胞可以產(chǎn)生T1對(duì)比增強(qiáng)，當(dāng)釓塞酸濃度為1.2 μL/mL時(shí)效果最強(qiáng)。小鼠MRI顯示pCMV-OATP1B3轉(zhuǎn)染的HEK 293種植瘤而非對(duì)照種植瘤在釓塞酸強(qiáng)化之后顯示出對(duì)比增強(qiáng)并持續(xù)長(zhǎng)達(dá)9 h。該實(shí)驗(yàn)表明OATP1B3基因可被操縱以介導(dǎo)靶細(xì)胞OATP1B3的表達(dá)，從而在釓塞酸增強(qiáng)MRI上產(chǎn)生T1強(qiáng)化。此項(xiàng)技術(shù)具有非肝源細(xì)胞靶向選擇性成像的使用價(jià)值。

外泌體是細(xì)胞間信息傳遞的重要載體。Gerwing等通過(guò)色譜法和超速離心法分離了健康BALB/c小鼠血清或高度惡性4T1乳腺癌的外泌體，通過(guò)電子顯微鏡和western blot檢測(cè)純度。經(jīng)過(guò)DiR(750/780 nm)熒光染色標(biāo)記的外泌體注射入BALB/c小鼠，并通過(guò)FRI成像來(lái)評(píng)估其分布。體外成像后，肺和脾被染色作粒細(xì)胞、T細(xì)胞和B細(xì)胞FACS分析，從而識(shí)別免疫細(xì)胞成分的改變。結(jié)果發(fā)現(xiàn)高度惡性4T1細(xì)胞的外泌體相對(duì)于健康BALB/c小鼠血清的外泌體更易累積于轉(zhuǎn)移瘤的靶器官，如肺、肝和脊柱。流式分析發(fā)現(xiàn)肺免疫細(xì)胞中CD8+細(xì)胞毒性T細(xì)胞增加，CD4+輔助性T細(xì)胞減低，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了巨噬細(xì)胞的增加和單核細(xì)胞的減低，表明外泌體的聚集會(huì)改變轉(zhuǎn)移瘤靶器官的免疫細(xì)胞成分，且可被反射熒光成像(FRI)觀測(cè)到，這項(xiàng)技術(shù)可在評(píng)估實(shí)體瘤轉(zhuǎn)移方面提供有價(jià)值的信息。

電子順磁共振(EPR)的pO2圖像為準(zhǔn)確識(shí)別腫瘤內(nèi)的缺氧提供了一個(gè)放射性生物驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)。Gertsenshteyn等以EPR pO2圖像作為參考標(biāo)準(zhǔn)，采用DCE-MRI和PET-18F-MISO圖像進(jìn)行修正，以更好地預(yù)測(cè)臨床前模型中腫瘤的真性缺氧。研究結(jié)果表明，多模態(tài)成像方法提高了識(shí)別腫瘤內(nèi)缺氧的準(zhǔn)確性，可改善放射治療結(jié)果，促進(jìn)腫瘤治療。

CD38是多發(fā)性骨髓瘤的既定治療靶標(biāo)，幾乎所有骨髓瘤細(xì)胞均以高密度表達(dá)。Daratumumab是FDA批準(zhǔn)的治療性抗體，可直接與CD38結(jié)合。Ulaner等首次使用89Zr放射標(biāo)記的達(dá)拉他單抗進(jìn)行肱骨成像，89Zr-DFO-daratumumab在骨髓瘤患者的首次I期臨床試驗(yàn)中，成功實(shí)現(xiàn)了骨髓瘤的PET全身顯像。該抗體的PET成像具有骨髓瘤敏感性檢測(cè)的潛力，可用于治療完成后微小殘留病灶(MRD)的確定，預(yù)測(cè)Daratumumab治療的有效性，可作為骨髓瘤診療一體化平臺(tái)的重要組成部分。

顆粒酶B是一種絲氨酸蛋白酶，由活性CD8+ T細(xì)胞釋放，巨噬細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞促進(jìn)小顆粒介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。Capaccione等對(duì)無(wú)胸腺小鼠左肩注射脂多糖以誘導(dǎo)T細(xì)胞獨(dú)立免疫反應(yīng)，72 h后注射68Ga-NOTA-GZP并于注射后1 h行PET/CT檢查。PET-CT檢查結(jié)果顯示，與注射PBS的對(duì)照組相比，在注射LPS的左肩部位，68Ga-NOTA-GZP特異性結(jié)合。肝臟和膀胱可見(jiàn)非特異性攝取，提示清除途徑。在T細(xì)胞缺乏的動(dòng)物模型脂多糖注射處發(fā)現(xiàn)特異性的68Ga-NOTA-GZP聚合物，證實(shí)了顆粒酶B PET成像在研究先天性免疫反應(yīng)中的應(yīng)用價(jià)值。