近日,国际医学磁共振学会(International Society for Magnetic Resonance in Medicine, ISMRM)旗下期刊Journal of Magnetic Resonance Imaging (JMRI)在线发表了哈佛医学院麻省总医院放射系Peter Caravan教授代表JMRI编委会撰写的编委评论,述评了医学影像研究所朱江课题组“OATP介导的Mn(II) 肝胆特异磁共振造影剂用于肝细胞癌(HCCs)诊断”的研究工作(A New OATP-Mediated Hepatobiliary-Specific Mn(II)-Based MRI Contrast Agent for Hepatocellular Carcinoma in Mice: A Comparison With Gd-EOB-DTPA)。在该评论中,Caravan教授认为这项研究为发展生物相容性好的小分子锰基或铁基等非钆造影剂来解决临床钆基造影剂(Gadolinium-based contrast agents,GBCAs)的潜在安全性问题提供了可资借鉴的思路。
基于钆基造影剂增强的磁共振成像广泛用于临床磁共振诊断领域,在提高病变组织与正常组织间的对比度、缩短成像时间等方面起到关键作用,可为肿瘤等软组织病变的早期诊断、预后和治疗策略制定提供重要影像学依据。近年来发现“肾源性系统纤维化”和“钆离子脑沉积”与钆基造影剂的使用密切相关,其安全性问题备受关注,欧美已限制了动力学稳定性差的线性结构钆基造影剂的临床应用。基于普美显(Primovist®,Gd-EOB-DTPA)增强的磁共振成像是肝脏疾病诊断的影像学“金标准”。但值得注意的是,临床唯一一款肝胆特异钆基造影剂普美显也是动力学不稳定的线性结构钆基造影剂。
针对上述问题,朱江课题组以生物相容性更佳的Mn(II)为顺磁金属中心,设计合成了结构特征为有机阴离子的新型Mn(II) 造影剂Mn-BnO-TyEDTA。研究表明,上述设计显著改善了造影剂体内的组织分布行为,Mn-BnO-TyEDTA的体内清除途径与普美显(Gd-EOB-DTPA)相似且肝脏对比增强优于普美显。通过BSP抑制肝脏摄取成像,造影剂组织器官分布和细胞摄取实验证明了Mn-BnO-TyEDTA的肝脏靶向机制为正常肝细胞高表达的有机阴离子转运多肽(OATPs)介导的两亲阴离子造影剂的肝细胞摄取。该研究相关成果已在药物化学TOP期刊Journal of Medicinal Chemistry发表,药学院2018 级硕士研究生陈柯宇和放射医学2017级研究生李盼为共同第一作者2。
在上述工作的基础上,通过构建原位肝细胞癌小鼠模型,临床3.0 T MRI小鼠成像研究表明,相同剂量的Mn-BnO-TyEDTA和Gd-EOB-DTPA在肿瘤、肝脏和肌肉中的增强模式几乎相同,两种造影剂在病灶处都可产生的非常高的正常肝组织与肿瘤的对比噪声比(∆CNRliver-to-tumor),对肝细胞癌具有相同的诊断能力。相关研究成果已在Journal of Magnetic Resonance Imaging发表,基础医学院放射医学2020 级硕士研究生薛媛和临床医学系2016级本科生肖斌同学为共同第一作者3。医学影像研究所科研助理夏倩和钟磊两位老师,基础医学院放射医学2019级硕士研究生朱春蓉同学分别在本文中Mn-BnO-TyEDTA的合成和影像学研究也做出了重要贡献。
上述研究工作为进一步开发基于OATP转运机制的分子探针奠定了基础,有望用于肝功能精准评估和激素相关肿瘤的早期诊断。
责任编辑:陈飞宇