RSNA2016 分子影像学

2016 年 RSNA 年会上 分子影像学方面的科学报告有 50 余篇，本文主要按照不同的系统分别进行综述。

中枢神经系统

血管生成在肿瘤增殖和侵袭中有重要作用 ， 与胶质母细胞瘤患者生存预后欠佳显著相关。通过对 41 例初诊为胶质母细胞瘤的患者 [ 平均年龄 (62.32±12.09) 岁 ] 进行研究，将分子及基因组学生物标志物（ TP53 、 Ki67 、 IDH 、 mTOR 和 EGFR 等） 与 MR 灌注成像参数值进行相关性分析， 灌注参数包括肿瘤强化区的 rCBV 均值和最大值以及 15% 、 25% 、 50% 、 75% 、 85% 百分位数和四分位数 间距，肿瘤强化周围区域的 rCBV 最大值。结果显示，肿瘤强化区 rCBVmax 、 50% 、 75% 和 85% 百分位数及四分位间距与 mTOR 之间有显著相关性（ P =0.047 ）。瘤周 rCBV 值 与 mTOR 和 EGFR 显著相关（ P =0.0183 和 0.0047 ）； Cox 回归分析显示，瘤周 rCBV 值 和年龄是对患者总生存期最有价值的预测指标（风险比 =1.290 和 1.063 ）。 ROC 曲线分析显示，瘤周 rCBV 值 比分子基因组学生物标志物的预后价值更好。肿瘤强化区以及周围区域在放射基因组学关联上的差异，提示胶质母细胞瘤可能通过 mTOR-EGFR 通路调控血管发生的差异，且瘤周 rCBV 预后价值更好，有助于指导临床针对肿瘤增殖和血管浸润进行靶向治疗。

构建一种基于 T ₁ -MRI 的超小型多模态纳米颗粒（ TAT/FITC-NaGdF4 ），它具有很高的纵向弛豫效应和荧光特性，采用 CCK-8 、 ELISA 酶联免疫吸附实验及流式细胞术分析测量 其 对 过继 T 细胞 的活性、增殖性及功能方面的作用，并将标记 T 细胞静脉输注入经原位接种 GL261 胶质瘤 C57/BL6 荷瘤鼠，在不同时间点扫描小鼠大脑的 T ₁ 加权像。 结果显示， TAT/FITC-NaGdF4 对过继 T 细胞的标记效能超过 95% ，且对过继 T 细胞短时及长期的活性、增殖能力、产生细胞因子的能力及表面受体表达水平之间并没有显著影响。 24h 内 C57/BL6 小鼠原位胶质瘤中的标记 T 细胞能够通过 MR-T ₁ WI 被敏感地检测到。 研究表明， TAT/FITC-NaGdF4 能够有效标记过继 T 细胞而不改变其特性，并且能够在活体原位胶质瘤中被 MR-T ₁ WI 敏感地检测到，可作为一种新的、高性能的基于 MR-T ₁ WI 的多模态对比剂。

基于 T 细胞的免疫治疗法为胶质母细胞瘤的治疗提供了一种极有前景的方法，但肿瘤的治疗效果难以进行实时监测。利用嵌合抗原受体（ chimericantigen receptor ， CAR ）技术将健康志愿者外周血内分离出来的 T 细胞经 EGFR Ⅷ -CAR 特异性人类嵌合抗原受体进行转导，并用 USPIO 标记 EGFRvIII-CART 细胞来 构建 USPIO-CART 细胞，将该细胞移植到 U87-EGFRvIII 胶质瘤裸鼠上，进行 MRI 和免疫 组化 检测。 7.0TMRI 和免疫组化结果显示， USPIO-CAR T 细胞聚集到胶质瘤中，并对荷瘤裸鼠具有显著的治疗作用。这项研究表明， MRI 可用于无创性、活体示踪 CAR-T 细胞分布和监控其治疗效果，对实体瘤的 CAR-T 免疫治疗的发展具有重要意义。

新型的基质金属蛋白酶（ MMP ）激活的光学成像探针能在活体内可视化 MMP 的活性。通过高脂饮食联合腹腔注射链脲佐菌素建立 2 型糖尿病模型。在 光动力血栓法 卒中发作后 3~6h 分别对野生型鼠和糖尿病鼠进行 CD28 腹腔注射，以促进内源性调节 T 细胞的表达，在中风后第 7 天进行明胶酶谱分析、免疫荧光染色、 T ₂ WI 和近红外荧光色谱 （ NIRF ） 成像。结果显示，与对照组相比， CD28 治疗 的实验组表现出更小的梗死体积，在糖尿病鼠中尤为明显。明胶酶谱分析、免疫荧光染色显示 MMP-9 的表达在 CD28 治疗的实验组中下降。 NIRF 显示在糖尿病卒中鼠中平均荧光信号强度比（ TBR ）增加，并在 CD28 治疗后显著下调 （ 糖尿病卒中组 2.05vs. 1.57 ；野生卒中组 1.78vs. 1.40 ） 。研究表明，用 CD28 扩增调节性 T 细胞可改善糖尿病卒中的预后。并且，通过非侵入性的金属蛋白酶激活的光学探针成功显示 MMP 活性和卒中结局。

AuNCs-MnO ₂ -SubMBs 由阳离子型聚合电解质 （ PAH- MnO ₂ NPs ） 、阴离子白蛋白模板化金纳米晶簇 （ BSA-AuNCs ） 和带负电荷的亚微米微气泡 （ SubMBs ） 组装制备， AuNCs 具有强烈的红色荧光 （ Ex/Em=520/710nm ） 和良好的 CT 增强能力。荧光可以被 MnO ₂ 有效地猝灭并在细胞中分解成 Mn ²⁺ ，而产生的 Mn ²⁺ 可用于对比增强 MRI 。 SubMBs 可用作聚焦超声（ FUS ）显像。 AuNCs-MnO ₂ -SubMBs 具有 MRI/NIRF/CT/FUS 多模态成像的能力。注射 AuNCs-MnO ₂ -SubMBs 并进行聚焦超声介导 BBB 开放之后， MRI/NIRF/CT 多模态成像中肿瘤区域均有显著强化。此外， Mn ²⁺ 的产生伴随着原位肿瘤中 O ₂ 和 PH 值的显著上升，可有效缓解肿瘤缺氧状态从而减轻酸化、抑制血管发生。成熟的 AuNCs-MnO ₂ -SubMBs 技术在诊断胶质瘤、综合调节肿瘤微环境方面具有极大的潜能。

酰胺质子转移（ APT ）成像 是一种基于组织内源性细胞蛋白产生 MRI 对比的分子成像技术。对未确诊胶质瘤的 24 例患者进行 APT 扫描。在神经导航系统中将 APT 成像中预设的感兴趣区标记到配准的临床 MR 图像上。 24 例患者共计进行 70 次 APT 成像 引导下的立体定向活检， 对肿瘤级别、细胞密度、坏死程度以及增殖性 等病理指标进行分析。结果显示，高级别样本 活检部位在 APT 成像上的 信号强度 （ 2.65% ± 0.96% ）显著高于低级别样本（ 1.82% ± 0.54% ； P <0.001 ）。活检部位的 APT 信号强度与细胞密度及增殖性具有高度相关关系。这项研究表明， APT 成像能显示不均质胶质瘤中最活跃及最具侵袭性的部分，有利于提高胶质瘤活检的采样精准性，尤其是在 Gd 对比剂增强图像上无明显强化的病变中 。

心血管系统

纳米颗粒可以通过高通透性和滞留效应（ EPR ）被动积聚在缺血组织中。由于外周动脉疾病（ PAD ）导致肌肉缺血和新血管形成，纳米颗粒积聚，从而可进行 PAD 分子成像。一项使用后肢缺血大鼠模型的研究表明， ⁶⁴ Cu-RGO-IONP-PEG 通过 EPR 效应被动地积聚在缺血组织中，且随着局部血流灌注恢复正常而减少。该纳米颗粒可以作为未来的治疗靶点，应用于 PAD 疾病的临床诊断和治疗。

目前临床用于 MRA 的对比剂存在循环时间短、 T ₁ 驰豫强度低和高渗漏率的缺点。通过两步热解法合成具有核 / 壳结构（ NaYF4 ： Yb/ Er @ NaGdF4 ）的 UCNPs ，再用 PEG 修饰制备 PEG-UCNPs 颗粒。将 PEG-UCNPs 颗粒用于大鼠 MRA 。结果显示， PEG-UCNPs 具有较好的分散性和稳定性，具有优越的 MRI 优势，如较高的松弛度（ r1=12.01mM ^-1 s ^-1 ），较长的循环时间（ t _1/2 =79.8min ）以及较低的渗漏率，保证了更好的成像质量。此项研究表明， PEG-UCNP 是一种高性能转换纳米探针， 使用 5mgGd/kg 的小剂量应用于 MRA 时 ，与临床常规 MR 对比剂的成像效果相比，靶血管系统显示更清晰。

利用 PET 研究超小金纳米颗粒（ Au ）的体内动态分布过程。 ⁶⁴ Cu-NOTA-Au-GSH 具有良好的稳定性和高放射性，在注射 24h 后，具有 >75 ％ ID 的 ⁶⁴ Cu-NOTA-Au-GSH 纳米颗粒被清除， ⁶⁴ Cu-NOTA-Au-GSH 的清除半衰期小于 6min 。动态 PET 成像能更准确地提供关于器官（例如心脏，肾脏和肝脏）中纳米颗粒快速清除的药代动力学的相关信息。研究表明， ⁶⁴ Cu-NOTA-Au-GSH 的动态 PET 成像解决了目前在准确和非侵入性器官动力学成像方面的挑战，并且为研究其他超小纳米颗粒的肾清除机制提供了非常有用的工具。、

光谱光子计数计算机断层扫描（ SPCCT ）可量化金纳米粒子在体内的器官生物分布动力学。将兔子静脉注射金纳米颗粒（ 250mgAu/kg ）。在 3s 、 30min 、 1w 和 1m 四个时间点进行 SPECT 扫描，测量主动脉、肝脏、脾脏、肾脏和骨髓内的金粒子的浓度。结果表明，金纳米颗粒在注射后 30min 内在血液内保持高浓度 [(4.9 ± 0.5)mg/mL] ，随后浓度降低，并在 1 周 [(1.8 ± 0.6)mg/mL] 至 1 个月 [(1.9 ± 0.5)mg/mL] 时保持相同的水平。肝脏和脾脏的摄取与血液的金纳米颗粒浓度相关，骨髓的早期摄取相对延迟。 SPCCT 能够评估金纳米颗粒的分布和体内药代动力学特征。

泌尿系统

⁶⁸ Ga-RM2 是一种合成的铃蟾肽受体拮抗剂，靶向位点是胃泌素释放肽受体（ GRPr ）。 GRPr 在前列腺癌（ PC ）中高度过表达，而它们在良性前列腺增生（ BPH ）和前列腺炎症组织中低表达。对 27 例生化复发性前列腺癌（ BCRPC ）的男性，注射 ⁶⁸ Ga-RM2 后行 PET-MRI 扫描。结果显示， 19 例有阳性发现； MRI 上 8 例有阳性发现。 ⁶⁸ Ga-RM2 可 产生高质量 PET 图像用于评估 BCRPC 患者的 GRPr 表达， ⁶⁸ Ga-RM2 可作为定位诊断前列腺疾病的有前景的 PET 放射性药物。

前列腺特异性膜抗原（ PSMA ） 已经成为复发性前列腺癌（ PCa ）患者的 PET 成像的有希望的靶标，其具有更高的肿瘤检测效能。共有 8 项针对 ⁶⁸ Ga-PSMA- 配体的 PET-CT 研究，包括 850 例患者（ 788 例疑似复发， 62 例新诊断的 PCa ）。至少在 52 ％的 PSA<0.5ng/ml （ n=89 ）、 58 ％的 PSA0.5~1.0ng/ml （ n=82 ）、 80 ％（ 71%~86 ％）的 PSA1.0~2.0ng/ml （ n=149 ）和 91 ％（ 88%~93 ％）的 PSA>2.0ng/ml （ n=535 ）患者中，在 ⁶⁸ Ga-PSMA- 配体 PET-CT 上 检测到一个病变。三项研究提供了基于病变的准确性信息（ 967 个病变），合并的精度分析显示敏感度为 0.84 （ 0.71~0.91 ），特异性为 0.98 （ 0.90~1.00 ），阴性预测值为 0.96 （ 0.89~0.99 ），阳性预测值为 0.92 （ 0.64~0.98 ）。研究表明， ⁶⁸ Ga-PSMAPET-CT 是一种有价值的检查方法，具有较高的诊断效能和肿瘤检测率，尤其对 PSA 水平低（ PSA<0.5ng / dl ）的疑似 Pca 患者 的诊断具有重要意义。

肿瘤检测

肝脏可以清除大部分的对比剂，肝恶性肿瘤的分子成像受到挑战。肝癌过度表达 CD146 且与其侵袭性及转移性相关。 89Zr-Df-YY146-ZW800 是一种抗 CD146 的双标记单克隆抗体，可用于 PET 和 NIRF 成像。 PET 和 NIRF 的图像显示 CD146- 阳性的 HepG2 肿瘤对该抗体的持续明显摄取。而 CD146- 阴性的 Huh7 和 CD146 阴性的 HepG2 肿瘤没有对该抗体的摄取增加。研究表明， 89Zr-Df-YY146-ZW800 具有用于 PET 和 NIRF 检查 CD146 特异性肝癌的良好性能。