APT揭开游离蛋白质的神秘面纱

探索蛋白质及氨基在体内的代谢转移对于相关疾病的临床研究具有重要意义。由于蛋白质中的氢原子被紧密束缚，磁共振常规技术无法对其实现直接探测。

APT(Amide Proton Transfer) 是一种反映蛋白质分布状况的磁共振成像技术，可通过高分辨图像来评估肿瘤、脑卒中、老年病等重大疾病的蛋白质表达，为临床诊断与治疗提供重要信息。

1998年，约翰霍普金斯大学的 Peter van Zijl 所在组研究乳腺癌时发现8.3ppm处有明显谱线，其强度随酸碱性变化，为日后APT的发明做了铺垫。 2003年，JHU的周进元和Peter van Zijl等人在飞利浦磁共振上首次实现了活体内自由蛋白质和氨基酸的磁共振探测，称之为APT。

2011年，飞利浦德国的磁共振科学家Keupp J等人首次利用MultiTransmit 4D 多源发射技术大幅延长射频饱和时间; 周进元等人利用APT区分基于小鼠模型的肿瘤复发和放疗引起的坏死; 飞利浦科学家赵旭娜等人首次将APT用于人类脑急性脑卒中，发现其与环境的PH 值相关。2014年，德州西南医学中心的Koji Nagayama等人发现APT可以作为一种评估肿瘤复发和治疗效果的早期生物标志物。

当采用某种射频对位于相对于水+3.5ppm的氨基质子进行连续的照射后，氨基质子与水质子之间发生化学交换。在远离水的位置对感兴趣的氢质子进行射频照射会间接导致水信号的下降，毫摩尔/亚毫摩尔浓度量级的氨基质子通过化学交换的增强机制放大到摩尔量级，真正实现分子水平的无创磁共振成像。

APT 主要测定位于+3.5ppm的氨基质子的化学转移特性，可以获得高分辨的活体自由蛋白质的氨基化合物质子的信息。APT能应用于导致氨基质子浓度改变的疾病，例如脑肿瘤、阿尔茨海默和帕金森等退行性疾病，以及组织PH变化的疾病如脑卒中的研究。

对现代医学影像发展而言，从分子水平来探讨人体生理状态的变化是早期诊断与治疗的关键所在。基于磁共振的分子影像技术主要依赖于特异性分子探针的发展，而外源性分子探针被直接应用于人体还有很多的技术难点需要克服。 基于内源性分子探针的APT 磁共振成像技术可以安全被应用于人体，是理想的分子磁共振成像手段。