磁共振成像造影剂研究新进展汇总Word文档下载推荐.docx
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胆系统排泄的肝胆专用对比剂可用于提高肝脏MR成像效果。
目前应用于临床的对比剂包括Mn-DPDP、Gd—BOP—TA和Gd-EOB-DTPA,可在T1W1上使得肝脏显著强化H]。
①钆鳌合物:
Gd-DTPA是以钠盐或葡甲胺盐的形式用于临床。
产生了渗透压偏高的问题,为改变这一情况并调节其体内分布,通过对DTPA结构修饰合成了许多DTPA衍生物作为配体,如非离子型的衍生物钆喷酸二酰甲胺(Gcl-【)TPA-BMA)已进入临床应用。
此外,螫合剂四氮十二环四乙酸(DOTA)和羟丙基四氮十二环三乙酸(Hp-D03A)与Gd”形成大环配体螯合物也已进入临床。
Gd—DTPA主要用于中枢神经系统的磁共振成像,但对某砦器官造影不够理想。
顺磁性配合物可借助多糖、多肽、生物大分子、脂质体的特殊性质靶向于特定组织。
Kabalka等在脂质体水相中包封水溶性金属螯合物。
在脂质体双分子层包入金属螯合物脂溶性衍生物,这种方法打破了Gd-DTPA用于中枢神经系统的局限。
将配体DTPA的结构改造,在该分子两端引入对肝细胞表面去唾酸糖蛋白受体有靶向识别作用的胁半乳糖基团。
制备非离子型肝靶向的MRI造影剂,在家兔的磁共振成像实验中表明,该造影剂具有肝靶向。
顺磁性金属Mn”与聚酯型大分子胺羧配体形成的电
万方数据
中性大分子配合物,用生理盐水配成浓度为0.2mol/L的溶液,用于大白鼠肝部MRl造影,35min后成像强度是未使用造影剂130%。
聚乙二醇(PEG)具有良好的生物相容性,由其制得的大分子配合物Gd—DTPA-PEG,不仅弛豫率高并可作为血池造影剂,能准确诊断肺血栓。
含有顺磁性Fe3+的硫酸软骨素铁胶体(chondroitinsulfate
iron
colloid)
也是一种有潜力的肝靶向造影剂,静脉滴注后迅速被肝脏网状内皮系统吞噬,能有效地缩短T2,德国先令公司生产的马根维显(magnevist)也属此类产品。
钆与芳香环的鳌合物有较高的亲脂性,能被肝细胞摄取并经胆汁排泄。
对比剂分子进入肝细胞后,与细胞内的蛋白质相互作用,使组织的T1值缩短¨
]。
属于此类的对比剂有:
先灵公司的Gd-EOB-DTPA和博莱克公司的Gd—BOPTA(莫迪司)等。
推荐使用剂量为每千克体质量0.1mmol,有很高的安全性。
莫迪司已经进入国内市场,这种对比剂既可作为细胞外液对比剂进行动态增强扫描,注射40~120rain扫描有可获得肝细胞特异性信息,还可进行排泌法MR胆管成像。
Gd—BOPTA的主要生化特性与非特异性细胞外间隙对比剂(如Gd—DTPA)相似,但代谢途径和弛豫率与其他非特异性细胞外间隙对比剂不同,在含有生物大分子的溶液中(如小牛血清蛋白和人血浆),T1弛豫率约为G小DTPA的2倍,这主要因为Gd-BOPTA与上述的生物大分子作用降低了钆分子的共振频率,因此,增加了弛豫率。
动物实验表明,较低剂量的Gd—BOPTA即可明显增加弛豫率,并可达到理想的强化效果。
安全性方面,Gd-BOPTA对机体内在功能影响极小。
②锰鳌合物:
主要是奈科明公司生产的Mn—DPDP,商品名为泰乐影,是锰福地匹三钠的简称,其活性成分为Mn
dipyridoxyl
diphosphate,即金属元素锰与2
个链状连接的吡多醛一5,.磷酸的鳌合物。
Mn”是一种过渡元素,具有较强的顺磁性,能有效地缩短组织的T1时间[5],但游离Mn2+具有毒性。
为了既减少Mn”的毒性,又能保持其顺磁性。
就必须使血中游离Mn”尽量少,而使Mn2+呈结合状态。
与配体DPDP鳌合后即M卅DPDP。
该对比剂不良反应较明显,可引起恶心、呕吐、血压升高等,实验证明高剂量使用时可引起胎儿畸形,因而不能用于孕妇。
2.2肝细胞受体对比剂:
该对比剂的核心成分为较小超顺磁性氧化铁颗粒,表面用阿拉伯半乳聚糖(arabinogalactan)或无唾液酸基胎球蛋白(asialofetuin)等进行包裹,可通过肝细胞表面的无唾液酸基糖蛋白受体转运到肝细胞内,进入肝细胞后,在肝细胞的微粒体内分解出氧化铁颗粒。
产生很强的短T2效应。
该类产品的代表是Guerbet公司的AG-USPI()或BMSl80550以及用阿拉伯半乳糖包裹单晶氧化铁超小化合物(AG-MION)以受体方式传递进入细胞
山西医药杂志2009年10月第38卷第10期上半月ShanxiMedJ。
October2009,V01.38.No.10theFirst
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的方式被肝细胞吸收。
阿拉伯半乳聚糖(一种多糖)或者无唾液酸基的胎球蛋白(一种去唾液酸基的糖蛋白)是能与肝血窦的肝细胞表面存在的无唾液酸基糖蛋白受体(asialo-
glycoprotien
receptor)结合的配合体。
这些受体配合体复
合物进入细胞后,配合体在细胞的分解微粒体内降解,而受体则被分选送回胞质膜重新应用。
由于氧化铁颗粒是由肝细胞直接摄入而不是依赖库普弗细胞,所以受体性对比剂较网状内皮系统性对比剂肝脏摄入的氧化铁颗粒更多,分布更均匀,减少肝实质信号的作用更强【6]。
3网状内皮系统对比剂
超顺磁性氧化铁为典型的微粒对比剂,直径为30~
5000
nm的颗粒。
从血液中清除主要由肝脏的肝、脾的网
状内皮系统进行。
因此可以作为以网状内皮系统为靶器官的对比剂应用于肝,脾和淋巴结成像"]。
目前使用最多的Ferumoxides(AMI--25)(Guerbet生产)就是用葡萄糖包裹的氧化铁晶体。
按微粒的大小可分为超顺磁性氧化铁颗粒(SPIO)和超小氧化铁颗粒(USPIO)。
SPIO基本上显示T2效应(信号丢失),USPIO则有明确的T1缩短效应(T1wI上信号强度增加)。
此外,USPIO化合物在血液中的半衰期较长(超过300min)。
可作为一种血池对比剂。
由于该颗粒大小的物质主要经网状内皮系统清除,因而,静脉注射该类对比剂进入肝脏及脾脏的网状内皮细胞,产生短T2效应,在肝脏库普弗细胞可摄取对比剂颗粒。
由于正常肝脏存在库普弗细胞,而肿瘤内一般无或少含库普弗细胞,因而,对比剂能够增加肿瘤与肝脏实质之间的对比。
从而提高肝脏肿瘤的检出率。
这种新型化合物还可用于组织灌注成像和MR血管成像。
Ferumoxides是安全的对比剂,无严重的不良反应。
4口服胃肠道对比剂
一般根据其改变肠腔信号强度的特点,MRI口服胃肠道对比剂分为阳性对比剂和阴性对比剂。
由于某些对比剂的阳性或阴性对比效果会随脉冲序列(T1或T2)的改变而变化,因而出现了“双相对比剂”的概念。
4.1阳性对比剂:
阳性对比剂包括某些可提高肠道信号强度的食物或液体食物、油、脂肪以及与肠内容易混合的顺磁性物质等【8]。
德国先灵公司生产的胃肠道马根维显(Mag—
nevistEnteral。
ScheringA
G公司,Berlin,Germany)就是最
早期商品化的MRI胃肠道口服阳性对比剂之一。
4.2阴性对比剂:
阴性对比剂包括氟化物、气体、钡剂、氧化铁颗粒及高浓度的顺磁性物质等。
气体和钡剂可以像X线钡灌肠检查时那样注入直肠,造成肠腔信号降低。
但应用较为繁复,患者耐受性差。
国外可见报道的阴性MRI口服对比剂产品有全氟溴辛烷(Perfluorooctylbromide,Ima—gentGI公司).为氟化物,氟可以取代质子,消除氢质子产生的MR信号,造成无信号(protonvoid),且其致密低张,可快速越过肠内容进入小肠,30min到达结肠,对比效果明显;
顺磁性的氧化铁(FezO。
、FeaO。
)晶体颗粒.商品名
Lumirem(LaboratoriesGuerbet,Paris,France),为10nm
直径的氧化铁晶体包以一层无活性无毒性的硅氧烷,踌止铁被吸收及颗粒聚合;
超顺磁性铁氧体晶体,商品名Ab—doscans(Amersham公司。
Oslo,Norway)等。
这些铁颗粒主要是通过降低肠道内容物T2弛豫时间来降低肠道信号强度,对比效果明显,不良反应较轻[9j。
4.3双相对比剂:
即为某种可以在不同脉冲序列上产生不同对比效果(阳性对比和阴性对比)的MRI对比剂。
如枸橼酸铁铵制剂(ferricammoniumcitrate,FAC)和氯化锰制剂(商品名为Lumen
Hance,BraccoDiagnostic
Inc公司,
Milan,Italy)等均属于这类对比剂,可在T1加权像上提高肠腔的信号。
在T2加权像上降低肠腔信号,口服FAC后,胃肠道信号在T1加权像上增高,在T2加权像上信号降低,肠腔显示更清晰,尤其是胃、十二指肠,因而易与其他结构区分,能明显增加诊断胃、十二指肠和胰腺的准确度和特异性,对胃部的敏感度有明显的改善。
FAC作为阴性对比剂应用于MRCP时。
胃十二指肠腔内液体造成的背景信号得到明显抑制,相应地突出了胰胆管树的显像效果,病变造成的胰胆管形态改变如梗阻段长度、梗阻断端形态等细节显示更加清晰【l“。
5分子影像学对比剂的研究
磁共振成像分子水平的MR成像是建立在传统成像技术基础上,以特殊分子作为成像对象,其根本宗旨是将非特异性物理成像转为特异性分子成像[1“。
MR分子成像的优势在于它的高分辨力,同时可获得三维解剖结构及生理信息,这些正是核医学、光学成像的缺点。
5.1
超顺磁性探针:
主要包括超顺磁性氧化铁颗粒
(SPl0)、超微型超顺磁性氧化铁颗粒(USPl0)和单晶体氧化铁颗粒(MION)等。
SPIO直径40~400am,由Fe304和Fe。
0。
组成,外包碳氧葡聚搪,其氧化铁核心由若干个单晶体构成。
USPIO最大直径不超过30nm。
超顺磁性氧化铁的颗粒大小对其进入网状内皮系统的部位有较大影响,一般直径较大的SPIO主要为肝、脾的网状内皮系统所摄入,而USPIO颗粒小。
主要进入淋巴结组织及骨髓组织中。
Metz等(12’研究结果表明SPIo颗粒的血中清除率太快,不适合作为标记组织血管特征的探针。
而USPIO的半衰期较长(1~3h).增强效果明显,适合作为分子探针。
USPIO中的FerugloseClariscar是第1个用于乳腺MR临床试验的大分子对比剂。
MION的核心是单晶氧化铁,直
径为5nm.外围被数个纳米厚度的右旋糖苷包裹。
M10N
颗粒的整个大小与一些蛋白分子相近。
由于MION具有良好的生物学相容性,易于跨膜转运、合成、纯化和筛选工艺比较成熟及对MRI弛豫的影响已被研究清楚等优点,M10N被广泛应用于分子成像中。
5.2报告基因系统:
①酪氨酸酶一黑色素系统:
在酪氨酸酶~黑色素系统中.酪氨酸酶是催化合成黑色索的关键酶,黑色素能与铁高效结合,使MR的T1弛豫时间缩短。
TlwI信号提高。
Sosnovik等f13]的研究表明,MR信号的改变可反映酪氨酸酶基因的转移与表达情况。
②B-半乳糖
・926・山西医药杂志2009年】O月第38卷第10期上半月ShanxiMedJ,October2009,V01.38,No.10theFirst
苷酶系统:
钆螯合物是一种常规使用的MR对比剂。
Louie等¨
41在实验中发现p半乳糖可以阻断钆螯合物内部水的结合位点(阻断率约为40%),8-半乳糖与钆螯合物形成的结合物会使MR的弛豫降低;
但应用p半乳糖苷酶水解p半乳糖与钆螫合物形成的结合物后,钆螯合物又能被重新
释放出来,使弛豫率恢复。
如此,用MR监测B-半乳糖苷酶水解反应前后弛豫率的变化可以检测细胞内争半乳糖苷酶的活性从而用于疾病的诊断。
③转铁蛋白受体(TfR):
TfR主要分布于肝细胞、十二指肠黏膜细胞、表皮基底细胞、睾丸细精管,胰岛Langerhans细胞、胎盘绒毛膜和体滋养层以及骨髓早期红细胞等,其主要功能是实现铁(Fe)自细胞外向细胞内的转运。
脑组织内Fe、Tf和T{R的分布、转运和表达与脑外组织有很大差别,脑组织变性疾病的发生、发展与脑内Fe的异常增高有很大关系,因此了解脑组织Fe的分布和含量对于此类疾病的诊断有很大价值Ⅲ】。
6脂质体对比剂
脂质体是具有类似生物膜结构的磷脂双分子层微球,其组成主要是各种脂质和脂质混合物(如磷脂、胆固醇)等。
在特定条件下,磷脂分子中极性头部与极性头部相结合,非极性尾部与非极性尾部相结合,从而形成一个稳定的双分子层结构。
而胆固醇在膜中主要起着改变纯磷脂层性质的作用,调节膜结构“流动性”的作用。
在脂质体制备或通过脂质体膜修饰的过程中,将螯合金属的活性基团(如DTPA)与脂质膜中疏水或亲水基团结合,依据结合的部位不同,可将脂质体对比剂分为2种:
金属基团(Gd或Mn)与特定的螯合物结合,然后与脂质体双分子层的亲水基团结合,对比剂包封于脂质体膜内;
螯合物经过疏水基团的化学修饰,通过疏水基团将对比剂结合于脂质体表面。
根据脂质体包被对比剂种类的不同,可制备出阳性(如含Gd、Mn类)或阴性(如SPIO)MR对比剂。
进入机体内
的脂质体对比剂被分为被动靶向和主动靶向性2种,前者指静脉注射后在体内某些组织或器官内自然聚集(主要被富含网状内皮细胞的肝脾摄取);
后者是通过在脂质体表面装配特异性归巢装置,使其靶向到特异性组织,或是通过改变脂质双层的磷脂组成,使脂质体在某些物理条件下不稳定,从而在特定的靶器官释放出对比剂[1“。
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(收稿日期:
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作者简介:
马强,男,1977年8月生,医师,首都医科大学附
属北京友谊医院,100050
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