中科院分子影像重点实验室与北京协和医院放射科开展医工交叉合作研究,研发一种新型靶向胰腺肿瘤Plectin的多模态成像分子探针,结合新型次纳米粒子成像(Magnetic Particle Imaiging)检测技术,实现胰腺肿瘤的在体精准成像检测。相关研究工作发表于医学权威期刊柳叶刀(Lancet)子刊EbioMedicine(SCI影响因子11.205,中科院JCR医学1区Top)。   

       胰腺癌是全球最致命的癌症之一,其5年生存率居所有癌种中最低,仅为9%。在临床中有80%以上的患者被诊断时已为晚期,错过手术机会。因此,早期检出和诊断胰腺癌对于提高治疗效果和患者生存率具有重要意义。然而,由于胰腺位置较深、临床症状隐匿,目前的临床常用的成像方法如计算机断层扫描(CT)和磁共振成像(MRI)很难精准检测到较早期的胰腺癌病灶。因此,迫切需要灵敏度高的成像检测方法。   

       分子成像是诊断和治疗胰腺癌的新型检测工具,区别于传统影像方法在解剖结构发生变化时诊断病灶,能够在分子和细胞水平上检测到疾病及其变化。磁粒子成像(MPI)是一种新兴的分子成像技术,可检测氧化铁粒子的磁化强度变化,而MRI测量的是水质子核磁化强度的变化。因此,MPI具有更高的成像灵敏度,并且几乎没有背景信号和组织衰减;能够直接检测超顺磁纳米粒子(SPION)的含量并且提供阳性信号,同时无电离辐射。但是,MPI的组织分辨率相对较低,并且无法提供解剖结构信息。因此,将MPI与光学成像(FMI)和MRI三者结合可以补充各自成像优势,能够更精准在体成像检测胰腺癌。   

       本研究基于胰腺癌细胞特异性表达的Plectin靶点,研发了靶向多模态成像纳米探针(PTP-Fe3O4-IRDye800CW),开展胰腺癌皮下肿瘤和原位肿瘤模型的在体MPI多模态成像研究(图1)实验结果表明,MPI与FMI/MRI三模态成像的结合能够实现胰腺癌的高灵敏及大深度的成像检测,结合CT成像能够进行空间定位。该新型多模态成像方法为早期高灵敏检测微小肿瘤及肿瘤手术边界界定等提供新的技术手段。此外,PTP-Fe3O4-IRDye800CW纳米粒子的主要成分是生物相容性材料,因此该纳米粒子具有良好的临床转化潜力。   

       该论文由北京协和医院放射科博士生张文佳为及北京大学第三医院超声科梁晓龙教授作为并列第一作者;北京协和医院放射科金征宇教授、薛华丹教授和分子影像北京市重点实验室杜洋研究员、分子影像北京市重点实验室/北航-首医大数据精准医疗高精尖创新中心田捷研究员作为并列通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金委、国家科技部、北京市科委等项目的资助。

图1. 使用靶向PTP-Fe3O4-IRDye800CW分子探针对原位和皮下胰腺癌动物模型进行MPI等多模态成像检测