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西北大学樊海明教授团队在早期肝癌影像诊断特异性纳米对比剂研究方面取得进展
2024/04/16
图 肝细胞特异性MnFe2O4-EOB-PEG纳米对比剂开发及磁共振肝胆成像
在国家自然科学基金项目(批准号:82150301)等资助下,西北大学樊海明教授团队研发了一种新型、高灵敏度的肝细胞特异性纳米对比剂,研究成果以“一种增强磁共振肝胆成像的肝细胞特异性纳米颗粒(A Hepatocyte-targeting Nanoparticle for Enhanced Hepatobiliary Magnetic Resonance Imaging)”为题,于2022年12月19日在线发表于《自然•生物医学工程》(Nature Biomedical Engineering)杂志。论文链接:https://www.nature.com/articles/s41551-022-00975-2。
肝癌包括原发性肝癌及胆管癌等是全球最常见的、高致命性肝脏恶性肿瘤。肝癌是目前唯一可通过影像进行临床诊断的恶性肿瘤,而增强磁共振肝胆成像被认为是目前最灵敏的肝癌影像诊断手段。但是,目前临床应用的肝细胞特异性对比剂钆塞酸二钠(Gd-EOB-DTPA)的信号增强低、特异性和亲和力不足,导致其对小于1 cm的早期肝癌微小病灶难以定性检出,无法满足肝癌早期影像诊断的临床需求。
针对上述难题,樊海明教授团队在前期医用磁性纳米材料研究基础上,设计了一种新型肝细胞特异性的准顺磁超小锰铁氧体纳米对比剂(MnFe2O4-EOB-PEG)。该对比剂通过与SLC39A14 和OATP1两种受体高效结合,特异性靶向肝细胞,实现了早期肝癌微小病灶的精准影像检出(图)。研究结果表明,所设计的MnFe2O4-EOB-PEG纳米对比剂的T1弛豫效能较临床Gd-EOB-DTPA提高了2倍,有效提升了成像灵敏度。大动物磁共振肝胆成像结果表明,MnFe2O4-EOB-PEG的肝对比度较临床Gd-EOB-DTPA提高5.8倍,可清晰分辨0.5毫米的肝管;肝实质显像耗时也从15分钟压缩到5分钟,显著提高了影像检查效率。肝癌成像结果显示,MnFe2O4-EOB-PEG对于微小肝癌病灶(< 0.5厘米)的检出率可达92%。此外,该对比剂在猴胆梗阻模型上可清晰显示梗阻位置与梗阻程度,有望用于无创胆管成像。初步完成临床前小动物和大动物安全性评价,结果均显示MnFe2O4-EOB-PEG具有良好的安全性,可通过肝、肾快速清除,7天残留率小于1%,具有较好的临床转化潜力。
该研究不仅为肝癌早期发现提供了新的影像诊断工具,也为高特异性影像对比剂的设计提供了新策略。
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