基于EGFRvIII MR/PET双模态分子成像技术实时评价肿瘤靶向治疗效果的研究

随着肿瘤靶向治疗的广泛应用，实时有效评价治疗效果是临床面临的一大难题，分子影像学的发展为解决这一难题带来了希望。常用分子探针特异性不强，靶点与成像模式单一，缺乏定量分析标准，从而限制了其对治疗后肿瘤早期生物学变化的有效监测。探索发展高灵敏度、高分辨率、高特异性分子探针和多模态联合成像技术与定量分析方法成为在体实时评价肿瘤靶向治疗效果的研究方向。本课题在前期研究基础上，选择与靶向药物敏感性以及肿瘤预后相关的表皮生长因子受体III型突变体(EGFRvIII)作为靶点，与超顺磁性氧化铁纳米颗粒耦联获得靶向探针。通过MR联合18F-FDG PET成像显示移植瘤小鼠肿瘤部位EGFRvIII表达水平与组织代谢活性并进行定量分析，通过靶向药物干预实验观察成像变化并与组织病理学指标对照，研究其间关系，为利用无创性分子成像技术与定量分析方法从细胞和分子水平实时有效评价肿瘤靶向治疗效果提供理论和方法学依据。

研究背景与目的.肿瘤细胞表面可表达特异性膜蛋白受体，依据受体-配体特异性结合的原理制备肿瘤靶向分子探针，通过体内成像有助于肿瘤的早期、特异性诊断与实时动态疗效评价。本课题尝试应用小分子寡肽与氧化铁纳米颗粒偶联制备MR靶向分子探针，通过体外与体内实验验证此探针用于体内成像的可行性，为MR靶向分子探针的制备与应用提供理论依据与方法学基础。.研究内容 .1. 制备靶向探针：用聚乳酸修饰超顺磁性氧化铁纳米颗粒，再与七肽分子偶联获得靶向探针（LTVSPWY-PLA-SPIOs），采用透射电子显微镜 (TEM)与动态光散射仪 (DLS)检测探针粒径大小、分布及zeta表面电位，3.0 T MR检测弛豫率。.2. 体外验证探针靶向性:将靶向探针与高表达HER2的肿瘤细胞共同孵育，荧光显微镜与透射电镜下观察探针分布以及细胞对探针摄取情况，MR下采集细胞T2WI序列图像，检测T2信号值，以非靶向探针PLA-SPIOs 做对照组，以不添加探针的肿瘤细胞为空白对照，比较各组间T2信号值。.3. 动物体内成像：构建裸鼠移植瘤模型，分组后分别注射靶向探针和非靶向探针，不同时间点于3.0 T 下观察肿瘤MR T2信号变化；成像完成后取肿瘤组织，HE染色观察肿瘤生长状况；普鲁士蓝染色观察铁颗粒的分布情况。.重要结果及关键数据 .1. 靶向探针核心粒径大小为(13.900±1.600)nm，表面粒径为(122.000±5.500)nm，表面电位与弛豫率分别为(－30.700±2.200)mV和97.30mM-1S-1。.2. 荧光显微镜下靶向探针分布于肿瘤细胞表面，显示清晰的绿色荧光，透射电镜显示细胞内有簇状分布的纳米铁颗粒，MRI靶向探针组细胞呈短T2低信号，与对照组与空白组T2信号间有统计学差异。由此表明靶向探针能够与高表达HER2肿瘤细胞特异性结合。.3. 实验组裸鼠肿瘤T2WI成像呈短T2低信号且逐渐降低，12h后趋于稳定，肿瘤信号强度明显低于肌肉组织，HE染色及普鲁士蓝染色进一步证实靶向探针聚集于肿瘤组织，以上结果表明靶向探针可用于体内成像。.科学意义.小分子寡肽与SPIO偶联获得的MR靶向探针具有良好的物理学表征与磁学特性，体外与体内实验证实其可与肿瘤表面特异性受体结合，满足靶向成像的基本要求，为恶性肿瘤特异性诊断、治疗监测与疗效评价提供了理论依据。