分子探针Tf-SPION在肝癌早期介入治疗中的应用分析

目的探讨分子探针转铁蛋白超顺磁性氧化铁颗粒(Tf-SPION)在肝癌早期介入治疗中的应用价值。方法2009年8月至2013年12月临床确诊的肝癌患者120例,均给予早期经导管动脉化疗栓塞介入治疗,在介入治疗前后均进行基于分子探针Tf-SPION的MR诊断。观察病灶部位的MR影像学特征,特别是对肿瘤富血供组织与肿瘤乏血供组织进行区别判断。在介入治疗后1个月与3个月进行肿瘤治疗效果的判断。结果所有患者均顺利完成MR检查,肝癌病灶部位在T1WI上全部为低信号,T2WI上病灶表现为高信号,周围肝组织的平均表现弥散系数(ADC值)(1.73±0.46)×10^(-3)mm^2/s,肝癌病灶部位的ADC值(1.54±0.40)×10^(-3)mm^2/s。肝癌病灶部位的ADC值明显低于周围肝组织,差异有统计学意义(P<0.05)。肿瘤富血供组织的ADC值明显低于乏血供组织,差异有统计学意义(P<0.05)。介入治疗3个月后的有效率为87.5%,明显高于介入治疗1个月的有效率75.0%,差异有统计学意义(P<0.05)。介入治疗1个月后患者的ADC值为(1.63±0.64)×10^(-3)mm^2/s,介入治疗3个月后的ADC值为(1.78±0.31)×10^(-3)mm^2/s,均明显高于介入治疗前的ADC值(P<0.05)。结论肝癌早期介入治疗能取得比较好的预后效果,分子探针Tf-SPION在介入中的应用能指导治疗方案的选择与疗效的评定,值得推广应用。

用于肼检测的新型芘基荧光分子探针的合成与性能

利用1-芘甲醛优良的荧光性质,将其作为母体进行基团修饰,经过^(1)H-NMR和HRMS对结构进行表征,证实成功构建了肼荧光分子探针PMIDO。在DMSO-H2O体系中,PMIDO只能显示弱的荧光;在加入肼后,在含水量70%的条件下,显示出强的蓝色荧光,呈现出开灯型的荧光探针特征,检出限可达1.41×10^(-7)mol/L。同时,该探针对肼的检测呈现出高选择性和稳定抗干扰性,适用于5~10的pH范围,并在30 s内完成响应。进一步阐述了其荧光检测机制,即与肼反应后生成腙,为反应型肼的荧光检测提供有益参考。

二肽基肽酶-Ⅳ有机小分子荧光探针的研究进展

二肽基肽酶-IV(DPP-IV)是一种重要的跨膜糖蛋白水解酶,与各种生理过程和疾病密切相关,检测DPP-IV的有机小分子荧光探针被相继报道,是当前研究生物酶检测的热点。首次综述了用于DPP-IV体外和体内检测及成像的3类有机小分子荧光探针,分别是非近红外荧光探针(λ_(em)<650nm)、近红外荧光探针(λ_(em)>650nm)和双光子荧光探针,对比并总结了三种探针的设计原理、结构特点、生物应用情况及其在DPP-IV相关疾病诊断中的应用,并探讨了DPP-IV活性检测在未来发展方向上所面临的挑战。

新型胃泌素释放肽受体靶向PET分子探针应用于肿瘤显像的研究进展

胃泌素释放肽受体(GRPR)是一种属于铃蟾肽受体家族的G蛋白偶联受体,主要分布于整个胃肠道和中枢神经系统,通过与其配体胃泌素释放肽结合发挥生物学作用。近年研究发现,GRPR在许多恶性肿瘤中过度表达并参与恶性肿瘤的发生发展,如乳腺癌、前列腺癌、肺癌、胰腺癌和多形性胶质母细胞瘤等。正电子发射计算机断层扫描(PET)是一种通过检测放射性标记物质在人体内部的分布和浓度来提供图像的医学成像技术,能够提供更全面、准确的诊断信息。已有研究表明靶向GRPR的PET显像在多种恶性肿瘤的诊断、治疗监测和预后评估等方面发挥重大作用,因此,开发特异性强、亲和性高的GRPR探针对肿瘤的诊断与治疗意义重大。本文针对已报道的新型GRPR靶向PET分子探针的种类及肿瘤显像的应用展开综述,以期为GRPR靶向PET分子探针的研发及临床转化提供新思路和新方向。

凋亡小分子探针在急性大脑中动脉栓塞和再通模型中的应用

目的探讨凋亡小分子探针CYS-F在急性大脑中动脉栓塞和再通模型中活体分子成像的可行性,分析其反映病变程度的能力。材料与方法阿霉素诱导Hela细胞凋亡,体外验证探针靶向能力;模拟临床,构建小鼠急性大脑中动脉栓塞模型(n=15)和再通模型(n=15),行磁共振血管成像评估靶血管情况;经尾静脉注射CYS-F探究探针分布情况。建模24 h后,T2WI评估病灶体积,近红外成像活体评估细胞凋亡情况。采用尼氏染色和c-fos染色比较两组的差异。结果CYS-F有较好的体外细胞凋亡靶向能力。建模后多普勒血流仪和磁共振血管成像显示,栓塞组成功栓塞大脑中动脉,再通组大脑中动脉复通;近红外成像显示栓塞组大脑中动脉区域荧光信号缺失。建模24 h后,T2WI显示再通组梗死灶体积率明显小于栓塞组(0.055±0.015比0.512±0.220;t=19.761,P<0.001)。栓塞组荧光强度较再通组强,靶背景比分别为1.215±0.162、0.731±0.085(t=10.252,P<0.001)。栓塞组可见大量激活的神经元细胞表达c-fos蛋白,尼氏染色可见大量细胞发生核固缩和裂解。结论小鼠急性大脑中动脉栓塞模型和再通模型贴近临床,应用CYS-F小分子探针可在体对细胞凋亡成像,反映梗死程度,且能在注射初期反映局部组织血流灌注情况。

半胱天冬酶3靶向分子影像探针在肿瘤细胞凋亡监测中的应用进展

细胞凋亡与恶性肿瘤的发生、发展密切相关。因此,早期动态监测细胞凋亡对恶性肿瘤治疗效果评估以及指导后续治疗具有重要意义。分子影像是一种新兴的无创显像技术,能够可视化单个分子或特定细胞亚群,从而反映活体状态下分子水平变化。半胱天冬酶3(Caspase-3)是细胞凋亡的半胱天冬酶级联反应过程中至关重要的死亡执行蛋白酶,能够启动细胞内蛋白的特异性降解,从而诱导细胞凋亡。设计靶向Caspase-3的分子影像探针,能够实时监测治疗过程中肿瘤部位Caspase-3表达,精准评估治疗效果,从而为个体化治疗提供可靠依据。根据与Caspase-3不同的作用方式,Caspase-3分子影像探针主要分为Caspase-3抑制剂类和Caspase-3多肽底物类分子影像探针。这两类探针对Caspase-3均具有良好的靶向特异性和选择性,已成功应用于实时显像小鼠或人体治疗早期的肿瘤细胞凋亡。但这些探针仍有一定不足,如灵敏度低、组织背景高、代谢速度快等,尚需进一步优化。

乳腺癌诊断小分子放射性探针的研究进展

乳腺癌严重威胁女性健康,临床上对其进行精准分型是有效治疗的前提,正电子发射断层扫描(positron emission computed tomography,PET)和单光子发射计算机断层扫描(single photon emission computed tomography,SPECT)技术正在乳腺癌诊断方面发挥重要作用,而放射性探针是PET和SPECT技术的核心,对乳腺癌诊断探针的研究进行总结和分析有望对开发新型探针和用好经典探针产生启迪。基于历年来国内外发表的关于乳腺癌诊断的小分子放射性探针的文献进行总结和分析,从乳腺癌的分型和活检技术遇到的挑战为切入点,介绍了PET和SPECT技术在乳腺癌诊断方面的独到优势,总结了靶向雌激素受体、孕激素受体、人表皮生长因子受体-2的小分子探针的发现历程和研究进展,最后提出了目前主流探针[^(18)F]16α-氟雌二醇和[^(18)F]21-氟代呋喃基去甲孕酮在实际临床应用中遇到的问题和可能的解决办法,也对这些经典探针未来临床应用方面的研究方向提出了一些建议。现有乳腺癌诊断小分子放射性探针均存在脂溶性强、代谢特征不够优良的缺陷,开发新型探针以拓展核医学影像技术在乳腺癌诊断方面的应用具备重要的现实意义。

一种罗丹明内酰胺类高分子pH荧光探针的合成及性能

用罗丹明B、丙烯酰胺等为主要原料,设计制备出一种高分子pH荧光探针PRAM,在结构表征的基础上,探究此探针的光物理性质和活细胞的荧光成像。结果表明,探针PRAM的pKa为4.30,在pH为3.0~7.0区间内,对H+表现出高度灵敏性和选择性,可实时监测体系pH变化。在pH为5.0~6.0区间内,其585nm下的荧光强度与pH呈现出良好的线性关系,线性相关系数为0.9955,可用来精确测定体系的pH。在常见的金属离子存在下,PRAM表现良好的抗干扰性和选择性。同时还具备很好的可逆性,可重复利用。PRAM具有良好的水溶性和膜透性,弱酸性条件下可快速穿透细胞膜,并能实现活细胞pH变化的荧光成像。因此,可用于弱酸环境下细胞器(如溶酶体、癌细胞等)内生理pH变化的检测。

近红外二区激活型小分子荧光探针研究进展

近红外二区(NIR-Ⅱ)荧光成像具有优良的组织穿透深度和空间分辨率,广泛应用于生物医学领域。与传统的常亮型荧光探针相比,激活型探针只有当特定的生物标志物存在情况下才会发生荧光信号变化,因此具有更高的信背比,会进一步提高区分病变与正常组织的准确度和可靠性。基于此,本文按照生物疾病模型进行分类,系统总结了近5年报道的近红外二区激活型小分子探针的结构、响应机理以及活体应用,并对目前激活型小分子探针面临的问题及发展方向进行简要介绍。

含氟磺酰基的靶向PD-L1小分子PET探针的合成及其初步生物学评价

大量研究数据显示,抗肿瘤免疫治疗的效果与肿瘤中细胞程序性死亡配体1(PD-L1)的表达水平呈正相关。使用放射性核素标记的探针进行正电子发射计算机断层扫描(PET)成像可以准确定量患者全身PD-L1表达水平的动态变化。以联苯类PD-L1小分子抑制剂的母核为结构基础进行优化,并引入氟磺酰基,成功合成靶向PD-L1的小分子化合物8。通过质谱、核磁(^(1)H/^(13)C/^(19)F NMR)表征验证了化合物8的结构正确,并利用均相时间分辨荧光(TR-FRET)测得其抑制PD-1/PD-L1结合的IC_(50)值为237.2±9.37 nM。体外细胞毒性实验表明:化合物8具有良好的生物相容性。通过“^(18)F-^(19)F”一步法标记合成小分子PET探针[^(18)F]8,放射转化产率达79%,放射化学纯度大于98%,在PBS和小鼠血清中均保持高度稳定,脂水分配系数为1.87±0.19。探针[^(18)F]8在小鼠黑色素瘤B16-F10细胞中的最大摄取值达到2.23±0.05%AD,且可被化合物8显著阻断(0.24±0.21%AD)。因此,简单、快速、高产的标记方法和对PD-L1良好的亲和力为探针[^(18)F]8的PET显像提供了基础。

免疫检查点靶向小分子PET探针的制备及表征

程序性细胞死亡蛋白-1(PD-1)及其配体-1(PD-L1)作为免疫治疗的关键靶点,其表达水平与患者对免疫治疗的应答情况密切相关,准确检测PD-L1的表达水平具有重要的临床意义。以PD-1/PD-L1小分子抑制剂的联苯甲基芳基醚核心结构为靶向基团,引入金属离子螯合剂NOTA对其结构进行修饰,合成前体NOTA-LP。利用正电子核素^(68)Ga和^(18)F分别对其进行放射性标记,获得分子探针[^(68)Ga]NOTA-LP和[^(18)F]AlF-NOTA-LP,放射化学纯度均高于95%,放射化学产率分别为39.3%±4.8%和21.9%±8.6%,脂水分配系数分别为1.53±0.04和2.04±0.13。在PBS和小鼠血清中孵育2 h后,探针的放射化学纯度均大于95%,表明其稳定性良好。细胞摄取实验证实了探针[^(68)Ga]NOTA-LP和[^(18)F]AlF-NOTA-LP可以在细胞水平上对PD-L1表达水平进行检测。

生物标记物及探针在胃癌分子影像诊断中的研究进展

胃癌在世界范围内仍然是一种发病率和死亡率较高的恶性肿瘤,其发病较为隐匿,发现时已经处于晚期,缺乏有效的个体化治疗方法,预后也较差.如果胃癌能够实现早期诊断,可以极大程度提高患者的生存率,然而目前传统的成像方式缺乏特异性与敏感性.近年来,分子成像技术蓬勃发展,可以在细胞和分子水平对胃癌进行非侵入性地动态监测,为临床选择治疗方案、评估疗效和预后提供更多的参考信息.本文就胃癌的生物标志物以及在各种成像模式下的分子探针做一综述.

恶性黑色素瘤PET分子影像探针的研究进展

恶性黑色素瘤是一种侵袭性强且预后不良的肿瘤类型,其预后和疗效很大程度上取决于诊断时疾病的临床分期。PET/CT是一种放射性核素示踪医学影像技术,利用癌细胞的特异性标志来获取有关肿瘤的信息,用于区分肿瘤组织和正常组织。^(18)F-FDGPET已广泛应用于肿瘤原发及转移灶的显像,然而其对恶性黑色素瘤的微小转移灶和非代谢活性病灶的检出率低且其为泛肿瘤探针。进一步开发新型的恶性黑色素瘤特异性PET分子影像探针仍然具有较高的临床价值。本文基于恶性黑色素瘤的发生率、预后信息及诊疗现状,对现有报道的恶性黑色素瘤新型PET分子影像探针的研究进展做一综述。

分子影像探针在肺癌诊疗中的应用进展

肺癌作为全球第二高发的癌症类型,占所有新发病例的11.4%,致死率高达所有癌症相关死亡的18.0%。早期发现、诊断与及时治疗对于降低肺癌死亡率至关重要。得益于分子影像学的持续进步,多种分子影像探针在肺癌的早期筛查、诊疗和预后评估中得到了广泛运用,且取得了显著成效。本文重点探讨了当前应用最广泛的^(18)F-FDG探针以及新型非FDG分子影像探针的作用机理、靶点及其在临床实践中的应用,旨在为分子探针在肺癌诊疗领域的未来发展与应用提供参考。

水溶性荧光探针在氨基酸分子识别中的研究进展

氨基酸作为一类重要的生物小分子,既是构成蛋白质的基本单元,同时也参与多种生理过程,包括神经系统调节、免疫功能调节及能量供应等。此外,光学纯的氨基酸还可以作为不对称合成与催化的手性源和手性配体。因此,氨基酸的化学选择性和对映选择性识别在生命医药和不对称合成领域均有深远的研究意义。基于荧光探针高灵敏性、实时性和易于操作的优势,以及分析底物氨基酸的优良水溶性,开发水相中对氨基酸具有优异分子识别能力的荧光探针是一项重要的工作。综述了近五年应用于氨基酸分子识别的水溶性荧光探针研究进展,并展望了该领域的研究方向。

靶向程序性细胞死亡蛋白配体-1多肽类放射性核素标记分子探针研究进展

程序性细胞死亡蛋白配体-1(PD-L1)是一个重要的免疫检查点分子,在调节机体免疫反应方面发挥重要作用。临床研究表明,肿瘤组织中PD-L1的表达水平与免疫检查点抑制剂疗效密切相关。由于肿瘤的时空异质性,临床上常用的免疫组织化学方法不能全面准确地反映患者体内PD-L1的表达水平,而核医学分子影像技术可在分子水平上无创、实时、动态、可视化监测机体内PD-L1的表达水平。本文主要针对靶向PD-L1多肽类放射性分子探针的研究进行综述,为寻找新型免疫成像的多肽类分子探针及免疫治疗适宜患者的筛选和疗效评估等提供指导。

新型分子探针PET/CT显像在分化型甲状腺癌中的研究进展

近年来,分化型甲状腺癌(DTC)的发病率呈显著增高趋势,PET/CT在DTC患者诊疗中的应用也备受瞩目,其将解剖学与功能学成像相结合,实现了分子水平可视化。氟18-脱氧葡萄糖(18F-FDG)已被证实为细胞代谢的标志物,是目前使用最广泛的PET放射性药物。除18F-FDG外,多种新型分子探针也有望从基础研究走向临床,用于DTC显像并指导治疗。本文主要阐述了新型PET分子探针的作用机制及研究进展,以期为新型分子探针在DTC诊疗领域的发展与应用提供参考。

HER2放射性分子探针应用于肿瘤诊疗的研究进展

人表皮生长因子受体2(HER2)在多种肿瘤中异常表达或突变,促进与细胞增殖和肿瘤发生相关的多种信号通路的启动,是肿瘤诊疗的重要靶点之一。核医学利用放射性示踪技术精确定位病灶,通过PET/SPECT显像技术实现肿瘤早期诊断及治疗监测。HER2放射性分子探针,包括抗体、小分子多肽、亲合体及锚蛋白重复蛋白等类型,正处于积极研发及临床前/早期临床研究阶段,为核医学领域研究热点之一。本文基于HER2放射性分子探针种类与乳腺癌、卵巢癌、胃癌等HER2阳性肿瘤疾病分类,对核医学技术应用于HER2阳性肿瘤诊疗的研究进展作一综述。

刺激响应型SERS探针在分子医学领域的应用

在众多分子医学工具中,刺激响应型光学探针可根据特定的外部刺激改变其光学特性,提高检测的选择性和分辨率,为疾病的诊断、治疗、愈后监测提供了有力的支持。表面增强拉曼散射(SERS)光谱技术基于表面等离子共振原理,能够在纳米尺度上增强吸附在SERS基底上的分子的拉曼信号,显示出分子的结构信息,具有高准确度、多待测物同时检测的优点。大量研究表明,设计构建刺激响应型SERS(SR-SERS)探针,能够进一步提高检测的选择性和成像分辨率,同时利用靶向修饰和微创提取可获得检测对象有价值的实时信息,从而使该技术能够被广泛应用于分子医学领域。该文介绍了不同种类SR-SERS探针的基本原理和构建方法,就其近五年在分子医学领域的应用进展进行了概述,并对其在分子医学领域的发展趋势进行了讨论。

基于能量转移的光响应型生物探针在分子医学方面的应用

在各种生物传感和成像探针中,光响应型探针由于具有高特异性和高灵敏度等优点而被广泛应用。其中,基于能量转移的光学生物传感和生物成像技术具有较优异的高信噪比,可以实现更灵敏、更广泛和更精准的传感与测量。该文基于Förster共振能量转移(FRET)、纳米金属表面能转移(NSET)和等离子体共振能量转移(PRET)3种能量转移过程,介绍了光学生物传感和生物成像技术在疾病研究与治疗领域中的应用范例,可为基于能量转移的光学生物探针的开发和实际应用提供参考。此外,探讨了现有检测方法存在的问题,展望了基于能量转移的光学生物传感器和生物成像技术的前景与未来发展趋势。