生物响应性钆基磁共振成像造影剂的研究进展

刘妍玥， 吴勇杰， 孙 康， 陶 可

上海交通大学 材料科学与工程学院 金属基复合材料国家重点实验室， 上海 200240

磁共振(MR)成像是一种非侵入性体内临床诊断的重要技术[1,2]。磁共振造影剂可以缩短组织中氢核的弛豫时间来使造影剂所在部位的磁共振信号与其他部位的信号相比有显著的变化，从而实现造影成像的增强[3,4]。钆基磁共振造影剂(GBCA)因其含有的三价钆离子(Gd3+)能大幅缩短人体组织中氢核的纵向弛豫时间(T1)，成为了目前应用最广泛的磁共振造影剂[5,6]。现用于临床诊断的商用GBCA有钆喷酸葡胺(Gd-DTPA)、钆特酸葡胺(Gd-DOTA)等，T1弛豫率在3～10 mmol-1·L·s-1。然而，此类GBCA在体内为非特异性分布，在正常的人体组织和病灶处都有造影信号。这种非特异性使得病变诊断中的目标信号与背景信号的比值较小，难以区分病灶部位，并伴有假阳性诊断的风险。为获得较好的成像质量，有时需要在短时间内重复注射GBCA或加倍注射，但这也增加了Gd3+在体内的滞留，以及肾原性系统性纤维化(NSF)的患病风险[7,8]。为解决上述问题，近年来众多研究侧重于生物响应性GBCA的开发，旨在对病灶部位进行特异性成像诊断[9-12]。相较于现有的商用GBCA，生物响应性GBCA在同等剂量注射时不仅拥有更显著的成像效果，还能适当延长其在体内的滞留时间，并拥有以亚毫米级的分辨率对组织内部的酶活性、离子通量、氧化还原状态、pH等特异性病理指标进行成像和定量的能力[13,14]。这些特性大大提高了诊断的敏感性，避免了多次重复注射GBCA，并为疾病的早期精确诊断提供了可能。……