摘要
纖維化是一個動態(tài)過程，其特點是細胞外基質(zhì)持續(xù)積累，這可能導(dǎo)致受影響器官的功能障礙甚至衰竭。纖維化疾病可發(fā)生在任何器官中，包括肝臟。肝纖維化有多種病因，但如今，由于肥胖和糖尿病的發(fā)病率不斷上升，由代謝因素引起的肝纖維化被視為一個重要的社會問題。
目前，由于肝纖維化在中期階段缺乏明顯的臨床癥狀，因此很少能在疾病早期被診斷出來。遺憾的是，對于嚴(yán)重的肝纖維化，目前尚無被批準(zhǔn)使用的抗纖維化療法。近年來，人們一直在努力開發(fā)非侵入性檢測方法，例如血清檢測技術(shù)（如FibroTest）、彈性成像技術(shù)（如FibroScan），以及多因素評分系統(tǒng)（如AST/血小板比值指數(shù)APRI和基于四個因素的纖維化指數(shù)FIB-4）。然而，這些方法的靈敏度和特異性仍然較低，尤其是在疾病早期階段。評估肝纖維化的金標(biāo)準(zhǔn)是肝活檢，但這種方法存在諸多局限性，如具有侵入性、可能引發(fā)并發(fā)癥以及樣本檢測結(jié)果的變異性等。因此，開發(fā)一種非侵入性的技術(shù)來定量檢測纖維化的發(fā)生過程，將有助于更及時、更準(zhǔn)確地評估抗纖維化療法的效果。
當(dāng)肝星形細胞被激活后，它們在肝纖維化的發(fā)生過程中起著至關(guān)重要的作用，因為它們是肝纖維化過程中細胞外基質(zhì)的主要來源。通過影像學(xué)手段檢測這些被激活的肝星形細胞具有重要意義，因為這種方法有助于在疾病早期階段進行診斷，從而及時發(fā)現(xiàn)病理變化并監(jiān)測治療效果。
血小板衍生生長因子受體β（PDGFRβ）是肝星形細胞被激活后的標(biāo)志物，而在靜息狀態(tài)的肝星形細胞上則不存在該受體，因此PDGFRβ可作為肝纖維化的生物標(biāo)志物。此前，研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種針對PDGFRβ的Affibody分子Z09591，該分子的親和力高達亞納米摩爾級別。Affibody分子是一種由58個氨基酸組成的小型多肽分子，具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、易于改造等優(yōu)點。與抗體相比，Affibody分子體積更小，因此更適合作為影像學(xué)檢測工具；它們在生物體內(nèi)的分布速度較快，且能更好地穿透組織，從而有利于進行診斷成像。此前，研究人員曾使用[111In]DOTA-Z09591和[68Ga]DOTA-Z09591對表達PDGFRβ的異種移植組織進行分子成像研究。不過，使用F-18進行標(biāo)記會更具優(yōu)勢，因為F-18具有理想的核特性，非常適合用于正電子發(fā)射斷層掃描（PET）成像。F-18的放射性半衰期為兩小時，因此便于進行成像檢測，同時也能簡化實驗流程。
鑒于PDGFRβ在肝纖維化中的作用，以及Affibody分子Z09591的特性，研究人員推測，這種針對PDGFRβ的放射性標(biāo)記Affibody分子可能適用于檢測肝纖維化。為了驗證這一假設(shè)，研究人員將Affibody分子Z09591與反式環(huán)辛烯基團結(jié)合，并將其標(biāo)記上F-18標(biāo)記的四嗪基團，從而得到了放射性示蹤劑[18F]TZ-Z09591。隨后，研究人員在肝纖維化患者的肝活檢樣本以及利用四氯化碳誘導(dǎo)的小鼠肝纖維化模型中，對[18F]TZ-Z09591進行了體外及體內(nèi)實驗研究。
使用nanoScan PET/CT設(shè)備
在進行成像研究時，每只動物都會被麻醉——通過靜脈注射3%的七氟醚，以0.6升/分鐘的速率在50/50%的氧氣與醫(yī)用空氣混合的混合氣體中實施麻醉。隨后，動物被置于臨床前PET/MRI掃描儀的床上，呈俯臥姿勢進行掃描。掃描過程中，使用加熱裝置來維持動物的體溫，使其保持在37°C。在定位過程中，會先進行一次MRI掃描作為參考。[18F]TZ-Z09591以靜脈注射的方式被注入動物體內(nèi)，注射劑量為10.4±1.3 MBq。掃描過程持續(xù)150分鐘。PET掃描的方案設(shè)計為對動物進行多次全身掃描，每次掃描的持續(xù)時間逐漸增加：每次掃描覆蓋3個身體部位，掃描時間分別為2×5分鐘、2×10分鐘和4×30分鐘。掃描結(jié)束后，動物會被實施安樂死，然后對其全身進行MRI掃描，以便進行解剖結(jié)構(gòu)的對比分析（使用SE MultiFOV掃描模式）。
全身PET/MRI圖像是通過PMOD軟件（由PMOD Technologies公司開發(fā)）進行可視化處理的。在PET圖像和MRI影像中，研究人員首先對感興趣的組織進行分割，這些組織包括大腦、血液、肺、肝臟、脾臟、腎臟、膀胱、骨骼、骨髓、肌肉、小腸以及大腸的上段和下段（每個腸道段的管腔內(nèi)容物也會被納入分析范圍），同時測量每個時間點下這些組織的PET攝取值，并將其表示為SUVmean。整個身體的各個部位也被分別進行分割分析。
在健康大鼠體內(nèi)的體外生物分布實驗中，[18F]TZ-Z09591的血液清除速度很快：20分鐘后，其SUV值就已降至1以下。在所有時間點上，腎臟和膀胱對這種物質(zhì)的攝取量都較高，這一現(xiàn)象在PET圖像中也有明顯體現(xiàn)（見圖4A和圖4B）。在掃描開始后的短時間內(nèi)，肝臟對這種物質(zhì)的攝取量很高，5分鐘時的SUV值為4.07；但隨著時間的推移，肝臟的攝取量逐漸下降：20分鐘時的SUV值為0.64±0.34，240分鐘時的SUV值則為0.20±0.10。這一觀察結(jié)果與使用動態(tài)PET技術(shù)進行的研究結(jié)果一致（n=4，見圖4A和圖4B）。基于動態(tài)PET技術(shù)的體內(nèi)生物分布研究也顯示：肝臟對這種物質(zhì)的攝取量呈下降趨勢，5分鐘時的SUV值為3.37±0.39，而152分鐘時的SUV值則降至0.14±0.05。
● 作者提供的數(shù)據(jù)表明，[18F]TZ-Z09591這種能夠與PDGFRβ結(jié)合的Affibody分子在肝纖維化研究中的應(yīng)用效果非常顯著。這些數(shù)據(jù)強烈說明，[18F]TZ-Z09591能夠特異性地顯示PDGFRβ的表達情況，從而識別出在肝纖維化形成過程中起關(guān)鍵作用的肝星形細胞。這一發(fā)現(xiàn)不僅適用于臨床前肝纖維化模型的研究，也適用于人體組織的檢測。
● 因此，[18F]TZ-Z09591似乎是用于肝纖維化PET成像的理想候選分子。
● 為了進一步驗證其臨床應(yīng)用價值，還需要開展更多的前瞻性研究，以便根據(jù)這些初步的研究結(jié)果來評估[18F]TZ-Z09591在監(jiān)測肝纖維化進展或逆轉(zhuǎn)方面的實際效果。