化学化工学院
化学生物学系

凌代舜教授团队合作发表《Exploration》综述文章:动态转换磁共振成像造影剂

发表时间:2021-10-17 03:28作者:MaterialsViews微信公众号

临床上,造影剂的使用能够强化病变部位与正常组织之间的磁共振成像信号差异,从而提高疾病诊断的灵敏度和准确度。然而,由于体内多重生理及病理屏障阻碍了造影剂的靶向递送,常规浓度依赖型造影剂的成像效果受到限制,难以精准识别微小病灶。值得注意的是,动态转换磁共振造影剂能够在疾病微环境刺激下发生结构、电荷及组装行为等的变化,从而导致其对水质子弛豫的影响发生改变,进而实现成像功能在疾病部位定点可控激活。这在很大程度上减少了造影剂体内非特异性分布对成像效果的影响,能够精准有效地实现对疾病部位的成像。

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图1. 动态转换磁共振造影剂在疾病微环境刺激下发生结构改变,进而实现成像信号定点可控激活。


上海交通大学凌代舜教授团队和浙江大学李方园教授团队近日在Exploration上发表了题为“Dynamically Switchable Magnetic Resonance Imaging Contrast Agents”的前瞻性文章。作者提出的基于动态转换磁共振造影剂的成像策略,有望在临床诊断中实现成像信号在疾病部位特异性“开启”、在正常组织“关闭”,对于重大疾病早期诊断、微小病灶精准定位方面具有广阔的应用前景。文章介绍了动态造影剂的设计构建及其可调控的成像功能转换性能对疾病诊断的影响,并对其当前面临的挑战和未来发展方向进行了展望。


作者们首先以相关文献为例,重点介绍了疾病部位T1信号激活和T1-T2信号双激活两种动态磁共振造影剂的巧妙设计、信号可控转换机理及其在重大疾病灵敏诊断,尤其是微小病灶成像方面发挥的重要作用。最后,深入讨论了现阶段动态磁共振造影剂基础研究和临床转化方面存在的挑战及未来发展方向,比如研发可经肾清除的动态造影剂以提高其生物安全性,研究基于动态造影剂的疾病诊疗一体化应用以及在大动物体内评估动态造影剂的成像性能等等。除此之外,高场磁共振成像系统(≥7T)具有更高的分辨率,是未来磁共振成像技术的发展趋势之一。然而高场成像系统也对造影剂的设计有更高的要求,作者提出开发适用于高场的动态磁共振造影剂,结合高场体系高分辨率的优势,以及动态造影剂高特异性、灵敏性的特点,有望最终实现组织病理学水平的非侵入性疾病可视化。

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图2. 动态磁共振造影剂的未来发展方向


引用格式:

Q. Wang, Z. Liang, F. Li, J. Lee, L. E. Low, D. Ling, Exploration2021, e210.https://doi.org/10.1002/EXP.20210009