科学家在代谢MRI上取得重大进展——更好的癌症成像

　　来自弗莱堡大学医学中心、德国癌症协会(DKTK)和其他地方的一组科学家在使用…

　　

来自弗莱堡大学医学中心、德国癌症协会(DKTK)和其他地方的一组科学家在利用代谢磁共振成像(MRI)实时观察体内代谢过程方面取得了重大突破。

他们已经开发出一种方法，以一种经济、安全、快速的方式修改体内天然存在的分子，大大提高了它们在MRI扫描中的可见性。这在个性化癌症诊断以及其他应用中发挥着重要作用。他们的研究结果于2023年7月13日发表在《Angewandte Chemie International Edition》杂志上。

“我们已经找到了一种简单、快速、安全的生产生物造影剂的方法，甚至可以看到新陈代谢。这使我们能够实时观察癌症代谢，为个性化癌症医学开辟了全新的视角，”首席研究员Andreas Schmidt博士说，他是德国弗莱堡大学医学中心放射学诊所医学物理系“超极化和代谢MRI”研究小组的负责人。

代谢MRI是如何工作的

在核磁共振成像中，分子的磁性能被检测到。在超极化期间，这些特性在一定时期内被显著放大，导致信号比平时强得多。

从生物学上讲，分子的行为和以前一样。因此，可以无创地观察代谢过程。此外，这种方法是安全的，无辐射的，代谢核磁共振仅需几分钟。这些方面对于需要定期随访检查的患者尤为重要，”NVivion Imaging Technologies GmbH的MR开发总监，共同研究者Stephan Knecht博士解释说。

研究结果包括两个重要里程碑:

1. 在生物相容的水溶液中成功生产高度极化的丙酮酸酯。丙酮酸是体内常见的一种分子，参与中枢代谢过程。该团队使用创新的SABRE方法(可逆交换信号放大)来增强丙酮酸信号。

该工艺允许在几分钟内以低成本生产高灵敏度的生物造影剂，并且无需化学改性。到目前为止，SABRE作为一种方法还不够有效，而且以前不可能在水溶液中生产具有足够纯度的造影剂。相比之下，使用目前建立的方法，造影剂的生产大约需要一个小时或更长时间，并且技术要求很高。

2. 利用开发的高灵敏度生物造影剂，在动物模型中成功地证明了丙酮酸转化为乳酸和丙氨酸。在以前的研究中，能量代谢中的这些转换已经被确定为有用的诊断标记。