[发明专利]一种活体肿瘤显像靶分子及其特异性探针

说明书

技术领域

本发明属于分子影像学领域，涉及一种活体肿瘤显像靶分子及其特异性探针。

背景技术

分子影像学(molecular imaging)是运用影像学手段显示器官水平、组织水平和细胞水平的特定分子，反映活体状态下分子水平变化，对其生物学行为在影像方面进行定性和定量研究的科学。分子影像学是近年来分子生物学和细胞生物学技术空前发展，以及转基因动物模型、新兴而高效的成像探针和药物的应用的结果，是将分子生物学技术和现代医学影像学相结合而产生的一门新兴的边缘学科。经典的影像诊断(CT、MRI等)主要显示的是一些分子改变的终效应，具有解剖学改变的疾病；而分子影像学通过发展新的工具、试剂及方法，探查疾病过程中细胞和分子水平的异常，在尚无解剖学改变的疾病前检出异常，为探索疾病的发生、发展和转归，评价药物的疗效，为分子水平疾病的治疗开启了一片崭新的天地。

分子影像学具有独特的优势，能够早期发现疾病(如肿瘤)的分子变异及病理改变过程，可在分子水平上评估被治疗靶目标的效果^[1]。例如就癌症而言，当前检测疾病的参数只能了解肿瘤体积大小和解剖定位，分子影像技术可获得许多新的检测参数，如肿瘤生长动力学评估、恶变前的分子异常检测、血管发生生长因子、肿瘤细胞标记物、基因改变等，活体分子成像可允许无损生物体微环境的状况下进行发病机制的研究，此外，分子影像有可能通过活体实时分子靶目标评估来促进药物发展。分子成像与影像导引治疗系统结合，使我们有可能在识别疾病的同时即进行直接治疗。

分子影像可以提高临床诊治疾病的水平，许多疾病始于基因和基因表达异常，继而代谢失常、功能障碍，最后才表现出组织形态变化和症状体征，只有在分子水平发现疾病，才能真正达到早期诊断并针对性治疗，如基因治疗。另外，分子影像可提示肿瘤的恶性程度和预后，分子影像还可提供独特的诊断能力，通过观察代谢改变，可以在肿瘤化疗开始数天内，明确化疗是否有效，以便及时调整用药。分子影像技术是影像医学近年来最大的进步，也代表了今后医学影像技术发展的方向。

传统的影像学技术，如断层扫描(CT)和磁共振成像(MRI)，依靠物理学和组织学的改变来发现和诊断疾病。分子影像学则是利用分子探针和现有的成像技术发现分子水平或细胞水平的异常。目前常用的分子影像学技术有核医学成像技术，尤以正电子断层成像(PET)和单光子发射断层成像(SPECT)的分子显像研究最受关注，而且在临床上已经得到一些应用，比如用SPECT显示癌症的骨转移等等。目前需要进一步开发新的探针扩大其应用范围；磁共振成像技术，包括MRI和MR波谱成像都应用于分子影像学的研究。MRI系统现在可达到或接近显微镜的分辨率(数十微米范围)，可对小动物成像，能够进行生理和分子标记物的分析。啮齿动物或其特殊器官的MR成像通常在微小MR(Micro-MR)仪上进行，这种仪器有高磁场和梯度场，其信噪比和空间分辨率显著提高。用磁共振技术进行分子成像的探针是用超顺磁性的纳米粒子作为示踪剂与特异靶分子的配体偶联而成^[2]。光学成像技术，种类繁多，目前以荧光成像、生物发光成像、近红外荧光成像的研究较多^[3]。光学成像的示踪剂与磁性纳米粒子比较，分子量和粒径都小得多，更易于到达靶点部位。与MRI和SPECT相比，光学成像的限制在于发光探针的穿透力有限，为数毫米到十厘米，以前主要用于小动物疾病模型的研究。但光学成像与内窥镜技术和可视导管技术的联合应用，扩展了其应用范围，可用于人体内肿瘤早期诊断、以及辅助微创外科手术切除肉眼不可分辨的微小病灶，是目前研究的热门^[4]。

对于活体肿瘤分子显像学来说，内源性分子表达的显像是目前各个影像技术的难题，但真正的内源性分子表达显像却具有极为重要的意义。如果能够方便地对内源性异常表达的分子显像，我们就有可能在疾病的早期阶段发现并进行治疗而得以根治疾病。