泰山學(xué)者青年專家高飛團(tuán)隊(duì)在磁共振技術(shù) 引導(dǎo)納米藥物治療結(jié)腸癌中取得重要進(jìn)展
近期，醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像中心泰山學(xué)者青年專家高飛主任醫(yī)師團(tuán)隊(duì)，與天津大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院王生教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合攻關(guān)，在對(duì)比增強(qiáng)磁共振成像技術(shù)引導(dǎo)納米藥物治療結(jié)腸癌的研究中取得重要進(jìn)展，成果“Programmed Size-Changeable Nanotheranostic Agents for Enhanced Imaging-Guided Chemo/Photodynamic Combination Therapy and Fast Elimination”發(fā)表在國際頂尖學(xué)術(shù)期刊Advanced Materials(IF=30.849, 1區(qū)TOP)。
腫瘤靶向給藥可使納米藥物有針對(duì)性地結(jié)合致癌位點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞的特異性死亡而不累及腫瘤周圍的正常細(xì)胞。但納米顆粒在腫瘤中的滯留時(shí)間仍不理想;刺激引發(fā)的納米顆粒聚集雖然可以延長滯留時(shí)間，增強(qiáng)治療效果，但聚集體長時(shí)間的體內(nèi)滯留可能會(huì)帶來高風(fēng)險(xiǎn)組織毒性。更為關(guān)鍵的是，如何應(yīng)用磁共振成像技術(shù)對(duì)腫瘤靶向給藥的治療過程進(jìn)行引導(dǎo)一直是多學(xué)科領(lǐng)域交叉的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)。
該研究通過透射電子顯微鏡成像研究納米診療劑響應(yīng)性的粒徑變化過程，實(shí)現(xiàn)粒徑的兩階段程序性變化;通過3T磁共振成像T2 mapping序列定量納米診療劑pH依賴性的磁共振信號(hào)強(qiáng)度，包括橫向弛豫率R2和橫向弛豫時(shí)間T2，從而得到最佳的pH值;通過小鼠結(jié)腸癌模型和T2 mapping序列，納米診療劑靶向腫瘤組織并使其T2信號(hào)明顯降低，實(shí)現(xiàn)了腫瘤組織的特異性磁共振增強(qiáng)成像。在增強(qiáng)成像信號(hào)的引導(dǎo)下精準(zhǔn)完成結(jié)腸癌的化療/光動(dòng)力聯(lián)合治療，有效地抑制了腫瘤生長。此外，治療后納米診療劑可以快速代謝，提高了納米診療劑的生物安全性。
研究亮點(diǎn)
納米診療劑的初始粒徑為90納米，在弱酸處理后粒徑增大為超過300納米，在光照處理后，粒徑再次降解為17納米左右的單分散顆粒，實(shí)現(xiàn)粒徑的兩階段程序性變化。
通過結(jié)腸癌模型小鼠的尾靜脈注射納米診療劑，腫瘤組織在T2 mapping序列的T2信號(hào)明顯降低，實(shí)現(xiàn)了腫瘤組織的特異性磁共振增強(qiáng)成像，并在增強(qiáng)成像信號(hào)的引導(dǎo)下精準(zhǔn)完成結(jié)腸癌的化療/光動(dòng)力聯(lián)合治療。
通過3T磁共振成像T2 mapping序列定量納米診療劑pH依賴性的磁共振信號(hào)強(qiáng)度，包括橫向弛豫率R2和橫向弛豫時(shí)間T2，得到最佳的pH值，從而在大粒徑聚集體形成后實(shí)現(xiàn)對(duì)比增強(qiáng)的磁共振成像。
納米診療劑在到達(dá)腫瘤組織后可以通過酸性微響應(yīng)性聚集來實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)的磁共振成像，并在增強(qiáng)磁共振成像的引導(dǎo)下精準(zhǔn)完成化療/光動(dòng)力聯(lián)合治療。治療后聚集體快速代謝，提高納米診療劑的生物安全性。
該研究不僅為增強(qiáng)磁共振成像技術(shù)引導(dǎo)腫瘤靶向給藥提供了一個(gè)嶄新的思路，而且為開發(fā)高生物安全性的納米診療劑提出一個(gè)新的概念。醫(yī)學(xué)影像介入治療科的宗維主治醫(yī)師是論文的并列第一作者，醫(yī)學(xué)影像科高飛主任醫(yī)師是論文的并列通訊作者，醫(yī)學(xué)影像科任福欣副主任醫(yī)師、李福艷主治醫(yī)師是論文的共同作者。該研究得到國家自然科學(xué)基金和泰山學(xué)者建設(shè)工程基金的資助支持。
一流的平臺(tái)，一流的團(tuán)隊(duì)
2021年4月，山東第一醫(yī)科大學(xué)附屬省立醫(yī)院整合優(yōu)勢(shì)資源，成立了山東省最大的醫(yī)學(xué)影像中心，在院領(lǐng)導(dǎo)及中心主任王錫明教授的帶領(lǐng)下，不但在醫(yī)學(xué)影像診斷與治療領(lǐng)域保持國際先進(jìn)、國內(nèi)領(lǐng)先水平，更與生命科學(xué)、材料科學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)等進(jìn)行深入的學(xué)科交叉研究與合作，取得了眾多可喜的成績。
高飛主任醫(yī)師為山東大學(xué)和約翰霍普金斯大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)博士，長期從事磁共振腦功能成像研究，組建了一支包含醫(yī)學(xué)影像學(xué)、聽力學(xué)、神經(jīng)病學(xué)和心理學(xué)的多學(xué)科研究團(tuán)隊(duì)。團(tuán)隊(duì)近五年發(fā)表SCI論文(IF>3.0)32篇，其中以第一作者或通訊作者發(fā)表30分以上1篇，5分以上5篇，單篇最高被引用223次。2018年，高飛成功當(dāng)選泰山學(xué)者青年專家，成為醫(yī)學(xué)影像學(xué)專業(yè)首位獲此稱號(hào)者。
高飛主任醫(yī)師主攻神經(jīng)影像學(xué)，擅長磁共振波譜技術(shù)的臨床應(yīng)用，包括腦腫瘤的診斷及分級(jí)、腦卒中的預(yù)后評(píng)估等;與神經(jīng)內(nèi)科長期合作，利用多模態(tài)磁共振成像技術(shù)，在結(jié)構(gòu)、功能、代謝和灌注等多個(gè)維度，構(gòu)建活體人腦網(wǎng)絡(luò)模型，為認(rèn)知損害的早期診斷提供客觀的影像學(xué)標(biāo)記。團(tuán)隊(duì)與神經(jīng)外科合作開展了磁共振高分辨結(jié)構(gòu)成像、彌散譜成像(DSI)和腦血管成像等技術(shù)，對(duì)腦腫瘤術(shù)前一站式評(píng)估，為最大限度保護(hù)患者的語言和運(yùn)動(dòng)功能提供重要的影像學(xué)信息。2020年5月，高飛團(tuán)隊(duì)利用DSI技術(shù)精準(zhǔn)顯示額葉膠質(zhì)瘤對(duì)神經(jīng)纖維束的影響，成功協(xié)助了我院神經(jīng)外科首次應(yīng)用術(shù)中喚醒及神經(jīng)電生理功能區(qū)定位監(jiān)測(cè)技術(shù)切除腫瘤。
